馬鈴薯、蠶豆間作對二者根系的影響

摘要：對馬鈴薯蠶豆間作與單作下兩種作物的根系進行研究。結果表明，馬鈴薯與蠶豆間作可以增加馬鈴薯和蠶豆的根干重和根系活力，但對根含水量影響不大。馬鈴薯與蠶豆間作、單作的根干重和根系活力隨著生育進程的進行不斷增加，到蠶豆結莢期達到最大。在0～80 cm土層中，土層越深、根系干重越小，在40～60 cm土層中根含水率最高、根系活力最強。

關鍵詞：馬鈴薯蠶豆間作；根系分布；根含水量；根系活力

中圖分類號：S344.2 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2014）15-3495-02

Effects on the Roots of Potato and Broad Bean on the Condition of Intercropping

LI Hong-ying

（Tal Town Economic Development Service Center of Datong County in Qinghai Province，Datong 810199，Qinghai，China）

Abstract：In potato/beans conditions， we mainly studied the spatial distribution and variation of potato and bean root number and activity. main results ： intercropping ，to some extent， promotes the formation of roots at the seedling stage ， with the advance of growing stages ， the amount of both root and root weight density was followed a law of small-big-small； Root quantity and weight density in the vertical soil is reveal itself by the type of "T" distribution； the roots moisture content of the vertical space is low in the shallow soil layer and high in the deep， and， with the growth of propulsion， goes a downward trend； root activity showed a decreased trend， and the high point of root activity goes downward.

Key words： potato and broad bean intercropping； roots distribution； root water content； root activity

收稿日期：2014-02-19

基金項目：國家馬鈴薯產業技術體系建設項目（CARS-10-ES29）

作者簡介：李洪英（1980-），女，青海西寧人，助理農藝師，主要從事農業技術推廣工作，（電話）1511093572（電子信箱）qhdtlhy@sina.com。

作物間套作不僅能尋找適合不同作物間協調生長的栽培模式，而且能充分利用土地、時間、肥力及光能等自然資源，從而使農業生產達到高產高效[1]。間套作種植模式能夠充分利用光熱資源[2]，蠶豆與馬鈴薯多樣性種植能有效控制蠶豆赤斑病的發生，改善蠶豆產量構成因素，從而提高產量和經濟效益[3]。蠶豆、馬鈴薯是高原特色作物。馬鈴薯與蠶豆間作后的馬鈴薯產量隨著蠶豆間作行數增加而增加[4-6]，蠶豆與馬鈴薯具有不同的根系特點[7]，豆類根系深，馬鈴薯根系則較淺；分布的范圍大小也不同。兩者帶狀間作種植[8]，能最大限度地利用土壤養分和水分，提高土地利用率。蠶豆具有很好的固氮作用，馬鈴薯生產潛力大，水肥要求高[9]，是一種耗地作物，二者合理間作能發揮豆茬的肥田效應，減少病蟲害的發生，提高農田的產出效益。當今耕地面積減少與糧食需求量增加的矛盾加劇，迫切需要實現農業機械化，提高勞動生產力，增加農產品產值[10]。機械化的間作必將成為蠶豆馬鈴薯間作栽培種植的重要發展方向。本試驗通過研究馬鈴薯蠶豆間作作物根系的空間分布及相關生理指標，探討間作作物根系的相互影響機理，為提高間作作物的生產效率提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

供試蠶豆品種為青蠶12，由青海省農業科學院作物研究所蠶豆課題組提供；供試馬鈴薯品種為青薯168，由青海省農業科學院作物研究所馬鈴薯課題組提供。

1.2 試驗設計

試驗采用火箭盆根控法?；鸺铻镻E材質，圓筒狀，底徑30 cm，高度35 cm，火箭盆水平面積706.5 cm2。使用火箭盆，植物可充分吸收水分、養分，根系發達，幼苗存活率高，最明顯的是使用前后的根系變化，單一根由粗壯變得纖細多根。具體實施辦法為：在試驗田地面上按照近似大田的種植密度安排火箭盆。將三個火箭盆壘成1 m左右的深筒狀，往火箭盆內覆土，再將作物種子播種于火箭盆內。

試驗設單作馬鈴薯（MP）、單作蠶豆（MB）、馬鈴薯蠶豆間作（IBP）3種處理，每處理3次重復。播種量按照大田的密度再結合火箭盆的面積而定（單作馬鈴薯，定苗2株/盆；單作蠶豆，定苗6株/盆；間作時各作物密度均為單作時的1/2）。試驗于2012年4月20日至10月31日在青海省青海大通縣塔爾鎮塔爾灣村進行，試驗地處E101°24′27"、N37°11′22"，海拔2 570 m，年平均氣溫2.8 ℃，最高氣溫39℃，最低氣溫-22.1 ℃，年降水總量548.2 mm，年平均風速2.1 m/s，全年無霜期105 d左右。前茬作物為小麥。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 根鮮重、干重和含水率的測定 分別按0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm 4個土層，在6月5日（苗期）、7月6日（開花期）、8月4日（蠶豆結莢期）、8月25日（收獲期）分別取樣，用密度為100目的尼龍網清洗根系，除去雜質，用濾紙除去根表面水分后稱鮮重，之后在100 ℃下烘干至恒重，測定根干重，并計算根含水率。

1.3.2 根系活力測定 采用TCC法。

2 結果與分析

2.1 間作對馬鈴薯、蠶豆根系干重的影響

圖1中IP代表間作條件下的馬鈴薯，MP代表單作馬鈴薯，IB代表間作條件下的蠶豆，MB代表單作蠶豆。由圖1可以看出，在706.5 cm2面積的0～80 cm土層內，根干重從6月5日（苗期）到8月4日（結莢期）逐漸增加，8月4日以后根干重不再增加。間作下馬鈴薯的根干重明顯高于單作馬鈴薯根干重，并且時間越靠后，高出的幅度越大，間作下蠶豆的根干重明顯高于單作蠶豆根干重，在7月6日高出的幅度最大。

由圖2可以看出，在蠶豆結莢期0～80 cm土層中，土層越深、根系干重越小，間作的根干重高于同土層相應的單作根干重；在0～20 cm土層中， 蠶豆的根干重略高于馬鈴薯的根干重，而在20～80 cm，蠶豆的根干重卻低于馬鈴薯的根干重。由t測驗可知，馬鈴薯與蠶豆間作下馬鈴薯、蠶豆的單株根干重與相應單作的根干重比較分別有顯著和極顯著差異，說明馬鈴薯與蠶豆間作，可以促進馬鈴薯和蠶豆根系的生長。

2.2 間作對馬鈴薯、蠶豆根含水率的影響

由圖3可知，在706.5 cm2面積的0～80 cm土層內，間作和單作下馬鈴薯和蠶豆的根含水率均在6月5日和8月4日較高，到7月6日（開花期）略有降低，8月4日以后迅速降低。間作下馬鈴薯和蠶豆的根含水率與相應單作的根含水率差異不明顯。

圖4結果表明，蠶豆結莢期在0～80 cm土層中，間作的馬鈴薯根含水率高于同層相應的單作根含水率，在0～20 cm蠶豆根含水率低于同土層相應的單作根含水率，在20～80 cm土層中，蠶豆根含水量高于同土層相應的單作根含水率。含水率的變化是作物進行各種代謝活動變化的一個表現，4個處理的含水率在40～60 cm土層同步升高，且高于其他3個土層，說明生育后期根系水分出現了下移。由t測驗可知，馬鈴薯與蠶豆間作的根含水率與相應單作的根含水率比較沒有顯著差異，說明馬鈴薯與蠶豆間作，對馬鈴薯和蠶豆根含水率影響不大。

2.3 間作對馬鈴薯、蠶豆根系活性的影響

由圖5可以看出，從6月5日開始，隨著時間的推移，間作、單作的馬鈴薯和蠶豆的根系活力逐漸增大，到8月4日達到最大，之后到成熟期迅速下降。馬鈴薯的根系活力在7月6日前低于蠶豆的根系活力，而在7月6日后高于蠶豆的根系活力，馬鈴薯蠶豆間作的根系活力高于相應單作根系活力。

由圖6可以看出，蠶豆結莢期在0～80cm土層中均表現出馬鈴薯的根系活力高于蠶豆，間作下馬鈴薯和蠶豆的根系活力高于單作，馬鈴薯、蠶豆間作或單作均在40～60 cm土層中的根系活力最高。由t測驗可知，在8月4日馬鈴薯與蠶豆間作的根系活力顯著高于相應單作的根系活力，說明在蠶豆結莢期馬鈴薯與蠶豆間作對作物根系活力有促進作用。

3 結論

馬鈴薯與蠶豆間作可以增加馬鈴薯和蠶豆的根干重和根系活力，但對根含水率影響不大。馬鈴薯與蠶豆間作、單作的根干重和根系活力隨著生育進程的進行不斷增加，到蠶豆結莢期達到最大。蠶豆結莢期在0～80 cm土層中，土層越深、根干重越小，在40～60 cm土層中根含水率最高。根系活力最強。

參考文獻：

[1] 胡應鋒，王余明，王西瑤.馬鈴薯大豆間作模式效益分析[J].中國農學通報，2009，25（4）：111-114.

[2] 李 萍，張永成，田 豐.馬鈴薯蠶豆間套作系統的生理生態研究進展與效益評價[J].安徽農業科學，2012，40（27）：13313-13314.

[3] 杜成章，陳 紅，李艷花，等.蠶豆馬鈴薯間作種植對蠶豆赤斑病的防控效果[J]. 植物保護，2013，39（2）：180-183.

[4] 楊建清，劉月寶，王洋喜.旱地馬鈴薯蠶豆不同間作方式效益比較[J].甘肅農業科技，2011（11）：19-21.

[5] 楊明君，樊民夫.旱作馬鈴薯根系拉力與冠層覆蓋度對塊莖膨大及產量的影響[J].華北農學報，1995，10（1）：78-81.

[6] 李 萍，張永成，田 豐.馬鈴薯蠶豆間套作邊行效應對馬鈴薯塊莖品質影響研究[J].作物研究，2012，26（5）：471-473.

[7] 張歲歧，山 侖.根系吸水機理研究進展[J].應用與環境生物學報，2001，7（4）：396-402.

[8] 劉晚茍，山 侖，鄧西平.根輸水機理研究進展[J].干旱地區農業研究，2001，19（2）：81-88.

[9] 趙秉強，張福鎖，李增嘉，等.間套作條件下作物根系數量與活性的空間分布及變化規律研究[J].作物學報，2001，27（6）：974-979.

[10] 張恩和，李玲玲，黃高寶，等.供肥對小麥間作蠶豆群體產量及根系調控[J].應用生態學報，2002，13（8）：939-942.

1.3 測定指標與方法

1.3.1 根鮮重、干重和含水率的測定 分別按0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm 4個土層，在6月5日（苗期）、7月6日（開花期）、8月4日（蠶豆結莢期）、8月25日（收獲期）分別取樣，用密度為100目的尼龍網清洗根系，除去雜質，用濾紙除去根表面水分后稱鮮重，之后在100 ℃下烘干至恒重，測定根干重，并計算根含水率。

1.3.2 根系活力測定 采用TCC法。

2 結果與分析

2.1 間作對馬鈴薯、蠶豆根系干重的影響

圖1中IP代表間作條件下的馬鈴薯，MP代表單作馬鈴薯，IB代表間作條件下的蠶豆，MB代表單作蠶豆。由圖1可以看出，在706.5 cm2面積的0～80 cm土層內，根干重從6月5日（苗期）到8月4日（結莢期）逐漸增加，8月4日以后根干重不再增加。間作下馬鈴薯的根干重明顯高于單作馬鈴薯根干重，并且時間越靠后，高出的幅度越大，間作下蠶豆的根干重明顯高于單作蠶豆根干重，在7月6日高出的幅度最大。

由圖2可以看出，在蠶豆結莢期0～80 cm土層中，土層越深、根系干重越小，間作的根干重高于同土層相應的單作根干重；在0～20 cm土層中， 蠶豆的根干重略高于馬鈴薯的根干重，而在20～80 cm，蠶豆的根干重卻低于馬鈴薯的根干重。由t測驗可知，馬鈴薯與蠶豆間作下馬鈴薯、蠶豆的單株根干重與相應單作的根干重比較分別有顯著和極顯著差異，說明馬鈴薯與蠶豆間作，可以促進馬鈴薯和蠶豆根系的生長。

2.2 間作對馬鈴薯、蠶豆根含水率的影響

由圖3可知，在706.5 cm2面積的0～80 cm土層內，間作和單作下馬鈴薯和蠶豆的根含水率均在6月5日和8月4日較高，到7月6日（開花期）略有降低，8月4日以后迅速降低。間作下馬鈴薯和蠶豆的根含水率與相應單作的根含水率差異不明顯。

圖4結果表明，蠶豆結莢期在0～80 cm土層中，間作的馬鈴薯根含水率高于同層相應的單作根含水率，在0～20 cm蠶豆根含水率低于同土層相應的單作根含水率，在20～80 cm土層中，蠶豆根含水量高于同土層相應的單作根含水率。含水率的變化是作物進行各種代謝活動變化的一個表現，4個處理的含水率在40～60 cm土層同步升高，且高于其他3個土層，說明生育后期根系水分出現了下移。由t測驗可知，馬鈴薯與蠶豆間作的根含水率與相應單作的根含水率比較沒有顯著差異，說明馬鈴薯與蠶豆間作，對馬鈴薯和蠶豆根含水率影響不大。

2.3 間作對馬鈴薯、蠶豆根系活性的影響

由圖5可以看出，從6月5日開始，隨著時間的推移，間作、單作的馬鈴薯和蠶豆的根系活力逐漸增大，到8月4日達到最大，之后到成熟期迅速下降。馬鈴薯的根系活力在7月6日前低于蠶豆的根系活力，而在7月6日后高于蠶豆的根系活力，馬鈴薯蠶豆間作的根系活力高于相應單作根系活力。

由圖6可以看出，蠶豆結莢期在0～80cm土層中均表現出馬鈴薯的根系活力高于蠶豆，間作下馬鈴薯和蠶豆的根系活力高于單作，馬鈴薯、蠶豆間作或單作均在40～60 cm土層中的根系活力最高。由t測驗可知，在8月4日馬鈴薯與蠶豆間作的根系活力顯著高于相應單作的根系活力，說明在蠶豆結莢期馬鈴薯與蠶豆間作對作物根系活力有促進作用。

3 結論

馬鈴薯與蠶豆間作可以增加馬鈴薯和蠶豆的根干重和根系活力，但對根含水率影響不大。馬鈴薯與蠶豆間作、單作的根干重和根系活力隨著生育進程的進行不斷增加，到蠶豆結莢期達到最大。蠶豆結莢期在0～80 cm土層中，土層越深、根干重越小，在40～60 cm土層中根含水率最高。根系活力最強。

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[6] 李 萍，張永成，田 豐.馬鈴薯蠶豆間套作邊行效應對馬鈴薯塊莖品質影響研究[J].作物研究，2012，26（5）：471-473.

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[9] 趙秉強，張福鎖，李增嘉，等.間套作條件下作物根系數量與活性的空間分布及變化規律研究[J].作物學報，2001，27（6）：974-979.

[10] 張恩和，李玲玲，黃高寶，等.供肥對小麥間作蠶豆群體產量及根系調控[J].應用生態學報，2002，13（8）：939-942.

1.3 測定指標與方法

1.3.1 根鮮重、干重和含水率的測定 分別按0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm 4個土層，在6月5日（苗期）、7月6日（開花期）、8月4日（蠶豆結莢期）、8月25日（收獲期）分別取樣，用密度為100目的尼龍網清洗根系，除去雜質，用濾紙除去根表面水分后稱鮮重，之后在100 ℃下烘干至恒重，測定根干重，并計算根含水率。

1.3.2 根系活力測定 采用TCC法。

2 結果與分析

2.1 間作對馬鈴薯、蠶豆根系干重的影響

圖1中IP代表間作條件下的馬鈴薯，MP代表單作馬鈴薯，IB代表間作條件下的蠶豆，MB代表單作蠶豆。由圖1可以看出，在706.5 cm2面積的0～80 cm土層內，根干重從6月5日（苗期）到8月4日（結莢期）逐漸增加，8月4日以后根干重不再增加。間作下馬鈴薯的根干重明顯高于單作馬鈴薯根干重，并且時間越靠后，高出的幅度越大，間作下蠶豆的根干重明顯高于單作蠶豆根干重，在7月6日高出的幅度最大。

由圖2可以看出，在蠶豆結莢期0～80 cm土層中，土層越深、根系干重越小，間作的根干重高于同土層相應的單作根干重；在0～20 cm土層中， 蠶豆的根干重略高于馬鈴薯的根干重，而在20～80 cm，蠶豆的根干重卻低于馬鈴薯的根干重。由t測驗可知，馬鈴薯與蠶豆間作下馬鈴薯、蠶豆的單株根干重與相應單作的根干重比較分別有顯著和極顯著差異，說明馬鈴薯與蠶豆間作，可以促進馬鈴薯和蠶豆根系的生長。

2.2 間作對馬鈴薯、蠶豆根含水率的影響

由圖3可知，在706.5 cm2面積的0～80 cm土層內，間作和單作下馬鈴薯和蠶豆的根含水率均在6月5日和8月4日較高，到7月6日（開花期）略有降低，8月4日以后迅速降低。間作下馬鈴薯和蠶豆的根含水率與相應單作的根含水率差異不明顯。

圖4結果表明，蠶豆結莢期在0～80 cm土層中，間作的馬鈴薯根含水率高于同層相應的單作根含水率，在0～20 cm蠶豆根含水率低于同土層相應的單作根含水率，在20～80 cm土層中，蠶豆根含水量高于同土層相應的單作根含水率。含水率的變化是作物進行各種代謝活動變化的一個表現，4個處理的含水率在40～60 cm土層同步升高，且高于其他3個土層，說明生育后期根系水分出現了下移。由t測驗可知，馬鈴薯與蠶豆間作的根含水率與相應單作的根含水率比較沒有顯著差異，說明馬鈴薯與蠶豆間作，對馬鈴薯和蠶豆根含水率影響不大。

2.3 間作對馬鈴薯、蠶豆根系活性的影響

由圖5可以看出，從6月5日開始，隨著時間的推移，間作、單作的馬鈴薯和蠶豆的根系活力逐漸增大，到8月4日達到最大，之后到成熟期迅速下降。馬鈴薯的根系活力在7月6日前低于蠶豆的根系活力，而在7月6日后高于蠶豆的根系活力，馬鈴薯蠶豆間作的根系活力高于相應單作根系活力。

由圖6可以看出，蠶豆結莢期在0～80cm土層中均表現出馬鈴薯的根系活力高于蠶豆，間作下馬鈴薯和蠶豆的根系活力高于單作，馬鈴薯、蠶豆間作或單作均在40～60 cm土層中的根系活力最高。由t測驗可知，在8月4日馬鈴薯與蠶豆間作的根系活力顯著高于相應單作的根系活力，說明在蠶豆結莢期馬鈴薯與蠶豆間作對作物根系活力有促進作用。

3 結論

馬鈴薯與蠶豆間作可以增加馬鈴薯和蠶豆的根干重和根系活力，但對根含水率影響不大。馬鈴薯與蠶豆間作、單作的根干重和根系活力隨著生育進程的進行不斷增加，到蠶豆結莢期達到最大。蠶豆結莢期在0～80 cm土層中，土層越深、根干重越小，在40～60 cm土層中根含水率最高。根系活力最強。

參考文獻：

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[2] 李 萍，張永成，田 豐.馬鈴薯蠶豆間套作系統的生理生態研究進展與效益評價[J].安徽農業科學，2012，40（27）：13313-13314.

[3] 杜成章，陳 紅，李艷花，等.蠶豆馬鈴薯間作種植對蠶豆赤斑病的防控效果[J]. 植物保護，2013，39（2）：180-183.

[4] 楊建清，劉月寶，王洋喜.旱地馬鈴薯蠶豆不同間作方式效益比較[J].甘肅農業科技，2011（11）：19-21.

[5] 楊明君，樊民夫.旱作馬鈴薯根系拉力與冠層覆蓋度對塊莖膨大及產量的影響[J].華北農學報，1995，10（1）：78-81.

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[10] 張恩和，李玲玲，黃高寶，等.供肥對小麥間作蠶豆群體產量及根系調控[J].應用生態學報，2002，13（8）：939-942.