玉米甘薯間作對(duì)玉米產(chǎn)量形成相關(guān)因子的影響

謝幸華 郭書亞 盧廣遠(yuǎn) 張艷 尚賞

摘要[目的]研究玉米甘薯間作對(duì)玉米產(chǎn)量形成相關(guān)因子的影響。[方法]研究3種種植方式（單作玉米、玉米甘薯間作2∶8型和1∶8型）及2個(gè)施氮水平（300、450 kg/hm2）對(duì)玉米產(chǎn)量形成相關(guān)因子的影響。[結(jié)果]玉米甘薯間作與單作玉米相比增加了各生育時(shí)期的單株葉面積，提高了葉面積指數(shù)和單株干物質(zhì)積累速率，促進(jìn)了干物質(zhì)向籽粒分配，使玉米單株產(chǎn)量提高。增施氮肥處理明顯提高了間作玉米單株葉面積、葉面積指數(shù)和各生育時(shí)期的干物質(zhì)積累，減少了干物質(zhì)向籽粒分配。間作玉米單株產(chǎn)量高于單作玉米。[結(jié)論]玉米甘薯間作種植能夠增加單位土地面積上作物產(chǎn)量，有利于保障糧食安全和提高農(nóng)民收入。

關(guān)鍵詞 玉米；甘薯；間作；產(chǎn)量；相關(guān)因子

中圖分類號(hào) S344.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2016）09-039-03

Abstract[Objective]To research the effects of intercropping of corn and sweet potato on the relevant factors of corn yield formation.[Method]Two planting forms were designed with the ratio of maize monoculture to maizesweet potato intercropping being 2∶8 and 1∶8. And two nitrogen levels of 300 and 450 kg/hm2 were set to research the effects on corn yield relevant factors.[Result]Compared with maize monoculture， maizesweet potato intercropping enhanced the leaf area per plant， leaf area index， and drymatter accumulation per plant in different growth stages， promoted the allocation of dry matters to grain， and enhanced the corn yield per plant. Increasing nitrogen treatment significantly improved the leaf area per plant， leaf area index and dry matter accumulation in maizesweet potato intercropping， and reduced the allocation of dry matters to grain. Maizesweet potato intercropping had higher dry matter content than maize monoculture.[Conclusion]Maizesweet potato intercropping enhances the crop yield per unit land area， and is helpful to ensure the grain safety and enhance the farmars income.

Key words Corn； Sweet potato； Intercropping； Yield； Relevant factors

能源是國(guó)家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，發(fā)展環(huán)?？稍偕娲纳镔|(zhì)能源已成為各國(guó)發(fā)展的重大戰(zhàn)略任務(wù)[1]。玉米、甘薯同為生物能源，近年來(lái)玉米產(chǎn)業(yè)逐漸發(fā)展，而甘薯種植面積有所下降，目前玉米、甘薯等作物爭(zhēng)地的矛盾比較突出。間作是一種能集約利用光、熱、肥、水等自然資源的種植方式[2]，是我國(guó)傳統(tǒng)精耕細(xì)作農(nóng)業(yè)的重要組成部分[3-4]。有關(guān)玉米與大豆、花生、馬鈴薯及各種蔬菜間作有較多的報(bào)道[5-12]，筆者所在課題組曾對(duì)玉米甘薯間作栽培模式和效益等有過(guò)報(bào)道[13-15]，而關(guān)于玉米與甘薯間作對(duì)玉米干物質(zhì)積累和分配的報(bào)道很少。筆者以單作玉米為對(duì)照，研究玉米與甘薯間作對(duì)玉米干物質(zhì)積累和分配的影響，為肥料調(diào)控、實(shí)現(xiàn)玉米甘薯間作高產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試作物為玉米（鄭單958）和甘薯（商薯9號(hào)）。

1.2 方法

試驗(yàn)于2015年在河南省商丘市農(nóng)林科學(xué)院玉米試驗(yàn)站夏邑縣會(huì)亭鎮(zhèn)試驗(yàn)基地進(jìn)行。試驗(yàn)設(shè)3種種植方式：?jiǎn)巫饔衩祝⊿M）、玉米甘薯間作1∶8型（IM1）、玉米甘薯間作2∶8型（IM2）[16-17]；2個(gè)施氮水平：300 kg/hm2（N1）、450 kg/hm2（N2），共6個(gè)處理（表1），3次重復(fù)，采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。小區(qū)行長(zhǎng)5 m，單作玉米20行，小區(qū)面積60 m2；間作每小區(qū)6帶，1∶8型小區(qū)面積192 m2，2∶8型小區(qū)面積216 m2。單作玉米行距60.0 cm，株距21.4 cm，密度7.50萬(wàn)株/hm2。間作體系中，1∶8型：甘薯采用壟作種植，壟距80 cm，壟高25～30 cm，每壟種植1行，株距23～28 cm，種植密度450萬(wàn)～5.25萬(wàn)株/hm2，每隔8壟甘薯于壟溝內(nèi)套種1行玉米，株距17～21 cm，每穴2株，種植密度1.50萬(wàn)～180萬(wàn)株/hm2；2∶8型：甘薯采用壟作種植，壟距80 cm，壟高25～30 cm，每壟種植1行，株距21～25 cm，種植密度4.50萬(wàn)～525萬(wàn)株/hm2，每隔8壟甘薯種植1壟2行玉米，玉米間行距40 cm，株距15～19 cm，每穴1株，種植密度1.50萬(wàn)～1.80萬(wàn)株/hm2。各處理均基施磷肥（P2O5）120 kg/hm2、鉀肥（K2O）150 kg/hm2，氮肥按基追比1∶1分2次施用，于玉米大喇叭期追施。小區(qū)四周埋油氈0.5 m，防止肥料擴(kuò)散。甘薯6月8日播種，10月20日收獲；玉米6月12日播種，9月25日收獲，作物共處期103 d。

1.3 項(xiàng)目測(cè)定

1.3.1 干物質(zhì)。在玉米拔節(jié)期、大喇叭口期、開花期、收獲期取樣，各處理取3株具代表性的植株，105 ℃殺青20 min，85 ℃烘干至恒重，用千分之一的電子天平稱重。

1.3.2

葉面積。在取樣測(cè)定干物質(zhì)同時(shí)，測(cè)量其葉面積。各處理用打孔器取一定面積（S1）的綠色葉片，烘干稱其質(zhì)量為M1，其他綠葉面積烘干稱其質(zhì)量為M2，總面積為S，S=（M1+M2）S1M1。葉面積指數(shù)就是單位土地面積上的綠葉面積占單位土地面積的比例。

1.3.3

產(chǎn)量。收獲期單作玉米收取中間的4行，間作玉米1∶8型收獲中間4帶的4行玉米，2∶8型收獲中間2帶的4行玉米，測(cè)其籽粒產(chǎn)量。1∶8型間作體系中玉米面積占間作總面積的比例為1/8，2∶8型間作體系中玉米面積占間作總面積的比例為2/9。將間作玉米產(chǎn)量換算成可比面積產(chǎn)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 單株干物質(zhì)積累與分配

由表2可知，間作玉米單株干物質(zhì)積累速率比單作玉米要高。整個(gè)生育期，2種間作模式玉米單株干物質(zhì)量都大于單作玉米。在收獲期時(shí)，在N1水平下，處理A2比處理A1干物質(zhì)積累高33.03 g/株，處理A3比處理A1干物質(zhì)積累高29.33 g/株；在N2水平下，處理A5比處理A4干物質(zhì)積累高27.82 g/株，處理A6比處理A4干物質(zhì)積累高35.94 g/株；在同一種種植模式下，單作玉米處理A4比處理A1干物質(zhì)積累高20.02 g/株，1∶8型間作體系處理A5比處理A2干物質(zhì)積累高14.81 g/株，2∶8型間作體系處理A6比處理A3干物質(zhì)積累高26.63 g/株，說(shuō)明增施氮肥能明顯促進(jìn)單作、間作玉米收獲期的干物質(zhì)積累。

由表3可知，不論是單作還是間作收獲期玉米干物質(zhì)在各器官的分配從大到小依次為：籽粒、莖、葉、穗軸、苞葉。玉米甘薯間作提高了玉米干物質(zhì)向籽粒的分配，說(shuō)明間作有利于光合產(chǎn)物向“庫(kù)”——籽粒中運(yùn)輸。處理A2、A3干物質(zhì)分別比處理A1向籽粒分配高4.21個(gè)百分點(diǎn)和2.02個(gè)百分點(diǎn)，處理A5、A6干物質(zhì)分別比處理A4向籽粒分配高3.40個(gè)百分點(diǎn)和247個(gè)百分點(diǎn)。而增施氮肥促進(jìn)了干物質(zhì)向葉、莖、苞葉和穗軸的分配，從而降低了向籽粒分配，處理A1比處理A4、處理A2比處理A5、處理A3比處理A6在籽粒分配上分別增高2.07個(gè)百分點(diǎn)、2.88個(gè)百分點(diǎn)、1.62個(gè)百分點(diǎn)。

2.2 單株葉面積與葉面積指數(shù)

由表4、5可知，各處理玉米單株葉面積和葉面積指數(shù)均隨生育期呈先增長(zhǎng)后減小的變化趨勢(shì)，均在玉米開花期達(dá)到最大值。與單作玉米相比，間作增高了玉米各生育時(shí)期的單株葉面積（表4），但間作玉米的葉面積指數(shù)卻明顯低于單作玉米（表5）。這是由于間作玉米密度降低，個(gè)體發(fā)育空間大，生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)，造成單株葉面積較大，單位土地面積上的葉面積比單作小的多，從而使葉面積指數(shù)降低。從施氮水平看，增施氮肥能明顯提高單作、間作玉米單株葉面積和葉面積指數(shù)。

2.3 玉米產(chǎn)量

由表6可知，玉米甘薯間作明顯提高了玉米單株產(chǎn)量，處理A2、A3分別比處理A1單株產(chǎn)量高3.13%和4.50%，處理A5、A6分別比處理A4單株產(chǎn)量高0.83%和8.23%。增施氮肥也有利于單作、間作玉米單株產(chǎn)量的提高，處理A4比處理A1、處理A5比處理A2、處理A6比處理A3在產(chǎn)量上分別提高276%、0.48%、6.43%。在單位面積的玉米總產(chǎn)量中，單作高于間作，這是由于間作玉米種植的面積較小，玉米甘薯間作以甘薯生產(chǎn)為主。

3 結(jié)論

同玉米單作種植相比，玉米甘薯間作種植條件下玉米生長(zhǎng)的外部因素發(fā)生了很大的變化，玉米的邊際效應(yīng)顯著，間作群體內(nèi)玉米干物質(zhì)積累和分配與單作相比有顯著差異。

該研究表明：間作增加了玉米各生育時(shí)期的單株葉面積，但間作玉米的葉面積指數(shù)明顯低于單作玉米，從施氮水平看，增施氮肥能明顯提高單作、間作玉米單株葉面積和葉面積指數(shù)；間作玉米單株干物質(zhì)積累的速率比單作玉米要高，整個(gè)生育期，2種間作模式玉米單株干物質(zhì)量都大于單作玉米，增施氮肥能明顯促進(jìn)單作、間作玉米各生育時(shí)期的干物質(zhì)積累；玉米甘薯間作提高了玉米干物質(zhì)向籽粒的分配，說(shuō)明間作有利于光合產(chǎn)物向“庫(kù)”——籽粒中運(yùn)輸，而增施氮肥促進(jìn)了干物質(zhì)向葉、莖、苞葉和穗軸的分配，從而降低了向籽粒分配；間作明顯提高了玉米單株產(chǎn)量，增施氮肥也有利于單作、間作玉米單株產(chǎn)量的提高。玉米甘薯間作種植能夠增加單位土地面積上作物產(chǎn)量，增加單位土地面積的經(jīng)濟(jì)效益，從而有利于保障糧食安全和提高農(nóng)民收入。

參考文獻(xiàn)

[1]黃詠梅，陳天淵，李彥青，等.玉米與甘薯間套作種植模式效益研究[J].廣西農(nóng)學(xué)報(bào)，2011，26（6）：16-19.

[2]LIU Z H，HAN X L，ZHAO M Z，et al.Studies on soil energy utilization，crop competition and yield analysis in doublecropped wheat fields in the North China plain[J].Acta agronomica sinica，1981，7（1）：63-71.

[3]李鳳超.種植制度的理論與實(shí)踐[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1995：21-33.

[4]盧良恕.中國(guó)立體農(nóng)業(yè)模式[M].鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社，1993：59-67.

[5]高陽(yáng)，段愛旺，劉祖貴，等.間作種植模式對(duì)玉米和大豆干物質(zhì)積累與產(chǎn)量組成的影響[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2009，25（2）：214-221.

[6]焦念元，陳明燦，寧堂原，等.玉米花生間作對(duì)玉米干物質(zhì)積累與分配的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，35（36）：11782-11783.

[7]鄭順林，袁繼超，李德林，等.馬鈴薯、玉米套作模式下田間配置及群體優(yōu)化[J].中國(guó)馬鈴薯，2010，24（2）：80-83.

[8]廉雪娜.玉米、馬鈴薯間套作技術(shù)及其增產(chǎn)原因分析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，2011（2）：65.

[9]鄭元紅，潘國(guó)元，劉文賢，等.玉米-馬鈴薯間套作不同分帶平衡豐產(chǎn)技術(shù)研究[J].中國(guó)馬鈴薯，2007，21（6）：346-348.

[10]潘玖琴，胡靜，戴惠學(xué).馬鈴薯-甜玉米-伏豇豆-青花菜高效間套作模式初探[J].蔬菜，2010（6）：11.

[11]戴惠學(xué)，潘玖琴.早熟甜玉米-夏甘藍(lán)-秋甜玉米-菠菜一年四茬高效栽培模式[J].中國(guó)種業(yè)，2007（11）：78.

[12]靳玉萍，潘玖琴.春鮮食玉米-夏秋甘藍(lán)-秋冬菠菜一年三茬高效栽培模式[J].上海蔬菜，2008（4）：70-71.

[13]盧廣遠(yuǎn)，楊愛梅.甘薯/鮮食玉米套作模式下產(chǎn)量與效益分析[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2012，28（21）：135-139.

[14]王家才，孟自力，張曦，等.甘薯新品種商薯6號(hào)套種模式及其效益分析[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（5）：40-41.

[15]王新華，郭書亞，尚賞，等.玉米甘薯間作套種栽培技術(shù)及效益分析[J].農(nóng)業(yè)與科技，2014，34（5）：2-3.

[16]王新華，尚賞，郭書亞，等.2BX型玉米/甘薯間作系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)分析[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（10）：106-109.

[17]王新華，郭書亞，尚賞，等.1B8型玉米/甘薯間作系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（36）：13855-13857.