幼齡蘋果園間作馬鈴薯最佳栽培密度研究

張彪 李續(xù)榮 梁建勇 曹亞鳳 朱斌 程小林 馬瓊

摘要?[目的]研究幼齡果園間作馬鈴薯不同間作密度對馬鈴薯產(chǎn)量和果樹根系的影響。[方法]設(shè)T1、T2、T3 3種間作模式，果樹營養(yǎng)帶寬度分別為0.75 、0.95 、1.25 m，間作第1年果樹為2年生，間作第2年測定果樹根系生長狀況。[結(jié)果]根據(jù)2年的產(chǎn)量表現(xiàn)，馬鈴薯單位面積產(chǎn)量表現(xiàn)為T1>T2>T 各處理間均存在顯著差異。T1處理由于營養(yǎng)帶寬度小，馬鈴薯根系與果樹根系養(yǎng)分競爭激烈，果樹根系表現(xiàn)出明顯的向深層土壤生長現(xiàn)象;T1和T2處理直徑為5～10 mm的粗根和直徑<2 mm的細(xì)根根系數(shù)量顯著少于T3處理和CK，果樹營養(yǎng)帶較窄時，可顯著抑制果樹新根發(fā)生和根系增粗生長;T3處理果樹營養(yǎng)帶寬，與清耕相比，對果樹根系生長無顯著的抑制作用。[結(jié)論]T3處理是幼齡果園間作馬鈴薯的最佳間作模式。

關(guān)鍵詞?幼齡蘋果園;間作;馬鈴薯;根系;最佳栽培密度

中圖分類號?S344.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼?A

文章編號?0517-6611（2019）20-0041-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.20.012

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

The Research of the Optimal Cultivation Model of Potato Intercropping in Young Apple Orchard

ZHANG Biao，LI Xu?rong，LIANG Jian?yong et al?（Pingliang Academy of Agricultural Sciences，Pingliang， Gansu 744000）

Abstract?[Objective]To study the effect of different potato intercropping densities in young orchard on potato yield and fruit tree root system.[Method] 3 planting patterns were put forward in this experiment，the corresponding vegetative band widths were 0.75 ，0.95and 1.25 m，the premiere intercropping year was a 2?year?old apple orchard，and the root growth status was determined in the second year.[Result]According to the potato yield performance of the next two years，the yield per unit area of potato was T1 > T2 > T3，there were significant differences between treatments.Due to small nutrient bandwidth，the nutrient competition between potato root system and fruit tree root system was fierce of T1，and the fruit tree root system showed obvious deep soil growth.The number of thick roots with diameter of 5-10 mm and fine roots with diameter <2 mm in T1 and T2 treatments were significantly less than those in T3 and CK treatments，when the vegetative zone of fruit trees was narrower，the new root formation and root coarser growth of fruit trees could be significantly inhibited.T3 had a wide inter space，it had no significant inhibitory effect on the root growth compared with clean tillage.[Conclusion]T3 treatment was the best intercropping mode for young orchard.

Key words?Young apple orchard;Intercropping;Potato;Root;Optimal cultivation

幼齡果園樹冠較小，對土地和光熱資源的利用率較低。在果園內(nèi)合理間作，既可以有效提高土地和空間的利用率，又可以彌補(bǔ)幼齡果園前期的經(jīng)濟(jì)收益，達(dá)到以短養(yǎng)長、以經(jīng)促果的目的;同時通過間作，可以抑制果園雜草生長，減少除草費(fèi)用[1]。馬鈴薯植株較矮小，中早熟品種生長期較短，與果樹相同的病蟲害較少，與果樹間作套種在肥水和光照等方面的需求矛盾較小，比其他農(nóng)作物經(jīng)濟(jì)價值高，適宜在幼齡果園間作。幼齡果園間作馬鈴薯產(chǎn)量可達(dá)16 500 kg/hm2以上，增產(chǎn)約1 500 元/hm2。平?jīng)鍪鞋F(xiàn)有幼齡蘋果園面積約8.67 萬hm2，若其中50%的幼齡園推廣該項(xiàng)技術(shù)，則平?jīng)鍪心戤a(chǎn)值可增加7.5億。前人[2-5]對幼齡果園間作馬鈴薯的研究多偏重于馬鈴薯品種選擇、栽培技術(shù)和田間管理，就間作對果樹的影響鮮見研究。筆者研究幼齡果園間作馬鈴薯不同間作密度對馬鈴薯產(chǎn)量和果樹根系的影響。

1?材料與方法

1.1?試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地在莊浪縣水洛鎮(zhèn)李碾村，為平?jīng)鍪修r(nóng)業(yè)科學(xué)院蘋果試驗(yàn)示范基地，基地面積約33.33 hm2，果樹株行距為2 m×4 m。試驗(yàn)前一年果園間作箭舌豌豆，試驗(yàn)期連續(xù)2年在試驗(yàn)區(qū)域間作馬鈴薯。播前結(jié)合深耕翻施腐熟農(nóng)家肥45 000 kg/hm2、過磷酸鈣600 kg/hm2，肥料混合一次施入，播前15 d在樹行間覆2行1.2 m寬的黑色地膜。試驗(yàn)第一年果樹為2年生，馬鈴薯播期分別為2017年4月6日、2018年4月1日。

1.2?試驗(yàn)材料?供試品種為隴薯7號，由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院馬鈴薯研究所提供，一級種薯。

1.3?試驗(yàn)設(shè)計

試驗(yàn)共設(shè)3個處理。T1：果樹單側(cè)營養(yǎng)帶寬度0.75 m，馬鈴薯種植密度0.50 m×0.35 m，每條膜上種3行馬鈴薯;T2：果樹單側(cè)營養(yǎng)帶寬度為0.95 m，馬鈴薯種植密度為0.70 m×0.35 m，每條膜上種2行馬鈴薯;T3：果樹單側(cè)營養(yǎng)帶寬度為1.25 m，馬鈴薯種植密度為0.50 m×0.35 m，每條膜上種2行馬鈴薯。以一個樹行為一個小區(qū)，小區(qū)面積400 m2，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)（圖1）。

1.4?試驗(yàn)方法

根系調(diào)查采用壕溝法[6]制作土壤垂直剖面。測定時間為2018年11月26—28日，果樹落葉后進(jìn)行。挖壕溝的方法：在樹行西側(cè)，距果樹主干20 cm處，以樹干為中心，南北向延長挖長2 m、深1.0 m的壕溝。

測定工具：坐標(biāo)塑料膜。將長2.2 m、寬1.7 m、厚0.14 mm的透明塑料薄膜四周留出10 cm的空白，內(nèi)部用記號筆劃成10 cm×10 cm方格，水平方向上以中心點(diǎn)為0點(diǎn)，向左右兩側(cè)各標(biāo)10個點(diǎn)，垂直方向上從0點(diǎn)開始，自上而下標(biāo)示10，20，…，150 cm，共標(biāo)16個點(diǎn)。

測定方法：測量時，將0點(diǎn)與樹干對齊，拉緊覆平后用土將四周壓緊實(shí)，然后按以下符號將根系分布情況繪于坐標(biāo)紙上，制作根系分布的剖面圖。根系按直徑大小分為4級：⊕，直徑>10 mm;，直徑5～10 mm;O，直徑2～5 mm;●，直徑<2 mm，每處理隨機(jī)選取5棵果樹繪制根系分布剖面圖[7]。

1.5?數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，用Origin8.0作圖，用 SPSS 17.0對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，采用Duncan法比較不同數(shù)據(jù)間的差異，顯著性水平為α =0.05。

2?結(jié)果與分析

2.1?不同間作密度對馬鈴薯產(chǎn)量的影響?由表1可知，根據(jù)2017、2018年2年的產(chǎn)量表現(xiàn)，T2處理馬鈴薯的行距大，單株結(jié)薯數(shù)和單株產(chǎn)量均大于T1和T3處理，但無顯著差異;T3處理馬鈴薯的單株結(jié)薯數(shù)和單株產(chǎn)量均高于T1處理，其原因是T3處理營養(yǎng)帶寬度較大（125 cm），離果樹較遠(yuǎn)，因此靠近果樹一側(cè)的馬鈴薯與果樹爭奪光照、養(yǎng)分和水分較少，光照、養(yǎng)分、水分等較T1處理充分。各處理間平均單薯重?zé)o顯著差異，但從標(biāo)準(zhǔn)誤可以看出，T2處理標(biāo)準(zhǔn)誤最小，說明T2處理馬鈴薯個頭較均勻一致，商品性較高。從小區(qū)產(chǎn)量看，T1處理小區(qū)產(chǎn)量最高，極顯著高于T2和T3處理，T2處理小區(qū)產(chǎn)量極顯著高于T3處理。

2.2?不同間作密度對果樹根系生長的影響

2.2.1?不同處理下果樹根系分析?由圖2可知，T1處理根系水平分布在100 cm的范圍內(nèi)，垂直分布在15～50 cm的深度范圍內(nèi)，15 cm以內(nèi)的表層土壤無根系分布，其原因是T1處理每行塑料膜上種3行馬鈴薯，預(yù)留的果樹營養(yǎng)帶寬度較小，僅為75 cm，加之馬鈴薯在生長過程中根系的擴(kuò)展，與果樹根系形成了養(yǎng)分競爭，為了更好地吸收養(yǎng)分，果樹根系向深層土壤生長和發(fā)生新根，因而15 cm以內(nèi)的表層土壤無新根發(fā)生。Φ<2 mm的根系水平分布在80 cm的范圍內(nèi)，垂直分布在15～35 cm的深度范圍內(nèi)，共8條;Φ2～5 mm的根系水平分布在40 cm的范圍內(nèi)，垂直分布在30～45 cm的深度范圍內(nèi)，共7條。

由圖3可知，T2 處理根系水平分布在100 cm的范圍內(nèi)，垂直分布在5～50 cm的范圍內(nèi)。Φ<2 mm的根系有8條，水平分布在100 cm的范圍內(nèi)，垂直分布在5～35 cm的范圍內(nèi);Φ2～5 mm的根系有6條，水平分布在70 cm的范圍內(nèi)，垂直分布在12～45 cm的范圍內(nèi)。

由圖4可知，T3處理根系水平分布在100 cm的范圍內(nèi)，垂直分布在5～50 cm的范圍內(nèi)。Φ<2 mm的根系有19條，水平分布在100 cm的范圍內(nèi)，垂直分布在0～50 cm的范圍內(nèi);Φ 2～5 mm的根系有7條，水平分布在100 cm的范圍內(nèi)，垂直分布在0～40 cm的范圍內(nèi);Φ2～5 mm的根系有7條，水平分布在60 cm的范圍內(nèi)，垂直分布在5～45 cm的范圍內(nèi);Φ5～10 mm的根系有3條，水平分布在20 cm的范圍內(nèi)，垂直分布在30～42 cm的范圍內(nèi)。

由圖5可知，CK根系水平分布在100 cm的范圍內(nèi)，垂直分布在5～50 cm的范圍內(nèi)。Φ<2 mm的根系有17條，水平分布在90 cm的范圍內(nèi)，垂直分布在5～50 cm的范圍內(nèi);Φ2～5 mm的根系有7條，水平分布在90 cm 的范圍內(nèi)，垂直分布在8～40 cm的范圍內(nèi);Φ5～10 mm的根系有2條，水平分布在35 cm的范圍內(nèi)，垂直分布在30～40 cm的范圍內(nèi)。

2.2.2?不同處理對果樹根類組成的影響。

由表2可知，從根系數(shù)量看，直徑5～10 mm的粗根，T3處理和CK根系數(shù)量顯著大于T1和T2處理，T3處理和CK間根系數(shù)量無顯著差異，平均為2～3根;直徑2～5 mm的根系，各處理間根數(shù)量無顯著差異，均為6～7條;直徑小于2 mm的細(xì)根，T3處理和CK顯著大于T1和T2處理，T1和T2處理有7～9條，而T3處理和CK分別達(dá)18.2和17.3條。在2年的試驗(yàn)期內(nèi)，T1和T2處理明顯抑制了果樹新根發(fā)生和根系增粗生長，T3處理各類根系數(shù)量與CK無顯著差異，營養(yǎng)帶寬度足夠，對果樹根系生長無顯著影響。從各類根占該處理根總量的百分比來看，T3處理和CK粗度在2～5 mm的根系占比較小，顯著小于T1和T2處理，而粗度5～10 mm和小于2 mm的根系占比較大，顯著大于T1和T2處理，特別是直徑小于2 mm的新生細(xì)根，占比分別達(dá)66.90%和65.09%，而T1和T2處理細(xì)根占總根量的53.52%和57.67%。

2.2.3?不同處理對果樹根系垂直分布的影響。由表3可知，從根系數(shù)看，T1處理根系在垂直面上的分布呈上小下大的“三角形”分布，在30 cm以上的土層深度范圍內(nèi)，T1處理的根系數(shù)量均最小，顯著小于T3和CK，30～40 cm的根層范圍內(nèi)，T1處理根系數(shù)量發(fā)生顛覆性逆轉(zhuǎn)，顯著大于其他處理。從各根層根系數(shù)量占總根量的百分比可以看出根系分布的均衡性，CK是在無馬鈴薯根系競爭條件下自然生長的根系，可作為根系分布均衡性的參照。與CK相比，T1處理根系分布的均衡明顯最差，各根層的根系占總根量的百分比均與CK存在顯著差異;T2處理根系垂直分布的均衡性較好，在0～10、20～30和40～50 cm的根層內(nèi)，根系數(shù)量占總根量的百分比均與CK無顯著差異;T3處理根系垂直分布的均衡性最好，各根層根系數(shù)量占總根量的百分比與CK均無顯著差異，接近無馬鈴薯競爭的自然生長狀況。

2.2.4?不同處理對果樹根系水平分布的影響。

由表4可知，各處理根系的水平分布無明顯的規(guī)律性差異。從根系數(shù)量看，距樹干50 cm以內(nèi)的水平分布范圍內(nèi)，T3處理和CK的根系數(shù)量均顯著大于T1和T2處理;50～60和60～70 cm的水平范圍內(nèi)，各處理間根系數(shù)量無顯著差異。從各水平范圍內(nèi)根系占總根量的百分比看，各處理占根總量的百分比均呈中間大兩頭小的“梭形”分布，在10～20和20～30 cm的水平范圍內(nèi)是根系分布的集中區(qū)域，根系數(shù)量占總根量的50%左右。

3?結(jié)論與討論

蘋果根系具有較強(qiáng)的可塑性，根系環(huán)境因素的輕微變化會使根系產(chǎn)生較為明顯的反應(yīng)。在高密度、窄營養(yǎng)帶種植模式（T1處理）下，馬鈴薯單位面積產(chǎn)量連續(xù)2年顯著高于T2和T3處理;寬營養(yǎng)帶種植模式（T3處理）馬鈴薯單位面積產(chǎn)量連續(xù)2年最低，顯著低于T2處理。就不同間作模式對果樹根系生長的影響而言，T1處理由于果樹營養(yǎng)帶寬度較小，馬鈴薯根系與果樹根系養(yǎng)分競爭激烈，果樹根系表現(xiàn)出明顯的向深層土壤生長現(xiàn)象;T1和T2處理直徑5～10 mm的粗根和直徑<2 mm的細(xì)根根系數(shù)量顯著少于T3處理和CK，說明T1和T2處理明顯抑制了果樹新根發(fā)生和根系增粗生長，T3處理各類根系數(shù)量與CK無顯著差異，營養(yǎng)帶寬度足夠，對果樹根系生長無顯著影響。蘋果新根的發(fā)生和生長是整個根體系建立的基礎(chǔ)，根系在與不同生態(tài)環(huán)境相互作用的過程中，形成一種特定的生態(tài)型，這是植物的一種適應(yīng)性表現(xiàn)[8]。主根和大側(cè)根構(gòu)成根系的骨架，稱為骨干根[9]。根系的建造是果園形成經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的前提和基礎(chǔ)，定植后2～3年完成根系的建造[10]。幼齡果園間作馬鈴薯，馬鈴薯根系與果樹根系爭奪養(yǎng)分與水分，在一定程度上影響果樹根系的生長，而果樹根系的建造剛好在定植后的2～3年，因而幼齡果園間作馬鈴薯，馬鈴薯是附帶產(chǎn)業(yè)，蘋果產(chǎn)業(yè)才是終極目標(biāo)，切不可舍本逐末，刻意追求馬鈴薯產(chǎn)量，而影響果樹后期生長，T3處理是幼齡果園間作馬鈴薯最佳間作模式。

參考文獻(xiàn)

[1] 李穎穎，張彪，李續(xù)榮，等.華亭縣幼齡核桃園間作獨(dú)活栽培技術(shù)研究[J].林業(yè)科技通訊，2018（10）：70-72.

[2] 張桂蘭.果園間作馬鈴薯高產(chǎn)高效[J].北京農(nóng)業(yè)，2002（4）：5.

[3] 孫兆儒.果園栽種馬鈴薯高效栽培技術(shù)[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，2011（7）：53.

[4] 周錄紅，李聰穎.隴東地區(qū)新幼果園間作地膜馬鈴薯栽培技術(shù) [J].中國農(nóng)技推廣，2009，25（12）：21.

[5] 黃婕，李紅松.桂北地區(qū)幼齡果園套種馬鈴薯冬種栽培技術(shù)[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2016（14）：79，90.

[6] BHM W.Methods of studying root systems[M].Berlin：Springer-Verlag，1979：48-60.

[7] 張彪.不同砧穗組合對戈壁區(qū)釀酒葡萄生長和品質(zhì)的影響[D].蘭州：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，2014.

[8] 楊洪強(qiáng)，束懷瑞.蘋果根系研究[M].北京：科學(xué)出版社，2007：41，66.

[9] FUKAKI H，OKUSHIMA Y，TASAKA M.Auxin?mediated lateral root formation in higher plants[J].International review of cytology，2007，256：111-137.

[10] ATKINSON D.Some observations on the distribution of root activity in apple trees[J].Plant and soil，1974，40（2）：333-342.