不同株高玉米對間套作甘薯地上部性狀的影響

張 艷，郭書亞，湯其寧，盧廣遠，楊愛梅，尚 賞

（商丘市農林科學院，河南商丘476000）

人類繁殖速度的驟增，導致可利用資源的貧乏，人居環境變差，生存受到挑戰。為了增加農作物產量和提高其品質，間套作模式再次受到重視[1-5]。間作套種模式根據作物的屬性差異科學組合，以及合理配置田間結構[6]，形成新的復合群體，改變了農田小氣候環境，具有多作物、多層次和多功能等特點，使其社會效益、生態效益和經濟效益都高于單作種植模式[7-8]。有研究表明，甘薯與玉米套作栽培時由于受到玉米蔭蔽，長蔓型甘薯品種的節間變長，莖蔓變細，甚至徒長[9-12]；也有研究表明，1B8型玉米甘薯套作系統中，與單作甘薯相比，套作甘薯蔓長有增長趨勢，莖粗、分枝數、單株薯數、單個甘薯質量均隨著玉米栽培距離增加而增加，且甘薯受到來自相鄰高位作物玉米的種間競爭，并處于劣勢地位[13-15]。目前，關于玉米、甘薯套作栽培對甘薯地上部農藝性狀影響的研究有很多[16-20]，但關于不同品種玉米對種間甘薯農藝性狀影響的研究卻很少報道。

本研究探討了不同玉米甘薯間套作模式下對甘薯農藝性狀的影響和科學群體構建的規律，以期找到合適的套作模式，為玉米、甘薯套作栽培提供科學依據。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 材料 供試玉米品種3個，株高不同（表1）；甘薯品種3個，利用方向不同（表2）。

表1供試玉米品種

表2供試甘薯品種

1.1.2 試驗地概況 試驗于2018年5—10月和2019年5—10月在商丘市農林科學院雙八薛莊試驗基地進行，地處東經115°64′、北緯34°50′。年平均輻射量4 388.59 MJ/m2，年平均氣溫在13.9～14.3℃，年平均日照時數為2 204.4～2 427.6 h，年平均積溫（≥0℃）為5 100～5 300℃，降水量為653～874 mm，無霜期為207～214 d，屬典型的暖溫帶半溫潤大陸性季風氣候。土壤屬于黃河沖積潮土，土層深厚，地力肥沃，有機質含量豐富。試驗地基礎肥力如表3所示。

表3試驗地土壤基礎肥力

1.2 試驗方法

試驗采用不同株高玉米（A）和不同類型甘薯（B）雙因素隨機區組設計，玉米品種設3個水平，鄭單958、先玉335、豫單9953，甘薯類型設3個水平，商薯19、商薯K8、商薯X6，共計9個處理。另設甘薯、玉米單作對照，3次重復。品種組合水平如表4所示。玉米、甘薯套作采用A2B6型間套作系統，即2行玉米套種6行甘薯為一個帶。每個處理種植3帶（單作玉米和單作甘薯各種10行），每帶寬4.9 m、長10 m，南北行種植，四周種甘薯作保護區。甘薯起壟種植，行距70 cm，株距25 cm，種植密度為4.898萬株/hm2，每隔6壟甘薯種植1壟2行玉米，玉米間行距30 cm，株距20 cm，每行50株，密度為2.041萬株/hm2。

表4各處理因素水平

試驗整地要細致，起壟要規范，壟距要一致。基肥為磷肥（P2O5）120 kg/hm2、鉀肥（K2O）150 kg/hm2、氮肥（N）90 kg/hm2，在玉米大喇叭口期追施尿素150 kg/hm2。小區四周埋油氈0.5 m，防止肥料擴散。甘薯插秧為人工按標尺定點扦插，玉米也為人工按標尺3粒點播，單株留苗，重復間留1.5 m過道，便于觀察記載。單作玉米密度為7.500萬株/hm2，單作甘薯密度為5.715萬株/hm2。玉米收獲時間分別為2018年9月5日和2019年9月4日，甘薯收獲時間分別為2018年10月30日和2019年10月29日。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 甘薯取樣 甘薯移栽后40 d（共生期35 d）開始取樣，即玉米大喇叭口后期，共取樣4次，取樣間隔10 d；玉米收獲后20 d（即甘薯栽植后120 d）調查甘薯相關農藝性狀（數據測量取中間的一帶），并在標定區中隨機選取具有代表性的2株，分別將莖蔓、葉片稱質量裝袋，105℃烘箱中殺青30 min，80℃烘干至恒質量后稱量其干質量。

1.3.2 甘薯測定項目及方法 蔓長：測量甘薯莖基部至頂部生長點的直線距離；莖粗：利用游標卡尺測量離莖基部10 cm處直徑3次，取平均值；基部分枝數：直接計數法測定莖基部30 cm以內長度大于10 cm的分枝；LAI：采用鮮樣稱重法測定單株總葉面積，根據小區面積換算葉面積指數。

1.4 數據處理

利用Excel 2003進行數據、圖表處理。

2 結果與分析

2.1 不同處理對甘薯蔓長的影響

2.1.1 不同因素水平對甘薯蔓長的影響 從圖1看出，玉米株高差異對甘薯蔓長的影響有顯著性不同，甘薯栽后至40 d，玉米處于苗期到大喇叭口后期，玉米的株高長勢差異不大，對甘薯的遮陰效果不明顯，甘薯蔓長表現為Y2＞Y1＞Y3；甘薯栽后40～50 d，玉米處于抽雄吐絲期，上部葉片尚未展開，雖然玉米株高開始有明顯差異，但是對甘薯蔓長的影響仍不明顯；甘薯栽后50～60 d，玉米處于散粉期，上部葉片展開，雄穗分枝散開，此時遮陰效果較強，甘薯蔓長生長速率較快，在長勢較高的玉米下甘薯蔓長生長速率最高；甘薯栽后60～70 d，玉米株高穩定，對甘薯的遮陰效果保持不變，Y1、Y2、Y3的株高平均值分別為259.3、293.15、234.1 cm，甘薯蔓長的生長速率因適應性有所降低。甘薯生長在50～60 d時蔓長增長速率最快，且Y2＞Y1＞Y3。甘薯品種間蔓長差異明顯，在玉米生長的不同時期雖然遮陰效果不一樣，但是甘薯蔓長的變化均表現為G1＞G3＞G2，表明間套作前期（即甘薯栽后50 d內），對甘薯的遮陰逐步加強；甘薯栽后50～60 d，玉米株型穩定，甘薯莖蔓生長受到抑制效果也相對穩定，并逐漸適應。由此說明甘薯生長在蔭蔽的環境中時間越長，使得甘薯莖蔓越來越長，同時表明甘薯莖蔓的長度與品種特性相關。

2.1.2 單作和套作下甘薯蔓長的變化 單作和套 作下甘薯蔓長的變化趨勢如圖2所示。

由圖2可知，甘薯栽后40～50 d，甘薯蔓長無顯著變化；栽后50～60 d，玉米處于散粉期，此時遮陰效果較強，間套作中甘薯莖蔓生長速率加快，在50 d左右時，單作與各套作處理中蔓長接近，栽后60 d時套作甘薯莖蔓生長速率達最快，CK增長速率最小。不同玉米甘薯品種和套作模式下，栽后70 d時，各品種蔓長大小順序為Y2＞Y1＞Y3＞CK；栽后至50 d時單作處理中甘薯莖蔓成長較快，而后由于玉米遮陰造成甘薯營養生長旺盛，不同株高玉米對不同品種甘薯莖蔓生長速率影響存在差異，與對照相比，套作處理甘薯莖蔓生長反而較快。

2.2 不同處理對甘薯莖粗的影響

2.2.1 不同因素水平對甘薯莖粗的影響 從圖3可以看出，隨著玉米株高的增加使甘薯莖粗而變細，其中，株高低的玉米下甘薯莖粗最大，甘薯莖粗越細，其直徑降低也越快。甘薯品種間莖粗表現為G2＞G1＞G3，栽后70 d時G2與G3差異最大，差值為0.57 mm。說明隨著玉米遮陰程度的增加甘薯莖粗逐漸變細，品種G3莖蔓最細，G1和G2呈動態變化，栽后50 d時G1＞G2，栽后60 d以后G2＞G1，說明G2的耐陰性較好。

2.2.2 單作和間套作下甘薯莖粗的動態變化 從圖4可以看出，甘薯從栽后單作莖粗就一直高于間套作處理，說明間套作模式下，由于甘薯受到遮陰，造成其莖粗變細，同時隨著遮陰效果的加重，甘薯莖粗越來越細。栽后60、70 d時，各品種莖粗均表現為CK＞Y3＞Y1＞Y2，栽后70 d時，G1在不同株高玉米（Y1、Y2、Y3）遮陰下分別比對照細1.24、1.44、1.19 mm，G2分別比對照細1.01、1.21、1.06 mm，G3分別比對照細1.45、1.50、1.50 mm。說明隨著套作玉米品種的不同，甘薯莖粗表現出不同的變化趨勢。

2.3 不同處理對甘薯LAI的影響

2.3.1 不同因素水平對甘薯LAI的影響 不同因素水平對甘薯葉面積指數（LAI）的變化趨勢如圖5所示。

從圖5可以看出，甘薯LAI隨著栽后時間的增加而變大，在共生期間甘薯LAI值隨玉米株高的增高而減小,表現為Y3＞Y1＞Y2，Y3平均比Y1、Y2分別高6.50% 和10.89% ，栽后70 d時Y3和Y2的平均差值最大，為0.11，說明不同株高玉米對甘薯LAI值的影響存在差異，玉米株高越高影響越大。甘薯品種間LAI差異明顯，不同測定時期均表現為G1＞G2＞G3，G1平均比G2、G3分別高8.63% 和16.77% ，在栽后70 d時，品種G1的LAI值為3.26，比G2、G3分別高6.13% 和11.96% ，表明甘薯不同品種耐陰性存在差異，甘薯LAI值高的其抗逆性要強些。

2.3.2 單作和間套作下甘薯LAI的變化趨勢 從圖6可以看出，單作或間套作甘薯LAI隨著時間的增加而增加，甘薯品種不同LAI值變化規律大致一樣。甘薯栽植40～70 d時，甘薯品種不同LAI均表現為CK＞Y3＞Y1＞Y2，且單作明顯高于間套作處理，但同一品種間套作中各處理差異不明顯。表明甘薯單作時，甘薯葉片生長勢正常，LAI較高，由于玉米株高存在差異性，遮陰程度對不同甘薯品種影響效果也不同。

2.4 栽后70 d各處理對甘薯地上部性狀的影響

從表5、6可以看出,甘薯栽植70 d時，甘薯蔓長的影響因素中，甘薯品種（F＝1 017.274**）＞玉米株高（F＝457.015**）＞甘薯品種×玉米株高（F＝6.915**）。隨著玉米株高的增高（遮陰程度增強），甘薯蔓長顯著增長，總的趨勢是Y2＞Y1＞Y3，各品種間均有顯著性差異；甘薯品種因素間G1＞G3＞G2，各品種間均有顯著性差異，甘薯品種×玉米株高互作間存在顯著性差異。該試驗中,甘薯蔓長最高的模式為Y2G1，最低的模式為Y3G2。說明玉米株高越高，對甘薯蔓長影響越大，本試驗中，G1品種莖蔓最長。

表5甘薯地上部性狀的方差分析

表6甘薯地上部性狀的多重比較

甘薯莖粗的影響因素中，甘薯品種（F＝70.000**）＞玉米株高（F＝30.250**）＞甘薯品種×玉米株高（F＝0.400）。隨著玉米株高的增高（遮陰程度增強），甘薯莖粗逐漸變細，株高越高效果越明顯，總的趨勢是Y1＞Y3＞Y2；甘薯品種因素間G2＞G1＞G3，甘薯品種×玉米株高互作效果不顯著。該試驗中，甘薯莖粗最高的模式為Y1G2，最低的模式為Y2G3。說明玉米株高越低，對甘薯蔭蔽效果越輕，甘薯莖蔓越粗，本試驗中，G2品種莖蔓較粗。

栽后70 d時影響甘薯分枝數的因素中，甘薯品種（F＝1 017.479**）＞玉米株高（F＝39.795**）＞甘薯品種×玉米株高（F＝11.729**）。隨著玉米株高的增高（遮陰程度增強），甘薯分枝數顯著減少,總的趨勢是Y2＞Y1＞Y3，各品種間均有差異；甘薯品種因素間G3＞G1＞G2，各品種間均有顯著性差異，甘薯品種×玉米株高互作間存在顯著性差異。該試驗中，甘薯分枝數最多的模式為Y2G3，最低的模式為Y3G2。說明玉米株高越高，對甘薯蔭蔽效果越突出，甘薯分枝越多，本試驗中，G3品種甘薯分枝數最多。

影響甘薯LAI的因素中，甘薯品種（F＝123.327**）＞玉米株高（F＝29.476**）＞甘薯品種×玉米株高（F＝2.619）。隨著玉米株高的增高（遮陰程度增強），甘薯LAI逐漸減小，總的趨勢是Y3＞Y1＞Y2，各品種間均有差異；甘薯品種因素間G1＞G2＞G3，各品種間均有顯著性差異，甘薯品種×玉米株高互作間差異不顯著。該試驗中，甘薯LAI最高的模式為Y3G1，最低的模式為Y2G3。說明玉米株高越低，甘薯LAI越高，本試驗中，G1品種甘薯LAI最高。

3 結論與討論

本研究結果顯示，在玉米散粉前玉米株高是個動態變化過程，且隨著時間的推移對甘薯的遮陰逐步加強，但甘薯的蔓長、莖粗、分枝數、LAI等性狀與單作甘薯間無顯著變化；玉米株高穩定后，上述性狀產生了不同的變化趨勢，但是由于玉米上部葉片的寬窄、長短、夾角大小以及玉米雄穗長短、分枝多少和玉米雌穗方向的不同，對甘薯的遮陰效果存在差異性，所以甘薯上述性狀在變化規律上也存在不一致性。甘薯品種的不同，本身對遮陰效果的反映也存在差異性，每個性狀的耐陰性也存在不一致性，所以選用不同玉米、甘薯品種，其試驗結果有可變性。

在栽后70 d時玉米株高穩定，對甘薯每個性狀的影響也保持不變，對甘薯蔓長總的趨勢是Y2＞Y1＞Y3、G1＞G3＞G2，各品種間均有顯著性差異，甘薯品種×玉米株型互作間存在顯著性差異，Y2G1組合蔓長最長，Y3G2最短，說明玉米株高對甘薯蔓長影響最大，本試驗中，G1莖蔓最長；對甘薯莖粗總的趨勢是Y1＞Y3＞Y2、G2＞G1＞G3，各品種間均有差異，甘薯品種×玉米株高互作效果不顯著，Y1G2莖粗最高，Y2G3最低，說明玉米株高越低，對甘薯蔭蔽越小，本試驗中，G2莖蔓較粗；對甘薯分枝數總的趨勢是Y2＞Y1＞Y3、G3＞G1＞G2，各品種間均有差異，甘薯品種×玉米株高互作間存在顯著性差異，Y2G3分枝數最多，Y3G2最少，株高越高的玉米對甘薯蔭蔽越突出，甘薯分枝越多，本試驗中，G3分枝數最多；對甘薯LAI總的趨勢是Y3＞Y1＞Y2、G1＞G2＞G3，各品種間均有顯著性差異，甘薯品種×玉米株高互作間差異不顯著。本試驗中，Y3G1的LAI最高，Y2G3最低，玉米株高低的甘薯LAI顯著升高，本試驗中，G1品種甘薯LAI最高。由此可知，玉米生長前期，不同套作甘薯蔓長、莖粗、分枝數、LAI等性狀與甘薯單作差異性不顯著；玉米株高穩定后，套作下的甘薯上述性狀差異性明顯，且隨著甘薯品種的不同，不同玉米對甘薯的遮陰效果也存在差異性。綜合甘薯各種農藝性狀表現，在本研究中，豫單9953與商薯19的組合效果最佳。