南疆地區不同棉花種植模式對花生生長、干物質及產量的影響

鄭桂蘋 汪小強 陳偉明 胡守林

（塔里木大學農學院 新疆阿拉爾 843300）

隨著現代農業產業化在我國的發展， 花生產業在增加農民收入、 保障我國食用油安全等方面起到越來越重要的作用， 花生產業種植日益受到人們的重視。 花生種植面積在我國油料作物中處于第3 位，但經濟產量占油料總產的一半以上， 是食品加工的原料，也是重要的經濟作物和油料作物之一[1-3]。 花生籽仁的含油率和產量均高于大豆、油菜等，在緩解食用油供應不足方面發揮了重要作用。 目前一年一熟的花生平作傳統種植模式仍占花生種植模式的主導地位， 這種植模式造成土地全年近2/3 的時間被浪費，土地及光、熱、水資源利用率低，隨著耕地面積的不斷減少，糧油人爭地矛盾日益突出。 棉花作為我國主要的經濟作物，需求量大[4]。 部分地區長期連作種植棉花，病蟲害嚴重，在生長發育中表現不良，產量下跌，經濟效益降低[5]。 花生、棉花都是直根系，但兩者要求的土壤養分條件不同， 棉花根系對肥水的吸收能力強， 長期連作種植后會導致棉田土壤中部分養分流失過快，土壤呼吸能力下降，某種植物必需元素與非必需元素減少， 給作物的根系呼吸帶來巨大的影響；花生有固氮功能，與棉花互作可以提高土壤肥力，花生、棉花互作經濟效益相對高于種植其他作物[6]。 因為生態位功能，棉花花生間作對花生的遮陽影響較小， 通過種植發現可以提高整體的種植經濟效益；緩解了花生和棉花的連作障礙問題，是可以在當地推廣的套作模式。 有關棉花花生不同種植模式的研究多集中于棉花植株性狀和經濟效益[7-9]。 混合種植模式、 間作種植模式與套種模式是農業生產中常用的改良農田的主要種植模式[10]，在大量實踐研究中被證明可以應用，并能獲得較高的經濟效益[11]。 研究表明[12]，花生與相應作物間作、套作可建立多種群體種植模式，增加單位面積作物群體密度，增加光合作用產物積累，獲得更高的產量。 在棉花花生間作種植體系中，劉登望等[13]的研究表明，不同花生品種對間作棉花的影響主要與繁茂度有關。劉衛星等[14]的研究表明，通過調節棉花與花生的種植密度，可以提高花生的光截獲量。 一個作物群體種植模式是否合理主要看能否真正協調發展地上部與根系、 個體與群體、營養器官與生殖器官的關系。 黨小燕等[15]的研究表明，間作具有明顯的優勢，對主要經濟作物棉花無顯著性影響。 近年來，棉花由于管理成本較高，土地費用上漲，單作種植棉花經濟效益不明顯。 新疆地理位置優越，光照資源豐富，棉花花生間作可以大大減輕棉花與花生單作來的連作危害，實現棉花、花生產業均衡發展，減輕糧油供應不平衡的問題。

近年來， 關于棉花花生間作的研究主要集中在田間性狀、 產量及經濟效益等方面， 對于南疆地區不同棉花種植模式下的花生生長表現及干物質積累研究較少， 本試驗探討南疆地區不同棉花種植模式下花生的生長指標、 干物質積累、 產量指標及土地當量比， 以期為南疆地區棉花花生間作提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地點位于阿拉爾市六團9 連。 阿拉爾市位于塔里木河上游的邊緣位置，該地區光熱資源豐富，日照時數約2 996 h/年，≥10℃的年積溫在4 000℃以上。 降雨量稀少，年均降水量40.1～82.5 mm，年均蒸發量1 976.6～2 558.9 mm，屬典型的暖溫帶大陸干旱荒漠氣候，是典型的灌溉農業區。

1.2 試驗設計

本試驗供試花生品種為早熟直立大花生花育25，棉花品種為中棉619，生育期為120 d。 本試驗于2022 年4－10 月開展。 設置3 行棉花套種2 行花生（N3）、4 行棉花套種2 行花生（N4）、6 行棉花套種2 行花生（N6）的處理，分別以花生（NCK）和棉花（MCK）作為單作對照，采用隨機區組設計，重復6 次，小區長24 m、寬10 m。 花生播種于棉花行中間，每壟2 行； 棉花按照大田正常播種模式分別為一膜三行、一膜四行和一膜六行，均采用人工播種，棉花播種深度為2.5～3.0 cm。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 生長指標 花生開花下針期、結莢期、飽果期和成熟期每小區選取代表性植株5 株， 調查花生的主莖節數、分枝數、主莖高、側枝長，取平均值。

1.3.2 干物質測定 8 月28 日將花生植株按器官分為葉、莖、根、莢果4 部分，放入烘箱內將溫度調到105℃殺青0.5 h， 后再將溫度調至80 ℃烘干至恒重進行稱量。

1.3.3 產量及構成

（1）花生測產：以小區實際收獲產量計算，并計算土地當量比。 收獲時取10 株具有代表性的花生調查植株性狀，莢果曬干后稱量計算花單株生產量、出仁率、公斤果數和仁數。

（2）棉花測產：各處理每行連續取10 株棉花，測定20 株棉花調查總鈴數計算單株有效結鈴數、無效鈴數，取100 個吐絮鈴測其單鈴重、皮棉和衣分。

1.4 數據處理與分析

采用Microsoft Excel 2010 進行數據整理及預處理，用DPS 7.05 進行數據單因素方差分析，采用新復極差法。

2 結果與分析

2.1 不同處理對花生生長指標的影響

由表1 可知，各處理對花生的主莖高、側枝數、莖粗及側枝長有顯著性差異， 其中主莖高度表現為N6>N4>NCK>N3，側枝長表現為N6>N4>NCK>N3，側枝數表現為N3>N4>N6>NCK，莖粗表現為N3>NCK＞N4>N6，說明與單作相比較，間作均促進花生的主莖高與側枝長、側枝數，降低了莖粗，易形成苗高莖細，抗倒伏能力降低，花生產量降低。

表1 不同棉花種植模式對花生生長指標的影響

2.2 不同處理對花生干物質積累的影響

干物質是影響產量的重要因素， 花生干物質積累在莢果期達到最大。 由表2 可知，間作顯著增加了莖稈、葉片與莢果重，對根系無顯著性影響。 其中莖稈在N6 處理下干物質積累量最大， 為7.43 g/株，N3處理、N4 處理、N6 處理分別比CK 高2.06%、3.93%、39.88%； 葉片在N6 處理下干物質積累量最大，為5.97 g/株， 其N3 處理比CK 低1.59%，N4 處理與N6處理比CK 高6.61%、57.94%，莢果在N6 處理下干物質積累量最大，為9.72 g/株，N3 處理、N4 處理、N6 處理分別比CK 高1.44%、4.95%、55.27%， 說明間作提高了養分向營養器官與生殖器官輸送量， 一膜六行種植模式中花生生長指標表現較好， 其他依次為一膜四行、一膜三行。 一膜六行種植模式促進了干物質積累，提高了營養器官向生殖器官的輸送能力。

表2 不同棉花種植模式對花生干物質積累各項指標的影響

從干物質分配比上來看， 花生一膜六行種植模式下，莖稈干物質分配系數比最低，葉片與莢果的干物質分配系數最高；單作種植模式下，莢果分配系數最低， 整體上間作水平葉片與莢果的干物質分配系數比CK 高，說明間作提高了花生各個器官干物質的分配比（圖1）。

圖1 不同處理對花生各個器官干物質分配系數的影響

2.3 不同處理對花生產量指標的影響

由表3 可知， 間作能顯著影響單株莢重與單株籽粒數，對其他指標無顯著性影響。 隨著棉花種植行數的增加，花生的單株粒重、單株莢數、單株籽粒數、單莢重、百粒重、單株莢重逐漸下降，其中N3 處理的單株籽粒數顯著高于CK，N3 處理、N4 處理、N6 處理分別比CK 高45.54%、19.32%、-3.51%，N3 處理、N4處理、N6 處理的單株粒重分別比CK 高28.34%、7.39%、-3.87%；N3 處理、N4 處理、N6 處理的單株莢數分別比CK 高28.52%、16.38%、-1.94%， N3 處理、N4 處理、N6 處理的單株莢重分別比CK 高33.59%、19.18%、-2.17%，說明間作能提高顯著花生的產量與單株籽粒數， 對其他指標影響不顯著，3 種間作模式中， 一膜三行種植模式與一膜四行種植模式中花生產量構成指標種無顯著性差異， 通過改變棉花種植密度來提高經濟效益， 篩選適合的棉花花生間作種植模式對于產業發展具有重要的意義。

表3 不同處理對花生產量指標的影響

2.4 花生生長指標與產量指標的相關性分析

由表4 可知， 不同棉花種植模式下花生的側枝數與單株莢數、單株重呈顯著正相關，側枝長與單株粒重、單株莢數、單株籽粒數、單莢重、單株莢重呈顯著負相關；莖粗與單株莢重、百粒重呈顯著正相關。

表4 不同棉花種植模式下花生生長指標與產量指標間相關性分析

3 討論與結論

3.1 討論

棉花的主莖高、 側枝長、 莖粗可以直觀地反應花生生長狀況， 側枝數能反應產量的基本狀況，前人[16-17]研究表明，間作能提高花生對光的利用率，增加主莖高和側枝長，易形成細高苗，使莖稈細弱，增加倒伏風險，不利于間作體系中花生的健壯生長，這與本研究結果一致，隨著行數的增加，棉花的主莖高度逐漸增加，莖粗、側枝長減小，側枝數變少。

根系是影響花生產量的重要器官，其形態建成、干物質積累與產量具有顯著的相關關系[18]。 前人[19]研究表明，棉花花生間作使花生飽果數減少，百果數與百仁重增加；閆敏等[20]的研究表明，在一膜四行棉花種植模式下，棉花的干物質積累速度最大，對照花生的干物質重最大，花生為其提供了通風通光的環境。本研究一模六行種植模式中花生干物質積累指標表現最好，這可能與氣候、棉花行間距有關，同時由于向光性增加了干物質積累。

間作種植模式下，慈敦偉等[21]的研究發現，隨著棉花株行配比增大，棉花、花生單位面積產量逐漸降低，棉花、花生株行配比為4∶6 時，2 種作物的總產和單位效益最高。 錢必長等[22]的研究發現，在一膜四行棉花種植間作模式中， 花生減產幅度最小， 經濟總產值顯著高于其他處理且土地當量比大于1， 具有明顯的間作優勢， 說明在花生棉花間作種植體系中， 適當減小棉花在間作中所占的比例能夠維持花生較高的光合能力， 促進根系對養分的吸收， 有利于延緩衰老， 減弱對花生產量的影響。 本研究中N4處理下花生的產量各項指標表現較好， 從綜合效益來看棉花花生在一膜四行種植模式下表現最好， 可以通過作物空間協調， 提高光能利用效率， 進而提高產量。

3.2 結論

與花生單作相比， 間作模式能夠顯著影響花生的主莖高、側枝數、莖粗、側枝長，提高了花生各個器官干物質積累及分配， 對花生單株莢重及籽粒數有顯著性影響，對其他指標影響不顯著。 綜合來看，間作模式具有較好的通風透光條件，促進棉花、花生的生長，提高間作作物的干物質積累速度，改良田間土壤環境， 減輕單一因素對作物的影響。 經過綜合篩選， 一膜四行棉花種植模式下花生的各項指標表現最好，適合南疆地區棉花花生間作種植。