棉花一花生間(套)輪作模式對作物光合生理特性及產(chǎn)量性狀的影響

研究間（套）輪作對花生光合生理特性及產(chǎn)量性狀的影響機制，對實現(xiàn)花生一棉花間（套）輪作高產(chǎn)、高效具有重要意義。間作主要存在4種方式：一種是時間間作，在同一塊土地上，不同季節(jié)種植不同的作物，如春小麥一秋玉米[1]、小麥一柴胡[2間作，在一年內(nèi)可以種植多種不同的作物，提高土地的利用率和作物產(chǎn)量；第二種為空間間作，在同一塊土地上，同時種植兩種或兩種以上作物，如玉米一大豆間作[3]，利用作物之間的空間關(guān)系，結(jié)合不同作物的互補特性，旨在提升土地生產(chǎn)力，降低病蟲害發(fā)生率，并改善土壤質(zhì)量；第三種為種植結(jié)構(gòu)間作，在同一塊土地上同時種植兩種或更多種類的植物，如玉米一柴胡高低間作[4]，這種方法通過協(xié)調(diào)作物的生長結(jié)構(gòu)，更有效地覆蓋土壤、利用水分和養(yǎng)分。最后是輪作間作，這種模式在同一季節(jié)或連續(xù)季節(jié)中種植兩種或多種作物，例如棉花一花生條帶輪作[5，有助于提升土地的養(yǎng)分利用效率，減緩?fù)寥劳嘶⒃鰪娹r(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。關(guān)于同花生間作模式主要有花生一木薯[6-7]，花生具有固氮能力，增加土壤氮元素的含量，促進花生一木薯的氮吸收。花生的根系結(jié)構(gòu)能夠改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤的通氣性和保水性，為木薯的生長提供有利條件。花生一玉米[8-9]間作，花生的葉覆蓋也可以減少玉米地面的裸露程度，減輕土壤侵蝕，有助于保持水分和減少早本雜草的生長。花生一果樹間作[10]，果樹的冠層會遮擋一部分陽光，影響到花生植株的生長;花生一棉花[1]間作，會對低矮的花生植株造成光照的遮擋和競爭。這可能會影響到花生的生長和發(fā)育，導(dǎo)致其高度減低、葉片變小等現(xiàn)象的發(fā)生。間作系統(tǒng)中高位作物的生長，會導(dǎo)致花生受到的遮陰影響，生育后期花生的直射光截獲量逐漸減少，間作花生通過增加株高來改善自身的受光環(huán)境，表現(xiàn)出株高的增加[12]。同時，不同的種植方式也會對作物的干物質(zhì)積累產(chǎn)生影響，從而對作物的產(chǎn)量產(chǎn)生影響[13-14]。研究發(fā)現(xiàn)，玉米一花生間作能促進花生鐵吸收基因的表達，改善花生鐵營養(yǎng)，促進花生共生固氮[15，顯著提高花生葉片葉綠素b含量，促進其對光能的捕獲和傳遞，增強對弱光的利用，同時能提高玉米功能葉對 CO₂ 的羧化固定能力，增強對強光的利用，實現(xiàn)光能分層集約利用[16-17]。花生一棉花間作模式對花生葉片的葉綠素形成有抑制作用，且隨著棉花所占間作比例的增加，抑制效果也越明顯[18-19]，同時會降低花生的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率，其中棉花所占比例越大，花生的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率下降得更嚴(yán)重2°。花生在間作中被視為一種低位作物，因此高位作物遮陰會對其光合作用產(chǎn)生影響，直接影響作物產(chǎn)量，導(dǎo)致作物產(chǎn)量下降[21];黃小雙等[22]研究表明，不同果樹間作花生顯著影響花生產(chǎn)量性狀的單株結(jié)果數(shù)、雙仁果數(shù)、飽果數(shù)以及單株產(chǎn)量，在帶狀間作種植模式進程中，間作花生處于光照劣勢。玉米一花生 2：4 間作種植處理較花生連作模式的莢果產(chǎn)量提高15.09% ，籽仁產(chǎn)量提高 19.21% ，且玉米花生2：4 間作種植處理出仁率和單株結(jié)果數(shù)高于花生連作模式[23]，玉米一花生間作處理中蛋白質(zhì)和粗脂肪含量分別提高 5.53% 和 3.00%^[24] 。花生脂肪酸的主要成分是不飽和脂肪酸，其中油酸和亞油酸的含量占其 80% 。油酸和亞油酸的相對含量的高低直接影響著花生的營養(yǎng)品質(zhì)的優(yōu)劣。花生一棉花間作顯著提高花生多種脂肪酸的含量，同時降低油酸與亞油酸的比值[18]。

輪作是一種農(nóng)事耕作管理方法，能夠改善土壤質(zhì)量、提高農(nóng)作物產(chǎn)量、減少病蟲害的發(fā)生。通過控制輪作年限、種植順序和種植密度等因素，可以有效提高農(nóng)田的生產(chǎn)力和土壤質(zhì)量。錢必長等[18]的研究表明花生一棉花 6：4 和 4：2 間作模式提高了花生的光合作用、改良土壤養(yǎng)分保證了整體效益的最優(yōu)化。研究發(fā)現(xiàn)，連續(xù)種植花生會導(dǎo)致植株生長受限，變得矮小，同時花生的產(chǎn)量也會降低[25]，水稻-花生輪作模式可以促進花生植株的主莖高、側(cè)枝長和分枝數(shù)增加，延長花生的生育期，從而提高產(chǎn)量[26]。花生一甘薯輪作能夠緩解花生連作對花生營養(yǎng)生長的抑制作用，顯著提高不同時期的花生主莖高和側(cè)枝長，在花針期尤為顯著[27]。輪作也可以有效緩解因連作而導(dǎo)致的植物光合速率和蒸騰速率等生理特性下降[28-29]，提高花生葉綠素 SPAD 值和不同生育期花生葉片的凈光合作用[19]。不同的種植模式也會對作物籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生不同影響[30]。相較于連作，輪作有助于促進花生籽仁內(nèi)部糖分向蛋白質(zhì)和脂肪的轉(zhuǎn)化，進而改善了花生籽仁的品質(zhì)[31]。間（套）輪作的方法，可以在多個維度促進花生的成長和發(fā)展，包括改善土壤結(jié)構(gòu)、促進營養(yǎng)元素的循環(huán)，并有效控制病蟲害，為花生營造一個更優(yōu)的生長條件。間（套）輪作通過改善光環(huán)境和調(diào)節(jié)花生的光合作用參數(shù)，有效提升了花生的光合效率。本研究將通過棉花一花生間（套）輪作模式下對作物光合生理特性及產(chǎn)量性狀影響進行分析，為科學(xué)種植模式提供可靠的理論依據(jù)。

1材料與方法

1. 1 試驗地概況

本試驗于2022年5月至2023年10月開展，試驗點位于烏魯木齊市安寧渠綜合試驗場 （43^°95^′N，87^°46^′E） ，屬中溫帶大陸性干旱氣候，土壤類型為灰漠土，平均氣溫 25.7^°C ；年均降雨量 180～220mm ；全年積溫為 4063.1^°C 。

1. 2 材料與試驗設(shè)計

供試的棉花品種為‘新陸早 50^， ，花生品種為‘花育9610’，由新疆經(jīng)濟作物研究所提供。所有處理在播種前，施用 1.2×10⁴kg?hm^-2 農(nóng)家肥及 450kg?hm^-2 復(fù)合肥 （N-P-K=17：17：17） 用作底肥。氮、磷施用量采用當(dāng)?shù)刈罴咽┓柿俊２シN前檢測土壤中全氮含量 （1.44±0.01 ）g?kg^-1 ，全磷含量 （1.48±0.09 ） g?kg^-1 ，全鉀含量 （7.53±0.04） ） g?kg^-1 ，有機質(zhì)含量 （34.26± 0.16） g?kg^-1 ，堿性氮含量 196.72mg?g^-1 ，有效磷含量 （6.59±0.62）mg?g^-1 ，速效鉀含量170.51mg?g^-1 。棉花、花生后期追肥田間管理與當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)田保持一致。次年，花生、棉花輪作的種植條帶位置互換，花生間（套）輪作田間種植布局如圖1所示。花生播種方式為起壟覆膜，1膜4行，行距依次為 30cm-40cm-30cm ，每穴2粒。共設(shè)3個處理組，分別為：棉花一花生不同種植比例 2：2.2：4.2：6 。每個小區(qū)面積 21m² ，按隨機區(qū)組排列，每個處理重復(fù)3次，花生種植及邊行、中間行采樣如圖2-A、2-B、2-C所示。

圖2 田間種植模式圖

Fig.2Field planting pattern diagram

1.3材料收集時間及測定項目

在花生一棉花間（套）輪作體系中，在花針期、結(jié)莢期、成熟期和收獲期，對花生在棉花一花生₂：2，2：4 和 2：6 間作的邊行1，邊行2和中間行（圖2-A、圖2-B和圖2-C）進行光合生理指標(biāo)測定：每個時期，每個處理選取3株長勢一致具有代表性的花生植株分別測定葉面積、葉綠素值和光合參數(shù)；花生生育動態(tài)分析：棉花一花生共生期，每個小區(qū)選取長勢均勻，具有代表性的植株定點測量各生育時期主莖高、側(cè)枝長；干物質(zhì)測定：將花生植株按器官分為葉、莖、根和莢果4部分，分別裝入牛皮紙袋，在 105^°C 下殺青 30min ，然后在 80^°C 下烘干至恒量，稱取各生育時期干物質(zhì)質(zhì)量并記錄；花生產(chǎn)量的測定：測定百果質(zhì)量、百仁質(zhì)量、出仁率以及產(chǎn)量；花生品質(zhì)的測定：將處理的花生籽仁統(tǒng)一曬干，每個處理分別選取顆粒飽滿，大小一致的種子利用近紅外光譜儀分析花生含油量、蛋白質(zhì)和油酸的含量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel2016進行數(shù)據(jù)整理，用GraghpadPrism9.5軟件進行數(shù)據(jù)圖片繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1花生一棉花間（套）輪作對花生光合特性的響應(yīng)

2.1.1對花生葉面積的影響研究發(fā)現(xiàn)，隨著生育期的推進，不同種植模式下的花生葉面積呈先上升后下降趨勢，結(jié)莢期達最大值（圖3）。綜合兩年數(shù)據(jù)，花生葉片面積大小整體趨勢表現(xiàn)為2：4gt;2：6gt;2：2 。在間（套）輪作模式中花針期、結(jié)莢期、成熟期和收獲期，棉花一花生 2：2 種植模式下的邊行1、邊行2和中間行葉面積均顯著低于 2：4 和 2：6 種植模式，具體表現(xiàn)為 2：4 gt;2：6gt;2：2 ；根據(jù)葉面積數(shù)據(jù)，棉花一花生2：4 的葉面積大于 2：6 ，棉花一花生 2：4 種植為最優(yōu)種植模式。

圖3花生一棉花間（套）輪作模式對花生葉面積的影響

Fig. 3 Effect of different intercropping （relay intercroppping） rotation patterns on peanut leaf area

2.1.2對花生葉片葉綠素的影響花生中片葉綠素值在間（套）輪作體系中（圖4），葉綠素含量表現(xiàn)為 2：4gt;2：6gt;2：2 。邊行種植降低了葉綠素值，降低程度為邊行 1gt; 邊行2，表明邊際效應(yīng)顯著影響葉綠素含量，中間行 gt; 邊行 2gt; 邊行1。而在不同生長發(fā)育時期， 2：2 種植模式的邊行1、邊行2和中間行顯著低于 這兩種模式，具體表現(xiàn)為 2：4gt;2：6gt;2：2 。在間（套）輪作體系中花生葉綠素含量，在一定范圍內(nèi)隨花生與棉花種植距離、比例的增加而提高。不同模式間的花生葉綠素值表現(xiàn)為 2：4gt;2：6gt;

2：2 ，不同邊行和中間行表現(xiàn)為中間行 gt; 邊行2gt; 邊行1。

圖4花生一棉花間（套）輪作模式對花生葉片葉綠素SPAD值的影響 Fig.4Effectofdifferent intercropping（relay intercroppping）rotation patternsonchlorophyllSPADvaluesofpeanutleaves

2.1.3對花生葉片凈光合速率的影響花生一棉花間（套）輪作模式對花生葉片凈光合速率的影響（圖5），花生葉片的凈光合速率呈現(xiàn)先升高后降低趨勢。2022年、2023年花生葉片凈光合速率均表現(xiàn)為 2：4gt;2：6gt;2：2 。在間（套）輪作體系中，2022年凈光合速率逐漸升高至結(jié)莢期到峰值后緩慢降低，而2023年凈光合速率升高至結(jié)莢期到峰值后大幅度下降 45. 33%～63. 46% 。在花針期、結(jié)莢期和收獲期，與 2：2 邊行1相比，2：4.2：6 邊行1凈光合速率均有顯著提升；在全生育期，與 2：2 邊行2相比， 2：4 和 2：6 邊行2的凈光合速率也均有提升，整體表現(xiàn)為 2：4 =2：6gt;2：2 。2022年成熟期和2023年收獲期中， 2：4 邊行2較 2：6 邊行2出現(xiàn)顯著提升。在全生育期花生一棉花間（套）輪作模式中，間行的凈光合速率均有顯著差異趨勢為 2：4gt;2：6 gt;2：2 。棉花一花生 2：4 和 2：6 種植模式較2：2 模式花生的凈光合速率有所提升， 2：4 和2：6 為較合理的間（套）輪作種植模式。

2.1.4對花生氣孔導(dǎo)度的影響 花生一棉花間（套）輪作模式對花生葉片氣孔導(dǎo)度的影響（圖6），花生葉片的氣孔導(dǎo)度和凈光合速率均呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢。在間（套）輪作體系中，2022年氣孔導(dǎo)度逐漸升高至結(jié)莢期到峰值后緩慢降低，而2023年氣孔導(dǎo)度升高至結(jié)莢期最大，隨后降低。2年數(shù)據(jù)顯示，花生葉片的氣孔導(dǎo)度在不同種植模式之間整體表現(xiàn)為 2：4gt;2：6gt;2：2 。在花生的全生育期， 2：2 種植下的邊行1和中間行的氣孔導(dǎo)度明顯小于 2：4 和 2：6 ，且邊行1和中間行的氣孔導(dǎo)度呈現(xiàn) 2：4gt;2：6gt;2：2 的趨勢。2023年結(jié)莢期邊行2的氣孔導(dǎo)度表現(xiàn)為 ，與 2：2 相比， 2：4 和 2：6 邊行2氣孔導(dǎo)度明顯下降；2022年、2023年花針期、成熟期和收獲期， 2：4 種植模式氣孔導(dǎo)度最大，且與 2：2 差異顯著。在結(jié)莢期，花生和棉花的光合作用強烈，而此時棉花植株過高，對花生的遮陰效果顯著，致使花生的氣孔導(dǎo)度系統(tǒng)受到嚴(yán)重影響。

2.1.5對花生蒸騰速率的影響不同作模式下花生葉片的蒸騰速率趨勢基本相同（圖7）。隨生育期的推進，蒸騰速率表現(xiàn)為先上升到結(jié)莢期達到峰值后再下降的變化趨勢。2年數(shù)據(jù)中花生葉片的蒸騰速率均表現(xiàn)為 2：4gt;2：6gt;2：2 。在全生育期，花生邊行1、邊行2和中間行的蒸騰速率均呈現(xiàn) 2：4gt;2：6gt;2：2 的趨勢；2022年、2023年結(jié)莢期， 2：4 和 2：6 較 2：2 有顯著提升；2022年結(jié)莢期， 2：4 和 2：6 邊行1相較于2：2 分別提升 74.30%.34.89% ，邊行2分別提升 48.30% 和60. 32% ，中間行分別提升32.53% 、 27.88% 。2023年結(jié)莢期， 2：4 和 2：6 相較于 2：2 邊行1分別提升 26.18% 和23.00% ；邊行2分別提升 23.69% 和 17.73% ；中間行分別提升 23.27% 和 14.20% 。表明花生在結(jié)莢期的蒸騰速率最大，且蒸騰速率整體表現(xiàn)為中間行 邊行 2gt; 邊行1，不同種植模式之間表現(xiàn)為 2：4gt;2：6gt;2：2 。

圖5花生一棉花間（套）輪作模式對花生葉片凈光合速率的影響

Fig. 5 Effect of different intercropping （relay intercroppping）rotation patterns on net photosynthesis of peanut le

圖6花生一棉花間（套）輪作模式對花生葉片氣孔導(dǎo)度的影響

Fig. 6 Effect of diferent intercropping （relay intercropping）rotation paterns on stomatal conductance of peanut lea

圖7花生一棉花間（套）輪作模式對花生葉片蒸騰速率的影響

Fig.7Effect of different intercropping （relay intercropping）rotation paterns on transpiration of peanut leave

2.1.6對花生胞間 CO₂ 濃度的影響2年花生胞間 CO₂ 濃度在間（套）輪作系統(tǒng)中整體趨勢為 （圖8）。各生育期邊行1的胞間 CO₂ 濃度始終較高，邊行 1gt; 邊行 2gt; 中間行，不同間（套）輪作模式之間表現(xiàn)為 2：2gt;2：6gt; 2：4 。研究表明，棉花一花生種植距離近、種植比例大，可以降低花生胞間 CO₂"濃度， 2：4 為最優(yōu)種植模式，其次為 2：6 。

圖8不同間（套）輪作模式對花生葉片胞間 CO₂ 濃度的影響

Fig.8Effect of different intercroping （relay intercroppingt）rotation paternson stomatal conductance of peanut leave

2.2花生一棉花間（套）輪作對花生生長指標(biāo)及 產(chǎn)量性狀的影響

2.2.1對花生主莖高及側(cè)枝長的影響邊行1和邊行2的花生主莖高度顯著高于中間行（圖

9）。 2：2 和 2：6 種植模式下的花生主莖高度顯著高于 2：4 模式，具體表現(xiàn)為 2：2gt;2：4gt; 2：6 。2022年、2023年數(shù)據(jù)顯示，種植位置和模式對花生的生長具有顯著影響。2022年、2023年生育期間內(nèi)數(shù)據(jù)顯示（圖10），花針期側(cè)枝的生長較為緩慢，進入結(jié)莢期生長速度明顯加快，并在成熟期達到穩(wěn)定的水平；邊行1和邊行2的側(cè)枝長顯著大于中間行，表明與棉花種植的距離對側(cè)枝長有顯著影響。不同模式之間， 2：2 與 2：6 的花生的側(cè)枝長顯著高于 2：4 ，呈現(xiàn)為邊行 1gt; 邊行 2gt; 中間行， 2：2gt;2：4gt;2：6 趨勢。2022年、2023年不同種植模式花生的主莖高和側(cè)枝長增長明顯；與 2：2 和 Ω₂：Ω₆"兩種種植模式相比，2：4 種植模式更利于作物生長。

圖9不同間（套）輪作模式對花生主莖高的影響

Fig.9Effect of different intercropping （relay intercropping）rotation patterns on main stem height of peanut

圖10不同間（套）輪作模式對花生側(cè)枝長的影響

Fig.10Effect of different intercropping（relay intercropping）rotation patterns onlengthoffirstlateralbranchheightofpeanut

2.2.2對花生干物質(zhì)積累的影響 干物質(zhì)積累量是表現(xiàn)花生生長發(fā)育動態(tài)變化的重要指標(biāo)，與花生產(chǎn)量形成的過程有密切關(guān)系。2022年、2023年干物質(zhì)積累量均呈現(xiàn)持續(xù)上升的趨勢（圖11），并在收獲期達到最大值。2022年在收獲期 2：2 、2：4 和 2：6 模式的干物質(zhì)積累量分別為46.18、40，40，39，17g ·株 ^-1 ，表現(xiàn)為 2：2gt;2：4gt; 2：6 。2023年在收獲期 ₂：2，2：4 和 2：6 模式的干物質(zhì)積累量分別為49.28、62.70、97.06g·株 ^-1 。表現(xiàn)為 2：6gt;2：4gt;2：2 。

圖11不同間（套）輪作模式對花生干物質(zhì)積累量的影響

Fig.11Effects of diferent intercropping（relay intercropping）rotation pattrns ondrymateraccumulation inpeanut

分析這2年的數(shù)據(jù)，可以看出2年的表現(xiàn)存最高，但2023年，這一模式的表現(xiàn)卻變得最差，而在差異。在2022年， 2：2 模式的干物質(zhì)積累量 2：6 模式則從2022年的表現(xiàn)最差逐漸提升到

2023年的最佳表現(xiàn)。平均2年數(shù)據(jù)在 2：2，2 ：4.2：6 間（套）輪作的干物質(zhì)積累量為47.72、51.55、51.45g ·株-1。所以綜合2年數(shù)據(jù)表現(xiàn)為 2：4gt;2：6gt;2：2 ，即花生一棉花間（套）輪作2：4 為較優(yōu)模式。

2.2.3對花生干物質(zhì)分配的影響2022年，在花針期 2：2 中間行莢果干物質(zhì)分配率最高為9% （圖12）。在結(jié)莢期， 2：6 邊行 1，2：2 中間行的莢果干物質(zhì)分配率較高，分別為 22% 和 27% .且綜合來看， ε_，2：2ε_，2：4ε_，2：6 的莢果干物質(zhì)平均分配率分別為 17.67% 、 16% 和 5.14% ，表現(xiàn)為2：2gt;2：4gt;2：6 。在成熟期， 2：4 中間行莢果干物質(zhì)分配率最高，為 43%，2：2，2：4 和 2：6 的莢果干物質(zhì)平均分配率分別為 29.33% 、 35% 和 26.3% ，表現(xiàn)為 2：4gt;2：2gt;2：6 。在收獲期， 2：4 中間行莢果干物質(zhì)分配率最高，為 48% ，₂：2，2：4 和 2：6 的莢果干物質(zhì)平均分配率分別為 34%.36.3% 和 32% ，表現(xiàn)為 2：4gt;2：2gt; 2：6 。

不同種植模式的干物質(zhì)分配率相比較， 2：4 不同間（套）模式的花生干物質(zhì)積累莢果占比相對來說趨勢比較穩(wěn)定，且積累量在成熟期和收獲期要大于 2：2 和 2：6 ，說明 2：4 間（套）作模式營養(yǎng)成分向莢果轉(zhuǎn)移的多。

2023年花生干物質(zhì)分配表現(xiàn)為在結(jié)莢期，2：6 邊行1和中間行的莢果干物質(zhì)分配率最高（圖12），為 35% ，且綜合來看， 的莢果干物質(zhì)平均分配率分別為 22.00% 、26.67% 和 29.33% ，表現(xiàn)為 2：6gt;2：4gt;2：2 。在成熟期， 2：6 中間行莢果干物質(zhì)分配率最高，

圖12不同間（套）輪作模式對花生干物質(zhì)分配率的影響

Fig.12Efectofdierent intereropping（relayitercroppng）rotationpaterns onrateofdrymaterpartitioning in peanu

為 46%，2：2，2：4 和 2：6 的莢果干物質(zhì)平均分配率分別為 33.67% 、 40% 和 38.67% ，表現(xiàn)為2：4gt;2：6gt;2：4 。在收獲期， 2：4 中間行莢果干物分配率最高，為 48%，2：2，2：4 和 2：6 的莢果干物質(zhì)平均分配率分別為 40，33%，46，33% 和 40.33% ，表現(xiàn)為 2：4gt;2：2=2：6 。

2.3花生一棉花間（套）輪作對花生產(chǎn)量的影響

花生的產(chǎn)量是衡量不同種植模式優(yōu)劣的另一個重要指標(biāo)。從表1可知，2022年和2023年棉花一花生 2：2.2：4 和 2：6 種植模式下，花生產(chǎn)量分別為 5280.513.6693.773.5612.613 和5020.83，6 208.33，5 362.50kg?hm^-2 。與 2：2 間（套）輪作相比， 2：4 和 2：6 分別提升了26.76% 、 6.29% 和 23.65%.6.80% 。以上結(jié)果表明， 2：4 和 2：6 產(chǎn)量有所提升且 2：4 產(chǎn)量提升最大，為最優(yōu)的種植模式。棉花一花生不同種植模式下，花生的百果質(zhì)量、百仁質(zhì)量、出仁率表現(xiàn)為中間行 gt; 邊行 2gt; 邊行1，且 2：4gt;2：6gt; 2：2 ，產(chǎn)量表現(xiàn)為 2：4gt;2：6gt;2：2 。所以從產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的角度看， 2：4 為最優(yōu)種植模式，其次為 2：6 。

從表2可以看出，與 2：2 種植下的邊行1相比，2022年和2023年 2：4 邊行1花生的百果質(zhì)量、百仁質(zhì)量和出仁率分別提升 4.51%.2.25% 1.29% 和 2.65%.1.62% ！ 0.89% 。而且與 2：2 邊行1相比， 2：6 邊行1花生百果質(zhì)量、百仁質(zhì)量和出仁率也有顯著提高，分別提升2. 13%

1.95%.0.71% 和 3.42% 、 5.27%.1.55% 。

與 2：2 邊行2處理相比，2022年 2：4 邊行2百果質(zhì)量、百仁質(zhì)量和出仁率呈現(xiàn)升高的趨勢，但是2023年 2：4 邊行2則呈現(xiàn)降低的趨勢，與2：2 邊行2處理相比，2022年和2023年 2：6 邊行2則分別提高0. 76% 、0. 22% 、0. 1% 和1.10%.0.37%.1.28% 。

與 2：2 中間行處理相比，2022年和2023年2：4 中間行花生的百果質(zhì)量、百仁質(zhì)量和出仁率均有顯著提升，分別提升5. 24% 、11. 89% 、1.87% 和 4.81%.3.85%.1.51% ；與 2：2 中間行處理相比， 2：6 中間行百果質(zhì)量、百仁質(zhì)量和出仁率分別提升 1.96%.7.78% 、1. 20% 和1.97%.0.39%.0.07% 。

表1花生一棉花間（套）輪作模式對花生產(chǎn)量的影響

Table1 Effect of peanut-cotton intercropping （relay intercropping）rotation pattern on peanutyield

注：a，b，c表示不同處理間差異達顯著， Plt;0.05 ，下同。 Note：a，b，c indicate signifcant differences between treatments Plt;0. 05 ，the same below.

表2不同間（套）輪作模式對花生產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

Table2 Effect of different intercropping （relay intercroppping）rotation patrns on peanut yield components

2.4花生一棉花間（套）輪作對花生品質(zhì)的影響

檢測不同間（套）輪作模式對花生品質(zhì)指標(biāo)的影響，結(jié)果如表3所示。具體來說， 2：2 邊行2，2：4 邊行2和 2：6 邊行2的花生籽仁的蛋白質(zhì)含量無顯著差異，但與 2：2 邊行2相比， 2：4 邊行2花生籽仁的粗脂肪和油酸含量升高了

3.59%.0.63% 和 4.75%.0.88% ，而 2：6 邊行2的粗脂肪和油酸含量也顯著升高了 0.59% ！0.92% 和 7.05%.1.26% 。與 2：2 中間行的相比， 2：4 中間行，蛋白質(zhì)、粗脂肪和油酸含量分別提升了1. 60% 、2. 99% ，2. 28% 、0. 36% 和8.94%.3.36% 。而與 2：2 中間行的相比， 2：6 中間行的蛋白質(zhì)、粗脂肪和油酸含量分別提升了2. 28% 、1. 77% 、6. 50% 、1. 22% 和6. 47% 、2.82% 。以上結(jié)果表明，棉花一花生 這兩種間（套）輪作模式較 2：2 相比，花生的蛋白質(zhì)、粗脂肪和油酸含量均有所提高。不同間（套）輪作模式對花生品質(zhì)指標(biāo)的影響結(jié)果見表2。2：2 邊行 2，2：4 邊行2和 2：6 邊行2的花生籽仁的蛋白質(zhì)含量無顯著差異，但與 2：2 邊行2相比， 2：4 邊行2花生籽仁的粗脂肪和油酸含量升高 3.59% 、 0.63% 和 4.75%.0.88% ，而 2：6 邊行2的粗脂肪和油酸含量也顯著升高了0.59%0.0.92% 和 7.05%.1.26% 。與 2：2 中間行的相比， 2：4 中間行，蛋白質(zhì)、粗脂肪和油酸含量分別提升 1.60%.2.99% ，2. 28% 、0. 36% 和8.94%.3.36% 。而與 2：2 中間行的相比， 2：6 中間行的蛋白質(zhì)、粗脂肪和油酸含量分別提升2.28%.1.77%，6.50%.1.22% 和 6.47%.2.82% 。

以上結(jié)果表明，棉花一花生 2：4 和 2：6 這兩種間（套）輪作模式與 2：2 相比，花生的蛋白質(zhì)、粗脂肪和油酸含量均有所提高。

表3花生一棉花間（套）輪作模式對花生品質(zhì)指標(biāo)的影響

Table3 Effect of peanut-cotton intercropping （relay intercropping） rotation pattern on peanut quality indexes

3討論

在光照條件影響下，間（套）輪作可以改變作物群體生長狀況，研究表明間作模式對作物的光合作用影響較為顯著[32]。作物生長發(fā)育過程中受光照影響較為顯著，在植物進化中葉片對環(huán)境的變化極為敏感[33]。植物通過改變?nèi)~片的外部形態(tài)增強對不同的光照環(huán)境適應(yīng)性[34]。本研究發(fā)現(xiàn)，隨著作物生長周期推進，花生與棉花不同間（套）輪作模式顯著影響花生葉片的大小，花生葉面積呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，結(jié)莢期葉面積數(shù)值最高， 2：4 種植模式葉面積顯著大于 2：6 ！2：2 種植模式。研究表明，間（套）輪作的高位植株株高增高，花生側(cè)枝和主莖高增加，各指標(biāo)變化均是邊行比中行明顯[35]，間（套）輪作體系中邊行、中間行的花生通過影響作物的生物積累量，直接影響成熟期花生籽仁的分配量。前人研究表明，在生育后期群體產(chǎn)量和單株的干物質(zhì)積累量均隨種植密度的增加而減少[36]。錢必長[20]的研究結(jié)果表明花生一棉花間作 6：4.4：2.4：4 種植模式中 6：4 種植模式最有利于莢果中營養(yǎng)物質(zhì)的運輸，提高了干物質(zhì)在花生莢果和莖部的分配率，是干物質(zhì)積累量最大的模式。本研究證明，成熟期和收獲期莢果的干物質(zhì)分配率在 2：4 、2：6 種植模式下均表現(xiàn)較高。與2022年相比，2023年干物質(zhì)積累顯著增高，并且2：6種植模式下干物質(zhì)積累同比增長 145.82% ；而綜合分析2年數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)， 2：4 種植模式干物質(zhì)積累為51.55g/株，即花生一棉花間（套）輪作 2：4 為較優(yōu)模式。在間（套）輪作系統(tǒng)中，全田植株群體的高矮相間改變了作物的平面受光狀態(tài)，使得作物的空間生態(tài)位與單作情況顯著不同，進而導(dǎo)致光合特性發(fā)生變化由于低位作物受到高位作物遮陰的影響，光照條件相對劣勢，光合效率總體上降低[37-39]。在花生花針期后，受棉花遮陰影響，對花生壟位光合特性影響顯著，花生 2：4 種植模式LAI，SPAD、 P_n 、 G_s ！ T_r 、胞間 CO₂ 均顯著高于₂：2，2：6 種植模式。花生光合速率變化趨勢為2：4 種植模式 gt;2：6 種植模式 gt;2：2 種植模式。而在不同種植距離下，花生光合速率表現(xiàn)為中間行 gt; 邊行 2gt; 邊行1。花生結(jié)莢期受高桿作物棉花的影響，導(dǎo)致花生的遮陰逐漸增加，截獲的光能減少，葉片光合能力減弱，從而引起光合速率的下降。不同間（套）輪作種植模式棉花對花生葉片的遮陰程度存在差異， 2：4 棉花一花生間作等幅輪作模式，更有利于改善花生的受光狀況，協(xié)調(diào)間（套）輪作體系對光能的利用效果更為顯著。

間（套）輪作是一種可以提高作物生產(chǎn)力的有效方式。不同作物利用其株高特性，根系生長深淺進行搭配，發(fā)揮邊行優(yōu)勢，促進作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。本研究發(fā)現(xiàn)，棉花一花生等幅間作周年輪作種植模式對花生的產(chǎn)量和品質(zhì)影響顯著，花生的百果質(zhì)量、百仁質(zhì)量、出仁率表現(xiàn)為中間行 gt; 邊行2gt; 邊行1，且種植模式為 2：4gt;2：6gt;2：2， 產(chǎn)量表現(xiàn)為 2：4gt;2：6gt;2：2 。棉花一花生 2：4 和 2：6 這兩種間（套）輪作模式較 2：2 花生的蛋白質(zhì)、粗脂肪、油酸含量均有所提高。從產(chǎn)量構(gòu)成和品質(zhì)的角度來看， 2：4 為最優(yōu)的種植模式，其次為 2：6 。

此外，前人研究發(fā)現(xiàn)棉花、花生與其他作物間（輪）作可以合理運用光能利用率，在棉花/花生間作系統(tǒng)中，作物產(chǎn)量的增加可能得益于冠層光合作用的增強、生殖器官光同化分配的優(yōu)化，以及根際細菌群落改變帶來的養(yǎng)分吸收促進作用[40]。研究表明花生/玉米間作可以通過植物根系來調(diào)節(jié)根際微生物組，促進根系滲出物、微生物組成員及其鐵載體的混合，從而提高鐵的獲取機會[41]；與玉米間作增強了玉米在自然土壤中的根系活性、養(yǎng)分含量和生物量[42]；研究中番茄/毛蔥間作系統(tǒng)，植物根系分泌物影響鄰近植物根際微生物組富集的機制，這對植物保護具有意義，研究發(fā)現(xiàn)間作系統(tǒng)導(dǎo)致番茄植株根際產(chǎn)生了一個疾病抑制微生物群，保護番茄植株免受由土傳病原體引起的黃萎病，間作模式可以通過利用毛蔥根分泌物釋放的信號化學(xué)物質(zhì)來改變根際微生物群的富集，從而提高番茄植株的適應(yīng)性[43]。本研究發(fā)現(xiàn)，生理特性數(shù)據(jù)均與前人研究相符，所以在今后的試驗研究中，將對地下根際范圍變化進行延續(xù)，收集土壤樣品檢測其養(yǎng)分變化和土壤結(jié)構(gòu)變化，增添相關(guān)研究內(nèi)容。

綜上所述， 2：4 模式在花生的產(chǎn)量、品質(zhì)和光合指標(biāo)上顯示出了明顯的優(yōu)勢，與 2：2 相比，2：4 顯著降低了棉花對花生生長的競爭影響，從而更有效地促進了光合作用和營養(yǎng)的合理分配。在采用 2：4 模式的情況下，花生的中間行的葉面積、凈光合速率和氣孔導(dǎo)度均明顯優(yōu)于邊行，這有助于植物更加高效地利用光能進行生長，促進了更有效的光合作用和能量轉(zhuǎn)換。因此， 2：4 是較優(yōu)的花生一棉花間（套）輪作種植模式，不僅減少了作物間的競爭，還優(yōu)化了營養(yǎng)分配和光合作用，有效提高了作物的整體生產(chǎn)效率和品質(zhì)。

4結(jié)論

2：4 和 2：6 的輪作模式在多個生理和產(chǎn)量指標(biāo)上展現(xiàn)了顯著的優(yōu)勢，改進后的輪作配置不僅顯著增強了花生的生長指標(biāo)、產(chǎn)量和品質(zhì)，而且更有效地促進光合作用和能量轉(zhuǎn)換。 2：4 是較優(yōu)的花生一棉花間（套）輪作周年種植模式，不僅減少了作物間的競爭，還優(yōu)化了營養(yǎng)分配和光合作用，有效提高了作物的整體生產(chǎn)效率和品質(zhì)。2：4 和 2：6 的輪作模式可以作為主要的輪作模式進行推廣應(yīng)用。

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Effects of Cotton-Peanut Intercropping and Rotation Patterns on Photosynthetic Physiological Characteristics and Yield Traits

GULIXINDAN Wumar1'2 ，GAO Jun³ ，CUI Fuyang1，3 ，ZHANG Yun¹ ，

HOU Xianfei1，JIA Donghai1，GU Yuanguo1，ZHANGLe4， LI Qiang1，CHEN Xiaolu3 and MIAO Haocui5

（1.InstituteofEconomicCrops，XinjiangAcademyofAgriculturalSiences，Urumqi83o91，China;2.ShangangheKazakh Autonomous Township’s People's Government，F(xiàn)ukang Xinjiang830091，China;3.Collgeof Biological Science and Technology，YiliNormalUniversityYining，Xinjiang35o，China;4.JilinCityRuralRevitalizationResearchIsitutelin 132000，China；5.InstituteofCrop VarietyResources，Xinjiang AcademyofAgricultural Sciences，Urumqi83091，China）

AbstractUnderstanding the mechanisms by which cotton-peanut intercropping and relayintercropping systems affect peanut photosynthetic physiology and yield traits is crucial for optimizing productivity and efficiency in such systems. This study investigated two planting patterns：cotton-peanut intercropping and cotton-peanut rotation.Measurements were taken at the flowering，pod-seting，maturity，and harvest stages of peanut to assess plant growth parameters，dry matter accumulation and distribution，photosynthetic traits，as wellas post-harvest yield and quality.The results showed that 1. In the intercropping and rotation systems，the 2：2 planting pattern led to excessive peanut growth and lodging due to dense cotton planting，negatively impacting nutrient accumulation. In contrast，the 2：4 （204號 pattern exhibited yield and quality，followed by the 2：6 pattern. These results suggest that an appropriate planting ratio can significantly enhance growth and yield. Regarding the photosynthetic response，in the cotton-peanut intercropping system，middle-row peanuts demonstrated superior leaf area，net photosynthetic rate，stomatal conductance，and transpiration rate compared to edge-row peanuts， following the order：middle row gt; edge row 2gt; edge row 1. The 2：4 and 2：6 configurations exhibited significantly better photosynthetic performance than the 2：2 configuration，highlighting the advantages of the middle-row layout and 2：4 planting ratio.Compared to the traditional 2：2 pattern， both 2：4 and 2：6 relay cropping models demonstrated significant improvements in physiological indicators and yield traits.These improved configurations not only enhanced growth，yield，and quality of peanuts but also more effectively promoted photosynthesis and energy conversion. Therefore，the 2：4 （204 and 2：6 planting ratios are recommended as primary rotation models for wider adoption.

Key words Cotton-Peanut; Intercropping; Relay cropping； Photosynthetic characteristics； Yield

Received 2024-08-16 Returned 2024-11-06

Foundation item The“Tianshan Elite” Training Program of the Xinjiang Uyghur Autonomous Region -High-level Talents in Modern Agriculture and Animal Husbandry Development （No. 2023SNGGGCC018）；National Key Research and Development Program （No. 2022YFD1000105）; China Agriculture Research System of MOF and MARA （No.CARS-13）; Oilseed Industry Technology System of Xinjiang Uyghur Autonomous Region （No. XJARS-05）.

First author GULIXIDAM Wumar，female，assstant research. Research area：oil crop breeding and cultivation. E-mail：154360664@qq. com

GAO Jun，female，master. Research area： peanut cultivation and breeding. E-mail： 2287455311 qq.com

Corresponding authorLI Qiang，male，Ph.D，research fellow.Research area：oil crop breeding and cultivation.E-mail：lq19820302@126.com

CHEN Xiaolu，male，Ph.D，associate professor. Research area：oil crop breeding and cultivation， integrated control of pests and diseases.E-mail：cxl8109@163.com

MIAO Haocui，female，research fellow.Research area ： peanut cultivation and adversity physiology.E-mail：mc09876@163.com

（責(zé)任編輯：潘學(xué)燕 Responsibleeditor：PANXueyan）