砂田甜瓜套作向日葵系统的养分利用研究

邵存应，康恩祥，何宝林

（1.甘肃省庄浪县林业局，甘肃庄浪 744600；2.甘肃省农业科学院旱地农业研究所，甘肃兰州 730070；3.农业部西北作物抗旱栽培与耕作重点开放实验室甘肃兰州 730070；4.甘肃省旱作区水资源高效利用重点实验室，甘肃兰州 730070）

砂田甜瓜套作向日葵系统的养分利用研究

邵存应1，康恩祥2，3，4，何宝林2，3，4

（1.甘肃省庄浪县林业局，甘肃庄浪 744600；2.甘肃省农业科学院旱地农业研究所，甘肃兰州 730070；3.农业部西北作物抗旱栽培与耕作重点开放实验室甘肃兰州 730070；4.甘肃省旱作区水资源高效利用重点实验室，甘肃兰州 730070）

2010—2013年在庄浪县进行的砂田甜瓜套作向日葵系统的养分利用研究的结果表明，无论在甜瓜的初花期、座果期、膨大期套作食葵或油葵，套作系统比单作明显提高了作物的吸氮量、吸磷量和吸钾量。氮吸收量比单作增加50%～59%，磷吸收量比单作增加12%～41%，钾吸收量比单作增加33%～68%。

砂田；甜瓜；向日葵；套作；养分利用

砂田是我国西北干旱、半干旱地区独特的土壤覆盖和水土保持的抗旱耕作方式。砂田栽培是具有综合效能的旱作覆盖技术，符合免耕法的原理，可改善土壤的水肥热状况，具有的蓄水保墒、增温保温、促进早熟的作用，是其它免耕覆盖方式所不具备的［1］。庄浪砂覆盖面积接近0.67万hm2，在果园幼园期（1～3 a）间套作其它作物可充分利用资源和增加单位面积产出。间套作系统中种间竞争指在同一因子（资源、资源组合或捕食者等）控制下所产生的有机体之间相互妨害的作用［2］。为分析甜瓜与向日葵套作系统的养分利用情况，2010 —2013年我们在位于黄土丘陵半干旱区的甘肃省庄浪县万泉镇进行了砂田甜瓜套作向日葵系统的养分利用研究，通过不同的共生期，明确作物间的资源利用差异，丰富间套作理论，为优化农作物间套作体系提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

指示甜瓜品种为银帝（中熟品种，甘肃农业大学瓜类研究所提供），油葵品种为矮大头（美国胜利种子公司提供），食葵品种为LD5009（中熟，美国福莱利公司提供）。

1.2 试验方法

试验共设13个处理：甜瓜初花期套作食葵（TA1）、甜瓜初花期套作油葵（TA2）、甜瓜座果期套作食葵（TA3）、甜瓜座果期套作油葵（TA4）、甜瓜膨大期套作食葵（TA5）、甜瓜膨大期套作油葵（TA6），以6个处理相应时期套作相应作物的单作及甜瓜单作分别为对照，即甜瓜初花期单作食葵（TB1）、甜瓜初花期单作油葵（TB2）、甜瓜座果期单作食葵（TB3）、甜瓜座果期单作油葵（TB4）、甜瓜膨大期单作食葵（TB5）、甜瓜膨大期单作油葵（TB6）、单作甜瓜（CK），每个处理设3次重复，小区面积为40 m2，东西行向带状种植，砂田单作向日葵位于砂田甜瓜的北侧。

甜瓜于“清明”前后播种，7月中下旬收获。播种前精细整地，耕深25～30 cm，平整后达到上虚下实，春季回填砂砾石。每处理均施尿素300 kg/hm2，磷酸二铵450 kg/hm2，硫酸钾150 kg/hm2，用砂砾石覆盖垄沟，垄面宽1.4 m，垄沟宽60 cm，垄沟深30 cm，垄面覆膜，每垄栽双行，垄侧种植，株距50 cm。单作向日葵穴距30 cm，行距50 cm。套作向日葵在两株甜瓜种间打穴播种，穴距50 cm，每穴播2～3粒种子，覆砂厚度2 cm，2片真叶时及时间苗，每穴留1株。甜瓜4片真叶时间苗，每穴留1株，待子蔓长到9～10片叶时打顶，座果期时每株留1果，摘除其余幼果、雌花、孙蔓。甜瓜主蔓5叶打顶后追施尿素75 kg/hm2，座果期、膨大期及成熟期时追尿素105 kg/hm2。单作向日葵在现蕾期随水追施尿素90 kg/hm2，开花期追施120 kg/hm2，套作向日葵在甜瓜收获后随水追施尿素120 kg/hm2。人工除草，甜瓜结果期用25%甲霜灵可湿性粉剂，或75%链霉素800倍液防治霜霉病。

从甜瓜苗期开始，用土钻采集甜瓜田0～20 cm耕层土样，采集时除去地面植被和地表覆盖物，铲除表面1 cm左右的砂表土，以避免地面微生物与土样混杂。每小区采集3个土壤样品，每个样点采用S形5点取样法将5点土样充分混匀，用四分法取约1 kg，用塑料自封袋封好带回实验室，风干、去杂、过筛后供土壤理化性状测定。全氮用H2SO4-HClO4消化，凯氏定氮法测定，全磷用钒钼黄比色法测定，全钾用火焰分光光度计测定［3］。甜瓜成熟时分别取甜瓜、套作向日葵植株，每处理取6株，在105 ℃下杀青30 min后继续在85 ℃下烘干48 h后称重。甜瓜植株营养含量分析采用全株除根外粉碎后的混合样，向日葵植株养分含量分析采用除根、花盘外的粉碎混合样。全氮测定用H2SO4-H2O2消煮凯氏定氮法，全磷测定用钒钼黄吸光光度法；全钾测定用火焰光度法［3］。

比较套作系统养分吸收量相对于单作养分吸收量的变化。这里单作养分吸收是单作甜瓜和单作向日葵的养分吸收量以套作比例为权重的加权平均值［4］。以氮为例，计算公式如下。

NUic为套作中甜瓜与向日葵的总吸氮量，NUaw和NUbs分别为单作甜瓜和相应单作向日葵的吸氮量，Pa和Pb分别指甜瓜和向日葵在套作中的株数比例，Pa=A/（A+B），Pb=B /（A+B），A和B分别为套作中甜瓜和向日葵相对于单作甜瓜和单作向日葵种植密度的比值。本试验中，甜瓜单作与套作的密度相同，因此A为1，单作向日葵的密度设为0.3 m，套作向日葵的密度为0.5 m，因此B为1.67。即Pa=0.37，Pb=0.63。△NU的正或负反映了套作吸氮量相对于单作的增加或减少。磷和钾的计算方法相同。

2 结果与分析

2.1 套作系统中氮的吸收量

从表1可以看出，套作明显提高了作物的吸氮量。各个套作系统作物氮吸收量比单作增加均在50%以上。甜瓜初花期套作食葵系统和座果期套作油葵系统的作物吸氮量增加最多，比单作增加59%；甜瓜膨大期套作食葵系统的作物吸氮量增加最少，比单作增加50%。

表1 砂田甜瓜间作向日葵系统作物对氮素的吸收量

2.2 套作系统中磷的吸收量

从表2中看出，套作提高了作物对磷的吸收量。各个套作系统作物磷吸收量比单作增加12%～41%。初花期套作时，套作食葵系统吸磷量比单作高18%，套作油葵系统吸磷量比单作高12%；座果期套作时，套作食葵系统吸磷量比单作高33%，套作油葵系统吸磷量比单作高41%；膨大期套作时，套作食葵系统吸磷量比单作高29%，套作油葵系统吸磷量比单作高21%。

表2 砂田甜瓜间作向日葵系统对磷素的吸收量

2.3 套作系统中钾的吸收量

从表3看出，套作明显提高了作物对钾的吸收量。各个套作系统作物钾吸收量比单作增加33%～68%。初花期套作时，套作食葵系统吸钾量比单作高37%，套作油葵系统吸钾量比单作高33%；座果期套作时，套作食葵系统吸磷量比单作高36%，套作油葵系统吸磷量比单作高41%；膨大期套作时，套作食葵系统吸磷量比单作高65%，套作油葵系统吸磷量比单作高68%。

表3 砂田甜瓜间作向日葵系统对钾素的吸收量

3 小结与讨论

1）甜瓜套作向日葵系统，明显提高了作物对氮、磷、钾的吸收量。各个套作系统作物氮吸收量比单作增加50%～59%，磷吸收量比单作增加12%～41%，钾吸收量比单作增加33%～68%。说明在黄土丘陵沟壑半干旱区，砂田甜瓜套作向日葵系统是一种科学的种植模式。

2）实行间套种的目的在于通过不同的途径有意识的吸收利用各种不同的资源，从而达到增产增收的目的。间套种中还存在着作物对资源的竞争，主要表现在水肥，光、热等资源上。间套种的基本原理，就在于想方设法充分发挥增产效应，克服其竞争机制，以实现最终目的［5］。

［1］王亚军，谢忠奎，刘大化.砾石直径和补灌量对砂田西瓜根系分布的影响［J］.中国沙漠，2006（5）：821-825.

［2］王刚，张大勇.生物竞争理论［M］.西安：陕西科学技术出版社，1996.

［3］鲍士旦.土壤农化分析（第三版）［M］.北京:中国农业出版社，2000.

［4］MORRIS B A，GARRITY D P.Resource capture and utilization in intercropping water［J］.Field Crops Research，1993，43：303-317.

［5］刘景辉.王志敏，胡志全，等.我国粮食安全保障中改善农业环境的途径［J］.中国人口资源与环境，2001（4）：33-37.

（本文责编：陈珩）

Study on Nutrient Utilization of Melon/Sunflower Intercropping System

SHAO Cun-ying1，KANG En-xiang2，3，4，HE Bao-lin2，3，4
（1. Zhuanglang Forestry Bureau，Zhuanglang Gansu 744600，China；2. Institute of Dryland Agricultural，Gansu Academy of Agricultural Sciences，Lanzhou Gansu 730070，China；3. Key Laboratory of Northwest Drought Crop Cultivation and Farming of China，Lanzhou Gansu 730070，China；4. Key Laboratory of Efficient Utilization of Water Resources in Dry Rrea，Gansu Province，Lanzhou Gansu 730070，China）

We explored the investigation into nutrient utilization of melon/sunflower intercropping system in the period 2013—2014 at Zhuanglang county.The results shows that the intercropping edible sunflower and oil sunflower at the melon beginning flower，fruiting，expanding period，the bsorption of nitrogen，phosphorus uptake and potassium uptake of interplanting system were more than monoculture system.Compared with the monoculture，the absorption of nitrogen in the interplanting system improved 50%～59%，the potassium uptake increased 12%～41%，and the potassium uptake enhanced 33%～68%.

Sandy land；Melon；Sunflower；Intercropping；Nutrient utilization

S652；S565.5

A

1001-1463（2014）10-0050-03

10.3969/j.issn.1001-1463.2014.10.018

2014-08-30

甘肃省旱作区水资源高效利用重点实验室基金项目“基于质能守恒理论的砂田土壤水肥热传递规律研究”（HNSJJ-2012）、甘肃省科技支撑项目“黄土丘陵沟壑区（庄浪）梯田沙覆盖节水高效种植技术研究与示范”（11304ZACA151）”部分内容

邵存应（1963—），男，甘肃庄浪人，农艺师，主要从事果树蔬菜栽培工作。联系电话：（0）18093327779。E-mail:657155338@qq.com

康恩祥（1974—），男，甘肃陇西人，副研究员，博士，研究方向为作物生理生态。E-mail：xiaokang7722@163.com