盐碱地玉米‖花生间作对群体覆盖和产量的影响

南镇武 孟维伟 徐杰 王旭清 刘灵艳 林松明 高华鑫 张正

摘要：本试验以玉米单作（CKM）、花生单作（CKP）为对照，设置玉米‖花生3∶[KG-*2/3]4间作（M3P4）种植模式，研究盐碱地玉米‖花生间作对作物干物质积累、分配及叶面积、叶面积指数、产量、土地当量比的影响。结果表明：M3P4间作模式可以显著提高花生花针期、成熟期和玉米的叶面积指数，且收获时叶面积指数保持较高值，对作物群体覆盖贡献大;与单作相比，成熟期两作物单株干物质重无显著差异，且成熟期玉米各器官干物质分配也无显著差异，但间作花生果仁及果皮占比显著降低;土地当量比为1.13，間作优势明显。可见，M3P4间作模式利于提高黄河三角洲地区群体覆盖度和土地利用效率。

关键词：盐碱地;玉米‖花生间作;群体覆盖;产量;土地当量比

中图分类号：S513.01+S565.201文献标识号：A文章编号：1001-4942（2018）12-0026-05

黄河三角洲地区蒸发强度高、降雨量少，受气候和多年来灌排条件等因素影响，导致该地区植物群落组成简单、生态环境脆弱、多数植物不能正常生长、植被覆盖率低、土地蒸发量较大，造成土壤表层不断积盐、盐渍化不断加重，严重制约着该区农业的可持续发展[1，2]。依据盐渍土水盐运动“盐随水来，盐随水去”的特点，控制土壤水分蒸发可减轻盐分的“浅集表聚”[3]，从而达到改良目的。在水循环过程中，地表蒸发是重要一环，蒸发影响土壤水分及盐分的再分布，不仅关系到土壤水分的保持，且在某些条件下易引起土壤的盐渍化[4]。土壤积盐程度主要与大气蒸发能力、土壤特性、地下水埋深和矿化度等密切相关，当土壤特性、地下水埋深和矿化度等因素基本相同时，土壤积盐程度则主要取决于蒸发[2，5]。

地面覆盖措施具有保墒、降低土面蒸发、提高土壤水分利用率的特点[6]。在盐碱地上覆盖作物秸秆后，阻止水分与大气间直接交流，对土表水分上行起到阻隔作用，抑制盐分表聚[7]，同时还增加光的反射率和热量传递，降低土表温度，从而降低土壤水分蒸发[3，8]。除秸秆覆盖和地膜覆盖外，绿色覆盖也可以进行盐碱地改良，后者能够营造出土壤表层较为湿润、空气流通较为缓慢的小环境，从而减少土壤表层水分的自然蒸发[9，10];另土壤的失水过程由土壤的自然蒸发转变为作物根系从土壤中吸收水分然后再从作物叶面蒸腾的过程，从而减少了盐分随水向地表的聚集[11]。种植不同作物增加绿色覆盖，在减少农田土壤无效蒸发、调节盐分在土体中分布、促进作物出苗、提高产量等方面均具有一定作用[9]。且近年来，对植物的耐盐性研究多集中在盐碱伤害机理、植物的适应性反应和如何提高植物耐盐性等方面，但不同作物及种植方式对地面覆盖度的影响尚不明晰，与国外存在差距。因此，在盐碱地条件下，本试验以玉米单作、花生单作为对照，设置玉米‖花生3∶[KG-*2/3]4间作种植模式试验，旨在探明盐碱地玉米‖花生间作对作物群体覆盖度和产量的影响，从而为黄河三角洲地区盐碱地利用和作物增产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2017年5—10月在山东省东营市河口区“渤海农场”（118°36′ E，37°41′ N）进行。该地属华北湿润大陆性季风气候，年均气温12℃，极端最高气温41℃，极端最低气温-23℃，年降水量约600 mm，年蒸发量约1 800 mm，全年无霜期为202～210 d。供试土壤为沙壤、中度盐碱土，播前0～20 cm土层主要理化性状见表1。

1.2 试验设计

试验模式为玉米‖花生3∶[KG-*2/3]4间作。具体为：带宽3.5 m，玉米约6万株/hm2，窄行距55 cm，株距14 cm;花生8 万穴/hm2，垄宽85 cm，一垄2行，2粒播种，穴距14 cm。设玉米单作（CKM）、花生单作（CKP）为对照。玉米单作约6万株/hm2，行距60 cm，株距27 cm;花生单作约15万穴/hm2，穴距15.5 cm，其它同间作花生。试验为大区试验，面积约0.667 hm2。供试玉米品种登海605，花生品种花育25。玉米、花生基施氮磷钾复合肥（15-15-15）750 kg/hm2，玉米（带）追施尿素100 kg/hm2，花生（带）不追肥。5月23日机播，9月13日收获玉米，9月21日收获花生，其它田间管理措施基本一致。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 植株干物质 分别于玉米、花生成熟期每处理选取玉米3株、花生6株，烘干测定干物质（每处理重复3次，下同）。

1.3.2 叶面积及叶面积指数 分别于花生花针期、荚果期、成熟期，玉米抽雄期、灌浆期、成熟期每处理选取玉米3株、花生6株进行测定，重复3次。花生叶面积采用鲜样打孔称重法[12]、玉米叶面积采用长×宽×0.75计算[13]。叶面积指数=作物叶面积×密度/土地面积。

1.3.3 产量及净面积产量 玉米成熟期单作选取两行5 m样段内所有雌穗、间作分别选取一个带宽5 m样段内所有雌穗，均风干脱粒后测产，并计量百粒重;花生成熟期单作选取两垄2 m样段、间作选取一个带宽2 m样段，风干后测花生荚果产量[12，14]，并计量剥壳后百仁重。间作玉米和间作花生产量是基于总间作带占地面积的产量，玉米、花生净面积产量则为基于实际占地面积的产量[14]。

1.3.4 土地当量比（LER） 该指标用于衡量间作优势， LER﹥1表示有间作优势，LER﹤1 则无间作优势[14]。计算公式：

式中：Yim和Yip分别指在间作总面积上玉米和花生的籽粒产量（kg/hm2）;Ysm和 Ysp分别指单作玉米和花生的籽粒产量（kg/hm2）。

1.4 数据处理与分析

用Microsoft Excel 2007进行数据整理，用DPS 7.05进行数据分析，采用LSD法进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 盐碱地玉米‖花生间作对作物叶面积及叶面积指数的影响

由表2可以看出，与CKM、CKP相比，M3P4对玉米、花生单株叶面积和叶面积指数的影响不同。抽雄期M3P4玉米单株叶面积与CKM差异不显著，但灌浆、成熟期显著低于CKM，分别降低14.1%和15.7%;抽雄、灌浆、成熟期M3P4模式的玉米叶面积指数均显著高于CKM，增加141.9%～176.1%。

M3P4花生荚果期单株叶面积与CKP差异不显著，但花针、成熟期均显著高于CKP，分别增加24.2%和31.8%;M3P4花生叶面积指数与CKP相比，变化趋势与单株叶面积基本一致，花针、成熟期分别显著增加17.6%和28.2%。由此看出，盐碱地玉米花生宽幅间作模式能显著提高玉米各生育期的叶面积指数，即提高了作物覆盖度。

2.2 盐碱地玉米‖花生间作对作物干物质积累及分配的影响

由表3可以看出，与CKM、CKP相比，M3P4对玉米、花生干物质积累影响不同。抽雄、灌浆、成熟期，M3P4处理与CKM相比玉米单株地上部干物质重无显著差异。与CKP相比，M3P4花生整株干物质重，花针期显著增加35.6%，荚果期显著降低15.1%，成熟期差异不显著。

由表4可以看出，与CKM、CKP相比，M3P4对玉米、[JP2]花生成熟期干物质分配影响不同。与CKM相比，M3P4玉米成熟期各器官干物质比重差异不显著，但M3P4玉米茎、叶干物质比重高于CKM，苞叶、穗轴、籽粒干物质比重低于CKM;与CKP相比，M3P4花生成熟期根、果针干物质比重差异不显著，茎、叶分别显著增加22.6%和196.3%，果仁、果皮分别显著降低18.2%和29.5%。

2.3 盐碱地玉米‖花生间作对作物产量及土地当量比的影响

由表5可以看出，与CKM、CKP相比，M3P4处理对玉米、花生产量和净面积产量影响显著。M3P4玉米产量较CKM显著降低24.9%，M3P4花生产量较CKP显著降低62.2%;而M3P4玉米净面积产量较CKM显著增加81.4%，M3P4花生净面积产量较CKP显著降低35.5%。与CKM、CKP相比，M3P4对玉米百粒重、花生百仁重的影响差异不显著，但M3P4使玉米百粒重增加9.8%，使花生百仁重降低4.8%。本试验条件下，M3P4土地当量比大于1.0，可见玉米‖花生间作优势明显。

3 讨论与结论

叶面积是植物截获光能的物质载体，合理的叶面积指数是反映玉米群体光合能力的重要指标。适宜的叶面积指数能够保证光热资源的有效利用，可以避免玉米植株、叶片间的相互遮蔽，创造一个通风透光性良好的群体环境，有利于光合作用的进行、有机产物的合成与积累，进而获得高产[15]。合理的间作模式不仅能集约利用光、温、水、肥、土等资源，提高单位面积复合生产力，也是增加农田覆盖度的有效措施，进而增加农田覆盖度又是改良盐碱地的重要举措[6]。前人研究表明，玉米花生间作复合群体后期具有较高的光合物质积累量，最大叶面积指数高于单作玉米和单作花生，且后期保持较高的叶面积指数[16];叶面积指数在整个生育期内均呈先上升后下降的变化趋势，灌浆期达最大值，然后开始下降[15]。本研究中，抽雄期间作玉米单株叶面积与单作玉米差异不显著，但灌浆期、成熟期显著低于单作，这可能是因为该间作模式缩小了玉米的株行距、局部增加了玉米密度所导致;而玉米净面积密度增加导致间作玉米叶面积指数显著高于单作。间作花生单株叶面积、叶面积指数较单作在不同时期变化规律基本相同，这可能与两种模式的花生种植规格相同有关。此外，M3P4间作模式收获时仍保持较高的叶面积指数，对作物群体覆盖的贡献明显大于单作。

干物质积累是作物生长发育的重要指标，其籽粒产量的高低主要由干物质积累量所决定，同时也受到收获指数的影响。间作玉米单株地上部干物质重与单作差异均不显著，但成熟期间作玉米积累量大于单作，可能是间作玉米受益于边行优势所致。本试验条件下，两种模式对成熟期玉米干物质分配的影响差异不显著，但花生果仁及果皮占比显著降低，可能主要因为间作玉米对花生产生光胁迫，不利于花生对光能的捕获、傳递和转化[17]。另因M3P4模式后期群体覆盖度大于单作，使水分蒸发速率较单作慢，进而提高水肥利用率，增加收获期间作玉米、花生干物质重。这也可能是导致荚果期单作花生整株干物质重显著大于间作，而收获期差异不显著的原因之一。花生单作处理土壤水分蒸发速率较快，导致收获期单作花生叶片较间作花生脱落严重，整株干物质重差异不显著。

本试验条件下，玉米‖花生3∶[KG-*2/3]4间作模式叶面积指数高于单作，且后期保持较高的叶面积指数;与单作相比，成熟期两作物单株干物质重差异不显著，且成熟期玉米干物质分配也无显著差异，但花生果仁及果皮占比显著降低;土地当量比大，具有明显的产量优势，提高土地利用效率。可见，推行玉米‖花生3∶[KG-*2/3]4间作种植模式利于提高该地区群体覆盖、盐碱地土地利用效率及促进粮经饲生产协调发展。

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