玉米套种遮阴密度对花魔芋产量及病害的影响

2018-12-04 08:20段龙飞郭邦利蔡阳光覃剑峰陈国爱刘次鹏王宗方
关键词:叶柄魔芋套种

段龙飞,郭邦利,蔡阳光,覃剑峰,陈国爱,刘次鹏,王宗方

(安康市农业科学研究所 安康市魔芋产业研究院,陕西 安康 725021)

魔芋(Amorphophalluskonjac)又名蒟篛、蛇头草、花杆莲、麻芋子,为单子叶植物纲天南星科魔芋属多年生宿根草本植物,由于其富含葡甘聚糖而被广泛应用于食品、化学、医药、农业环保等多个领域[1,2]。

魔芋是一种半阴性植物,喜散射光和弱光,忌强光。魔芋与玉米多样性种植充分发挥了地上部分错层优势,魔芋有效利用了高秆作物对光的遮挡作用,可促进其自身的生长[3]。传统观点认为魔芋只适宜在中高山区种植。然而,中高山区土地资源有限且不利于机械化操作,极大的增加了运输、劳动成本,导致魔芋种植效益不高[4]。而低海拔地区土地资源较多,土壤条件良好,交通运输便利,便于小型机械化操作,可极大的降低劳动成本。目前,有关玉米与魔芋间作的研究已有报道,然而,不同区域、不同魔芋品种在实际大田生产中套种的密度存在显著差异,尤其在低海拔区域,光照强度较大,玉米遮阴套种密度对魔芋的生长发育、病害发生以及产量形成显得尤为关键。

本研究以岚皋花魔芋为材料,在安康川道低海拔区域研究玉米套种密度对魔芋光合色素、农艺性状、病害发生以及产量形成等的影响,筛选花魔芋在低海拔地区最佳的玉米套种密度,为低海拔魔芋大田套种提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验时间、地点

试验于2017年4-10月在陕西省安康市农业科学研究所魔芋种芋繁育基地进行,海拔280 m。试验田土壤为水稻土,前茬为玉米,收获后部分秸秆还田,含有有机质1.84%,铵态氮10 mg·kg-1,速效磷56 mg·kg-1,速效钾86 mg·kg-1,pH值为7.05。

1.2 试验材料

供试魔芋为安康当地花魔芋,玉米选用正大999(高杆)。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计

该试验设置6种玉米套种密度,1行魔芋+1行玉米,具体玉米套种密度: CK(0株·hm-2);A.20 850株·hm-2(株行距60 cm×80 cm);B.25 020株·hm-2(株行距50 cm×80 cm);C.31 260株·hm-2(株行距40 cm×80 cm);D.41 685株·hm-2(株行距30 cm×80 cm);E. 62 520株·hm-2(株行距20 cm×80 cm)。每处理3 次重复,共15个小区,小区面积4 m×12 m=48 m2,各重复内处理随机排列。

魔芋播种株行距为40 cm×80 cm,每个小区播种120个魔芋,种芋大小基本相同(100 g左右)。4 月25日,试验小区播种,有机肥和农家肥作为底肥一次性施入,有机肥3 000 kg·hm2,农家肥按15 000 kg·hm-1。播种前魔芋进行晾晒,种芋消毒处理(甲醛-高锰酸钾熏蒸处理)。

1.3.2 测定内容和方法

(1)农艺性状测定

生长发育数据调查于2017 年8 月中下旬,每个处理选择30株进行调查,分别测定株高、叶柄长度、叶柄直径、叶盘直径、顶裂叶长、宽[5,6]。(注:叶柄长度:地面到叶柄分叉处的长度;叶柄直径:叶柄基部紧贴地面直径;叶盘直径:叶片张开角度最大的距离。)

(2)光合色素含量测定

测定魔芋叶片光合色素含量,包括叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素以及光合总色素。具体方法如下:魔芋叶片采集的时间选在早晨9:00 -10:00。光合色素提取用丙酮∶乙醇∶蒸馏水=4∶5∶1(体积比) 的提取液,用直径0.9 cm 的打孔器取新鲜叶片约0.4 g(避开主叶脉),在50 mL容量瓶避光浸提10~12 h,分别在波长665 nm、649 nm、470 nm 和652 nm下测定浸提液的吸光度值,计算叶绿素a、b、类胡萝卜素和总色素的含量[7]。

(3)魔芋软腐病及产量分析

统计7~9月魔芋软腐病的发病规律,每月统计一次。魔芋收获后,每个处理选有代表性的30株魔芋,计算单株球茎鲜重以及葡甘聚糖KGM 含量。

发病率=(发病株数/播种株数)×100%

1.4 数据处理

利用Excel 2003与SPSS 13.0软件进行数据整理与统计分析。

2 结果与分析

2.1 玉米套种密度对魔芋叶生长发育的影响

通常情况下,魔芋地上部分只有一个叶片,因此,魔芋叶片的生长发育对地下球茎的生长起到关键作用。由表1可见,不同的玉米套种密度对魔芋地上部分叶的生长影响显著。具体表现为,随着玉米套种密度的增加,魔芋株高逐渐减小,叶盘直径呈现增长的趋势,叶柄直径和叶柄长度差异不显著。此外,玉米套种遮阴下,魔芋叶色呈深绿色,小叶平展,顶裂叶展开度较大,呈“T型”;相反,魔芋净作时(CK),魔芋叶色明显变黄,叶柄颜色变浅,小叶发生明显的卷曲显现,顶裂叶明显上举即叶型由“T型”变为“Y型”。

表1 玉米套种密度对魔芋叶生长发育的影响Table 1 Comparison of main agronomic traits under different mize interplanting density

注:同列不同小字母表示处理间差异5%显著水平。

Note: Small letters following the numbers show significanted difference(P<0.05).

表2 玉米套种密度对魔芋叶片光合色素的影响Table 2 Comparison of leaf pigments concentration under mize interplanting density

注:同列不同小字母表示处理间差异5%显著水平。

Note: Small letters following the numbers show significanted difference(P<0.05).

2.2 玉米套种密度对魔芋叶片光合色素的影响

光合色素影响作物光合性能,其含量的高低在一定程度上反映了叶片衰老的程度。由表2可见,不同的玉米套种密度对魔芋光合色素含量具有一定的影响。

随着玉米套种密度的增加,魔芋叶片光合总色素、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素都呈现先升高后降低的趋势。其中,魔芋净作时(CK)光合色素含量最低。由此可知,适当的遮阴对于魔芋光合色素的合成具有一定的促进作用。

2.3 玉米套种密度对魔芋软腐病发病率的影响

由表3可见,不同的玉米套种密度与魔芋软腐病的发病率密切相关。较CK而言,各处理魔芋套种玉米后,魔芋的发病率明显降低,然而,随着玉米套种的密度的进一步增加,魔芋发病率呈现稳定趋势。由此推测,合适的玉米套种密度在一定程度上能降低魔芋病害的发生。

2.4 玉米套种密度对魔芋产量及品种的影响

由表4可见,不同玉米套种密度对魔芋的单株球茎鲜重、膨大倍数以及小区产量有一定影响。具体表现为,较CK而言,玉米遮阴处理下,魔芋单株球茎鲜重、膨大系数、小区实际产量明显提高,各处理间葡甘聚糖含量差异不显著。然而,随着玉米套种密度的增加,魔芋的单株球茎鲜重有减小的趋势,由此表明,玉米和魔芋之间可能存在一定的水肥竞争关系。此外,当魔芋净作时(CK),除发病率高外,其倒苗期较其他处理提前32天。

3 讨论与结论

魔芋是一种半阴性植物,喜散射光和弱光,忌强光。因此,采用高杆作物间作套种显得尤为重要。已有研究表明,魔芋具有相对较低的光饱和点,一旦光照超过其饱和点,叶片温度迅速上升,光合效率下降,直接影响魔芋正常生长[8]。本试验研究结果表明,玉米套种遮阴下,魔芋叶色呈深绿色,小叶平展,顶裂叶展开度较大,呈“T型”;相反,魔芋净作时(CK),魔芋叶色明显变黄,叶柄颜色变浅,小叶发生明显的卷曲显现,顶裂叶明显上举即叶型由“T型”变为“Y型”。魔芋植株由“T型”到“Y型”的变化,缩小了魔芋叶片的受光面积,在一定程度上降低强光对其造成的伤害,这是植物面对环境胁迫应激反应。光合色素含量的高低在一定程度上反映了叶片衰老的程度。魔芋净作时(CK),其光合色素含量明显低于其他的遮阴处理,由此推测,长时间的强光导致魔芋叶片叶绿素a、叶绿素b等色素发生降解,叶片黄化,直接影响魔芋的光合效率和产量形成。

表3 玉米套种密度对魔芋软腐病发病率的影响Table 3 The effect of different mize planting density on konjac soft rot

注:同列不同小字母表示处理间差异5%显著水平。

Note: Small letters following the numbers show significanted difference(P<0.05).

表4 玉米套种密度对魔芋产量及KGM的影响Table 4 The effect of different mize planting density on yield and KGM of konjac

注:同列不同小字母表示处理间差异5%显著水平。

Note: Small letters following the numbers show significanted difference(P<0.05).

大田魔芋栽培中高杆作物的套种遮阴对魔芋生长发育、产量形成以及病害的发生至关重要[9]。然而,高杆植物的套种显然与魔芋存在争水争肥的竞争关系。本试验研究表明,随着玉米套种密度的增加,魔芋的球茎鲜重有减小的趋势,魔芋的田间发病率明显降低,小区的实际产量呈现先升高后降低的趋势。因此,本试验研究表明,在低海拔魔芋种植区域,魔芋大田栽培必须间作套种,一般玉米套种密度为25 020株·hm-2左右。

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