玉米套种遮阴密度对花魔芋产量及病害的影响

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。