幼龄苹果园间作马铃薯最佳栽培密度研究

张彪 李续荣 梁建勇 曹亚凤 朱斌 程小林 马琼

摘要 [目的]研究幼龄果园间作马铃薯不同间作密度对马铃薯产量和果树根系的影响。[方法]设T1、T2、T3 3種间作模式，果树营养带宽度分别为0.75 、0.95 、1.25 m，间作第1年果树为2年生，间作第2年测定果树根系生长状况。[结果]根据2年的产量表现，马铃薯单位面积产量表现为T1>T2>T 各处理间均存在显著差异。T1处理由于营养带宽度小，马铃薯根系与果树根系养分竞争激烈，果树根系表现出明显的向深层土壤生长现象;T1和T2处理直径为5～10 mm的粗根和直径<2 mm的细根根系数量显著少于T3处理和CK，果树营养带较窄时，可显著抑制果树新根发生和根系增粗生长;T3处理果树营养带宽，与清耕相比，对果树根系生长无显著的抑制作用。[结论]T3处理是幼龄果园间作马铃薯的最佳间作模式。

关键词 幼龄苹果园;间作;马铃薯;根系;最佳栽培密度

中图分类号 S344.2文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2019）20-0041-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.20.012

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

The Research of the Optimal Cultivation Model of Potato Intercropping in Young Apple Orchard

ZHANG Biao，LI Xu rong，LIANG Jian yong et al （Pingliang Academy of Agricultural Sciences，Pingliang， Gansu 744000）

Abstract [Objective]To study the effect of different potato intercropping densities in young orchard on potato yield and fruit tree root system.[Method] 3 planting patterns were put forward in this experiment，the corresponding vegetative band widths were 0.75 ，0.95and 1.25 m，the premiere intercropping year was a 2 year old apple orchard，and the root growth status was determined in the second year.[Result]According to the potato yield performance of the next two years，the yield per unit area of potato was T1 > T2 > T3，there were significant differences between treatments.Due to small nutrient bandwidth，the nutrient competition between potato root system and fruit tree root system was fierce of T1，and the fruit tree root system showed obvious deep soil growth.The number of thick roots with diameter of 5-10 mm and fine roots with diameter <2 mm in T1 and T2 treatments were significantly less than those in T3 and CK treatments，when the vegetative zone of fruit trees was narrower，the new root formation and root coarser growth of fruit trees could be significantly inhibited.T3 had a wide inter space，it had no significant inhibitory effect on the root growth compared with clean tillage.[Conclusion]T3 treatment was the best intercropping mode for young orchard.

Key words Young apple orchard;Intercropping;Potato;Root;Optimal cultivation

幼龄果园树冠较小，对土地和光热资源的利用率较低。在果园内合理间作，既可以有效提高土地和空间的利用率，又可以弥补幼龄果园前期的经济收益，达到以短养长、以经促果的目的;同时通过间作，可以抑制果园杂草生长，减少除草费用[1]。马铃薯植株较矮小，中早熟品种生长期较短，与果树相同的病虫害较少，与果树间作套种在肥水和光照等方面的需求矛盾较小，比其他农作物经济价值高，适宜在幼龄果园间作。幼龄果园间作马铃薯产量可达16 500 kg/hm2以上，增产约1 500 元/hm2。平凉市现有幼龄苹果园面积约8.67 万hm2，若其中50%的幼龄园推广该项技术，则平凉市年产值可增加7.5亿。前人[2-5]对幼龄果园间作马铃薯的研究多偏重于马铃薯品种选择、栽培技术和田间管理，就间作对果树的影响鲜见研究。笔者研究幼龄果园间作马铃薯不同间作密度对马铃薯产量和果树根系的影响。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地在庄浪县水洛镇李碾村，为平凉市农业科学院苹果试验示范基地，基地面积约33.33 hm2，果树株行距为2 m×4 m。试验前一年果园间作箭舌豌豆，试验期连续2年在试验区域间作马铃薯。播前结合深耕翻施腐熟农家肥45 000 kg/hm2、过磷酸钙600 kg/hm2，肥料混合一次施入，播前15 d在树行间覆2行1.2 m宽的黑色地膜。试验第一年果树为2年生，马铃薯播期分别为2017年4月6日、2018年4月1日。

1.2 试验材料 供试品种为陇薯7号，由甘肃省农业科学院马铃薯研究所提供，一级种薯。

1.3 试验设计

试验共设3个处理。T1：果树单侧营养带宽度0.75 m，马铃薯种植密度0.50 m×0.35 m，每条膜上种3行马铃薯;T2：果树单侧营养带宽度为0.95 m，马铃薯种植密度为0.70 m×0.35 m，每条膜上种2行马铃薯;T3：果树单侧营养带宽度为1.25 m，马铃薯种植密度为0.50 m×0.35 m，每条膜上种2行马铃薯。以一个树行为一个小区，小区面积400 m2，随机区组设计，3次重复（图1）。

1.4 试验方法

根系调查采用壕沟法[6]制作土壤垂直剖面。测定时间为2018年11月26—28日，果树落叶后进行。挖壕沟的方法：在树行西侧，距果树主干20 cm处，以树干为中心，南北向延长挖长2 m、深1.0 m的壕沟。

测定工具：坐标塑料膜。将长2.2 m、宽1.7 m、厚0.14 mm的透明塑料薄膜四周留出10 cm的空白，内部用记号笔划成10 cm×10 cm方格，水平方向上以中心点为0点，向左右两侧各标10个点，垂直方向上从0点开始，自上而下标示10，20，…，150 cm，共标16个点。

测定方法：测量时，将0点与树干对齐，拉紧覆平后用土将四周压紧实，然后按以下符号将根系分布情况绘于坐标纸上，制作根系分布的剖面图。根系按直径大小分为4级：⊕，直径>10 mm;，直径5～10 mm;O，直径2～5 mm;●，直径<2 mm，每处理随机选取5棵果树绘制根系分布剖面图[7]。

1.5 数据处理

采用Microsoft Excel软件对试验数据进行整理，用Origin8.0作图，用 SPSS 17.0对试验数据进行统计分析，采用Duncan法比较不同数据间的差异，显著性水平为α =0.05。

2 结果与分析

2.1 不同间作密度对马铃薯产量的影响 由表1可知，根据2017、2018年2年的产量表现，T2处理马铃薯的行距大，单株结薯数和单株产量均大于T1和T3处理，但无显著差异;T3处理马铃薯的单株结薯数和单株产量均高于T1处理，其原因是T3处理营养带宽度较大（125 cm），离果树较远，因此靠近果树一侧的马铃薯与果树争夺光照、养分和水分较少，光照、养分、水分等较T1处理充分。各处理间平均单薯重无显著差异，但从标准误可以看出，T2处理标准误最小，说明T2处理马铃薯个头较均匀一致，商品性较高。从小区产量看，T1处理小区产量最高，极显著高于T2和T3处理，T2处理小区产量极显著高于T3处理。

2.2 不同间作密度对果树根系生长的影响

2.2.1 不同处理下果树根系分析 由图2可知，T1处理根系水平分布在100 cm的范围内，垂直分布在15～50 cm的深度范围内，15 cm以内的表层土壤无根系分布，其原因是T1处理每行塑料膜上种3行马铃薯，预留的果树营养带宽度较小，仅为75 cm，加之马铃薯在生长过程中根系的扩展，与果树根系形成了养分竞争，为了更好地吸收养分，果树根系向深层土壤生长和发生新根，因而15 cm以内的表层土壤无新根发生。Φ<2 mm的根系水平分布在80 cm的范围内，垂直分布在15～35 cm的深度范围内，共8条;Φ2～5 mm的根系水平分布在40 cm的范围内，垂直分布在30～45 cm的深度范围内，共7条。

由图3可知，T2 处理根系水平分布在100 cm的范围内，垂直分布在5～50 cm的范围内。Φ<2 mm的根系有8条，水平分布在100 cm的范圍内，垂直分布在5～35 cm的范围内;Φ2～5 mm的根系有6条，水平分布在70 cm的范围内，垂直分布在12～45 cm的范围内。

由图4可知，T3处理根系水平分布在100 cm的范围内，垂直分布在5～50 cm的范围内。Φ<2 mm的根系有19条，水平分布在100 cm的范围内，垂直分布在0～50 cm的范围内;Φ 2～5 mm的根系有7条，水平分布在100 cm的范围内，垂直分布在0～40 cm的范围内;Φ2～5 mm的根系有7条，水平分布在60 cm的范围内，垂直分布在5～45 cm的范围内;Φ5～10 mm的根系有3条，水平分布在20 cm的范围内，垂直分布在30～42 cm的范围内。

由图5可知，CK根系水平分布在100 cm的范围内，垂直分布在5～50 cm的范围内。Φ<2 mm的根系有17条，水平分布在90 cm的范围内，垂直分布在5～50 cm的范围内;Φ2～5 mm的根系有7条，水平分布在90 cm 的范围内，垂直分布在8～40 cm的范围内;Φ5～10 mm的根系有2条，水平分布在35 cm的范围内，垂直分布在30～40 cm的范围内。

2.2.2 不同处理对果树根类组成的影响。

由表2可知，从根系数量看，直径5～10 mm的粗根，T3处理和CK根系数量显著大于T1和T2处理，T3处理和CK间根系数量无显著差异，平均为2～3根;直径2～5 mm的根系，各处理间根数量无显著差异，均为6～7条;直径小于2 mm的细根，T3处理和CK显著大于T1和T2处理，T1和T2处理有7～9条，而T3处理和CK分别达18.2和17.3条。在2年的试验期内，T1和T2处理明显抑制了果树新根发生和根系增粗生长，T3处理各类根系数量与CK无显著差异，营养带宽度足够，对果树根系生长无显著影响。从各类根占该处理根总量的百分比来看，T3处理和CK粗度在2～5 mm的根系占比较小，显著小于T1和T2处理，而粗度5～10 mm和小于2 mm的根系占比较大，显著大于T1和T2处理，特别是直径小于2 mm的新生细根，占比分别达66.90%和65.09%，而T1和T2处理细根占总根量的53.52%和57.67%。

2.2.3 不同处理对果树根系垂直分布的影响。由表3可知，从根系数看，T1处理根系在垂直面上的分布呈上小下大的“三角形”分布，在30 cm以上的土层深度范围内，T1处理的根系数量均最小，显著小于T3和CK，30～40 cm的根层范围内，T1处理根系数量发生颠覆性逆转，显著大于其他处理。从各根层根系数量占总根量的百分比可以看出根系分布的均衡性，CK是在无马铃薯根系竞争条件下自然生长的根系，可作为根系分布均衡性的参照。与CK相比，T1处理根系分布的均衡明显最差，各根层的根系占总根量的百分比均与CK存在显著差异;T2处理根系垂直分布的均衡性较好，在0～10、20～30和40～50 cm的根层内，根系数量占总根量的百分比均与CK无显著差异;T3处理根系垂直分布的均衡性最好，各根层根系数量占总根量的百分比与CK均无显著差异，接近无马铃薯竞争的自然生长状况。

2.2.4 不同处理对果树根系水平分布的影响。

由表4可知，各处理根系的水平分布无明显的规律性差异。从根系数量看，距树干50 cm以内的水平分布范围内，T3处理和CK的根系数量均显著大于T1和T2处理;50～60和60～70 cm的水平范围内，各处理间根系数量无显著差异。从各水平范围内根系占总根量的百分比看，各处理占根总量的百分比均呈中间大两头小的“梭形”分布，在10～20和20～30 cm的水平范围内是根系分布的集中区域，根系数量占总根量的50%左右。

3 结论与讨论

苹果根系具有较强的可塑性，根系环境因素的轻微变化会使根系产生较为明显的反应。在高密度、窄营养带种植模式（T1处理）下，马铃薯单位面积产量连续2年显著高于T2和T3处理;宽营养带种植模式（T3处理）马铃薯单位面积产量连续2年最低，显著低于T2处理。就不同间作模式对果树根系生长的影响而言，T1处理由于果树营养带宽度较小，马铃薯根系与果树根系养分竞争激烈，果树根系表现出明显的向深层土壤生长现象;T1和T2处理直径5～10 mm的粗根和直径<2 mm的细根根系数量显著少于T3处理和CK，说明T1和T2处理明显抑制了果树新根发生和根系增粗生长，T3处理各类根系数量与CK无显著差异，营养带宽度足够，对果树根系生长无显著影响。苹果新根的发生和生长是整个根体系建立的基础，根系在与不同生态环境相互作用的过程中，形成一种特定的生态型，这是植物的一种适应性表现[8]。主根和大侧根构成根系的骨架，称为骨干根[9]。根系的建造是果园形成经济产量的前提和基础，定植后2～3年完成根系的建造[10]。幼龄果园间作马铃薯，马铃薯根系与果树根系争夺养分与水分，在一定程度上影响果树根系的生长，而果树根系的建造刚好在定植后的2～3年，因而幼龄果园间作马铃薯，马铃薯是附带产业，苹果产业才是终极目标，切不可舍本逐末，刻意追求马铃薯产量，而影响果树后期生长，T3处理是幼龄果园间作马铃薯最佳间作模式。

参考文献

[1] 李颖颖，张彪，李续荣，等.华亭县幼龄核桃园间作独活栽培技术研究[J].林业科技通讯，2018（10）：70-72.

[2] 张桂兰.果园间作马铃薯高產高效[J].北京农业，2002（4）：5.

[3] 孙兆儒.果园栽种马铃薯高效栽培技术[J].现代农业，2011（7）：53.

[4] 周录红，李聪颖.陇东地区新幼果园间作地膜马铃薯栽培技术 [J].中国农技推广，2009，25（12）：21.

[5] 黄婕，李红松.桂北地区幼龄果园套种马铃薯冬种栽培技术[J].现代农业科技，2016（14）：79，90.

[6] BHM W.Methods of studying root systems[M].Berlin：Springer-Verlag，1979：48-60.

[7] 张彪.不同砧穗组合对戈壁区酿酒葡萄生长和品质的影响[D].兰州：甘肃农业大学，2014.

[8] 杨洪强，束怀瑞.苹果根系研究[M].北京：科学出版社，2007：41，66.

[9] FUKAKI H，OKUSHIMA Y，TASAKA M.Auxin mediated lateral root formation in higher plants[J].International review of cytology，2007，256：111-137.

[10] ATKINSON D.Some observations on the distribution of root activity in apple trees[J].Plant and soil，1974，40（2）：333-342.