播期对胶园林下种植疣柄魔芋产量和品质的影响

袁淑娜, 潘剑, 黄坚雄, 郑定华, 桂青, 王军, 周立军

(中国热带农业科学院橡胶研究所， 农业农村部儋州热带作物科学观测试验站，中国热带农业科学院林下资源综合利用研究中心， 海口 571101)

魔芋(Amorphophallusspp.)为天南星科魔芋属多年生宿根草本植物，广泛应用于食品、化学、医药、农业环保等多个领域，有广泛的市场前景[1-3]。中国魔芋总产量占世界的60%，魔芋产业已成为农民脱贫致富和各地农业结构调整的支柱产业之一[4-5]。作为半阴性植物，魔芋喜散射光和弱光，忌强光，遮阴有利于魔芋植株生长和产量形成[6]。传统单作模式魔芋生产中，因遮阴网搭建等投入较高，土地利用效率较低，经济效益波动较大。复合种植是提高魔芋种植综合效益的有效途径，可充分利用高杆作物对光的遮挡作用，促进魔芋自身的生长[7-9]。橡胶是典型的喜光作物，植株高大，魔芋与橡胶间作可以使两种作物充分利用不同层次空间的光照，是理想的复合种植模式。间作魔芋可显著促进橡胶树的生长，其中 3 年生橡胶树与魔芋间作的效果最好，魔芋产量最高[10]。周立军等[11]研究发现，全周期胶园12龄成龄橡胶树间作疣柄魔芋(Amorphophallusvirosus)的每亩纯收入增加1 501元(22 515元·hm-2)。

环境条件是影响魔芋产量的重要因素，有效利用魔芋生育期的光、温、水等主要生态资源是发挥其产量潜力的关键[12-14]。合理确定播期可调整魔芋生长发育进程与所需气候条件良好同步，充分发挥其产量潜能，是魔芋栽培管理中的关键技术，也是魔芋高产、优质的基础。不同种植条件下魔芋的最佳播期差异较大。成春丽等[15]研究表明，陕西省宁强县花魔芋(Amorphophallusknojac)的最佳播期为3月中下旬，过早播种容易因低温受冻，过晚易受干旱影响致出苗下降。周燚等[16]研究发现，在海拔 800～1 200 m的山区，魔芋的适播期为5月上旬。关于胶园林下间作疣柄魔芋的适宜播期研究，目前尚未有报道。为明确不同类型胶园林下间作疣柄魔芋的适宜播期，进一步提高胶园林下间作疣柄魔芋的产量，本研究以疣柄魔芋为试验材料，以种植面积较大的常规胶园和光照条件更优的全周期模式胶园为间作林，通过分期播种试验，研究播期对不同胶园林下种植疣柄魔芋产量和品质的影响，以期为胶园林下间种疣柄魔芋的高效生产提供理论支持与实践依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料与仪器设备

试验用魔芋材料为疣柄魔芋，选择无病无伤，芽眼饱满，外观光滑无破损，大小一致(130 g左右)的魔芋球茎作为种芋。试验用橡胶树品种为直立速生品种‘热研72059’。

所用仪器与设备包括：GZX-9240MBE电热鼓风干燥箱(上海博迅实业有限公司医疗设备厂)、FZ102微型植物粉碎机(天津泰斯特仪器有限公司)、Foss kjeltec 2300型自动测氮仪(丹麦FOSS公司)、TU-1901型双光束紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)。

1.2 试验设计

于2016年1—12月在中国热带农业科学院试验场三队(N 19°32′55″，E 109°28′30″)开展，该地区为典型的热带海洋季风气候。试验在全周期胶园(whole production-cycle intercropping rubber plantation，WPCIRP)和常规成龄胶园(conventional rubber plantation，CRP)两种胶园中实施。所用全周期胶园林段坡度约为10°，橡胶树为宽窄行种植，宽行为20 m，窄行的株行距为(2+4)m，施肥沟(坑)位于窄行当中，宽行中的冠幅约4 m，林段种植方向为南北走向，橡胶树密度为420株·hm-2，胶作距4 m[17]。试验所用常规胶园种植株行距为3 m×7 m，密度为480株·hm-2，胶作距2 m。两种类型胶园均于2002年3月定植，2010年8月开割。

全周期胶园和常规胶园的魔芋种植模式见图1。全周期胶园间作小区面积为12 m×20 m，常规胶园间作小区面积为4 m×20 m，每个间作区设3次重复。魔芋种植方式为起垄种植，垄宽70 cm，每垄种植两行，株行距50 cm × 50 cm，垄间距30 cm。播种日期分别为2016年2月25日(SD1)、3月25日(SD2)和4月25日(SD3)。魔芋种芋播种前用50%多菌灵可湿性粉剂1 000倍液浸种杀菌30 min，将处理过的种芋在阳光下晾晒1～2 d后即可播种。全周期胶园间作小区，按照位置分别选取距离橡胶树(从东至西距离)4 m (E4)、7 m(E7)、10 m(M10)、13 m (W7)和16 m(W4)处的疣柄魔芋；常规胶园每个小区随机取30株疣柄魔芋，进行指标统计和测定。

图1 全周期胶园和常规胶园林下间作区Fig.1 Intercropping plots of whole production-cycle intercropping rubber plantation and conventional rubber plantation

1.3 测定指标与方法

1.3.1农艺性状测定 记录全周期胶园和常规胶园不同播期和不同观测点魔芋植株的抽芽日期、展叶期、叶片稳定期、叶片衰老期和倒苗期，统计其生育期。从抽芽至倒苗，统计魔芋全生育期每株的总叶片数，每月观测1次。于2016年7月中下旬进行，每个处理选择30株，用钢卷尺测定地面到叶柄分叉处的长度为叶柄长，用游标卡尺测定叶柄基部紧贴地面直径为叶柄基部直径。

1.3.2产量测定 于魔芋倒苗10 d后，对不同胶园林下间作区的观测行进行魔芋块茎采收，用电子秤称重，统计不同观测行的魔芋产量。整个小区全部采收后，用电子秤测定小区平均产量。

1.3.3魔芋球茎品质分析 从测产的魔芋球茎中随机选择10个洗净，切片后85 ℃烘干，粉碎过80目过筛，用于品质指标测定，每个处理3次重复。蛋白质含量检测，采用凯氏定氮法[18]；淀粉含量检测，采用酸水解法[19]；总糖含量测定用蒽酮比色法[20]。

1.4 数据统计与分析

采用Microsoft Excel 2010软件对数据进行统计分析，用SPSS 21.0软件进行方差分析及检验。

2 结果与分析

2.1 播期对不同种植模式胶园疣柄魔芋生育期的影响

由表1可知，全周期胶园林下间作区不同位置的疣柄魔芋生育期差异较大。M10、W7、和W4间作区，SD2和SD3的魔芋生育期显著长于SD1。E7间作区，三个播期的生育期无显著差异。E4间作区，疣柄魔芋的生育期表现为SD1>SD3>SD2，差异均达显著水平。全周期胶园林下SD1、SD2和SD3的疣柄魔芋平均生育期分别为135、140和141 d，三个播期间无显著差异。常规胶园林下疣柄魔芋的生育期表现为SD1>SD2>SD3，其中SD1比SD3生育期延长9 d，差异达显著水平。全周期胶园林下三个播期疣柄魔芋的平均生育期均长于常规胶园，其中SD3播期生育期增加22 d，差异达显著水平，SD1和 SD2播期的生育期在两种种植模式间均无显著差异。

表1 不同播期不同胶园林下间作疣柄魔芋的生育期Table 1 Growth period of A. virosus intercropped in different rubber plantations at different sowing date (d)

2.2 播期对不同模式胶园疣柄魔芋叶片生长发育的影响

2.2.1播期对不同胶园疣柄魔芋叶片数的影响

由表2可知，全周期胶园林下间作区不同位置的疣柄魔芋叶片数均在SD3播期达最大值。M10和W7间作区，不同播期的疣柄魔芋叶片数表现为SD3>SD2>SD1，各播期间差异均达显著水平。E4、E7间作区，不同播期的疣柄魔芋叶片数表现为SD3 > SD1> SD2，SD3显著高于SD1和SD2，而SD2和SD1间差异不显著。W4间作区，不同播期疣柄魔芋叶片数表现为SD3 > SD2> SD1，SD3显著高于SD1和SD2，SD2和SD1差异不显著。全周期胶园林下的疣柄魔芋平均叶片数随播期延后而逐渐增加，SD3比SD1和SD2分别增加37.10%和26.21%，差异均达到显著水平；常规胶园林下的疣柄魔芋叶片数在各播期间无显著差异。SD2和SD3播期的全周期胶园间作疣柄魔芋的叶片数显著高于常规胶园，SD1播期的两种栽培模式的间作疣柄魔芋叶片数无显著差异。

表2 不同播期不同胶园林下间作疣柄魔芋的叶片数Table 2 Leaf number of A. virosus intercropped in different rubber plantations at different sowing date

2.2.2播期对不同胶园疣柄魔芋叶柄长度的影响 不同播期不同胶园林下间作疣柄魔芋的叶柄长度结果见表3，可见，全周期胶园林下E4和E7间作区，不同播期的疣柄魔芋叶柄长度表现为SD1 > SD2> SD3，其中E4间作区SD3的叶柄长度显著低于SD1和SD2，E7间作区各处理间差异不显著。M10间作区疣柄魔芋叶柄长度表现为SD2 > SD1> SD3，W7间作区疣柄魔芋叶柄长度表现为SD3 > SD1> SD2，W4间作区疣柄魔芋叶柄长度表现为SD2 > SD3> SD1，三个间作区各处理间差异均不显著。全周期胶园林下疣柄魔芋平均叶柄长度随播期延后而逐渐缩短，SD1、SD2和SD3三个播期间差异均不显著；常规胶园林下间作疣柄魔芋叶柄长度表现为SD1 > SD2 > SD3，SD1比SD3播期的叶柄长度增加21.94%，差异达显著水平。全周期胶园林下SD1、SD2和SD3的疣柄魔芋叶柄长度比常规胶园分别增加36.10%、49.36%和51.58%，差异均达显著水平。

表3 不同播期不同胶园林下间作疣柄魔芋的叶柄长度Table 3 Petiole length of A. virosus intercropped in different rubber plantations at different sowing date (cm)

2.2.3播期对不同胶园疣柄魔芋叶柄基部直径的影响 不同播期不同胶园林下间作疣柄魔芋的基部直径见表4，可见，全周期胶园林下E4间作区，不同播期疣柄魔芋的叶柄基部直径表现为SD1 > SD2> SD3，SD3与SD1差异达显著水平。E7、M10和W4间作区，疣柄魔芋的叶柄基部直径表现为SD3 > SD2> SD1，SD1与SD2和SD3间差异均达显著水平，SD2与SD3间差异不显著。W7间作区，疣柄魔芋叶柄基部直径表现为SD3>SD2>SD1，各处理间差异达显著水平。全周期胶园林下疣柄魔芋平均叶柄基部直径随播期延后而逐渐增加， SD3和SD2显著高于SD1；常规胶园林下间作疣柄魔芋的叶柄基部直径随播期延后而逐渐降低， SD1和SD3间差异达显著水平。全周期胶园林下SD1播期的疣柄魔芋平均叶柄基部直径与常规胶园无显著差异，SD2和SD3的疣柄魔芋平均叶柄基部直径比常规胶园分别增加41.85%和61.43%，差异达显著水平。

表4 不同播期不同胶园林下间作疣柄魔芋的基部直径Table 4 Petiole base diameter of A. virosus intercropped in different rubber plantations at different sowing date (mm)

2.3 播期对不同胶园疣柄魔芋块茎产量的影响

不同播期不同胶园林下间作疣柄魔芋的产量结果见表5，可见，全周期胶园林下不同位点间作疣柄魔芋的产量差异较大。E4和E7间作区，疣柄魔芋的块茎产量随播期延后而降低，表现为SD1 > SD2> SD3，SD3与SD1差异达显著水平。M10和W7间作区，SD1、SD2和SD3三个播期的疣柄魔芋块茎产量间差异不显著。W4间作区，疣柄魔芋块茎产量在SD2达最大值，表现为SD2 > SD3> SD1，SD2与SD1差异达显著水平。全周期胶园林下疣柄魔芋平均产量随播期延后而逐渐降低，SD1的平均产量比SD2和SD3分别提高14.91%和41.31%，但差异不显著；常规胶园林下SD1、SD2和SD3的疣柄魔芋产量随播期延后而逐渐增加，SD3产量最优，较SD1播期产量提高42.58%，差异达显著水平，与SD2播期产量差异不显著。全周期胶园林下间作疣柄魔芋三个播期的产量均显著高于常规胶园。

表5 不同播期不同胶园林下间作疣柄魔芋的产量Table 5 Yield of A. virosus intercropped in different rubber plantations at different sowing date ( t·hm-2)

2.4 播期对不同胶园疣柄魔芋块茎品质的影响

由表6可知，全周期胶园和常规胶园林下间作魔芋的品质指标受播期影响不大。全周期模式胶园林下间作疣柄魔芋块茎的可溶性糖含量随播期延后呈增加趋势，SD3播期的块茎可溶性糖含量最高，但3个处理间差异不显著；可溶性蛋白和淀粉含量随播期延后呈减少趋势，均表现为SD1块茎的含量最高，但处理间差异不显著。常规胶园林下间作疣柄魔芋的可溶性糖含量随播期延后呈下降趋势，SD1播期的块茎含量最高，但处理间差异不显著；可溶性蛋白和淀粉含量随播期呈增加趋势，均表现为SD3播期的块茎含量最高，但处理间差异也不显著。

表6 不同播期不同胶园林下间作疣柄魔芋的块茎品质Table 6 Tuber quality of A. virosus intercropped in different rubber plantations at different sowing date (mg·g-1)

3 讨论

播期直接影响作物各发育时期内的温度、光照等外界条件，从而影响作物的生育进程和植株形态，改变作物生育期长短，并最终影响作物的产量和品质[21-22]。播期对魔芋产量及植株形态的影响，前人已做了部分研究，但由于各地地理位置、气候条件和所用品种的差异，结果不尽相同[15-16]。李娟等[23]研究表明，2月是成龄胶园林下间作珠芽魔芋(Amorphophallusbulbifer)的最佳播期，该期播种可延长珠芽魔芋生育期，提高产量。本研究中，常规成龄胶园林下间作疣柄魔芋的最佳播期为3月25日— 4月25日，适当晚播可提高疣柄魔芋产量，与李娟等[23]的研究结果不同，可能与试验所用的魔芋品种不同有关。珠芽魔芋的适宜播期确定主要考虑叶面种数量指标，而疣柄魔芋适宜播期的确定主要考虑球茎产量，常规成龄胶园林下间作两种类型魔芋的植株形态、生育进程和产量考察指标也存在差异，因此适宜播期也不尽相同。

生育期是作物生长的重要指标之一，播期对作物生育期的影响研究较多，玉米、马铃薯生育期随播期推迟而呈缩短趋势[24-25]，苦荞各生育阶段随播期推迟而相应推迟，但全生育期增加[26]，适当早播能延长林下间作珠芽魔芋的生育期[23]。本研究中，常规胶园林下间作疣柄魔芋的生育期随播期延后而缩短，与珠芽魔芋的研究结果一致。生育期的改变主要与作物生长发育所处的环境因子变化有关[27]。播期的改变使得疣柄魔芋各个生育进程所接受的环境光、温条件均有差异，导致其营养生长到生殖生长过程均受影响，进而影响其生育期。因此，需要进一步对胶园林下疣柄魔芋各发育阶段所处的环境条件进行测定，以进一步明确疣柄魔芋植株发育与环境因子的关系。

叶片是魔芋的最重要器官，通常情况下，魔芋植株只有一个叶片，因此叶片性状对魔芋的生长和产量有重要影响[11,14]。本研究中，疣柄魔芋的叶柄基部直径受播期影响较大，常规胶园林下疣柄魔芋叶柄长度和叶柄基部直径随播期延迟而减小，说明该条件下早播有利于疣柄魔芋叶片的生长，这与李娟等[23]的研究结果一致。但常规胶园林下,疣柄魔芋的产量以第三播期(4月25日)最高，第一播期(2月25日)最低，说明晚播有利于其产量形成。早播有利于疣柄魔芋壮苗形成，而对产量贡献不大，晚播反而有利于产量形成，这可能与海南岛本身气候条件有关。每年6—10月为海南岛台风季节，常规胶园条件下，早播令疣柄魔芋幼苗获得更适宜其生长的光、温、热量等有利条件，使得苗株徒长，若遇台风天气，更易倒伏，对产量产生一定的影响。

与常规胶园不同，播期对全周期胶园林下间作疣柄魔芋的生育期、产量和叶柄长度均无显著影响。这可能与全周期胶园的林下温湿度和光照强度等环境因素有关[28]。全周期胶园林下光照条件较好，透光率为25%～75%，播期虽然延后，但疣柄魔芋整个生长过程中的光照时长充足。因此，播期延后对其生育期和产量影响不显著，而常规胶园荫蔽度高，透光率仅为15%～25%，晚播导致疣柄魔芋生长所需的光照时长不足，生育期缩短。要明确疣柄魔芋胶园林下间作的最佳生长环境，需对不同胶园林下疣柄魔芋间作区的温度、光照、水份等环境条件进行进一步分析。

作物品质指标对播期的响应结果不一。邢江会等[29]研究发现，玉米籽粒蛋白质、脂肪含量随播期推迟呈减少趋势，而淀粉含量呈现增加的趋势。于凤瑶等[30]研究表明，播期对大豆蛋白质含量有一定的影响，但影响不显著。本研究结果显示，播期对全周期胶园和常规胶园林下间作疣柄魔芋的块茎可溶性糖、可溶性蛋白和淀粉含量均无显著影响，表明疣柄魔芋的块茎品质主要受品种特性影响，受栽培措施的影响不大，这与油菜等作物的研究结果[31]一致。

综上可知，全周期胶园林下间作疣柄魔芋的产量和品质受播期影响较小，但适当早播更利于其高产；常规成龄胶园林下间作疣柄魔芋的播期以3月25日—4月25日之间为宜，适当晚播有利于其产量形成。