不同株高玉米对间套作甘薯地上部性状的影响

张 艳，郭书亚，汤其宁，卢广远，杨爱梅，尚 赏

（商丘市农林科学院，河南商丘476000）

人类繁殖速度的骤增，导致可利用资源的贫乏，人居环境变差，生存受到挑战。为了增加农作物产量和提高其品质，间套作模式再次受到重视[1-5]。间作套种模式根据作物的属性差异科学组合，以及合理配置田间结构[6]，形成新的复合群体，改变了农田小气候环境，具有多作物、多层次和多功能等特点，使其社会效益、生态效益和经济效益都高于单作种植模式[7-8]。有研究表明，甘薯与玉米套作栽培时由于受到玉米荫蔽，长蔓型甘薯品种的节间变长，茎蔓变细，甚至徒长[9-12]；也有研究表明，1B8型玉米甘薯套作系统中，与单作甘薯相比，套作甘薯蔓长有增长趋势，茎粗、分枝数、单株薯数、单个甘薯质量均随着玉米栽培距离增加而增加，且甘薯受到来自相邻高位作物玉米的种间竞争，并处于劣势地位[13-15]。目前，关于玉米、甘薯套作栽培对甘薯地上部农艺性状影响的研究有很多[16-20]，但关于不同品种玉米对种间甘薯农艺性状影响的研究却很少报道。

本研究探讨了不同玉米甘薯间套作模式下对甘薯农艺性状的影响和科学群体构建的规律，以期找到合适的套作模式，为玉米、甘薯套作栽培提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 材料 供试玉米品种3个，株高不同（表1）；甘薯品种3个，利用方向不同（表2）。

表1供试玉米品种

表2供试甘薯品种

1.1.2 试验地概况 试验于2018年5—10月和2019年5—10月在商丘市农林科学院双八薛庄试验基地进行，地处东经115°64′、北纬34°50′。年平均辐射量4 388.59 MJ/m2，年平均气温在13.9～14.3℃，年平均日照时数为2 204.4～2 427.6 h，年平均积温（≥0℃）为5 100～5 300℃，降水量为653～874 mm，无霜期为207～214 d，属典型的暖温带半温润大陆性季风气候。土壤属于黄河冲积潮土，土层深厚，地力肥沃，有机质含量丰富。试验地基础肥力如表3所示。

表3试验地土壤基础肥力

1.2 试验方法

试验采用不同株高玉米（A）和不同类型甘薯（B）双因素随机区组设计，玉米品种设3个水平，郑单958、先玉335、豫单9953，甘薯类型设3个水平，商薯19、商薯K8、商薯X6，共计9个处理。另设甘薯、玉米单作对照，3次重复。品种组合水平如表4所示。玉米、甘薯套作采用A2B6型间套作系统，即2行玉米套种6行甘薯为一个带。每个处理种植3带（单作玉米和单作甘薯各种10行），每带宽4.9 m、长10 m，南北行种植，四周种甘薯作保护区。甘薯起垄种植，行距70 cm，株距25 cm，种植密度为4.898万株/hm2，每隔6垄甘薯种植1垄2行玉米，玉米间行距30 cm，株距20 cm，每行50株，密度为2.041万株/hm2。

表4各处理因素水平

试验整地要细致，起垄要规范，垄距要一致。基肥为磷肥（P2O5）120 kg/hm2、钾肥（K2O）150 kg/hm2、氮肥（N）90 kg/hm2，在玉米大喇叭口期追施尿素150 kg/hm2。小区四周埋油毡0.5 m，防止肥料扩散。甘薯插秧为人工按标尺定点扦插，玉米也为人工按标尺3粒点播，单株留苗，重复间留1.5 m过道，便于观察记载。单作玉米密度为7.500万株/hm2，单作甘薯密度为5.715万株/hm2。玉米收获时间分别为2018年9月5日和2019年9月4日，甘薯收获时间分别为2018年10月30日和2019年10月29日。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 甘薯取样 甘薯移栽后40 d（共生期35 d）开始取样，即玉米大喇叭口后期，共取样4次，取样间隔10 d；玉米收获后20 d（即甘薯栽植后120 d）调查甘薯相关农艺性状（数据测量取中间的一带），并在标定区中随机选取具有代表性的2株，分别将茎蔓、叶片称质量装袋，105℃烘箱中杀青30 min，80℃烘干至恒质量后称量其干质量。

1.3.2 甘薯测定项目及方法 蔓长：测量甘薯茎基部至顶部生长点的直线距离；茎粗：利用游标卡尺测量离茎基部10 cm处直径3次，取平均值；基部分枝数：直接计数法测定茎基部30 cm以内长度大于10 cm的分枝；LAI：采用鲜样称重法测定单株总叶面积，根据小区面积换算叶面积指数。

1.4 数据处理

利用Excel 2003进行数据、图表处理。

2 结果与分析

2.1 不同处理对甘薯蔓长的影响

2.1.1 不同因素水平对甘薯蔓长的影响 从图1看出，玉米株高差异对甘薯蔓长的影响有显著性不同，甘薯栽后至40 d，玉米处于苗期到大喇叭口后期，玉米的株高长势差异不大，对甘薯的遮阴效果不明显，甘薯蔓长表现为Y2＞Y1＞Y3；甘薯栽后40～50 d，玉米处于抽雄吐丝期，上部叶片尚未展开，虽然玉米株高开始有明显差异，但是对甘薯蔓长的影响仍不明显；甘薯栽后50～60 d，玉米处于散粉期，上部叶片展开，雄穗分枝散开，此时遮阴效果较强，甘薯蔓长生长速率较快，在长势较高的玉米下甘薯蔓长生长速率最高；甘薯栽后60～70 d，玉米株高稳定，对甘薯的遮阴效果保持不变，Y1、Y2、Y3的株高平均值分别为259.3、293.15、234.1 cm，甘薯蔓长的生长速率因适应性有所降低。甘薯生长在50～60 d时蔓长增长速率最快，且Y2＞Y1＞Y3。甘薯品种间蔓长差异明显，在玉米生长的不同时期虽然遮阴效果不一样，但是甘薯蔓长的变化均表现为G1＞G3＞G2，表明间套作前期（即甘薯栽后50 d内），对甘薯的遮阴逐步加强；甘薯栽后50～60 d，玉米株型稳定，甘薯茎蔓生长受到抑制效果也相对稳定，并逐渐适应。由此说明甘薯生长在荫蔽的环境中时间越长，使得甘薯茎蔓越来越长，同时表明甘薯茎蔓的长度与品种特性相关。

2.1.2 单作和套作下甘薯蔓长的变化 单作和套 作下甘薯蔓长的变化趋势如图2所示。

由图2可知，甘薯栽后40～50 d，甘薯蔓长无显著变化；栽后50～60 d，玉米处于散粉期，此时遮阴效果较强，间套作中甘薯茎蔓生长速率加快，在50 d左右时，单作与各套作处理中蔓长接近，栽后60 d时套作甘薯茎蔓生长速率达最快，CK增长速率最小。不同玉米甘薯品种和套作模式下，栽后70 d时，各品种蔓长大小顺序为Y2＞Y1＞Y3＞CK；栽后至50 d时单作处理中甘薯茎蔓成长较快，而后由于玉米遮阴造成甘薯营养生长旺盛，不同株高玉米对不同品种甘薯茎蔓生长速率影响存在差异，与对照相比，套作处理甘薯茎蔓生长反而较快。

2.2 不同处理对甘薯茎粗的影响

2.2.1 不同因素水平对甘薯茎粗的影响 从图3可以看出，随着玉米株高的增加使甘薯茎粗而变细，其中，株高低的玉米下甘薯茎粗最大，甘薯茎粗越细，其直径降低也越快。甘薯品种间茎粗表现为G2＞G1＞G3，栽后70 d时G2与G3差异最大，差值为0.57 mm。说明随着玉米遮阴程度的增加甘薯茎粗逐渐变细，品种G3茎蔓最细，G1和G2呈动态变化，栽后50 d时G1＞G2，栽后60 d以后G2＞G1，说明G2的耐阴性较好。

2.2.2 单作和间套作下甘薯茎粗的动态变化 从图4可以看出，甘薯从栽后单作茎粗就一直高于间套作处理，说明间套作模式下，由于甘薯受到遮阴，造成其茎粗变细，同时随着遮阴效果的加重，甘薯茎粗越来越细。栽后60、70 d时，各品种茎粗均表现为CK＞Y3＞Y1＞Y2，栽后70 d时，G1在不同株高玉米（Y1、Y2、Y3）遮阴下分别比对照细1.24、1.44、1.19 mm，G2分别比对照细1.01、1.21、1.06 mm，G3分别比对照细1.45、1.50、1.50 mm。说明随着套作玉米品种的不同，甘薯茎粗表现出不同的变化趋势。

2.3 不同处理对甘薯LAI的影响

2.3.1 不同因素水平对甘薯LAI的影响 不同因素水平对甘薯叶面积指数（LAI）的变化趋势如图5所示。

从图5可以看出，甘薯LAI随着栽后时间的增加而变大，在共生期间甘薯LAI值随玉米株高的增高而减小,表现为Y3＞Y1＞Y2，Y3平均比Y1、Y2分别高6.50% 和10.89% ，栽后70 d时Y3和Y2的平均差值最大，为0.11，说明不同株高玉米对甘薯LAI值的影响存在差异，玉米株高越高影响越大。甘薯品种间LAI差异明显，不同测定时期均表现为G1＞G2＞G3，G1平均比G2、G3分别高8.63% 和16.77% ，在栽后70 d时，品种G1的LAI值为3.26，比G2、G3分别高6.13% 和11.96% ，表明甘薯不同品种耐阴性存在差异，甘薯LAI值高的其抗逆性要强些。

2.3.2 单作和间套作下甘薯LAI的变化趋势 从图6可以看出，单作或间套作甘薯LAI随着时间的增加而增加，甘薯品种不同LAI值变化规律大致一样。甘薯栽植40～70 d时，甘薯品种不同LAI均表现为CK＞Y3＞Y1＞Y2，且单作明显高于间套作处理，但同一品种间套作中各处理差异不明显。表明甘薯单作时，甘薯叶片生长势正常，LAI较高，由于玉米株高存在差异性，遮阴程度对不同甘薯品种影响效果也不同。

2.4 栽后70 d各处理对甘薯地上部性状的影响

从表5、6可以看出,甘薯栽植70 d时，甘薯蔓长的影响因素中，甘薯品种（F＝1 017.274**）＞玉米株高（F＝457.015**）＞甘薯品种×玉米株高（F＝6.915**）。随着玉米株高的增高（遮阴程度增强），甘薯蔓长显著增长，总的趋势是Y2＞Y1＞Y3，各品种间均有显著性差异；甘薯品种因素间G1＞G3＞G2，各品种间均有显著性差异，甘薯品种×玉米株高互作间存在显著性差异。该试验中,甘薯蔓长最高的模式为Y2G1，最低的模式为Y3G2。说明玉米株高越高，对甘薯蔓长影响越大，本试验中，G1品种茎蔓最长。

表5甘薯地上部性状的方差分析

表6甘薯地上部性状的多重比较

甘薯茎粗的影响因素中，甘薯品种（F＝70.000**）＞玉米株高（F＝30.250**）＞甘薯品种×玉米株高（F＝0.400）。随着玉米株高的增高（遮阴程度增强），甘薯茎粗逐渐变细，株高越高效果越明显，总的趋势是Y1＞Y3＞Y2；甘薯品种因素间G2＞G1＞G3，甘薯品种×玉米株高互作效果不显著。该试验中，甘薯茎粗最高的模式为Y1G2，最低的模式为Y2G3。说明玉米株高越低，对甘薯荫蔽效果越轻，甘薯茎蔓越粗，本试验中，G2品种茎蔓较粗。

栽后70 d时影响甘薯分枝数的因素中，甘薯品种（F＝1 017.479**）＞玉米株高（F＝39.795**）＞甘薯品种×玉米株高（F＝11.729**）。随着玉米株高的增高（遮阴程度增强），甘薯分枝数显著减少,总的趋势是Y2＞Y1＞Y3，各品种间均有差异；甘薯品种因素间G3＞G1＞G2，各品种间均有显著性差异，甘薯品种×玉米株高互作间存在显著性差异。该试验中，甘薯分枝数最多的模式为Y2G3，最低的模式为Y3G2。说明玉米株高越高，对甘薯荫蔽效果越突出，甘薯分枝越多，本试验中，G3品种甘薯分枝数最多。

影响甘薯LAI的因素中，甘薯品种（F＝123.327**）＞玉米株高（F＝29.476**）＞甘薯品种×玉米株高（F＝2.619）。随着玉米株高的增高（遮阴程度增强），甘薯LAI逐渐减小，总的趋势是Y3＞Y1＞Y2，各品种间均有差异；甘薯品种因素间G1＞G2＞G3，各品种间均有显著性差异，甘薯品种×玉米株高互作间差异不显著。该试验中，甘薯LAI最高的模式为Y3G1，最低的模式为Y2G3。说明玉米株高越低，甘薯LAI越高，本试验中，G1品种甘薯LAI最高。

3 结论与讨论

本研究结果显示，在玉米散粉前玉米株高是个动态变化过程，且随着时间的推移对甘薯的遮阴逐步加强，但甘薯的蔓长、茎粗、分枝数、LAI等性状与单作甘薯间无显著变化；玉米株高稳定后，上述性状产生了不同的变化趋势，但是由于玉米上部叶片的宽窄、长短、夹角大小以及玉米雄穗长短、分枝多少和玉米雌穗方向的不同，对甘薯的遮阴效果存在差异性，所以甘薯上述性状在变化规律上也存在不一致性。甘薯品种的不同，本身对遮阴效果的反映也存在差异性，每个性状的耐阴性也存在不一致性，所以选用不同玉米、甘薯品种，其试验结果有可变性。

在栽后70 d时玉米株高稳定，对甘薯每个性状的影响也保持不变，对甘薯蔓长总的趋势是Y2＞Y1＞Y3、G1＞G3＞G2，各品种间均有显著性差异，甘薯品种×玉米株型互作间存在显著性差异，Y2G1组合蔓长最长，Y3G2最短，说明玉米株高对甘薯蔓长影响最大，本试验中，G1茎蔓最长；对甘薯茎粗总的趋势是Y1＞Y3＞Y2、G2＞G1＞G3，各品种间均有差异，甘薯品种×玉米株高互作效果不显著，Y1G2茎粗最高，Y2G3最低，说明玉米株高越低，对甘薯荫蔽越小，本试验中，G2茎蔓较粗；对甘薯分枝数总的趋势是Y2＞Y1＞Y3、G3＞G1＞G2，各品种间均有差异，甘薯品种×玉米株高互作间存在显著性差异，Y2G3分枝数最多，Y3G2最少，株高越高的玉米对甘薯荫蔽越突出，甘薯分枝越多，本试验中，G3分枝数最多；对甘薯LAI总的趋势是Y3＞Y1＞Y2、G1＞G2＞G3，各品种间均有显著性差异，甘薯品种×玉米株高互作间差异不显著。本试验中，Y3G1的LAI最高，Y2G3最低，玉米株高低的甘薯LAI显著升高，本试验中，G1品种甘薯LAI最高。由此可知，玉米生长前期，不同套作甘薯蔓长、茎粗、分枝数、LAI等性状与甘薯单作差异性不显著；玉米株高稳定后，套作下的甘薯上述性状差异性明显，且随着甘薯品种的不同，不同玉米对甘薯的遮阴效果也存在差异性。综合甘薯各种农艺性状表现，在本研究中，豫单9953与商薯19的组合效果最佳。