朱绍坤,孙凌俊*,乔军,吕春晶
(1辽宁省果树科学研究所,辽宁熊岳115009;2辽宁农业职业技术学院,辽宁熊岳115009)
葡萄(grapevines)作为世界上古老的物种之一,在世界果树生产中占据重要地位。目前我国鲜食葡萄的产量与面积已经居世界第一,但随着葡萄种植年限的增加,产业化与规模化发展,葡萄连作障碍问题凸显,如病虫害加重,品种更新困难,苗圃利用年限降低等问题,制约着葡萄产业现代化发展。
目前,间作作为缓解连作障碍的措施之一,表现有效,且方法简单,受到国内外学者的广泛关注。已有研究发现,长期连作的棉田间作洋葱,可使棉田土中化感物质含量降低67.9%,棉花根长、根质量提高54.5%、45.7%,净光合速率增加12.2%;西瓜间作小麦可提高西瓜内WRKY6等抗病基因表达,使西瓜枯萎病的发生率降低20%。可见,合理的间作可以有效缓解连作障碍。但目前关于果树连作的间作体系研究较少,尚没有适合缓解葡萄连作障碍的间作物研究。
本试验选取间作研究中常用的8种作物与‘贝达’葡萄间作种植,以期发掘出改善葡萄连作障碍的间作物,为后期探究葡萄适宜的间作模式及间作缓解葡萄连作障碍机理提供指导。
供试葡萄为一年生‘贝达’葡萄扦插苗。供试间作物为白三叶、大葱、洋葱、花生、韭菜、苦荬菜、紫花苜蓿、大蒜,种子购自农发源种子公司。试验连作土壤取自沈阳农业大学葡萄试验园。该园建立于1978年,至今葡萄已更新3次,第3次更新后已15年。该园土壤碱解氮为98.35 mg/kg,有效磷109.44 mg/kg,速效钾189.8mg/kg,有机质26.53g/kg,pH值6.85。
试验于2017年在沈阳农业大学葡萄试验园进行,采用槽式栽培方式(80 cm×65 cm×70 cm)。将栽于连作土壤中的‘贝达’与8种作物间作定植,间作物与葡萄的行距分别设5、10、15、20、25cm,以不间作为对照,共6个处理。葡萄株距为10cm,间作物株距为7cm。避雨栽培,常规统一管理。
定植10d后开始测定葡萄的株高(从新梢基部开始)、茎粗(测定新梢基部第2节宽面)。每隔10d测定1次,共测定5次。
化感效应敏感指数(RI)采用Willianmson的方法,RI=1-C/T(T≥C);RI=T/C-1(T<C)。其中T为间作值,C为对照值。当RI>0时,表示促进作用;当RI<0时,表示抑制作用。化感作用强度用RI绝对值的大小表示。数据采用SPSS17.0、Excel2017软件分析处理。
图1为各处理葡萄株高的化感效应指数,其中图1-2和1-4间作大葱、花生处理对葡萄株高表现出较强促进作用。间作大葱的,除间作距离5、15 cm处理外,初期各间作距离对葡萄均表现为促进作用。其中间作距离10cm的6月28日对葡萄株高促进作用最强,化感效应指数为0.41,葡萄株高是对照的1.7倍。间作花生的,除间作距离20 cm的后期表现较弱抑制作用外,各处理对葡萄株高表现促进作用,其中间作距离15 cm的各测定时期对株高的促进作用均高于其他间作距离,其6月28日葡萄株高的化感效应指数最高,为0.44,葡萄株高是对照的1.79倍。图1-6为间作苦荬菜处理,除间作距离10cm处理初期、间作距离20cm处理各期对株高有较弱促进作用外,其他间作距离和其余时期对葡萄株高产生抑制效果,其中间作距离25cm处理对葡萄株高抑制作用最强,7月18日抑制效果达到最高,化感指数为-0.63。图1-1、1-3、1-5分别为间作白三叶、大蒜、韭菜处理,除间作白三叶距离15cm外,均对连作葡萄表现抑制作用。图1-7、1-8为间作苜蓿和洋葱处理,其对葡萄株高的作用效果不明显。
图1 不同间作模式对葡萄株高的影响
各处理对葡萄茎粗的化感效应指数如图2所示。图2-2为间作大葱,除间作距离5 cm处理外,其他间作距离对茎粗整体表现出较强促进作用。其中间作距离10cm处理促进效果最佳,化感效应指数在各时期依次为0.38、0.35、0.36、0.19、0.07,但随时间增加对茎粗的促进效果减弱;间作距离15、20、25cm处理的前期有促进作用,后期表现较弱的抑制作用。图2-4为间作花生,除间作距离5 cm处理外,均对茎粗表现出较强的促进作用,间作距离20 cm处理的整体促进效应最强,6月18日化感效应指数为0.52,葡萄茎粗是对照的2.1倍。图2-6为间作苦荬菜,各处理在间作初期对茎粗有一定促进作用,随时间增加表现出显著的抑制作用。其中化感抑制作用最强为间作距离25 cm,6月28日的葡萄茎粗为对照的-0.64倍。从图2-1、2-3、2-5、2-7、2-8可看出,间作初期白三叶、大蒜、韭菜、紫花苜蓿、洋葱(除间作距离20 cm处理外)处理初期对葡萄茎粗表现为促进作用,随间作时间增加对葡萄茎粗表现抑制作用。
图2 不同间作模式对葡萄茎粗的影响
间作是一种高效利用空间的传统耕作技术,是我国传统农业的精髓之一。合理的间作可以改善土壤理化状况及根区微域环境,提升养分资源利用效率,有效降低土传病害的发生,增加作物产量与品质。目前,间作已成为缓解作物连作障碍的一种有效措施。本试验通过研究8种间作物对连作葡萄的作用效果,发现不同间作模式对连作葡萄的作用效果不同。
间作效果因间作物种类的不同而不同。前人研究发现,大葱可使连作桔梗土壤微生物总量增加2.43倍,土壤细菌/真菌比值提高3.18倍;花生与连作甘蔗间作具有明显的促进效应。本研究与前人研究结果相似,发现间作花生与间作大葱对连作葡萄株高、茎粗均表现出较高的促进作用,可改善连作葡萄的长势,说明间作花生、大葱对葡萄连作具有缓解效果。
间作效果因间作距离、时间的不同而不同。本研究发现,间作效果随间作距离的增加,部分处理呈现先增加后降低的趋势,这与前人的研究结果类似。Gao等人发现,玉米大豆间作体系中大豆根系对土传病害的抑制作用随间作玉米距离的增加而减小,证实间作距离对间作效果的影响。而本研究在间作后期或间作距离较近时,间作促进效应减弱,可能是由于生长空间、土壤养分等因素的影响所致。
本试验发现,间作苦荬菜等抑制连作葡萄生长,推测原因,可能是这些间作物与葡萄未达到适宜间作距离;也可能是这些间作物对连作葡萄产生化感等抑制作用,据报道,蜀葵间作紫花苜蓿后,地上、地下生物量受到明显抑制作用,与不间作相比下降8%和23%。本试验间作物抑制连作葡萄生长的原因需进一步明确。