玉米甘薯間作對玉米產量形成相關因子的影響

謝幸華 郭書亞 盧廣遠 張艷 尚賞

摘要[目的]研究玉米甘薯間作對玉米產量形成相關因子的影響。[方法]研究3種種植方式（單作玉米、玉米甘薯間作2∶8型和1∶8型）及2個施氮水平（300、450 kg/hm2）對玉米產量形成相關因子的影響。[結果]玉米甘薯間作與單作玉米相比增加了各生育時期的單株葉面積，提高了葉面積指數和單株干物質積累速率，促進了干物質向籽粒分配，使玉米單株產量提高。增施氮肥處理明顯提高了間作玉米單株葉面積、葉面積指數和各生育時期的干物質積累，減少了干物質向籽粒分配。間作玉米單株產量高于單作玉米。[結論]玉米甘薯間作種植能夠增加單位土地面積上作物產量，有利于保障糧食安全和提高農民收入。

關鍵詞 玉米；甘薯；間作；產量；相關因子

中圖分類號 S344.2 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2016）09-039-03

Abstract[Objective]To research the effects of intercropping of corn and sweet potato on the relevant factors of corn yield formation.[Method]Two planting forms were designed with the ratio of maize monoculture to maizesweet potato intercropping being 2∶8 and 1∶8. And two nitrogen levels of 300 and 450 kg/hm2 were set to research the effects on corn yield relevant factors.[Result]Compared with maize monoculture， maizesweet potato intercropping enhanced the leaf area per plant， leaf area index， and drymatter accumulation per plant in different growth stages， promoted the allocation of dry matters to grain， and enhanced the corn yield per plant. Increasing nitrogen treatment significantly improved the leaf area per plant， leaf area index and dry matter accumulation in maizesweet potato intercropping， and reduced the allocation of dry matters to grain. Maizesweet potato intercropping had higher dry matter content than maize monoculture.[Conclusion]Maizesweet potato intercropping enhances the crop yield per unit land area， and is helpful to ensure the grain safety and enhance the farmars income.

Key words Corn； Sweet potato； Intercropping； Yield； Relevant factors

能源是國家經濟和社會發展的重要物質基礎，發展環保可再生替代的生物質能源已成為各國發展的重大戰略任務[1]。玉米、甘薯同為生物能源，近年來玉米產業逐漸發展，而甘薯種植面積有所下降，目前玉米、甘薯等作物爭地的矛盾比較突出。間作是一種能集約利用光、熱、肥、水等自然資源的種植方式[2]，是我國傳統精耕細作農業的重要組成部分[3-4]。有關玉米與大豆、花生、馬鈴薯及各種蔬菜間作有較多的報道[5-12]，筆者所在課題組曾對玉米甘薯間作栽培模式和效益等有過報道[13-15]，而關于玉米與甘薯間作對玉米干物質積累和分配的報道很少。筆者以單作玉米為對照，研究玉米與甘薯間作對玉米干物質積累和分配的影響，為肥料調控、實現玉米甘薯間作高產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

供試作物為玉米（鄭單958）和甘薯（商薯9號）。

1.2 方法

試驗于2015年在河南省商丘市農林科學院玉米試驗站夏邑縣會亭鎮試驗基地進行。試驗設3種種植方式：單作玉米（SM）、玉米甘薯間作1∶8型（IM1）、玉米甘薯間作2∶8型（IM2）[16-17]；2個施氮水平：300 kg/hm2（N1）、450 kg/hm2（N2），共6個處理（表1），3次重復，采用完全隨機區組設計。小區行長5 m，單作玉米20行，小區面積60 m2；間作每小區6帶，1∶8型小區面積192 m2，2∶8型小區面積216 m2。單作玉米行距60.0 cm，株距21.4 cm，密度7.50萬株/hm2。間作體系中，1∶8型：甘薯采用壟作種植，壟距80 cm，壟高25～30 cm，每壟種植1行，株距23～28 cm，種植密度450萬～5.25萬株/hm2，每隔8壟甘薯于壟溝內套種1行玉米，株距17～21 cm，每穴2株，種植密度1.50萬～180萬株/hm2；2∶8型：甘薯采用壟作種植，壟距80 cm，壟高25～30 cm，每壟種植1行，株距21～25 cm，種植密度4.50萬～525萬株/hm2，每隔8壟甘薯種植1壟2行玉米，玉米間行距40 cm，株距15～19 cm，每穴1株，種植密度1.50萬～1.80萬株/hm2。各處理均基施磷肥（P2O5）120 kg/hm2、鉀肥（K2O）150 kg/hm2，氮肥按基追比1∶1分2次施用，于玉米大喇叭期追施。小區四周埋油氈0.5 m，防止肥料擴散。甘薯6月8日播種，10月20日收獲；玉米6月12日播種，9月25日收獲，作物共處期103 d。

1.3 項目測定

1.3.1 干物質。在玉米拔節期、大喇叭口期、開花期、收獲期取樣，各處理取3株具代表性的植株，105 ℃殺青20 min，85 ℃烘干至恒重，用千分之一的電子天平稱重。

1.3.2

葉面積。在取樣測定干物質同時，測量其葉面積。各處理用打孔器取一定面積（S1）的綠色葉片，烘干稱其質量為M1，其他綠葉面積烘干稱其質量為M2，總面積為S，S=（M1+M2）S1M1。葉面積指數就是單位土地面積上的綠葉面積占單位土地面積的比例。

1.3.3

產量。收獲期單作玉米收取中間的4行，間作玉米1∶8型收獲中間4帶的4行玉米，2∶8型收獲中間2帶的4行玉米，測其籽粒產量。1∶8型間作體系中玉米面積占間作總面積的比例為1/8，2∶8型間作體系中玉米面積占間作總面積的比例為2/9。將間作玉米產量換算成可比面積產量。

2 結果與分析

2.1 單株干物質積累與分配

由表2可知，間作玉米單株干物質積累速率比單作玉米要高。整個生育期，2種間作模式玉米單株干物質量都大于單作玉米。在收獲期時，在N1水平下，處理A2比處理A1干物質積累高33.03 g/株，處理A3比處理A1干物質積累高29.33 g/株；在N2水平下，處理A5比處理A4干物質積累高27.82 g/株，處理A6比處理A4干物質積累高35.94 g/株；在同一種種植模式下，單作玉米處理A4比處理A1干物質積累高20.02 g/株，1∶8型間作體系處理A5比處理A2干物質積累高14.81 g/株，2∶8型間作體系處理A6比處理A3干物質積累高26.63 g/株，說明增施氮肥能明顯促進單作、間作玉米收獲期的干物質積累。

由表3可知，不論是單作還是間作收獲期玉米干物質在各器官的分配從大到小依次為：籽粒、莖、葉、穗軸、苞葉。玉米甘薯間作提高了玉米干物質向籽粒的分配，說明間作有利于光合產物向“庫”——籽粒中運輸。處理A2、A3干物質分別比處理A1向籽粒分配高4.21個百分點和2.02個百分點，處理A5、A6干物質分別比處理A4向籽粒分配高3.40個百分點和247個百分點。而增施氮肥促進了干物質向葉、莖、苞葉和穗軸的分配，從而降低了向籽粒分配，處理A1比處理A4、處理A2比處理A5、處理A3比處理A6在籽粒分配上分別增高2.07個百分點、2.88個百分點、1.62個百分點。

2.2 單株葉面積與葉面積指數

由表4、5可知，各處理玉米單株葉面積和葉面積指數均隨生育期呈先增長后減小的變化趨勢，均在玉米開花期達到最大值。與單作玉米相比，間作增高了玉米各生育時期的單株葉面積（表4），但間作玉米的葉面積指數卻明顯低于單作玉米（表5）。這是由于間作玉米密度降低，個體發育空間大，生長勢強，造成單株葉面積較大，單位土地面積上的葉面積比單作小的多，從而使葉面積指數降低。從施氮水平看，增施氮肥能明顯提高單作、間作玉米單株葉面積和葉面積指數。

2.3 玉米產量

由表6可知，玉米甘薯間作明顯提高了玉米單株產量，處理A2、A3分別比處理A1單株產量高3.13%和4.50%，處理A5、A6分別比處理A4單株產量高0.83%和8.23%。增施氮肥也有利于單作、間作玉米單株產量的提高，處理A4比處理A1、處理A5比處理A2、處理A6比處理A3在產量上分別提高276%、0.48%、6.43%。在單位面積的玉米總產量中，單作高于間作，這是由于間作玉米種植的面積較小，玉米甘薯間作以甘薯生產為主。

3 結論

同玉米單作種植相比，玉米甘薯間作種植條件下玉米生長的外部因素發生了很大的變化，玉米的邊際效應顯著，間作群體內玉米干物質積累和分配與單作相比有顯著差異。

該研究表明：間作增加了玉米各生育時期的單株葉面積，但間作玉米的葉面積指數明顯低于單作玉米，從施氮水平看，增施氮肥能明顯提高單作、間作玉米單株葉面積和葉面積指數；間作玉米單株干物質積累的速率比單作玉米要高，整個生育期，2種間作模式玉米單株干物質量都大于單作玉米，增施氮肥能明顯促進單作、間作玉米各生育時期的干物質積累；玉米甘薯間作提高了玉米干物質向籽粒的分配，說明間作有利于光合產物向“庫”——籽粒中運輸，而增施氮肥促進了干物質向葉、莖、苞葉和穗軸的分配，從而降低了向籽粒分配；間作明顯提高了玉米單株產量，增施氮肥也有利于單作、間作玉米單株產量的提高。玉米甘薯間作種植能夠增加單位土地面積上作物產量，增加單位土地面積的經濟效益，從而有利于保障糧食安全和提高農民收入。

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