混播比例和時期對玉米—秣食豆群體內小氣候的影響

劉殿鵬　張淑艷　白梅榮

摘要[目的]研究播期和混播比例對玉米-秣食豆群體內小氣候的影響。[方法]以玉米和秣食豆為試驗材料，按秣食豆與玉米同期播種和延后播種2個播期，玉米與秣食豆3個混播比例進行混播試驗。[結果]混播時期對作物群體內散射光有顯著影響，對總入射光、溫度和相對濕度無顯著影響。混播比例對群體內光照和溫度、濕度影響顯著，隨秣食豆比例的增加，群體內各層次的總入射光和散射光均顯著減少，溫度減低，濕度增加；而且生育前期隨秣食豆比例的增加，群體內溫度顯著降低，生育后期相對濕度顯著增加。[結論]播期和混播比例對群體內小氣候有顯著影響。混作復合群體通過改變田間小氣候，影響作物的生理活動。

關鍵詞玉米；抹食豆；混播；小氣候

中圖分類號S344文獻標識碼A文章編號0517-6611（2017）31-0039-03

Abstract[Objective]To study the effects of sowing time and mixed sowing ratio on microclimate in Zea maysGlycine max population.[Method]Taking Zea maysGlycine max as experimental materials，mixed seeding test was conducted by 2 kinds of sowing date （simultaneous sowing and delayed sowing）， 3 kinds of Zea maysGlycine max ratio.[Result] The sowing time had a significant effect on the scattering light of Zea mays population.It had no significant effect on the total incident light，temperature and relative humidity.The proportion of mixed sowing had significant effect on the illumination，temperature and humidity.With the increase of Glycine max proportion， the total incident light and scattered light of different groups were significantly reduced，temperature was reduced and humidity was increased.The temperature was significantly decreased with the increase of proportion of Glycine max in early growth stage.Relative humidity increased significantly in late growth stage.[Conclusion]The proportion and time of mixed sowing have significant effect on microclimate.Mixed compound population affects the physiological activities of crops by changing microclimate in the field.

Key wordsZea mays；Glycine max；Mixed sowing；Microclimate

混播作為一種作物種植方式，具有很多優點，可以使群體分布趨于理想，有利于種間協調發展，從而使混播作物獲得高產[1]。相關研究證明，玉米與一年生豆科植物之間混播，可以協調作物之間的競爭和互補關系，充分利用資源，改善群體結構[2]，提高作物產量和整體的經濟效益[3-4]，改善飼料的青貯品質[5-6]。玉米與秣食豆混播，對玉米的農藝性狀有顯著影響[7]，在玉米與豆科植物的混播群體中，玉米高大，占據上層，決定著群體內的光照、溫度、濕度等小氣候特征，反過來，群體內小氣候是影響作物生長發育的因素之一。研究玉米與豆科植物混播群體內小氣候變化對尋找到最優的混播比例，充分利用光、溫、水、肥資源具有重要意義。

1材料與方法

1.1材料

試驗用玉米為鄭單958，豆科植物為秣食豆（褐色品種），玉米種子在通遼種子市場購入，秣食豆由東北農業大學提供。

1.2試驗設計與方法

試驗采用隨機區組設計，3次重復，處理小區面積32 m2。玉米播種行距0.60 m、株距0.28 m，固定玉米行株距，將秣食豆按試驗設計同行混播于玉米株間，以玉米單播為對照。試驗處理組合如表1，共8個處理組合。表中處理組合代號含義：A1代表同時播種，A2代表延后播種，Cn中C代表鄭單958，n代表秣食豆混播比例。同期播種是指5月10日將玉米和秣食豆同時播種，延期播種是5月10日播種玉米，6月10日結合中耕播種秣食豆。播種時施磷酸二銨150 kg/hm2、硫酸鉀 135 kg/hm2作為底肥，施尿素50 kg/hm2、磷酸二銨75 kg/hm2作為種肥。在玉米 5～8葉期，結合中耕追施氮肥 150 kg/hm2，生育期灌溉2次。

1.3測定項目及方法

試驗從6月19日開始，每隔15 d測定1次總入射光、散射光、溫度和相對濕度，每小區重復測定6次。8∶00—9∶00，采用TRIPOD TP327型群體分析儀，測定地表和距離地表120 cm處的總入射光；14∶00，采用TES 1360溫濕度計，測定距離地面30 cm處的溫度和相對濕度。

2結果與分析

2.1對群體內總入射光的影響

試驗結果表明，從玉米拔節到成熟，作物群體內總入射光逐漸減少，在玉米的生育前期和成熟期后期，各處理之間的總入射光差異不顯著，在生育中期（玉米拔節后期至乳熟期）則差異顯著。由表2可知，7月2日至8月18日，同一處理的總入射光下層均低于中層，平均低6.52 μmol/（m2·s）。2個混播時期比較，同一時間同一層次，同期播種的總入射光總是高于延后播種的相同處理。

方差分析表明，混播比例顯著影響群體內的總入射光。由表2可知，除了7月2日各處理中層和8月18日各處理下層，其他時間，無論群體內中層還是下層，各混播處理的總入射光均顯著低于單播，并且隨著混播秣食豆比例的增加，群體內入射光總量下降，依次表現為C0、C1、C2、C3。混播3株秣食豆的總入射光，試驗期間的總平均值為1 751.24 μmol/（m2·s），單作平均為1 809.85 μmol/（m2·s），中層平均總入射光C3分別比C0、C1和C2低3.40%、235%和 1.41%，下層總入射光差值比中層差值略小，依次是322%、2.45%和1.01 %。

2.2對群體內散射光的影響

試驗結果表明，玉米從拔節期到成熟期，作物群體內散射光逐漸減少。由表3可知，在7月2日至8月18日，各處理的下層散射光均低于中層，平均低5.24 μmol/（m2·s），與作物群體內總入射光表現出相同的規律。混播時期對群體內散射光有顯著影響，同一時間同一層次，同期播種的散射光均高于延后播種的相同處理，平均高14.13 μmol/（m2·s）。

方差分析表明，混播比例顯著影響群體內的散射光，混播顯著低于單播，各混播處理同層次散射光間均具有顯著差異。隨混播秣食豆比例的增加，群體內散射光逐漸降低，依次表現為C0、C1、C2、C3。試驗期間，混播3株秣食豆群體內散射光的總平均值為347.71 μmol/（m2·s），單作則為36535 μmol/（m2·s），中層平均散射光C3分別比C0、C1和C2低7.59%、4.69%和1.24%，下層差值更大，依次是1105%、7.82%和4.35%。

2.3對群體內溫度的影響

圖1、2是混播群體內溫度的動態曲線。各處理群體內溫度動態規律相同，6月19日至8月30日間，一直呈增加趨勢，8月30日達到最高值，而后迅速下降，整個作物生育期的溫度動態呈單峰曲線。8月30日，同期播種和延期播種各處理群體內平均溫度分別是35.51 ℃和35.37 ℃，而單播、混播1株、2株和3株秣食豆的平均溫度分別是35.22、35.43、35.29和35.60 ℃，各處理群體內溫度接近一致。在8月30日前，隨混播秣食豆比例增加，群體內溫度下降，依次為C0、C1、C2、C3。8月6日前，各處理間群體內溫度差值較大，以后逐漸縮小。

方差分析表明，同期播種和延后播種的群體溫度間無顯著差異，但混播比例間具有顯著差異（表4）。6月19日，單作、混播1株、2株和3株秣食豆群體內平均溫度依次為 2780、26.95、26.45和26.00 ℃，同期播種和延后播種的平均值分別為26.68、26.93 ℃，隨混播秣食豆比例增加，溫度顯著下降，混播2株和3株秣食豆群體內平均溫度顯著低于單播。而到8月6日時，只有同期播種混播3株秣食豆的群體內溫度顯著低于單播，其他各處理之間均無顯著差異。

2.4對群體內相對濕度的影響

圖3、4是混播群體內相對濕度的動態曲線，2個播期的群體內相對濕度在8月18日前均快速上升，在8月18日達到峰值，之后均迅速下降，整個作物生育期的相對濕度動態和溫度動態相同，都呈單峰曲線。整個生育期，相對濕度基本規律與溫度正好相反，依次為C3、C2、C1、C0。各處理的相對濕度，在7月17日和8月18日差值較大。方差分析表明，延后播種群體內相對濕度略高于同期播種，沒有顯著差異，但混播比例間具有顯著差異。前期（6月19日）只有延后播種混播3株秣食豆處理的群體內相對濕度顯著高于單作；后期（8月6日）混播2株和3株秣食豆群體內相對濕度均顯著高于單作。

3結論與討論

（1）作物群體內的光照條件，是影響植物葉片光合作用的重要因素，影響物質的積累。有研究證明，不同株型和葉型的植物，需光特性各不相同，混播可以增加截光量，減少漏光和反射，改善群體內部和下部的受光狀況，增強植物的光合作用[8-9]。該試驗表明，在玉米生育中期（拔節后期至乳熟期），混播時期和混播比例均影響群體內總入射光和散射光，其中混播時期對散射光影響顯著，同期播種顯著高于延后播種；混播比例對總入射光和散射光均有顯著影響，混播顯著低于單播，隨混播秣食豆比例的增加，群體內總入射光和散射光均依次為C0、C1、C2、C3，并且在旺盛生長的7月17日至8月2日，C1、C2和C3之間均有顯著差異；總入射光和散射光均為中層高于下層，但隨混播比例的增加，總入射光中層下降快，下層數值差變小，而散射光相反，中層的數值差較小，下層下降幅度較大。秣食豆主要集中在混播群體的中下層，隨著秣食豆增加，復合群體總葉面積增加，說明秣食豆能利用混播群體的下層散射光。

（2）混作復合群體通過改變田間小氣候，影響作物的生理活動，也影響環境物理、化學變化和生物的活動，例如有報道稱通過混播可使對環境適應性差的病蟲害減少[10]，因此改善群體內部小氣候，也是混播中需要關注的重要問題。該研究中，混播時期對群體內小氣候影響不顯著，混播比例顯著影響玉米-秣食豆群體內小氣候。隨混播秣食豆的比例增加，群體內溫度降低，相對濕度提高；在玉米生育前期對群體內溫度濕度影響都較大，而生育后期對濕度的影響比對溫度的影響顯著。這種小氣候變化是否會影響作物生理活動和病蟲害，還有待于進一步探討。

參考文獻

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