間作遮陰對花生生長發育及產量的影響

王鈺云，王宏富，李智，段宏凱，黃珊珊

（山西農業大學農學院，山西太谷030801）

間作是我國幾千年農業的精華，通過在同一土地上種植2種或者多種作物，經過合理配置，充分利用光、溫、水等資源，提高復合群體對土地的利用率[1-3]。近年來，隨著我國耕地面積的減少，間作模式在各國農業生產中越來越受到重視，合理的間作模式能夠有效改善作物群體的通風透光條件，改善土壤品質，有效促進農業增產、農民增收，為我國農業高質量發展作出了巨大貢獻。ZHANG等[4]研究表明，玉米大豆間作系統中，大豆由于高稈作物谷子的遮陰，有效受光面積減少，從而導致大豆貪青徒長來適應環境，說明大豆對弱光環境可以做出一定的自我調節；王秀領等[5]在研究玉米大豆間作體系時，發現間作提高了玉米的葉面積指數、葉綠素含量和光合速率，其中，光合速率和葉綠素含量達到顯著差異，大豆的光合速率、葉綠素含量和葉面積指數相比較單作有所降低，但差異均不顯著，隨著玉米大行距的增大，大豆的光合速率、葉綠素含量和葉面積指數均逐漸提高；程亮等[6]研究發現，玉米花生不同間作模式影響了花生的產量，其中，花生的產量隨著花生壟數的增多而增加，間作3壟花生的產量與間作1壟、2壟花生的產量相比有明顯提高，雖然間作3壟花生的產量與單作相比無顯著差異，但是也低于單作花生的產量。目前，關于豆科禾本科間作產量優勢的研究主要集中在糧食作物玉米、小麥等方面，關于雜糧作物谷子花生間作方面尚鮮見報道。

本試驗以谷子、花生為研究對象，分析谷子花生不同間作模式對花生生長發育、干物質積累和產量的影響，篩選出最佳的谷子花生間作模式，為谷子花生間作的高效栽培提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗于2018年5—10月在山西省太谷縣山西農業大學農作站進行，該地地處黃土高原東部邊緣，年平均降水量為458 mm，6—8月為全年降水量最多季節，是典型的溫帶季風氣候。試驗地土壤質地為壤土，基礎養分含量分別為有機質17.8 g/kg、全氮0.94 g/kg、堿解氮71.3 mg/kg、速效磷48 mg/kg、速效鉀94 mg/kg。

1.2 試驗材料

供試谷子和花生的品種為由山西農業大學農學院谷子課題組提供的農大8號和由山西省農業科學院經濟作物研究所提供的晉花10號。

1.3 試驗設計

試驗采用隨機區組設計，小區面積為16m2（2m×8 m），谷子行距40 cm，株距10 cm；花生行距40 cm，株距20 cm；谷子、花生于5月13日同時播種。設4種種植模式，分別為T1（CK）.花生單作；T2.谷子花生2||4間作；T3.谷子花生3||3間作；T4.谷子花生4||2間作。每個處理3次重復。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 主莖高和葉面積指數分別在花生開花期、下針期、結莢期和飽果成熟期，在各小區內選取形態長勢一致的6株植株，測量花生的主莖高，即花生基部至花生主莖頂端生長點。使用鮮樣打孔稱重法測定花生單株葉面積，每個處理選取不同大小的葉片10片，避開葉脈在葉片兩邊各打1個孔稱質量，通過比葉重計算單株葉面積，然后計算葉面積指數。

1.4.2 葉綠素相對含量（SPAD值）在花生各生育期用SPAD-502葉綠素測定儀，避開花生葉脈，測定花生功能葉中間部分的SPAD值，重復3次，結果取平均值。

1.4.3 干物質積累量分別在花生的各生育期取6株植株，測定干物質積累量。先在105℃烘箱內殺青30 min，然后在80℃烘箱內烘干至恒質量，稱量其干物質量。

1.4.4 產量及其構成要素于收獲期，從每小區隨機選取10株花生，測定其百果質量、百仁質量、出仁率、單株果數，小區實產計產。

1.5 數據處理

使用Microsoft Excel 2010和SPSS 19.0軟件進行數據統計分析。

2 結果與分析

2.1 間作遮陰對花生生長發育的影響

2.1.1 主莖高由圖1可知，花生主莖高隨時間推移，呈現出逐步增高的趨勢，在花生生育前期，T2、T3、T4間作處理下的花生主莖高與單作處理下花生的主莖高間無顯著差異，這可能是由于生育前期，高位作物谷子對花生的遮陰程度不強，沒有影響花生對光能的吸收；結莢期，T2、T3、T4間作處理下的花生主莖高顯著高于單作處理下的花生主莖高；成熟期，T2處理下的花生主莖高與單作間無顯著差異，但也高于T1處理下的花生主莖高，這說明間作可以促進花生生育后期植株高度的增加，T4處理下花生主莖高達到最大值。

2.1.2 葉面積指數 葉面積指數是監測作物長勢和預測產量的重要參數[7]。由圖2可知，花生的葉面積指數隨著生育時期的推進先升高后降低，在開花期和下針期，各間作處理下的花生葉面積指數與單作相比無顯著差異；結莢期，花生葉面積指數達到最大值，作物覆蓋達到最大，T2、T3和T4處理下的花生葉面積指數較單作處理分別顯著降低了5.01%、5.67%、11.67%；飽果成熟期，各處理下的花生葉面積指數之間雖然沒有顯著差異，但是單作處理下的花生葉面積指數仍然高于其他間作處理下花生的葉面積指數，由此可知，間作降低了花生的葉面積指數，T2處理下降幅度最小。

2.1.3 SPAD值 葉綠素相對含量（SPAD值）的大小與作物產量的高低有密切聯系。花生的SPAD值隨著時間的推移，呈現出先升高后降低的趨勢（圖3），在開花期和下針期，各間作處理下花生的SPAD值與單作處理相比，無顯著差異；結莢期，T1處理下花生的SPAD值達到最大，T2、T3、T4處理下花生的SPAD值相比單作分別降低了4.12%、5.84%、8.38%；飽果成熟期，T1處理下花生的SPAD值顯著高于T3、T4處理下花生的SPAD值，與T2處理間無顯著差異。由此可知，間作在一定程度上降低了花生的SPAD值，在各間作處理中，T2處理是最優處理。

2.2 間作遮陰對花生干物質積累的影響

從圖4可以看出，花生干物質積累隨著生育時期的推進逐步增加，在花生生育后期，干物質積累增長迅速。在開花期和下針期，各處理之間無顯著差異，這可能是由于在花生生育前期，高位作物谷子并未對花生形成較多的遮陰，各處理光能分配之間并未有較大的競爭；在結莢期，各間作處理下花生的干物質積累與單作處理下花生的干物質積累有了明顯差異，T2、T3、T4處理下的花生干物質積累量較單作處理分別顯著降低了6.28%、10.62%、15.31%；飽果成熟期，T2、T3處理下花生的干物質積累量與單作處理下花生的干物質積累量無顯著差異。由此得出，在花生與谷子各間作處理中，T2、T3處理下的花生為最優處理。

2.3 間作遮陰對花生產量及其構成因素的影響

從表1可以看出，各間作處理下花生產量較單作均有不同程度降低，T2處理下花生產量降幅最小，減少了20.53%，T4處理下花生產量降幅最大，減少了32.41%；從百果質量可以看出，單作處理顯著高于其他間作處理；T2處理下的百仁質量較單作降幅最小，且無顯著差異；各間作處理下的出仁率較單作都有不同程度的下降；單株果數方面，單作處理下的單株果數顯著高于T3、T4處理下的單株果數，但是與T2處理下的單株果數無明顯差異。綜上所述，在谷子花生各間作處理中，T2處理相比較其他處理降幅最小，為最佳處理。

表1 間作遮陰對花生產量及其構成因素的影響

3 結論與討論

高矮作物相間分布改變了作物群體的受光狀態，使間作中的作物獲得更多的光能，從而提高光能利用效率[8]，同時也改變了作物的生長發育。主莖高和葉面積指數是反映作物生長發育的一個重要指標，在一定程度上，增加作物的主莖高和葉面積指數，有利于作物獲取更多的光源，提高葉片葉綠素含量，增加作物產量[9-10]。本研究發現，谷子花生間作對花生生長發育影響較大，間作促進了花生主莖高的增加，隨著間作花生行比的增加，花生主莖高呈降低趨勢；而花生的葉面積指數和SPAD值由于間作遮陰的影響，相比單作均有下降。這是由于在谷子花生間作體系中，高位作物谷子會對矮位作物花生起到遮陰的作用，并且隨著谷子行數的增加，對花生遮陰效果越厲害，從而引起了花生的貪青徒長，影響了花生的生長發育。這與程亮等[6]、劉明等[2]的研究結果一致。由此可以得出，在谷子花生間作體系中，花生產量大小與谷子對花生的遮陰程度密切相關。在本試驗中，谷子花生2∶4間作模式下，谷子對花生的遮陰效果影響最小。

作物的干物質積累量是反映作物生長發育狀況的重要因素，不同間作模式均能在不同程度上影響作物的干物質積累，從而影響作物的產量[11]。呂越等[12]在研究玉米和大豆在間作系統中對資源的競爭發現，大豆由于受玉米遮陰程度嚴重，對自然資源利用率低，影響了大豆生物量的增加，導致大豆產量降低。在本研究中發現，在花生生育前期，各間作處理下花生的干物質積累量與單作處理下花生干物質積累量沒有明顯差異，在花生生育后期，單作處理下的花生干物質積累量顯著高于其他間作處理下的花生干物質積累量。這與劉柱等[13]、方萍等[14]的研究結果一致。綜上所述，在谷子花生間作體系中要獲得高產，需要合理配置谷子花生間作行數比，降低由于高位作物谷子對花生帶來的遮陰程度。

在本試驗中，谷子花生不同間作模式顯著改變了花生產量及其構成因素。間作處理下花生各項產量構成因素均低于單作，T2處理下花生的各項產量構成因素降幅最小，產量降低了20.53%，這是由于在谷子花生間作體系中，隨著谷子行數的增加，對花生的遮陰效果也在逐步增強，導致花生的貪青徒長，進而影響花生的產量。姚遠等[15]研究玉米花生不同間作方式對花生產量的影響，結果表明，間作花生相比較單作花生均有明顯的減產，間作處理的花生莢果飽滿度也有所下降，說明間作處理對花生的產量產生了較大的影響。

綜上所述，在本試驗條件下，通過研究不同間作模式對花生形態指標和產量的影響，可以看出谷子和花生2∶4間作處理為最優間作處理。本試驗僅對谷子花生不同比例間作模式進行了初步探究，關于花生的生理生態等相關指標和不同花生品種在間作下的表現，還需要進一步研究。