胡麻與禾豆間作對(duì)其光合特性和產(chǎn)量的影響

張 雪,王一帆,高玉紅,吳 兵,剡 斌,崔政軍,徐 鵬,王海娣,李 瑛,李文珍

(1.甘肅省干旱生境作物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,蘭州 730070;2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院,蘭州 730070;3.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院,蘭州 730070;4.定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院,甘肅定西 743000)

全球人口迅速增長(zhǎng)和耕地面積逐年減少給糧食生產(chǎn)帶來巨大壓力,同時(shí)也給農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展帶來嚴(yán)重影響[1],為滿足人口對(duì)糧食的需求,維持農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展,間作種植模式再度引起人們重視。間作種植利用生態(tài)位分離機(jī)制使兩種作物在時(shí)間和空間上擴(kuò)大互補(bǔ),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光、熱、水及養(yǎng)分等資源最大限度利用[2-3]。研究發(fā)現(xiàn),與單作相比,間作可顯著提高葉片凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度[4],增加葉面積指數(shù)、光合勢(shì)及凈同化率[5],還可以提高土地利用效率,有利于作物產(chǎn)量的形成[6]。帶型配置是間作優(yōu)勢(shì)的重要基礎(chǔ)之一[7],合理的帶型配置可以使光能在作物群體內(nèi)分布更加合理,同時(shí)也能夠改善群體內(nèi)的微環(huán)境,較好地協(xié)調(diào)微氣象因子與作物產(chǎn)量的關(guān)系[8-9]。有研究表明,適當(dāng)增加一定范圍內(nèi)棉花的群體數(shù)量,能夠有效發(fā)揮群體優(yōu)勢(shì),使群體產(chǎn)量隨行距增加而增加,有效提升間作棉花產(chǎn)量[10]。在玉米||大豆系統(tǒng)中,隨著帶寬逐漸增加,田間光照條件變好,利于大豆植株授粉受精,使單株粒數(shù)增加,最終提高籽粒產(chǎn)量[11]。此外,行數(shù)的增加也便于機(jī)械化操作[12]。因此,合理的種植模式與帶型配置是提高作物光合特性及產(chǎn)量的重要途徑。近年來,隨著胡麻種植面積不斷擴(kuò)大,種植模式逐步改善,產(chǎn)量有所提高[13-15]。研究表明,胡麻||小麥系統(tǒng)可改善土壤理化性質(zhì),促進(jìn)胡麻生長(zhǎng)發(fā)育,進(jìn)而提高其產(chǎn)量[16]。在灌溉區(qū),胡麻4行||蠶豆1行系統(tǒng)中胡麻籽粒產(chǎn)量高達(dá)2 034 kg·hm-2,較單作胡麻籽粒產(chǎn)量有明顯增加[17]。水肥耦合條件下,胡麻||大豆[18]、胡麻||玉米[19]系統(tǒng)中胡麻產(chǎn)量均具有顯著的產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì),但關(guān)于胡麻光合特性方面研究多集中在單作不同栽培條件下[20-21]。不同作物帶型配置是否對(duì)間作胡麻的光合特性起到促進(jìn)作用,對(duì)胡麻產(chǎn)量形成的調(diào)控機(jī)理尚不明確。因此,本試驗(yàn)研究了不同帶型配置對(duì)胡麻||玉米、胡麻||大豆兩種間作系統(tǒng)中胡麻光合特性、生長(zhǎng)發(fā)育特性及產(chǎn)量形成的影響,以期明確不同帶型配置對(duì)胡麻產(chǎn)量形成的調(diào)控效應(yīng),篩選出適宜試區(qū)胡麻生產(chǎn)的間作系統(tǒng),為該區(qū)域種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和胡麻可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)與技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2021年4月-10月在甘肅省定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料試驗(yàn)基地(34°26′ N,103°52′ E)進(jìn)行。試驗(yàn)區(qū)位于隴中黃土高原半干旱丘陵溝壑區(qū),屬中溫帶半干旱氣候區(qū),年平均氣溫6.43 ℃,≥10 ℃積溫2 239.1 ℃,多年平均降水390.9 mm,年平均日照時(shí)數(shù)2 476.6 h,無霜期約140 d。試驗(yàn)區(qū)為梯田,土壤為典型的黃綿土,肥力均等,其中0～30 cm土壤有機(jī)質(zhì)17.53 g·kg-1,土壤全氮0.81 g·kg-1,全磷0.69 g·kg-1,速效磷27.43 mg·kg-1,速效鉀108.30 mg·kg-1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì),以單作胡麻(F)為對(duì)照,設(shè)置2種間作作物:胡麻||玉米(F||M)、胡麻||大豆(F||S);3種帶型配置:4∶2、6∶3和 8∶4,各間作系統(tǒng)中帶型配比均為1∶1,重復(fù)3次,南北向種植,具體田間試驗(yàn)方案見表1。胡麻行距為20 cm;玉米和大豆行距均為40 cm,株距均為30 cm。胡麻密度為3.75×106株·hm-2,玉米和大豆密度均為6×106株·hm-2,間作與單作種植密度一致。田間種植模式示意圖如圖1。

胡麻||玉米、胡麻||大豆系統(tǒng)中帶型配置一致

表1 胡麻單作和間作系統(tǒng)的帶型配置及其代碼Table 1 Allocation of belt-type configurations and codes for intercropping and single cropping oilseed flax systems

1.3 試驗(yàn)材料與田間管理

供試胡麻品種為‘隴亞11號(hào)’、玉米品種為‘先玉335’、大豆品種為‘中黃30號(hào)’,胡麻于4月10日露地條播,8月13日收獲;玉米于4月26日覆白膜進(jìn)行穴播,每穴播1粒,10月1日收獲;大豆于4月18日露地進(jìn)行穴播,每穴播2～3粒,兩個(gè)對(duì)生單葉展開至第一片復(fù)葉展開前間苗,每穴留1株,9月28日收獲。胡麻、大豆生育期施用氮肥120 kg·hm-2,磷肥75 kg·hm-2;玉米生育期施用氮肥250 kg·hm-2,磷肥125 kg·hm-2;氮肥品種為尿素(含N 46%),磷肥品種為過磷酸鈣(含P2O516%),氮、磷肥均作為基肥施用。其他田間管理同一般大田單作。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.4.1 葉片光合參數(shù) 分別在胡麻現(xiàn)蕾期、盛花期,選擇晴朗無風(fēng)的天氣,在9:00-11:00采用GFS-3000便攜式光合作用測(cè)量系統(tǒng)測(cè)定胡麻中上部葉片的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和胞間CO2濃度。每小區(qū)隨機(jī)測(cè)定3次。

1.4.2 葉面積指數(shù) 分別在胡麻苗期、現(xiàn)蕾期、盛花期、青果期用稱重法測(cè)定葉面積大小,并計(jì)算其葉面積指數(shù)[22]:

LAI=單位土地葉面積 / 單位土地面積

1.4.3 光合勢(shì) 表示葉面積和其工作持續(xù)日數(shù)的乘積,計(jì)算公式如下:

式中:LAIi為第i個(gè)生育階段的平均葉面積,Di為第i個(gè)生育階段所持續(xù)的時(shí)間。

1.4.4 凈同化率 表示單位面積單位時(shí)間內(nèi)的干物質(zhì)增長(zhǎng)量,計(jì)算公式如下:

式中:L2、L1分別對(duì)應(yīng)t2、t1時(shí)間的胡麻葉面積,W2、W1分別對(duì)應(yīng)t2、t1時(shí)間的胡麻干質(zhì)量。W1、W2每個(gè)生育時(shí)期隨機(jī)取樣,選取有代表性的胡麻10株,將胡麻各器官分開,首先在 105 ℃烘箱中殺青30 min,然后調(diào)至80 ℃恒溫繼續(xù)烘 8～12 h,直到恒量,用電子天平稱量得W1、W2。

1.4.5 產(chǎn)量和收獲指數(shù) 籽粒產(chǎn)量與生物產(chǎn)量均在胡麻成熟后按小區(qū)單打單收,曬干后測(cè)得小區(qū)實(shí)際產(chǎn)量。收獲指數(shù)是籽粒產(chǎn)量與生物產(chǎn)量的比值。

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用 Microsoft Excel 2016 整理、匯總、圖表制作,使用 SPSS 23.0 統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行相關(guān)性分析以及主效應(yīng)檢驗(yàn),運(yùn)用Duncan’s方法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn),顯著水平為P<0.05或P<0.01。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同作物帶型配置對(duì)間作胡麻葉片光合參數(shù)的影響

間作對(duì)胡麻葉片凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)影響顯著(P< 0.05)(表2)。現(xiàn)蕾期間作胡麻葉片的Ci較單作平均高出22.5%,盛花期間作胡麻葉片的Tr和Gs較單作平均高出4.1%和5.8%。間作系統(tǒng)內(nèi),不同作物搭配與帶型配置對(duì)胡麻光合參數(shù)影響亦達(dá)顯著水平,且間作作物與帶型之間的互作效應(yīng)達(dá)顯著水平(P<0.05)。就不同作物搭配而言,胡麻||大豆(F||S)系統(tǒng)中胡麻現(xiàn)蕾期葉片的Pn、Tr和Gs分別較胡麻||玉米(F||M)顯著提高21.9%、30.2%和25.3%,Ci則顯著降低31.4%。盛花期則為F||M較F||S系統(tǒng)中顯著提高15.6%、29.6%和24.4%,而Ci顯著降低35.8%。從不同帶型配置來看,增加胡麻的種植行數(shù)可顯著改善胡麻的光合性能,其中8∶4帶型下胡麻現(xiàn)蕾期和盛花期葉片的Pn、Tr、Gs較 4∶2帶型分別顯著提高12.0%和9.2%、9.6%和 19.5%、13.0%和17.3%,而Ci則在現(xiàn)蕾期和盛花期分別顯著降低12.0%和7.3%。整體來看,胡麻||大豆系統(tǒng)中胡麻現(xiàn)蕾期的光合性能優(yōu)于胡麻||玉米。其中,8∶4胡麻間作大豆帶型(F8||S4)下胡麻現(xiàn)蕾期葉片的Pn、Tr和Gs較 4∶2胡麻間作玉米帶型(F4||M2)和6∶3胡麻間作玉米帶型(F6||M3)分別顯著增加31.6%和31.9%、25.3%和43.4%和40.9%和27.1%,Ci則分別顯著降低43.5%和33.1%。胡麻盛花期的光合性能與間作作物種類關(guān)系密切,表現(xiàn)為 8∶4胡麻間作玉米帶型(F8||M4)下胡麻葉片Pn、Tr和Gs較8∶4胡麻間作大豆帶型(F8||S4)分別顯著提高20.8%、34.1%和32.9%,Ci顯著降低 45.2%。可見,適宜的帶型配置能有效提高胡麻光合性能,但適宜的作物搭配更利于其光合性能的提高。

表2 不同作物帶型配置對(duì)間作胡麻葉片光合參數(shù)的影響Table 2 Effect of different cropsand belt-type configurations on photosynthetic parameter of intercropping oilseed flax leaves

2.2 不同作物帶型配置對(duì)間作胡麻葉面積指數(shù)的影響

間作對(duì)胡麻葉面積指數(shù)(LAI)影響顯著 (P< 0.05)(圖2)。胡麻現(xiàn)蕾期、盛花期、青果期的LAI較單作分別平均增加20.2%、29.4%、 22.6%,其中,6∶3胡麻間作玉米帶型(F6||M3)和8∶4胡麻間作玉米帶型(F8||M4)下胡麻苗期、盛花期、青果期的LAI較單作分別顯著增加15.5%和24.4%、17.2%和54.7%、15.3%和38.6%。間作系統(tǒng)內(nèi),不同作物搭配與帶型配置對(duì)胡麻全生育期LAI達(dá)顯著水平,且間作作物與帶型之間的互作效應(yīng)也達(dá)顯著水平(P<0.05)(表3)。就不同作物搭配而言,胡麻||玉米(F||M)系統(tǒng)中胡麻苗期、現(xiàn)蕾期、盛花期、青果期的LAI較胡麻||大豆(F||S)分別顯著提高22.5%、22.9%、33.9%、20.0%;從不同帶型配置來看,增加胡麻的種植行數(shù)可以顯著增加胡麻L(zhǎng)AI,其中,8∶4帶型較4∶2和6∶3帶型下胡麻苗期、現(xiàn)蕾期、盛花期、青果期的LAI分別顯著提高14.1%和12.5%、28.1%和23.0%、22.9%和33.4%、8.7%和20.0%(圖2)。整體來看,8∶4胡麻間作玉米帶型(F8||M4)下胡麻苗期、現(xiàn)蕾期、盛花期和青果期的LAI較其他間作處理分別平均高出27.2%、36.4%、42.9%和23.8%。說明,8∶4胡麻間作玉米帶型(F8||M4)有助于胡麻葉面積指數(shù)的增加,促使光合利用率提高,且在胡麻盛花期提高比率最大。

圖中不同小寫字母表示同一生育時(shí)期不同處理間差異顯著(P<0.05)。所有誤差棒為標(biāo)準(zhǔn)差, n=3

表3 不同作物帶型配置對(duì)間作胡麻葉面積指數(shù)影響的互作效應(yīng)分析Table 3 Analysis of interaction effect of different crops and belt-type configurations on LAI of intercropping oilseed flax

2.3 不同作物帶型配置對(duì)間作胡麻光合勢(shì)的影響

間作顯著提高胡麻光合勢(shì)(LAD)(P<0.05)(圖3)。苗期至現(xiàn)蕾期、現(xiàn)蕾期至盛花期、盛花期至青果期,間作胡麻L(zhǎng)AD分別較單作平均高出13.6%、25.7%、27.0%,其中,8∶4胡麻間作玉米帶型(F8||M4)下胡麻苗期至現(xiàn)蕾期、現(xiàn)蕾期至盛花期、盛花期至青果期的LAD較單作分別顯著提高37.5%、50.8%和49.9%。間作系統(tǒng)內(nèi),不同作物搭配與帶型配置對(duì)胡麻L(zhǎng)AD達(dá)顯著水平,且間作作物與帶型之間的互作效應(yīng)也達(dá)顯著水平(P<0.05)(表4)。就不同作物搭配而言,胡麻||玉米(F||M)系統(tǒng)中胡麻苗期至現(xiàn)蕾期、現(xiàn)蕾期至盛花期、盛花期至青果期的LAD較胡麻||大豆(F||S)顯著提高22.5%、29.6%、 29.4%。從不同帶型配置來看,增加胡麻的種植行數(shù)可以顯著增加胡麻L(zhǎng)AD,其中,8∶4帶型較4∶2帶型和6∶3帶型下胡麻苗期至現(xiàn)蕾期、現(xiàn)蕾期至盛花期、盛花期至青果期的LAD分別顯著提高23.2%和19.2%、31.2%和22.9%、 29.0%和18.3%(圖3)。整體來看,8∶4胡麻間作玉米帶型(F8||M4)下胡麻苗期至現(xiàn)蕾期、現(xiàn)蕾期至盛花期、盛花期至青果期的LAD較其他間作處理分別顯著提高33.2%、40.5%和 37.5%。因此,從胡麻全生育期來看,作物搭配與帶型配置均有利于提高間作胡麻L(zhǎng)AD,尤其是 8∶4胡麻間作玉米帶型(F8||M4)下胡麻L(zhǎng)AD增幅最大。

圖中不同小寫字母表示同一生長(zhǎng)發(fā)育階段不同處理間差異顯著(P<0.05)。所有誤差棒為標(biāo)準(zhǔn)差, n=3

表4 不同作物帶型配置對(duì)間作胡麻光合勢(shì)影響的互作效應(yīng)分析Table 4 Analysis of interaction effect of different crops and belt-type configurations on LAD of intercropping oilseed flax

2.4 不同作物帶型配置對(duì)間作胡麻凈同化率的影響

由圖4可知,間作較單作顯著提高胡麻凈同化率(NAR)(P<0.05),苗期至現(xiàn)蕾期、現(xiàn)蕾期至盛花期、盛花期至青果期,間作胡麻NAR較單作分別平均高出6.0%、33.5%、17.7%,其中 8∶4胡麻間作玉米帶型(F8||M4)下胡麻NAR較單作分別顯著提高19.3%、39.0%、 34.5%。間作系統(tǒng)內(nèi),作物搭配對(duì)胡麻NAR僅在盛花期至青果期達(dá)極顯著水平,帶型配置對(duì)胡麻NAR達(dá)顯著水平,且間作作物與帶型之間的互作效應(yīng)達(dá)顯著水平(P<0.05)(表5)。從不同作物搭配來看,胡麻||玉米(F||M)系統(tǒng)中胡麻苗期至現(xiàn)蕾期、現(xiàn)蕾期至盛花期、盛花期至青果期的NAR較胡麻||大豆(F||S)顯著提高8.0%、5.9%、 19.8%。就不同帶型配置而言,增加胡麻的種植行數(shù)可以顯著增加胡麻NAR,其中,8∶4帶型下胡麻苗期至現(xiàn)蕾期、現(xiàn)蕾期至盛花期、盛花期至青果期的NAR較4∶2和6∶3帶型分別顯著提高19.3%和11.8%、7.2%和16.9%、16.6%和 12.7%(圖4)。綜上可知,不同作物搭配與帶型配置組合處理下,8∶4胡麻間作玉米帶型 (F8||M4)下胡麻NAR的提高比率最大。且在胡麻苗期至現(xiàn)蕾期、現(xiàn)蕾期至盛花期、盛花期至青果期較其他間作處理分別平均高出17.1%、 9.8%、24.5%。

圖中不同小寫字母表示同一生長(zhǎng)發(fā)育階段不同處理間差異顯著(P<0.05)。所有誤差棒為標(biāo)準(zhǔn)差,n=3

表5 不同作物帶型配置對(duì)間作胡麻凈同化率影響的互作效應(yīng)分析Table 5 Analysis of interaction effect of different crops and belt-type configurations on NAR of intercropping oilseed flax

2.5 不同作物帶型配置對(duì)間作胡麻產(chǎn)量及收獲指數(shù)的影響

胡麻籽粒產(chǎn)量、生物產(chǎn)量和收獲指數(shù)在不同種植系統(tǒng)之間差異均達(dá)顯著水平(P<0.05)(表6),且三者在間作系統(tǒng)中較單作分別平均高出38.5%、31.4%和10.0%,其中,8∶4胡麻間作玉米帶型(F8||M4)較單作分別顯著提高51.1%、41.1%和15.3%。間作系統(tǒng)內(nèi),不同作物搭配與帶型配置對(duì)胡麻籽粒產(chǎn)量、生物產(chǎn)量和收獲指數(shù)達(dá)顯著水平,且間作作物與帶型之間的互作效應(yīng)也達(dá)顯著水平(P<0.05)。就不同作物搭配而言,胡麻||玉米(F||M)系統(tǒng)中籽粒產(chǎn)量、生物產(chǎn)量和收獲指數(shù)較胡麻||大豆(F||S)分別顯著提高18.4%、13.7%和5.0%。從不同帶型配置來看,增加胡麻的種植行數(shù)可以顯著提高胡麻籽粒產(chǎn)量、生物產(chǎn)量和收獲指數(shù),其中,8∶4帶型較 4∶2帶型顯著提高26.3%、6.2%和4.7%。綜合來看,8∶4胡麻間作玉米帶型(F8||M4)下胡麻增產(chǎn)效果較為明顯,胡麻籽粒產(chǎn)量、生物產(chǎn)量和收獲指數(shù)較其它間作處理分別平均高出22.7%、17.0%和7.1%。可見,間作系統(tǒng)內(nèi)作物搭配與帶型配置均可顯著提高間作胡麻生物產(chǎn)量與籽粒產(chǎn)量, 且增加胡麻種植行數(shù)有利于間作系統(tǒng)發(fā)揮正效應(yīng)。

表6 不同作物帶型配置對(duì)間作胡麻產(chǎn)量及收獲指數(shù)的影響Table 6 Effects of different crops and belt-type configurations on yield and harvest index of intercropping oilseed flax

2.6 間作胡麻產(chǎn)量與葉片光合特性的相關(guān)性

在胡麻生長(zhǎng)發(fā)育過程中,光合指標(biāo)對(duì)產(chǎn)量的形成具有顯著調(diào)控作用。苗期、現(xiàn)蕾期,生物產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量與葉面積指數(shù)(LAI)均呈極顯著正相關(guān);盛花期,生物產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量與LAI、凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、LAI均呈極顯著正相關(guān),與胡麻胞間CO2濃度(Ci)呈極顯著負(fù)相關(guān);青果期,生物產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量與LAI均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系;從胡麻不同生長(zhǎng)發(fā)育階段來看,苗期至現(xiàn)蕾期、現(xiàn)蕾期至盛花期、盛花期至青果期,籽粒產(chǎn)量、生物產(chǎn)量與光合勢(shì)(LAD)、凈同化率(NAR)均呈極顯著正相關(guān) (表7和表8)。

表7 產(chǎn)量與凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度和葉面積指數(shù)的相關(guān)性Table 7 Correlation of yield with Pn, Tr, Gs, Ci and LAI

表8 產(chǎn)量與光合勢(shì)及凈同化率的相關(guān)性Table 8 Correlation of yield with LAD and NAR

3 討 論

3.1 不同作物帶型配置對(duì)間作胡麻葉片光合參數(shù)的影響

合理的作物搭配和帶型配置是提高作物光合特性和產(chǎn)量形成的重要因素[23]。通過優(yōu)化作物組合的行比配置及行株距,可適當(dāng)減少弱光脅迫,改善低位作物的光合特性[24]。燕麥與豆科作物間作降低了燕麥拔節(jié)期的凈光合速率,與花生間作增加了孕穗期的凈光合速率,而與大豆間作,其凈光合速率低于單作大豆[25]。本研究中,間作降低了胡麻現(xiàn)蕾期葉片凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度;胡麻||玉米系統(tǒng)中胡麻盛花期葉片凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度顯著高于單作和胡麻||大豆,其中,8∶4胡麻間作玉米帶型下胡麻葉片凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度分別較單作胡麻顯著提高15.4%、25.4%和28.0%,較其他間作處理平均高出15.3%、26.2%和23.5%,葉片胞間CO2濃度與之相反。這可能是由于盛花期胡麻吸收了間作玉米帶的部分氮肥,使其改善間作胡麻葉片光合物質(zhì)生產(chǎn)能力,延緩衰老,有效調(diào)節(jié)了光合系統(tǒng)對(duì)遮陰的適應(yīng)性反應(yīng)[26]。此外,增加作物的種植行數(shù)利于改善胡麻光合性能,這與滿本菊等[27]在燕麥間作馬鈴薯系統(tǒng)中的研究結(jié)果一致。從與產(chǎn)量的相關(guān)性來看,開花前葉片的光合參數(shù)用于建造其營(yíng)養(yǎng)器官,為產(chǎn)量形成奠定一定基礎(chǔ),并不是直接用于產(chǎn)量(或者說葉片的光合參數(shù)與其產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)與不相關(guān)關(guān)系),而花后葉片的光合參數(shù)才是產(chǎn)量形成的主要限制因素,此時(shí)的光合參數(shù)才與產(chǎn)量形成呈正相關(guān)關(guān)系[28-29]。

3.2 不同作物帶型配置對(duì)間作胡麻群體光合指標(biāo)的影響

葉面積指數(shù)、光合勢(shì)、凈同化率是量化作物群體光合速率的重要指標(biāo),可采用適宜的種植模式來調(diào)節(jié)群體結(jié)構(gòu)[30-31],且提高作物的葉面積指數(shù)、光合勢(shì)和凈同化率也是作物高產(chǎn)的有效途徑之一。有研究表明,隨著灌水次數(shù)和施氮量的增加,胡麻||玉米帶田下胡麻葉面積指數(shù)呈“拋物線”的變化趨勢(shì),盛花期達(dá)到最大值[19]。小麥||玉米系統(tǒng)有效提高了作物組分的光合勢(shì)和凈同化率,進(jìn)而提高了作物產(chǎn)量[5]。本研究中,8∶4胡麻間作玉米帶型下胡麻盛花期的葉面積指數(shù)較單作顯著增加 54.7%,較其他間作處理平均增加42.9%;此外,8∶4胡麻間作玉米帶型下現(xiàn)蕾期至盛花期光合勢(shì)和凈同化率較單作分別顯著增加50.8%和39.0%,較其他間作處理分別平均增加40.5%和9.8%,利于光合強(qiáng)度的提高。可見,胡麻葉面積指數(shù)、光合勢(shì)和凈同化率的提高對(duì)增加間作胡麻籽粒產(chǎn)量與生物產(chǎn)量具有重要意義。

3.3 不同作物帶型配置下間作胡麻產(chǎn)量的增產(chǎn)潛力

作物產(chǎn)量的形成與源光合產(chǎn)物供應(yīng)能力密切相關(guān),源光合產(chǎn)物的供應(yīng)能力取決于作物光合特性[32]。已有研究發(fā)現(xiàn),寬行種植能夠增加大豆單株分枝數(shù)、有效莢數(shù)和產(chǎn)量,而窄行種植則降低了大豆單株分枝數(shù),增加了單株無效莢數(shù),降低了大豆產(chǎn)量,表明光環(huán)境對(duì)大豆產(chǎn)量及構(gòu)成影響較大[33]。本研究中,間作胡麻具有增產(chǎn)效應(yīng),8∶4胡麻間作玉米帶型下胡麻籽粒產(chǎn)量、生物產(chǎn)量和收獲指數(shù)較單作分別顯著提高51.1%、41.1%和15.3%, 較其他間作處理分別平均提高22.7%、17.0%和7.1%。可見,間作胡麻的收獲指數(shù)高于單作,這主要是由于間作系統(tǒng)中增加作物行數(shù)可以改善胡麻的光照條件,提高胡麻葉片光合作用,增加胡麻葉面積指數(shù)、光合勢(shì)、凈同化率,影響了光合產(chǎn)物的合成和積累,進(jìn)而促使光合物質(zhì)向籽粒運(yùn)輸分配。

4 結(jié) 論

不同作物搭配與帶型配置顯著影響間作系統(tǒng)內(nèi)胡麻盛花期光合性能,其中,8∶4胡麻間作玉米帶型可顯著提高胡麻光合性能,增強(qiáng)胡麻光合作用,使胡麻葉面積指數(shù)較單作顯著增加 54.7%,較其他間作處理平均增加42.9%;光合勢(shì)和凈同化率在現(xiàn)蕾期至盛花期較單作分別顯著提高50.8%和39.0%,較其它間作系統(tǒng)分別平均高出40.5%和9.8%;籽粒產(chǎn)量、生物產(chǎn)量和收獲指數(shù)較單作分別顯著提高51.1%、41.1%和 15.3%,較其他間作處理分別平均高出22.7%、 17.0%和7.1%。表明,8∶4胡麻間作玉米帶型可顯著改善胡麻冠層光合能力,提高葉面積指數(shù)、光合勢(shì)和凈同化率,進(jìn)而增加胡麻生物產(chǎn)量,促進(jìn)同化物轉(zhuǎn)化,增加籽粒產(chǎn)量,提高收獲指數(shù),是試區(qū)比較適宜調(diào)整種植業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化種植模式。