玉米甘薯间作对玉米产量形成相关因子的影响

谢幸华 郭书亚 卢广远 张艳 尚赏

摘要[目的]研究玉米甘薯间作对玉米产量形成相关因子的影响。[方法]研究3种种植方式（单作玉米、玉米甘薯间作2∶8型和1∶8型）及2个施氮水平（300、450 kg/hm2）对玉米产量形成相关因子的影响。[结果]玉米甘薯间作与单作玉米相比增加了各生育时期的单株叶面积，提高了叶面积指数和单株干物质积累速率，促进了干物质向籽粒分配，使玉米单株产量提高。增施氮肥处理明显提高了间作玉米单株叶面积、叶面积指数和各生育时期的干物质积累，减少了干物质向籽粒分配。间作玉米单株产量高于单作玉米。[结论]玉米甘薯间作种植能够增加单位土地面积上作物产量，有利于保障粮食安全和提高农民收入。

关键词 玉米；甘薯；间作；产量；相关因子

中图分类号 S344.2 文献标识码 A 文章编号 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

能源是國家经济和社会发展的重要物质基础，发展环保可再生替代的生物质能源已成为各国发展的重大战略任务[1]。玉米、甘薯同为生物能源，近年来玉米产业逐渐发展，而甘薯种植面积有所下降，目前玉米、甘薯等作物争地的矛盾比较突出。间作是一种能集约利用光、热、肥、水等自然资源的种植方式[2]，是我国传统精耕细作农业的重要组成部分[3-4]。有关玉米与大豆、花生、马铃薯及各种蔬菜间作有较多的报道[5-12]，笔者所在课题组曾对玉米甘薯间作栽培模式和效益等有过报道[13-15]，而关于玉米与甘薯间作对玉米干物质积累和分配的报道很少。笔者以单作玉米为对照，研究玉米与甘薯间作对玉米干物质积累和分配的影响，为肥料调控、实现玉米甘薯间作高产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试作物为玉米（郑单958）和甘薯（商薯9号）。

1.2 方法

试验于2015年在河南省商丘市农林科学院玉米试验站夏邑县会亭镇试验基地进行。试验设3种种植方式：单作玉米（SM）、玉米甘薯间作1∶8型（IM1）、玉米甘薯间作2∶8型（IM2）[16-17]；2个施氮水平：300 kg/hm2（N1）、450 kg/hm2（N2），共6个处理（表1），3次重复，采用完全随机区组设计。小区行长5 m，单作玉米20行，小区面积60 m2；间作每小区6带，1∶8型小区面积192 m2，2∶8型小区面积216 m2。单作玉米行距60.0 cm，株距21.4 cm，密度7.50万株/hm2。间作体系中，1∶8型：甘薯采用垄作种植，垄距80 cm，垄高25～30 cm，每垄种植1行，株距23～28 cm，种植密度450万～5.25万株/hm2，每隔8垄甘薯于垄沟内套种1行玉米，株距17～21 cm，每穴2株，种植密度1.50万～180万株/hm2；2∶8型：甘薯采用垄作种植，垄距80 cm，垄高25～30 cm，每垄种植1行，株距21～25 cm，种植密度4.50万～525万株/hm2，每隔8垄甘薯种植1垄2行玉米，玉米间行距40 cm，株距15～19 cm，每穴1株，种植密度1.50万～1.80万株/hm2。各处理均基施磷肥（P2O5）120 kg/hm2、钾肥（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。小区四周埋油毡0.5 m，防止肥料扩散。甘薯6月8日播种，10月20日收获；玉米6月12日播种，9月25日收获，作物共处期103 d。

1.3 项目测定

1.3.1 干物质。在玉米拔节期、大喇叭口期、开花期、收获期取样，各处理取3株具代表性的植株，105 ℃杀青20 min，85 ℃烘干至恒重，用千分之一的电子天平称重。

1.3.2

叶面积。在取样测定干物质同时，测量其叶面积。各处理用打孔器取一定面积（S1）的绿色叶片，烘干称其质量为M1，其他绿叶面积烘干称其质量为M2，总面积为S，S=（M1+M2）S1M1。叶面积指数就是单位土地面积上的绿叶面积占单位土地面积的比例。

1.3.3

产量。收获期单作玉米收取中间的4行，间作玉米1∶8型收获中间4带的4行玉米，2∶8型收获中间2带的4行玉米，测其籽粒产量。1∶8型间作体系中玉米面积占间作总面积的比例为1/8，2∶8型间作体系中玉米面积占间作总面积的比例为2/9。将间作玉米产量换算成可比面积产量。

2 结果与分析

2.1 单株干物质积累与分配

由表2可知，间作玉米单株干物质积累速率比单作玉米要高。整个生育期，2种间作模式玉米单株干物质量都大于单作玉米。在收获期时，在N1水平下，处理A2比处理A1干物质积累高33.03 g/株，处理A3比处理A1干物质积累高29.33 g/株；在N2水平下，处理A5比处理A4干物质积累高27.82 g/株，处理A6比处理A4干物质积累高35.94 g/株；在同一种种植模式下，单作玉米处理A4比处理A1干物质积累高20.02 g/株，1∶8型间作体系处理A5比处理A2干物质积累高14.81 g/株，2∶8型间作体系处理A6比处理A3干物质积累高26.63 g/株，说明增施氮肥能明显促进单作、间作玉米收获期的干物质积累。

由表3可知，不论是单作还是间作收获期玉米干物质在各器官的分配从大到小依次为：籽粒、茎、叶、穗轴、苞叶。玉米甘薯间作提高了玉米干物质向籽粒的分配，说明间作有利于光合产物向“库”——籽粒中运输。处理A2、A3干物质分别比处理A1向籽粒分配高4.21个百分点和2.02个百分点，处理A5、A6干物质分别比处理A4向籽粒分配高3.40个百分点和247个百分点。而增施氮肥促进了干物质向叶、茎、苞叶和穗轴的分配，从而降低了向籽粒分配，处理A1比处理A4、处理A2比处理A5、处理A3比处理A6在籽粒分配上分别增高2.07个百分点、2.88个百分点、1.62个百分点。

2.2 单株叶面积与叶面积指数

由表4、5可知，各处理玉米单株叶面积和叶面积指数均随生育期呈先增长后减小的变化趋势，均在玉米开花期达到最大值。与单作玉米相比，间作增高了玉米各生育时期的单株叶面积（表4），但间作玉米的叶面积指数却明显低于单作玉米（表5）。这是由于间作玉米密度降低，个体发育空间大，生长势强，造成单株叶面积较大，单位土地面积上的叶面积比单作小的多，从而使叶面积指数降低。从施氮水平看，增施氮肥能明显提高单作、间作玉米单株叶面积和叶面积指数。

2.3 玉米产量

由表6可知，玉米甘薯间作明显提高了玉米单株产量，处理A2、A3分别比处理A1单株产量高3.13%和4.50%，处理A5、A6分别比处理A4单株产量高0.83%和8.23%。增施氮肥也有利于单作、间作玉米单株产量的提高，处理A4比处理A1、处理A5比处理A2、处理A6比处理A3在产量上分别提高276%、0.48%、6.43%。在单位面积的玉米总产量中，单作高于间作，这是由于间作玉米种植的面积较小，玉米甘薯间作以甘薯生产为主。

3 结论

同玉米单作种植相比，玉米甘薯间作种植条件下玉米生长的外部因素发生了很大的变化，玉米的边际效应显著，间作群体内玉米干物质积累和分配与单作相比有显著差异。

该研究表明：间作增加了玉米各生育时期的单株叶面积，但间作玉米的叶面积指数明显低于单作玉米，从施氮水平看，增施氮肥能明显提高单作、间作玉米单株叶面积和叶面积指数；间作玉米单株干物质积累的速率比单作玉米要高，整个生育期，2种间作模式玉米单株干物质量都大于单作玉米，增施氮肥能明显促进单作、间作玉米各生育时期的干物质积累；玉米甘薯间作提高了玉米干物质向籽粒的分配，说明间作有利于光合产物向“库”——籽粒中运输，而增施氮肥促进了干物质向叶、茎、苞叶和穗轴的分配，从而降低了向籽粒分配；间作明显提高了玉米单株产量，增施氮肥也有利于单作、间作玉米单株产量的提高。玉米甘薯间作种植能够增加单位土地面积上作物产量，增加单位土地面积的經济效益，从而有利于保障粮食安全和提高农民收入。

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