化學(xué)調(diào)控與施磷肥對玉米花生間作光合物質(zhì)積累和產(chǎn)量的影響

焦念元+汪江濤+尹飛+李亞輝+付國占+李友軍

摘要：為了協(xié)調(diào)玉米花生間作后期花生光能利用率降低的問題，進一步提高玉米花生間作優(yōu)勢，研究了化學(xué)調(diào)控（乙烯利）和施P肥對間作玉米和間作花生葉面積指數(shù)、光合物質(zhì)積累分配和產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：對間作玉米化學(xué)調(diào)控后，間作玉米葉面積指數(shù)和光合物質(zhì)積累量降低，光合產(chǎn)物向籽粒分配比例提高，但產(chǎn)量降低了1.20%～3.92%；間作花生葉面積指數(shù)、光合物質(zhì)積累量和產(chǎn)量增加，光合產(chǎn)物向莢果分配比例增加，其中產(chǎn)量提高了 21.09%～29.78%，化學(xué)調(diào)控后間作體系產(chǎn)量比化學(xué)調(diào)控前提高了1.81%～4.26%；施P肥后，化學(xué)調(diào)控間作玉米和花生葉面積指數(shù)、光合物質(zhì)積累和產(chǎn)量都得到提高，光合產(chǎn)物向玉米籽粒和花生莢果分配比例提高，與不施P肥相比，化學(xué)調(diào)控后間作體系產(chǎn)量提高了14.26%～23.66%。這表明在玉米花生間作體系中，對間作玉米進行化學(xué)調(diào)控可以提高間作花生產(chǎn)量，施P肥可以提高化學(xué)調(diào)控間作體系產(chǎn)量，因此可以在生產(chǎn)上采用化學(xué)調(diào)控和施P肥的方式，保證玉米花生間作體系的高產(chǎn)高效。

關(guān)鍵詞：玉米花生間作；化學(xué)調(diào)控；P肥；光合物質(zhì)積累；產(chǎn)量

中圖分類號： S344.2

文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）04-0099-06

玉米花生間作在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有重要地位[1]，具有較好的產(chǎn)量效益[2]，可以促進玉米生長發(fā)育，改善提高花生鐵營養(yǎng)，改善田間小氣候，實現(xiàn)對光的分層、立體高效利用[3-6]，在作物生長后期有很高的光合物質(zhì)積累量和較高的葉面積指數(shù)[7]，而且具有很明顯的N、P營養(yǎng)間作優(yōu)勢[8]。玉米花生間作雖然降低了花生產(chǎn)量，但間作體系產(chǎn)量得到提高，同時玉米花生間作提高了玉米、花生葉綠素含量[5]，提高了玉米功能葉片的光飽和點、光補償點和強光時的光合速率，降低了花生功能葉片的光照，提高了玉米對強光和花生對弱光的利用能力，從而使間作體系表現(xiàn)出明顯的產(chǎn)量優(yōu)勢[9]。但是在玉米花生間作生育后期，由于玉米的遮陰作用導(dǎo)致間作花生光合作用減弱，產(chǎn)量大幅降低，限制了玉米花生間作這一高產(chǎn)高效體系的進一步發(fā)展。乙烯利是一種植物生長調(diào)節(jié)劑，可以顯著改善玉米株型，降低拔節(jié)期至抽雄期玉米株高，增強玉米莖稈強度，提高玉米產(chǎn)量[10-12]。P是植株生長發(fā)育必需營養(yǎng)元素之一，土壤有效P含量對作物生長發(fā)育、光合產(chǎn)物積累和植株體內(nèi)P元素分配都會產(chǎn)生很明顯影響，玉米花生間作中施P肥可以增加玉米產(chǎn)量[13]和花生產(chǎn)量[14]，能減少植物葉片光能的熱耗散，提高水分脅迫下的光能利用能力[15]。本研究通過化學(xué)調(diào)控和施磷肥措施來調(diào)控間作作物的種間關(guān)系，以期為構(gòu)建更高效的玉米花生間作復(fù)合群體管理技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

試驗于2012—2013年在河南科技大學(xué)開元校區(qū)農(nóng)場（33°35′～35°05′N，111°8′～112°59′E）進行。試驗地處于溫帶，屬于半濕潤、半干旱的大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫為12.1～14.6 ℃，年平均降水量為600 mm，年平均蒸發(fā)量為 2 113.7 mm。試驗地土壤質(zhì)地中壤，為黃潮土，0～20 cm耕層土壤容重為1.48 g/m3，耕層含速效氮10.54 mg/kg，速效P 3.46 mg/kg，有效鐵5.98 mg/g，有機質(zhì)10.72 g/kg，pH值為7.56。

以玉米品種鄭單958、花生品種花育16為試驗材料，設(shè)玉米單作、花生單作和玉米花生間作3種種植方式。施P肥設(shè)P0（ 0 kg/hm2 P2O5）、P1（180 kg/hm2 P2O5） 2個處理；分別對間作玉米進行噴施化學(xué)調(diào)控劑和清水2種處理，共8個處理，每個處理重復(fù)3次，共24個小區(qū)。每小區(qū)寬6 m，長 10 m，完全隨機區(qū)組設(shè)計。玉米單作行距60 cm，株距25 cm，密度67 500 株/hm2。玉米花生間作采用2 ∶4模式（圖1），玉米寬窄行種植，寬行行距160 cm，窄行行距40 cm，株距 20 cm，花生播種于寬行中，行距30 cm，株距20 cm，每穴2粒，玉米、花生間距35 cm。P肥作一次性基施，N肥按基肥、追肥比1 ∶1分2次施用，基肥施90 kg/hm2，追肥在玉米大喇叭口期只追施玉米90 kg/hm2。化學(xué)調(diào)控劑（玉米超大棒由南京綠源生物科技有限公司生產(chǎn)，主要成分為乙烯利，具有矮壯植株、防止倒伏作用）在玉米小口期噴施，每666.7 m2用超大棒2支20 mL兌水30 kg，均勻噴霧到玉米頂部新葉；未進行化學(xué)調(diào)控的間作玉米，均勻噴相同量清水。其他管理同大

田生產(chǎn)。2012年6月6日播種，10月5日收獲；2013年6月1日播種，9月26日收獲。

1.2 測定項目與方法

1.2.1 葉面積 在玉米、花生各生育時期，用打孔器打取各處理S1面積的綠色葉片，烘干稱其質(zhì)量為M1，剩余葉片烘干稱質(zhì)量為M2，設(shè)總面積為S，根據(jù)公式M1/S1=（M1+M2）/S求得S[7]。

1.2.2 干物質(zhì)積累 在玉米拔節(jié)期、小口期、大喇叭口期、開花期、花后10 d、花后20 d、成熟期對各處理分別取2株長勢均勻一致、具有代表性的植株，玉米按葉片、莖、鞘、苞葉、籽粒分成5部分，花生按葉片、莖、果殼、果仁分成4部分，105 ℃殺青30 min，85 ℃烘至恒質(zhì)量，稱質(zhì)量。

1.2.3 產(chǎn)量 成熟期收獲測產(chǎn)，玉米、花生均取2 m雙行，測其籽粒風(fēng)干后的質(zhì)量，換算成產(chǎn)量。

1.2.4 土地當(dāng)量比 土地當(dāng)量比（LER）計算方法如下：

LER=Yim/Ymm+Yip/Ymp。

式中：Yim、Yip分別代表間作玉米、間作花生產(chǎn)量；Ymm、Ymp分別為單作玉米、單作花生產(chǎn)量。LER>1表示間作優(yōu)勢，LER<1則表示間作劣勢。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

采用DPS 7.05 軟件分析試驗數(shù)據(jù)，用Excel 2003軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 化學(xué)調(diào)控和施P肥對玉米花生間作葉面積指數(shù)的影響

由圖2可見，與單作玉米相比，玉米花生間作有利于提高玉米單株葉面積指數(shù)。在小口期以前單作玉米和間作玉米差異不明顯，小口期以后間作玉米的葉面積指數(shù)明顯高于單作玉米，在開花期比單作玉米提高了74.86%～103.13%，在成熟期提高了88.19%～127.53%，差異達到顯著水平。在玉米小口期噴施化學(xué)調(diào)控劑后，與間作玉米相比，化學(xué)調(diào)控后間作玉米的單株葉面積指數(shù)在開花期、成熟期分別降低了 24.72%～37.25%和26.24%～80.93%；施P肥后，化學(xué)調(diào)控后間作玉米單株葉面積指數(shù)明顯提高，在開花期、成熟期分別提高了2.69%～6.87%和27.80%～27.96%。這表明玉米花生間作提高了玉米單株葉面積指數(shù)，但在玉米小口期噴施化學(xué)調(diào)控劑不利于間作玉米單株葉面積指數(shù)提高，促進了葉片衰老，施P肥提高了化學(xué)調(diào)控后間作玉米葉面積指數(shù)，可延緩葉片衰老。

由圖3可知，在下針期前，各處理間花生葉面積指數(shù)差異不明顯；下針期以后，間作花生的葉面積指數(shù)明顯低于單作花生，在結(jié)莢期降低了18.53%～22.71%；尤其是在成熟期，間作花生葉面積指數(shù)比單作花生降低了15.68%～34.84%，差異達到顯著水平。在玉米小口期噴施化學(xué)調(diào)控劑后，間作花生的單株葉面積指數(shù)增加，在結(jié)莢期、成熟期分別提高了 10.53%～16.12%和8.12%～31.90%；施P肥后，與化學(xué)調(diào)控玉米間作的花生單株葉面積指數(shù)明顯提高，在結(jié)莢期、成熟期分別提高了7.01%～16.29%和12.91%～15.01%，其中在成熟期差異達到顯著水平。這表明玉米花生間作降低了花生單株葉面積指數(shù)，在玉米小口期噴施化學(xué)調(diào)控劑有利于間作花生葉面積指數(shù)提高，施P肥提高了間作花生葉面積指數(shù)，延緩了葉片衰老，增強了光合作用能力。

2.2 化學(xué)調(diào)控和施P肥對玉米花生間作光合物質(zhì)積累的影響

由圖4可以看出，與單作玉米相比，玉米花生間作有利于提高玉米單株光合物質(zhì)積累量；在大口期前，單作玉米和間作玉米的光合物質(zhì)積累量差異不明顯，大口期以后，間作玉米的單株光合物質(zhì)積累量明顯高于單作玉米，尤其在開花授粉后，間作玉米的單株光合物質(zhì)積累量比單作玉米提高了4.32%～20.34%，在成熟期提高了5.32%～12.02%。在玉米小口期噴施化學(xué)調(diào)控劑后，間作玉米的單株光合物質(zhì)積累量降低，在開花期、成熟期分別降低了13.17%～26.80%和 13.44%～19.31%，差異達到顯著水平。增施P肥后，化學(xué)調(diào)控后的間作玉米單株光合物質(zhì)積累量明顯提高，在開花期、成熟期分別

提高了18.45%～23.08%和10.31%～13.44%。這表明玉米花生間作提高了玉米的光合物質(zhì)積累量，在玉米小口期噴施化學(xué)調(diào)控劑不利于間作玉米單株光合物質(zhì)積累，施P肥可以提高單株玉米光合物質(zhì)積累量。

由圖5可知，與單作花生相比，玉米花生間作不利于提高花生單株光合物質(zhì)積累量，在下針期前，單作花生和間作花生的光合物質(zhì)積累量差異不明顯，下針期以后，間作花生的光合物質(zhì)積累量明顯低于單作花生，在結(jié)莢期降低了22.25%～29.52%，在成熟期降低了34.57%～50.65%，差異達到顯著水平。在玉米小口期噴施化學(xué)調(diào)控劑后，間作花生的單株光合物質(zhì)積累量升高，在結(jié)莢期、成熟期分別提高了0.60%～21.12%和14.68%～45.26%，其中在成熟期差異顯著。施P肥、化學(xué)調(diào)控后間作處理的花生單株光合物質(zhì)積累量明顯提高，在結(jié)莢期、成熟期分別比單作花生提高了11.88%～22.57% 和21.70%～36.99%，其中在成熟期差異顯著。這表明玉米花生間作降低了花生單株光合物質(zhì)積累量，在玉米小口期噴施化學(xué)調(diào)控劑有利于間作花生單株光合物質(zhì)積累量提高，施P肥提高了單株花生光合物質(zhì)積累量。

2.3 化學(xué)調(diào)控和施P肥對玉米花生間作光合物質(zhì)分配的影響

由表1可以看出，與單作玉米相比，玉米花生間作提高了間作玉米各器官光合物質(zhì)積累量，降低了莖、葉、鞘光合物質(zhì)積累分配比例，提高了籽粒光合物質(zhì)積累分配比例，有利于光合物質(zhì)向籽粒轉(zhuǎn)移，其中籽粒光合物質(zhì)積累和分配比例分別提高了4.57%～14.49%和0.46%～2.81%；在玉米小口期噴施化學(xué)調(diào)控劑后，間作玉米各器官光合物質(zhì)積累量減小，莖、葉、鞘等器官光合物質(zhì)分配比例下降，籽粒光合物質(zhì)分配比例增大，其中籽粒光合物質(zhì)積累量降低了6.56%～18.31%，籽粒光合物質(zhì)分配比例提高了1.21%～5.44%；增施P肥后，化學(xué)調(diào)控后的間作玉米各器官光合物質(zhì)積累量增加，莖、葉、鞘等器官光合物質(zhì)分配比例減小，籽粒光合物質(zhì)分配比例增大，籽粒光合物質(zhì)積累和分配比例分別提高了 12.34%～15.11%和0.59%～1.46%。這表明玉米花生間作可以促進光合物質(zhì)向籽粒轉(zhuǎn)移，在玉米小口期噴施化學(xué)調(diào)控劑雖然降低了籽粒和植株光合物質(zhì)積累量，但卻有利于光合物質(zhì)向籽粒轉(zhuǎn)移，施P肥有利于光合物質(zhì)向籽粒轉(zhuǎn)移。

由表2可知，在花生收獲期各器官干物質(zhì)分配大小順序為莢果﹥莖﹥?nèi)~。與單作花生相比，玉米花生間作降低了間作花生各器官光合物質(zhì)積累量，提高了莖、葉光合物質(zhì)積累分配比例，降低了莢果光合物質(zhì)積累分配比例，不利于光合物質(zhì)向莢果轉(zhuǎn)移，其中莢果光合物質(zhì)積累和分配比例分別降低了51.69%～59.60%和14.09%～29.89%；在玉米小口期噴施化學(xué)調(diào)控劑后，與化學(xué)調(diào)控玉米間作的花生各器官光合物質(zhì)積累量增加，莖、葉光合物質(zhì)分配比例減小，莢果光合物質(zhì)分配比例增大，其中莢果光合物質(zhì)積累和分配比例分別提高了38.08%～67.11%和12.73%～19.56%；增施P肥后，與化學(xué)調(diào)控玉米間作的花生各器官光合物質(zhì)積累量增加，莖、葉器官光合物質(zhì)分配比例減小，莢果光合物質(zhì)分配比例增大，莢果光合物質(zhì)積累和分配比例分別提高了27.49%～38.90%和3.32%～10.50%。這表明玉米花生間作不利于光合物質(zhì)向莢果轉(zhuǎn)移，在玉米小口期噴施化學(xué)調(diào)控劑和施P肥有利于光合物質(zhì)向莢果轉(zhuǎn)移。

2.4 化學(xué)調(diào)控和施P肥對玉米花生間作產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表3可以看出，與單作玉米相比，玉米花生間作降低了間作玉米的株高和穗位高，減小了禿尖長，增加了穗長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒質(zhì)量，其中百粒質(zhì)量增加了6.39%～10.61%；在玉米小口期噴施化學(xué)調(diào)控劑后，間作玉米的株高、穗位高進一步降低，穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒質(zhì)量減小，禿尖長增加，其中百粒質(zhì)量減小了3.35%～4.06%；施P肥后，化學(xué)調(diào)控后的間作玉米禿尖長減小，株高、穗位高、穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒質(zhì)量增加。這表明玉米花生間作可以提高玉米籽粒百粒質(zhì)量，化學(xué)調(diào)控后間作玉米籽粒百粒質(zhì)量減小，施P肥可以提高玉米籽粒百粒質(zhì)量。

2.5 化學(xué)調(diào)控和施P肥對玉米花生間作體系產(chǎn)量的影響

由表4可知，在凈土地面積上，間作玉米產(chǎn)量比單作玉米提高了100.65%～125.88%，而間作花生產(chǎn)量比單作花生降低了41.62%～51.71%，間作體系產(chǎn)量大于單作玉米和單作花生，LER>1，具有產(chǎn)量間作優(yōu)勢。在玉米小口期噴施化學(xué)調(diào)控劑后，與不化學(xué)調(diào)控間作玉米和間作花生相比，化學(xué)調(diào)控后間作玉米產(chǎn)量降低了1.20%～3.92%，間作花生產(chǎn)量提高了21.09%～29.78%，化學(xué)調(diào)控間作體系產(chǎn)量比化學(xué)調(diào)控前提高了1.81%～4.26%。施P肥后，化學(xué)調(diào)控后的間作體系產(chǎn)量提高了14.26%～23.66%。這表明玉米花生間作提高了間作體系產(chǎn)量，化學(xué)調(diào)控后間作體系產(chǎn)量增加，在化學(xué)調(diào)控的同時增施P肥可以進一步提高間作玉米、間作花生和間作體系產(chǎn)量，增強間作產(chǎn)量優(yōu)勢。

3 結(jié)論與討論

3.1 化學(xué)調(diào)控和施P肥對玉米花生間作光合葉面積指數(shù)、光合物質(zhì)積累分配的影響

光合作用是作物生長發(fā)育的基礎(chǔ)。本研究表明，玉米花生間作提高了玉米單株葉面積指數(shù)和單株光合物質(zhì)積累量，降低了花生單株葉面積指數(shù)和單株光合物質(zhì)積累量，提高了玉米籽粒光合物質(zhì)積累量。這是因為玉米花生間作后，玉米擁有充足的光熱等條件，使得玉米的光能利用能力增強，光合物質(zhì)積累量增加[16]。間作花生在生育后期由于受到玉米的遮陰作用，導(dǎo)致光合作用減弱，葉面積指數(shù)減小，光合物質(zhì)積累量減小。

乙烯利可以抑制細胞伸長和促進細胞橫向生長[17]，改變玉米株型，從而影響玉米植株物質(zhì)積累和分配、果穗發(fā)育和籽粒灌漿速率，進而影響玉米產(chǎn)量[18-19]。在玉米小口期噴施化學(xué)調(diào)控劑不利于間作玉米單株葉面積指數(shù)提高和單株光合物質(zhì)積累，促進葉片衰老，降低了玉米籽粒和植株光合物質(zhì)積累量，有利于間作花生單株葉面積指數(shù)和單株光合物質(zhì)積累量提高。這是因為對玉米進行化學(xué)調(diào)控后，玉米株高降低，光合葉面積減小，導(dǎo)致光合物質(zhì)積累量減小，與化學(xué)調(diào)控玉米間作的花生由于所受遮陰作用減弱，光合葉面積指數(shù)增大，光合作用增強，光合物質(zhì)積累量增加。

施P肥提高了間作玉米、花生葉面積指數(shù)和光合物質(zhì)積累量，延緩了葉片衰老，增強了光合作用能力，提高了玉米籽粒和花生莢果光合物質(zhì)積累量。大多數(shù)土壤中P肥利用率較低，有研究表明我國土壤中當(dāng)季只有10%～20%的P肥能被有效利用[20]，P是植株體內(nèi)眾多有機化合物的重要組成部分[21]，也在光合同化物形成和卡爾文循環(huán)中起重要作用[22]。增施P肥可以提高土壤有效磷含量，有利于提高間作玉米、花生葉面積指數(shù)、光合物質(zhì)積累[23]。

3.2 化學(xué)調(diào)控和施P肥對玉米花生間作體系產(chǎn)量的影響

玉米花生間作具有明顯的間作優(yōu)勢，化學(xué)調(diào)控對玉米、花生產(chǎn)量有明顯影響，化學(xué)調(diào)控后玉米產(chǎn)量下降，這可能是因為在玉米小口期噴施乙烯利后，間作玉米株高明顯降低，穗分化減弱，穗粒數(shù)減少，產(chǎn)量降低，可能是化學(xué)調(diào)控時間太早或噴施濃度太高所致。雖然間作玉米產(chǎn)量有所減小，但間作花生產(chǎn)量明顯提高，玉米花生間作體系產(chǎn)量增加，這是由于化學(xué)調(diào)控后，在生育后期，玉米葉面積指數(shù)和光合物質(zhì)積累量降低，花生葉面積指數(shù)和光合物質(zhì)積累增加，這表明在玉米花生間作體系中，通過噴施化學(xué)調(diào)控劑，可以協(xié)調(diào)玉米花生間作共處后期光競爭，提高間作花生產(chǎn)量；施P肥也可以提高間作玉米和間作花生產(chǎn)量。綜上，在玉米小口期噴施化學(xué)調(diào)控劑，可以降低玉米株高，協(xié)調(diào)間作后期玉米、花生光競爭的矛盾，提高間作花生產(chǎn)量和間作體系產(chǎn)量，增施P肥能提高化學(xué)調(diào)控后間作玉米和間作花生的光合葉面積指數(shù)，促進光合物質(zhì)積累，增加間作體系產(chǎn)量，進一步增強玉米花生間作產(chǎn)量優(yōu)勢。

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