劍麻花生套作栽培技術研究

朱劍輝，梁玉敏，林佰恒，鄺佩玲，房海媚，劉文，賀立紅*

(1.仲愷農(nóng)業(yè)工程學院農(nóng)業(yè)與生物學院，廣東 廣州 510225；2.廣東農(nóng)工商職業(yè)技術學院熱帶農(nóng)林學院，廣東 廣州 510507)

劍麻(Agave sisalanaPerr.ex Engelm.)，龍舌蘭科龍舌蘭屬多年生植物，原產(chǎn)于墨西哥的龍加丹半島，是世界熱帶地區(qū)的重要麻類經(jīng)濟作物[1-3]，具有較高的經(jīng)濟價值，是重要的戰(zhàn)略性經(jīng)濟作物。 我國劍麻種植區(qū)域主要分布于廣東、廣西和海南三省[4]。 劍麻葉片呈劍形，硬而狹長，葉片一般長為100～140 cm，寬13～15 cm，灰綠至藍綠色。 劍麻纖維具有強度高、吸放濕快、耐磨、耐腐蝕、無靜電等特點，是優(yōu)質(zhì)的硬質(zhì)纖維和重要的工業(yè)原料。 另外，劍麻渣可用于制作湖羊或其他反芻動物的輔助粗飼料；劍麻汁液可提取劍麻皂素，用于藥物開發(fā)[5]。

花生(Arachis hypogaeaLinn.)原名為落花生，豆科一年生草本植物，主要分布于亞洲、南美洲等地區(qū)。 花生富含豐富的油脂和蛋白質(zhì)，花生籽粒的平均脂肪含量高達45%～56%，是主要的油料來源，也是重要的經(jīng)濟作物和綠肥作物。 花生根系有大量的具有固氮作用的根瘤菌，不僅能從空氣中固氮，還可以保留一部分在土壤中[6]，提高土壤肥力，其秸稈粉碎還田，能改善土壤理化性質(zhì)，提高土壤肥含量以及土壤酶活性[7-8]。 劍麻園劍麻株行間空隙大，通風透光好，因此在劍麻園間作花生不僅能提高劍麻園土地利用率和改良土壤[9]，還能增加麻農(nóng)收入。

研究表明，豆科綠肥如紫云英[10]、三葉草[11]、箭筈豌豆[12]等，不僅具有生物固氮作用，提高土地的生產(chǎn)力，還能有效改善土壤養(yǎng)分供應情況，改良土壤[13]。 但有關劍麻與花生間作效應的研究還鮮有報道。 劉芳等[14]發(fā)現(xiàn)劍麻套種平托花生具有保水效果，可以提高不同層次土壤含水量。 李曉霞等[15]發(fā)現(xiàn)在劍麻園中間種花生和綠豆具有抑制雜草生長，改良土壤質(zhì)地的作用。 本文旨在探討劍麻間作不同品種花生對劍麻、花生和劍麻園土壤的影響，旨在為提高劍麻產(chǎn)量、增加麻農(nóng)收入提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

試驗地位于廣州市增城的劍麻園(113°36′E，23°17′N)，海拔18 m，屬于南亞熱帶海洋性季風氣候，年平均溫度22.2 ℃，7 月平均氣溫28.3 ℃，1 月平均氣溫13.6 ℃，極端最高氣溫為38.6 ℃，極端最低氣溫0 ℃。 年降雨量2000 mm 左右，主要降雨期在4 ～9 月。 試驗地土壤質(zhì)地為黏壤土，類型為紅壤。

1.2 試驗材料

花生種子為仲愷農(nóng)業(yè)工程學院選育品種:仲愷花1 號花生、仲愷花2 號花生、仲愷花12 號花生、仲愷花99 號花生，行距30 cm，株距25 cm。 劍麻為東一號劍麻，麻齡6 年，葉呈蓮座式排列，行距為2 m，株距為80 cm。 間作模式為:仲愷花1 號—東一號(1-H)；仲愷花2 號—東一號(2-H)；仲愷花12 號—東一號(12-H)；仲愷花99 號—東一號(99-H)。 對照:單作劍麻(CK)。 每一行劍麻間作3 行花生，施復合肥(m(N) ∶m(P) ∶m(K)= 15 ∶15 ∶15)30 kg/hm2，試驗期間花生和劍麻不進行水肥管理。 2019 年7 月26 日種植花生，采用專業(yè)地膜(0.8 絲)覆蓋。 2019 年11 月23 日收獲花生并進行相關指標及土壤理化性質(zhì)測定。 劍麻于2019 年7 月26 日人工割葉，用割刀自下而上逐片收割，割葉后留葉20～25 片，2019 年11 月23 日進行相關指標測定。

1.3 試驗方法

1.3.1 土壤理化性質(zhì)測定

采集距離花生植株10 cm 處土壤為樣本。 土壤自然含水量的測定采用烘干法，取20 g 烘干的土樣于燒杯中，加入100 mL 去離子水，攪拌均勻，測定土壤pH 值和土壤電導率。 土壤pH 值利用DPH-2 型數(shù)字式便攜pH 計測定，土壤電導率利用DDB-303A 型便攜式電導率儀測定[16]。

1.3.2 劍麻形態(tài)及纖維測定

新生葉片數(shù)量統(tǒng)計:劍麻植株主軸外圍緊貼主軸的葉片修剪掉葉頂端的硬尖刺作為標記，計算被剪除針刺圈內(nèi)的新生劍麻葉片數(shù)；劍麻新葉長度和質(zhì)量分別用卷尺和電子秤測量；采用堿提取法[17]提取劍麻纖維:用適宜力度敲碎劍麻葉，去除葉肉，剝皮后用清水清洗，并浸泡24 h；浸泡后用清水漂洗，然后用2%的肥皂水400 mL 煮90 min，煮完后撈出劍麻纖維漂洗干凈，然后在清水中浸泡24 h，浸泡后撈出晾曬2 d，獲得劍麻纖維。 劍麻纖維長度和直徑分別用卷尺和數(shù)碼顯微鏡測量。

1.3.3 花生形態(tài)及生理指標測定

隨機選取5 株花生植株，電子秤稱量每株花生的花生果和去果后整株植株質(zhì)量；直尺測量花生植株根長、主莖長、側(cè)枝長、側(cè)枝數(shù)目、主莖節(jié)長、側(cè)莖節(jié)長等外部形態(tài)指標。 采用3，5-二硝基水楊酸還原糖法測定花生種子還原糖含量；采用考馬斯亮藍法測定花生種子可溶性蛋白含量；采用滴定法測定花生種子抗壞血酸含量；采用粗脂肪含量測定法測定花生種子粗脂肪含量[18]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2021 進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計整理及分析；采用SPSS 22 軟件，按照Duncan′s 法進行多重比較，分析不同處理間的差異顯著性(p＜0.05)。 表格中的數(shù)據(jù)均為3 次重復平均值。

2 結果與分析

2.1 不同品種間作對土壤理化性質(zhì)的影響

間作模式和單作模式下土壤pH 的變化不顯著，說明間作模式對土壤pH 影響不明顯。 間作模式下土壤電導率均顯著高于單作模式下的，且不同品種花生與劍麻間作土壤的電導率亦有差異，1-H和2-H 電導率顯著高于12-H 和99-H 電導率，表明花生—劍麻間作相較于單作劍麻能夠提高其土壤電導率，不同品種花生與劍麻間作對土壤電導率影響不同。 間作模式下土壤含水量均低于單作模式下的。 除1-H 外，其余間作土壤含水量均顯著低于單作模式的，說明花生—劍麻間作能降低土壤含水量；不同品種花生與劍麻間作的土壤含水量亦差異顯著，含水量從大到小依次為:1-H＞12-H＞2-H＞99-H，表明花生—劍麻間作模式中，不同花生品種顯著影響土壤含水量(表1)。

表1 間作對土壤理化性質(zhì)的影響Table 1 Effects of intercropping on soil physicochemical properties

2.2 間作對劍麻的影響

2.2.1 間作對劍麻形態(tài)指標的影響

由表2 可知，相較單作模式的劍麻，間作模式下劍麻的新生葉片數(shù)量、葉片的質(zhì)量、葉片的長度、葉片的寬度均有所提高。 間作模式下劍麻新生葉片數(shù)量提高12.09%～42.45%，12-H 和99-H間作模式下劍麻新生葉片數(shù)量顯著提高，分別提高36.36%和42.45%。 間作模式下劍麻葉片寬度提高2.93%～14.99%，1-H、12-H 和99-H 劍麻葉片寬度顯著提高，分別提高14.99%、9.70%和8.34%。說明劍麻間作花生能有效提高劍麻新生葉片數(shù)量和葉片寬度，花生的品種不同是造成差異的關鍵因素。 間作模式下劍麻葉片質(zhì)量提高3.37%～12.36%，葉片長度提高2.35%～8.08%，但差異不顯著。

表2 間作對劍麻形態(tài)的影響Table 2 Effects of intercropping on sisal morphology

2.2.2 間作對劍麻纖維的影響

相較于單作模式劍麻，間作模式下劍麻新生葉纖維質(zhì)量和纖維長度均有所提高，間作模式劍麻纖維直徑有所降低。 間作模式下劍麻新葉纖維質(zhì)量提高21.60%～26.68%，其中99-H 間作模式下提高顯著，達26.68%。 間作模式下劍麻葉片纖維長度提高3.47%～10.88%，1-H、2-H、12-H 和99-H 模式下分別提高3.47%、10.88%、5.35%和9.82%。 間作種植對劍麻纖維質(zhì)量和長度的影響顯著，且不同品種花生間作劍麻對劍麻纖維質(zhì)量和長度影響不同。 間作模式下劍麻纖維率相較對照組均有所提高，但差異不顯著。 間作模式下劍麻纖維直徑相對單作模式差異不顯著，表明間作對劍麻纖維直徑的影響不明顯(表3)。

表3 間作對劍麻纖維的影響Table 3 The effect of intercropping on sisal fiber

2.3 間作對花生的影響

2.3.1 間作花生形態(tài)指標

與劍麻間作的不同品種花生的各形態(tài)指標存在差異。 花生根長為13.17 ～22.33 cm，1-H 花生根長最短為13.17 cm，12-H 花生根長較其他花生品種長9.84%～69.55%；花生側(cè)枝數(shù)2-H 顯著高于其他花生品種，1-H、12-H 和99-H 花生側(cè)枝均為3.33 枝；花生主莖長為45.33 ～60.67 cm，其中最長的為12-H，相較其余花生品種長9.97%～33.84%；花生側(cè)枝長為27.67 ～46.33 cm，12-H 側(cè)枝長較其余花生品種長20.87%～67.44%；花生主莖節(jié)長為2.33～4.47 cm，側(cè)莖節(jié)長為3.20～5.87 cm，4 個不同品種花生的主莖節(jié)長和側(cè)莖節(jié)長均最長的為99-H 花生，分別為4.47 cm 和5.87 cm，分別較其余品種長4.68%～91.85%和37.47%～83.44%；果針數(shù)為4.00～12.33 個，2-H 的果針數(shù)顯著多于其他品種，分別較其余品種多60.76%～208.25%(表4)。

表4 間作對花生形態(tài)的影響Table 4 Effects of intercropping on peanut morphology

2.3.2 間作花生生物量

4 個不同品種花生之間單株整株植株質(zhì)量和地上部分質(zhì)量存在差異，其中1-H、2-H、99-H 花生的整株植株和地上部分質(zhì)量差異不顯著，12-H 花生整株植株和地上部分質(zhì)量均顯著高于其余品種花生，分別高46.67%～109.52%和106.81%～137.94%。 1-H、2-H 花生的單株莢果質(zhì)量顯著大于12-H、99-H 花生。 本試驗中1-H 和2-H 花生產(chǎn)量較高，12-H 和99-H 花生產(chǎn)量不理想(表5)。

表5 間作對花生生物量的影響Table 5 Effects of intercropping on peanut biomass

2.3.3 間作花生品質(zhì)

4 個不同品種花生還原糖含量為2.00%～12.31%，其中還原糖含量最高的是99-H 花生，為12.31%，顯著高于其他品種花生；還原糖含量最低的是1-H 花生，為2.00%，顯著低于其他品種花生。 4 個不同品種花生可溶性蛋白質(zhì)含量差異不顯著，為2.62%～3.05%，可溶性蛋白質(zhì)含量最高的為1-H 花生(3.05%)，最低的為12-H 花生(2.62%)。 4 個不同品種花生脂肪含量為47.10%～51.92%，平均值為49.68%，脂肪含量最高為1-H 花生，高于其他花生品種2.73%～10.23%，顯著高于12-H 和99-H 花生，脂肪含量最低的為99-H 花生，為47.10%，顯著低于其他3 個花生品種(表6)。

表6 間作對花生品質(zhì)的影響Table 6 Effects of intercropping on peanut quality

3 討論

間作是利用作物株型及生理生態(tài)方面差異，使時間、空間與水肥利用產(chǎn)生互補作用，達到充分利用自然資源、獲取產(chǎn)量優(yōu)勢的目的，提高種植收入。 劍麻園劍麻株行間空隙大，通風透光好，間作花生后，促進劍麻生長和提高產(chǎn)量的同時，還能夠使花生增收，從而提高麻農(nóng)收入。

劍麻園劍麻連續(xù)多年種植，土壤板結、酸化、有機質(zhì)含量低的問題已經(jīng)突顯。 綠肥，特別是豆科綠肥具有改良土壤、保持水土、減少養(yǎng)分損失等功能[19-21]。 花生具有發(fā)達的固氮菌，可以有效地增加土壤的水肥，改善土壤質(zhì)量。 本研究結果表明，劍麻與花生間作相較劍麻單作，其土壤pH 值差異不顯著，均為偏中性土壤，這與楊春霞等[22]研究綠肥覆蓋后膠園土壤結果一致。 土壤電導率差異顯著，且4 個不同品種間作花生的土壤電導率均顯著大于單作劍麻的土壤電導率，提高了72.96%～191.64%，與前人研究結果一致[8]。 4 個不同品種間作花生的土壤含水量均低于單作劍麻的土壤含水量，其中2-H、12-H、99-H 的土壤含水量顯著低于單作劍麻，可能是間作模式下種植作物增加導致土壤含水量下降。 不同品種花生對劍麻園土壤pH 值、電導率和含水量的影響存在差異。 相較于單作劍麻，劍麻—花生模式下劍麻的新生葉片數(shù)、單片葉質(zhì)量、葉片長度、葉片寬度、纖維質(zhì)量、纖維長度和纖維率均有所提高。 不同品種花生間作劍麻對劍麻形態(tài)和纖維的影響不同，99-H的新生葉片數(shù)、葉片長度、纖維質(zhì)量均為最高，表明間作花生有助于劍麻生長，提高劍麻產(chǎn)量，其中仲愷花99 號花生—東一號劍麻間作效果最好。

蔡倩等[23]研究表明，間作大豆可促進玉米的拔高和根系生長，提高玉米的千粒重，從而使得間作玉米產(chǎn)量提高；張向前等[24]研究表明，間作可以增加玉米產(chǎn)量及其單株經(jīng)濟產(chǎn)量和生物產(chǎn)量；黎健龍等[25]研究表明，茶樹與大豆間作能有效促進茶樹生長，增加茶葉產(chǎn)量，提高茶園的經(jīng)濟效益。本研究發(fā)現(xiàn)，相較于單作劍麻，間作花生可促進劍麻生長、提高劍麻新生葉片纖維率，從而提高劍麻產(chǎn)量和品質(zhì)，本研究結果與前人[18-20]利用豆科作物間作結果一致。 4 種不同品種花生間作產(chǎn)量從高到低為仲愷花1 號、仲愷花2 號、仲愷花12 號、仲愷花99 號；花生脂肪含量從高到低依次為仲愷花1 號、仲愷花2 號、仲愷花12 號、仲愷花99 號；花生可溶性蛋白質(zhì)含量從高到低依次為仲愷花1 號、仲愷花99 號、仲愷花2 號、仲愷花12 號。 仲愷花1 號花生無論是產(chǎn)量還是品質(zhì)均為4 種花生中最好的。

4 結論

劍麻是多年生經(jīng)濟作物，種植前期投入較大，且連續(xù)多年種植劍麻容易導致土壤板結、酸化、有機質(zhì)含量降低。 在劍麻園間作花生不僅能改良土壤、促進劍麻生長、提高劍麻產(chǎn)量，還能使花生增收，提高麻農(nóng)收入。 其中劍麻間作仲愷花99 號花生，其生長和產(chǎn)量的提高效果較理想，間作花生品種仲愷花1 號和仲愷花2 號產(chǎn)量較為理想。