中国农业科学 ›› 2023, Vol. 56 ›› Issue (23): 4660-4670.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2023.23.008
姜文洋1(), 陈俊南1, 昝志曼1, 汪江涛1, 郑宾1, 刘领1, 刘娟2, 焦念元1(
)
收稿日期:
2023-03-07
接受日期:
2023-03-31
出版日期:
2023-12-04
发布日期:
2023-12-04
通信作者:
联系方式:
姜文洋,E-mail:3463954057@qq.com。
基金资助:
JIANG WenYang1(), CHEN JunNan1, ZAN ZhiMan1, WANG JiangTao1, ZHENG Bin1, LIU Ling1, LIU Juan2, JIAO NianYuan1(
)
Received:
2023-03-07
Accepted:
2023-03-31
Published:
2023-12-04
Online:
2023-12-04
摘要:
【背景】玉米(Zea mays)间作花生(Arachis hypogaea)(玉米||花生)地上、地下种间作用明显,间作产量优势突出,在缓解我国油粮争地矛盾中起到重要作用,但花生处于种间竞争劣势,成为限制间作优势进一步提高的瓶颈。【目的】探明提高玉米||花生体系中花生种间竞争的调控措施及其机理,为玉米||花生高产栽培提供理论依据和技术支撑。【方法】2021—2022年在河南科技大学试验农场,以玉米‘郑单958’和花生‘花育16’为供试材料,设种植方式、花生播种方式和施磷量3因素完全随机区组试验,即种植方式设花生单作和玉米||花生,花生播种方式设花生单粒播种和双粒播种,施磷量设0(P0)和180 kg P2O5·hm-2(P180);以花生双粒播种的玉米||花生体系为对照,研究花生单粒播种对间作花生相对玉米的种间竞争力、净光合速率、最大生长速率、干物质积累和分配及间作产量优势的影响。【结果】与花生双粒播种的强势株和弱势株相比,单粒播种显著提高了间作花生相对玉米的侵占力和拥挤系数,相对侵占力分别提高29.72%—80.85%和38.91%—87.07%,相对拥挤系数分别提高76.59%—172.02%和244.43%—308.70%。单粒播种间作花生的净光合速率显著高于双粒播种,最大生长速率明显高于双粒播种的强势株和弱势株,其生育后期的干物质显著提高、干物质向荚果的分配比例增加,提高了茎、叶干物质对荚果的贡献率。单粒播种间作花生的产量和间作优势高于双粒播种,其中产量高出18.84%—33.32%,差异显著。与不施磷相比,施磷显著提高间作花生净光合速率,增加最大生长速率、促进干物质积累,增加产量。【结论】花生单粒播种能提高间作花生产量和间作优势,关键在于单粒播种较双粒播种能增强间作花生种间竞争能力,显著提高净光合速率,促进干物质积累及其向荚果分配。施磷对单粒播种间作花生的生长发育具有促进作用。
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表1
单粒播种和施磷对间作花生功能叶光合性能的影响"
生育时期 Growth stage | P水平 P level | 种植模式 Plant pattern | 净光合速率Pn (μmol·m-2·s-1) | 气孔导度Gs (mmol·m-2·s-1) | 胞间CO2浓度Ci (mmol·mol-1) | 蒸腾速率Tr (mmol·m-2·s-1) |
---|---|---|---|---|---|---|
结荚期 Pod-setting stage | P0 | SDSP | 21.72e | 1.026d | 317.53c | 14.54e |
WDSP | 20.09f | 1.017d | 353.49b | 11.15g | ||
SSP | 23.93d | 1.079c | 299.34d | 16.12c | ||
SDIP | 20.46f | 0.977e | 357.08b | 10.87g | ||
WDIP | 19.15g | 0.925f | 368.69a | 8.35h | ||
SIP | 21.61e | 1.063c | 312.66c | 12.91f | ||
P180 | SDSP | 27.21b | 1.161b | 300.15d | 19.57b | |
WDSP | 25.40c | 1.083c | 320.96c | 17.07c | ||
SSP | 29.46a | 1.294a | 279.75f | 21.46a | ||
SDIP | 25.29c | 0.993e | 302.16d | 15.68d | ||
WDIP | 23.57d | 0.932f | 319.38c | 13.09f | ||
SIP | 26.88b | 1.061c | 290.37e | 16.66c | ||
饱果期 Pod-filling stage | P0 | SDSP | 20.94c | 0.436d | 284.48c | 5.17f |
WDSP | 18.77d | 0.390e | 314.31a | 3.32g | ||
SSP | 22.13b | 0.467c | 275.11d | 6.00e | ||
SDIP | 19.14d | 0.387e | 301.20b | 4.34f | ||
WDIP | 17.40e | 0.327f | 313.45a | 2.94g | ||
SIP | 20.49c | 0.420d | 290.71bc | 5.35ef | ||
P180 | SDSP | 22.09b | 0.654b | 268.53d | 9.72b | |
WDSP | 20.77c | 0.473c | 282.19c | 8.46c | ||
SSP | 23.44a | 0.723a | 258.72e | 11.58a | ||
SDIP | 20.31c | 0.472c | 272.86d | 7.39d | ||
WDIP | 18.59d | 0.435d | 288.43bc | 6.12e | ||
SIP | 22.01b | 0.599b | 269.01d | 9.11b |
表2
花生单粒播种和施磷对间作花生干物质积累与分配的影响"
P水平 P level | 种植模式 Plant pattern | 干物质积累量 Dry matter accumulation (g/plant) | 干物质分配比例 Dry matter distribution ratio (%) | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
茎Stem | 叶Leaf | 荚果Pod | 茎Stem | 叶Leaf | 荚果Pod | ||
P0 | SDSP | 17.11d | 9.83d | 21.78d | 35.12b | 20.18c | 44.70b |
WDSP | 12.17f | 8.19e | 11.79g | 37.87a | 25.47a | 36.67d | |
SSP | 18.41c | 10.31d | 25.70c | 33.84c | 18.94e | 47.22a | |
SDIP | 14.28e | 9.21d | 17.51f | 34.83c | 22.46b | 41.28c | |
WDIP | 10.74g | 7.22f | 11.46g | 36.50b | 24.54a | 38.95d | |
SIP | 17.43d | 12.15c | 22.86d | 33.88c | 21.68b | 44.44b | |
P180 | SDSP | 22.49b | 15.13b | 31.18b | 32.69c | 21.99b | 45.32b |
WDSP | 15.14e | 9.96d | 14.02g | 38.70a | 25.46a | 35.85e | |
SSP | 24.68a | 16.10a | 37.14a | 31.67d | 20.66c | 47.67a | |
SDIP | 17.36d | 11.92c | 19.85e | 35.33b | 24.26a | 40.40d | |
WDIP | 12.95f | 8.30e | 12.53g | 38.34a | 24.57a | 37.09d | |
SIP | 18.95c | 12.83c | 36.32c | 32.61c | 22.08b | 45.31b |
表3
花生单粒播种和施磷对间作花生干物质转移与贡献的影响"
P水平 P level | 种植模式 Plant pattern | 转移量 Dry matter transfer (g/plant) | 转移率 Dry matter transfer ratio (%) | 贡献率 Contribution rate to seed (%) | ||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
茎Stem | 叶Leaf | 茎Stem | 叶Leaf | 茎Stem | 叶Leaf | 茎+叶Stem+Leaf | ||||||||||
P0 | SDSP | 0.55e | 2.97ab | 2.94g | 21.51b | 2.64g | 14.29c | 16.93e | ||||||||
WDSP | 0.24f | 0.22e | 1.91h | 2.62h | 2.01g | 1.87h | 3.87h | |||||||||
SSP | 1.54c | 3.77a | 7.01e | 22.76b | 6.63f | 16.27b | 22.90c | |||||||||
SDIP | 1.62c | 2.55b | 9.02d | 21.70b | 9.22d | 14.57c | 23.79c | |||||||||
WDIP | 1.06d | 1.25c | 8.80d | 15.30d | 9.20d | 10.91d | 20.11d | |||||||||
SIP | 2.37b | 4.11a | 11.41c | 25.27a | 10.86c | 18.80a | 29.65a | |||||||||
P180 | SDSP | 2.36b | 1.48c | 9.88d | 10.14f | 7.56e | 4.75g | 12.31f | ||||||||
WDSP | 0.99d | 0.70d | 5.61f | 7.20g | 6.58f | 4.63g | 11.21g | |||||||||
SSP | 4.13a | 2.57b | 14.34b | 13.78e | 11.13c | 6.93f | 18.05e | |||||||||
SDIP | 2.89b | 1.70c | 13.59b | 15.16d | 14.54b | 8.57e | 23.12c | |||||||||
WDIP | 1.15d | 0.31e | 7.13e | 3.67h | 9.16d | 2.43h | 11.60fg | |||||||||
SIP | 4.02a | 2.69b | 17.50a | 17.33c | 15.87a | 10.62d | 26.48b |
表4
花生单粒播种和施磷对间作花生产量构成及偏土地当量比的影响"
年份 Year | P水平 P level | 种植模式 Cropping system | 单株果数 Number of pods per plant | 百果重 100-pods weight (g) | 株数 Number of plant (×105/hm2) | 产量 Yield (kg·hm-2) | 偏土地当量比 LERP |
---|---|---|---|---|---|---|---|
2021 | P0 | DSP | 20.5d (23.2/17.8) | 96.6d (119.1/74.0) | 2.64a (1.42+1.22) | 3886d (2500+1386) | |
SSP | 31.0b | 123.1b | 1.72c | 4301c | |||
DIP | 13.2f (14.8/11.5) | 75.0f (76.1/73.9) | 1.54b (0.82+0.72) | 1267h (711+556) | 0.327 | ||
SIP | 21.3d | 82.2e | 1.03d | 1506g | 0.350 | ||
P180 | DSP | 24.4c (26.7/22.0) | 115.6c (119.7/111.6) | 2.66a (1.43+1.23) | 5172b (3153+2019) | ||
SSP | 35.2a | 134.9a | 1.73c | 5514a | |||
DIP | 15.8e (18.3/13.3) | 80.4g (80.2/80.7) | 1.55b (0.83+0.73) | 2070f (1210+860) | 0.400 | ||
SIP | 25.5c | 94.5d | 1.03d | 2460e | 0.446 | ||
2022 | P0 | DSP | 19.3f (22.2/16.5) | 123.1d (125.6/120.6) | 2.68a (1.43+1.25) | 5631d (3120+2511) | |
SSP | 38.7c | 128.5c | 1.76c | 7131b | |||
DIP | 14.7g (17.3/12.0) | 143.6b (146.4/140.8) | 1.57b (0.84+0.73) | 2915h (1746+1169) | 0.517 | ||
SIP | 28.3d | 153.0a | 1.04d | 3828f | 0.536 | ||
P180 | DSP | 24.4e (27.0/21.7) | 120.2d (121.9/118.5) | 2.78a (1.47+1.31) | 6531c (3521+3010) | ||
SSP | 47.8a | 127.2c | 1.82c | 8391a | |||
DIP | 18.4f (21.8/15.0) | 128.7c (132.5/124.8) | 1.67b (0.88+0.79) | 3455g (2018+1437) | 0.528 | ||
SIP | 45.3b | 153.6a | 1.09d | 4600e | 0.548 | ||
P水平P level | 165.10** | ||||||
种植模式Cropping system | 1588.03** | ||||||
P水平×种植模式P level×Cropping system | 14.77** | ||||||
年份×P水平×种植模式Year×P level×Cropping system | 0.229NS |
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