中国农业科学 ›› 2024, Vol. 57 ›› Issue (19): 3758-3769.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2024.19.004
刘涵1(), 丁迪1, 汪江涛1, 郑宾1, 王笑笑1, 朱晨旭1, 刘娟2, 刘领1, 付国占1, 焦念元1()
收稿日期:
2024-03-11
接受日期:
2024-08-26
出版日期:
2024-10-01
发布日期:
2024-10-09
通信作者:
联系方式:
刘涵,E-mail:liuhan991220@163.com。
基金资助:
LIU Han1(), DING Di1, WANG JiangTao1, ZHENG Bin1, WANG XiaoXiao1, ZHU ChenXu1, LIU Juan2, LIU Ling1, FU GuoZhan1, JIAO NianYuan1()
Received:
2024-03-11
Accepted:
2024-08-26
Published:
2024-10-01
Online:
2024-10-09
摘要:
【目的】针对玉米(Zea mays L.)花生(Arachis hypogaea L.)间作(玉米||花生)共处后期种间竞争抑制间作优势进一步提高的问题,探究玉米穗型与种植密度对玉米||花生种间竞争的协调效应及机理,确定合理的间作玉米品种与种植密度,为玉米||花生高产提供理论依据和技术支撑。【方法】试验于2022—2023年在河南科技大学农场进行,采用大田随机区组试验,选用中穗型玉米品种‘郑单958’和大穗型玉米品种‘MC4520’,在间作玉米5.00万株/hm2(D1)和4.55万株/hm2(D2)2个种植密度下,研究玉米穗型与种植密度对玉米||花生种间竞争和间作优势的影响。【结果】2年试验结果均表明,与D1密度下中穗型玉米‘郑单958’花生间作(MD1ZD||P)相比,D2密度下中穗型玉米‘郑单958’花生间作(MD2ZD||P)和D2密度下大穗型玉米‘MC4520’花生间作(MD2MC||P)均能增强共处后期花生冠层日均光照强度,提高花生叶面积指数和最大生长速率;MD2MC||P促进玉米和花生群体干物质积累,尤其在玉米籽粒和花生荚果中分别提高26.41%—30.11%和8.06%—8.25%;MD2ZD||P和MD2MC||P均能提高花生种间竞争力,在MD2MC||P共处后期花生种间竞争力指数Ap、CRp和Kp分别提高7.55%—19.10%、4.23%—9.12%和9.05%—9.60%;MD2ZD||P中玉米产量降低8.09%—8.19%,其间作体系产量和间作优势分别降低2.23%—2.58%和7.55%—13.29%,MD2MC||P能提高玉米和花生产量,其间作体系产量和间作优势分别显著提高6.28%—7.45%和11.85%—27.18%(P<0.05)。【结论】在该试验区,相比中穗型玉米品种‘郑单958’以密度5.00万株/hm2与花生间作,大穗型玉米品种‘MC4520’以密度4.55万株/hm2与花生间作,可充分发挥玉米个体生产潜力,确保玉米产量不降低,关键更有利于协调玉米||花生共处后期种间光竞争,增强花生种间竞争力,提高花生产量,从而提高间作体系产量和间作优势。
刘涵, 丁迪, 汪江涛, 郑宾, 王笑笑, 朱晨旭, 刘娟, 刘领, 付国占, 焦念元. 玉米穗型与种植密度对玉米花生间作种间竞争的协调效应[J]. 中国农业科学, 2024, 57(19): 3758-3769.
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图2
玉米穗型与种植密度对授粉期玉米||花生冠层光照强度的影响(2023年) IMD1ZD:D1密度下间作‘郑单958’ Intercropping of Zhengdan 958 under D1 density;IMD1MC:D1密度下间作‘MC4520’ Intercropping of MC4520 under D1 density;IMD2ZD:D2密度下间作‘郑单958’ Intercropping of Zhengdan 958 under D2 density;IMD2MC:D2密度下间作‘MC4520’ Intercropping of MC4520 under D2 density;IPD1ZD:与D1密度下‘郑单958’间作的花生 Peanut intercropping with Zhengdan 958 under D1 density;IPD1MC:与D1密度下‘MC4520’间作的花生 Peanut intercropping with MC4520 under D1 density;IPD2ZD:与D2密度下‘郑单958’间作的花生 Peanut intercropping with Zhengdan 958 under D2 density;IPD2MC:与D2密度下‘MC4520’间作的花生 Peanut intercropping with MC4520 under D2 density;PPFD:光量子通量密度 Photosynthetic photon flux density。下同 The same as below"
表1
玉米穗型与种植密度对间作玉米干物质分配的影响"
年份 Year | 处理 Treatment | 干物质 Dry matter (g/plant) | 干物质分配 Dry matter distribution (%) | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
茎 Stem | 叶 Leaf | 苞叶 Bract | 穗轴 Cob | 籽粒 Grain | 茎 Stem | 叶 Leaf | 苞叶 Bract | 穗轴 Cob | 籽粒 Grain | ||
2022 | SMZD | 49.05c | 23.81c | 12.43b | 13.34c | 87.82e | 26.31a | 12.77a | 6.67a | 7.14b | 47.10c |
SMMC | 54.09b | 26.87a | 13.15b | 19.34b | 102.09d | 25.09ab | 12.46a | 6.10a | 8.98a | 47.37c | |
IMD1ZD | 55.34ab | 25.05bc | 15.04a | 16.92b | 114.53c | 24.39b | 11.05b | 6.62a | 7.46b | 50.48b | |
IMD1MC | 57.95ab | 26.49ab | 15.55a | 19.52b | 126.90b | 23.53bc | 10.75bc | 6.31a | 7.92ab | 51.50ab | |
IMD2ZD | 55.31ab | 25.72ab | 16.27a | 18.51b | 119.52bc | 23.50bc | 10.93b | 6.93a | 7.86ab | 50.78b | |
IMD2MC | 59.36a | 27.22a | 16.77a | 22.41a | 144.78a | 21.94c | 10.07c | 6.20a | 8.28ab | 53.51a | |
2023 | SMZD | 46.39d | 25.00b | 13.83b | 15.65c | 111.35c | 21.89a | 11.78a | 6.52ab | 7.38b | 52.43b |
SMMC | 53.85bc | 29.07a | 14.24b | 21.80b | 135.74b | 21.13ab | 11.43ab | 5.59b | 8.56a | 53.28ab | |
IMD1ZD | 48.76cd | 28.61a | 15.19b | 15.94c | 133.56b | 20.14ab | 11.83a | 6.28ab | 6.58b | 55.18a | |
IMD1MC | 56.94ab | 30.82a | 17.49a | 25.86a | 163.23a | 19.34b | 10.47ab | 5.94ab | 8.78a | 55.46a | |
IMD2ZD | 53.85bc | 28.71a | 17.20a | 17.72c | 139.45b | 20.96ab | 11.17ab | 6.70a | 6.90b | 54.28ab | |
IMD2MC | 60.10a | 31.49a | 18.61a | 26.79a | 173.78a | 19.35b | 10.14b | 6.01ab | 8.64a | 55.87a |
表2
玉米穗型与种植密度对间作花生干物质分配的影响"
年份 Year | 处理 Treatment | 干物质 Dry matter (g/plant) | 干物质分配 Dry matter distribution (%) | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
茎 Stem | 叶 Leaf | 荚果 Pod | 茎 Stem | 叶 Leaf | 荚果 Pod | ||
2022 | SP | 23.79a | 16.50a | 26.74a | 35.49b | 24.60b | 39.91a |
IPD1ZD | 16.83c | 12.64c | 16.70d | 36.45ab | 27.38a | 36.17bc | |
IPD1MC | 16.33c | 11.06d | 15.02e | 38.51a | 26.08a | 35.41c | |
IPD2ZD | 19.52b | 14.17b | 20.19b | 36.22ab | 26.28a | 37.50b | |
IPD2MC | 17.79bc | 13.37bc | 18.05c | 36.16ab | 27.16a | 36.68bc | |
2023 | SP | 33.21a | 20.07a | 28.40a | 40.65a | 24.58b | 34.76a |
IPD1ZD | 26.01c | 16.22bc | 19.58cd | 42.08a | 26.23ab | 31.69b | |
IPD1MC | 23.61d | 15.24c | 17.52d | 41.88a | 27.05a | 31.07b | |
IPD2ZD | 29.04b | 17.53b | 23.46b | 41.48a | 25.03b | 33.49ab | |
IPD2MC | 27.30bc | 16.86b | 21.20c | 41.78a | 25.80ab | 32.42ab |
表3
玉米穗型与种植密度对玉米||花生种间竞争力指数的影响"
年份 Year | 共处天数 Days of coexistence (d) | 处理 Treatment | 侵占力A | 竞争比率CR | 相对拥挤系数K | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Am | Ap | CRm | CRp | Km | Kp | |||
2022 | 43 | MD1ZD||P | 0.07ab | -0.07ab | 1.07ab | 0.93ab | 1.31a | 1.08ab |
MD1MC||P | 0.09a | -0.09b | 1.09a | 0.92b | 1.35a | 1.05b | ||
MD2ZD||P | 0.04b | -0.04a | 1.04b | 0.96a | 1.29a | 1.14a | ||
MD2MC||P | 0.06ab | -0.06ab | 1.05b | 0.95a | 1.34a | 1.14a | ||
55 | MD1ZD||P | 0.18ab | -0.18bc | 1.18ab | 0.85bc | 1.50a | 0.99bc | |
MD1MC||P | 0.23a | -0.23c | 1.24a | 0.81c | 1.51a | 0.90c | ||
MD2ZD||P | 0.09c | -0.09a | 1.08c | 0.93a | 1.38b | 1.13a | ||
MD2MC||P | 0.14bc | -0.14ab | 1.13bc | 0.88ab | 1.49a | 1.07ab | ||
72 | MD1ZD||P | 0.52a | -0.52b | 1.56a | 0.64b | 3.36a | 0.88bc | |
MD1MC||P | 0.54a | -0.54b | 1.60a | 0.62b | 3.42a | 0.83c | ||
MD2ZD||P | 0.37b | -0.37a | 1.36b | 0.73a | 2.60b | 1.06a | ||
MD2MC||P | 0.42b | -0.42a | 1.43b | 0.70a | 2.79b | 0.97ab | ||
2023 | 34 | MD1ZD||P | 0.06a | -0.06a | 1.05a | 0.95a | 1.82a | 1.40a |
MD1MC||P | 0.07a | -0.07a | 1.06a | 0.94a | 1.94a | 1.38a | ||
MD2ZD||P | 0.03a | -0.03a | 1.03a | 0.97a | 1.73a | 1.49a | ||
MD2MC||P | 0.04a | -0.04a | 1.03a | 0.97a | 1.79a | 1.45a | ||
56 | MD1ZD||P | 0.27b | -0.27b | 1.26b | 0.80b | 2.15b | 1.08ab | |
MD1MC||P | 0.36a | -0.36c | 1.37a | 0.73c | 2.39a | 0.95b | ||
MD2ZD||P | 0.19c | -0.19a | 1.18b | 0.85a | 1.99b | 1.23a | ||
MD2MC||P | 0.22bc | -0.22ab | 1.21b | 0.83ab | 2.10b | 1.16a | ||
74 | MD1ZD||P | 0.55b | -0.55c | 1.54b | 0.65b | 5.63b | 1.04bc | |
MD1MC||P | 0.63a | -0.63d | 1.65a | 0.61c | 8.78a | 0.95c | ||
MD2ZD||P | 0.42d | -0.42a | 1.39d | 0.72a | 3.81c | 1.21a | ||
MD2MC||P | 0.51c | -0.51b | 1.47c | 0.68b | 5.44b | 1.14ab |
表4
玉米穗型与种植密度对玉米||花生间作优势的影响"
年份 Year | 处理 Treatment | 单作产量 Sole-cropping yield (kg·hm-2) | 间作产量 Intercropping yield (kg·hm-2) | 间作优势 Intercropping advantage (kg·hm-2) | PLERM | PLERP | LER | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
玉米 Maize | 花生 Peanut | 玉米 Maize | 花生 Peanut | 间作体系 Intercropping system | ||||||
2022 | MD1ZD||P | 7431a | 5403a | 5358b | 2300bc | 7658b | 1129b | 0.72 | 0.43 | 1.15 |
MD1MC||P | 7764a | 5403a | 5658ab | 2137c | 7795ab | 1036b | 0.73 | 0.40 | 1.12 | |
MD2ZD||P | 7431a | 5403a | 4925c | 2535a | 7460b | 979b | 0.66 | 0.47 | 1.13 | |
MD2MC||P | 7764a | 5403a | 5750a | 2389ab | 8139a | 1435a | 0.74 | 0.44 | 1.18 | |
2023 | MD1ZD||P | 8561b | 6759a | 7188b | 3028ab | 10216b | 2456b | 0.84 | 0.45 | 1.29 |
MD1MC||P | 9429a | 6759a | 8112a | 2806b | 10918a | 2625a | 0.86 | 0.42 | 1.28 | |
MD2ZD||P | 8561b | 6759a | 6599c | 3389a | 9988b | 2271c | 0.77 | 0.50 | 1.27 | |
MD2MC||P | 9429a | 6759a | 7810a | 3167ab | 10977a | 2747a | 0.83 | 0.47 | 1.30 |
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