苗昊翠,侯獻(xiàn)飛,賈東海,郭 峰,張佳蕾,李 強(qiáng),李利民
(1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所,烏魯木齊 830091;2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)作物品種資源研究所,烏魯木齊 830091;3.山東農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所,濟(jì)南 250100)
【研究意義】果農(nóng)間作模式是立體農(nóng)業(yè)的一種, 選擇合適的林木與農(nóng)作物混合種植模式, 既能促進(jìn)林木的生長, 又增加了經(jīng)濟(jì)效益[1]。果糧間作種植模式是新疆南疆地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要模式之一,有70%左右的糧食、棉花等大田農(nóng)作物與果樹間作[2],而隨著樹齡的增加,樹冠不斷擴(kuò)大、郁閉度增高,已不適宜玉米等高稈作物間作生長[3]?;ㄉ仓臧。o蔓再生能力強(qiáng)、耐踩踏,更適宜林間種植。研究不同果樹間作下花生生育動(dòng)態(tài)及產(chǎn)量的影響,對提高間作下花生產(chǎn)量具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】目前對果樹花生間作研究較少,僅見蘋果-花生間作[4]、白桑-花生間作[5]、核桃-花生間作[6-9],營養(yǎng)體與生殖體構(gòu)成的總生物產(chǎn)量,一般與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量呈正相關(guān)性[10]?!颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】以花生為研究主體的間作果樹主要集中在核桃,而關(guān)于不同果樹下花生生長及產(chǎn)量情況的研究較少。研究紅棗、巴旦木2種果樹下花生的開花結(jié)實(shí)特性、產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)系數(shù)的影響?!緮M解決的關(guān)鍵問題】分析不同間作果樹、不同花生品種的花生生長發(fā)育、干物質(zhì)積累及產(chǎn)量的關(guān)系和果樹間作條件下花生的生長發(fā)育特性,為新疆果林間作下花生種植制定配套高產(chǎn)栽培技術(shù)提供理論依據(jù)。
材料由山東農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供,試驗(yàn)地具有典型的內(nèi)陸干旱氣候特點(diǎn),屬暖溫帶干旱荒漠氣候區(qū)。光熱資源充足,光照時(shí)間長,干旱少雨,蒸發(fā)強(qiáng)烈,晝夜溫差大,四季分明,春夏多大風(fēng)、沙暴、浮塵天氣。試驗(yàn)田統(tǒng)一施用有機(jī)肥3 000 kg/667m2,尿素18 kg/667m2,硫酸鉀10 kg/667m2,磷酸二銨50 kg/667m2,過磷酸鈣40 kg/667m2,試驗(yàn)采用相同的田間管理措施。表1
表1 試驗(yàn)相關(guān)信息
紅棗-花生間作:平播一膜四行,小區(qū)面積3.2×15=48 m2,花生凈面積400.2 m2;巴旦木-花生間作:平播一膜四行,小區(qū)面積3.2×10=32 m2,花生凈面積466.9 m2。
試驗(yàn)均采用隨機(jī)區(qū)組排列,3次重復(fù)(3個(gè)區(qū)組),花生膜寬125 cm,株距15 cm,播種深度5 cm,雙粒播種。農(nóng)藝性狀調(diào)查方法參照《花生種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》,每小區(qū)隨機(jī)抽取10株考種。
開花量:于試驗(yàn)田內(nèi)選取有代表性的2個(gè)花生樣段,每段選5穴(10株)定位標(biāo)記,始花至終花每隔2 d觀察記載開花量,統(tǒng)計(jì)其平均單株開花總量。
干物質(zhì)重:調(diào)查的花生植株分解為根、莖、葉、果針、莢果等,在烘箱中100~105℃殺青0.5 h,再80℃烘至恒重,稱干重;
營養(yǎng)體與生殖體比例(V/R)=營養(yǎng)體干物質(zhì)重/生殖體干物質(zhì)重(根、莖、葉干物質(zhì)量與果針、幼果、莢果干物質(zhì)量的比值);經(jīng)濟(jì)系數(shù)=莢果產(chǎn)量/總生物體產(chǎn)量。
農(nóng)藝性狀:對不同果樹(棗樹、巴旦木)/花生間作下花生進(jìn)行取樣,測量主莖高、分枝數(shù)、側(cè)枝長、莖粗、有效枝長、幼果數(shù)等相關(guān)性狀。
成針率、結(jié)實(shí)率和飽果率為收獲時(shí),調(diào)查植株成針數(shù)(含地上地下果針、幼果、秕果、飽果和蟲蝕果)、結(jié)實(shí)數(shù)(含飽、秕、蟲蝕、爛果數(shù))、飽果數(shù),計(jì)算其單株成針率、結(jié)實(shí)率和飽果率。
計(jì)算公式如下:
成針率(%)=單株成針數(shù)/單株總花量×100%;
結(jié)實(shí)率(%)=單株結(jié)果數(shù)/單株總花量×100%;
飽果率(%)=單株飽果數(shù)/單株總花量×100%。
所得數(shù)據(jù)用SPSS19.0分析軟件進(jìn)行差異顯著性分析(Duncan’s法),Excel軟件繪表。
研究表明,紅棗、巴旦木2種果樹間作下花生開花的主要時(shí)間段為第10~27 d,此時(shí)開花量占全生育期開花的70%~80%;從總開花量上可以看出,棗樹/花生間作較巴旦木/花生間作開花量大,棗樹間作下山花9號>花育33號>花育22號>山花7號;巴旦木間作下花育33號>山花9號>山花7號>花育22號。圖1
圖1 不同果樹-花生間作下花生開花變化
研究表明,2種不同果樹下花生的成針率多在55%以上,但結(jié)實(shí)率、飽果率較低。巴旦木/花生間作下4個(gè)花生品種雖表現(xiàn)出較高的開花總量,但結(jié)實(shí)率、飽果率較低,其中花育22號最低,成針率、結(jié)實(shí)率、飽果率分別為39.51%、30.86%、22.63%,均低于其他4個(gè)花生品種;紅棗花生間作下,花育33號結(jié)實(shí)率、飽果率均較其他品種高,表現(xiàn)最佳。不同果樹間作下結(jié)實(shí)率表現(xiàn)為B4>B3>A3>B2>A2>A4>B1>A1,巴旦木/花生間作飽果率略高于棗樹/花生間作。產(chǎn)量為 7 500 kg/hm2水平的春花生,其飽果率為45%~65%,飽果率僅有一個(gè)高于45%,莢果飽滿度差是影響間作花生高產(chǎn)的主要因素。圖2
圖2 不同果樹間作下花生結(jié)實(shí)
研究表明,花生從花針期開始到飽果期,生物產(chǎn)量逐步增加,營養(yǎng)體和生殖體的干物質(zhì)積累也隨著發(fā)生較大的改變。從不同間作果樹看,紅棗-花生間作的花生根、莖、葉、幼果干重積累均較巴旦木-花生間作積累快,幼苗期不同間作果樹對花生根、莖、葉、幼果干重積累差異不顯著,但花針期不同間作果樹下4個(gè)花生品種均表現(xiàn)出根、莖、葉、幼果干重差異顯著(P<0.05)。從不同花生品種看,花育33號表現(xiàn)出不同果樹間作下具有顯著差異(F=30.682,P<0.05),花育22號、山花7號、山花9號不同果樹間差異不顯著。營養(yǎng)體干物質(zhì)重隨生育期的進(jìn)展而變化,結(jié)莢期達(dá)到高峰,苗期最低。生殖體干物重積累從幼苗期到結(jié)莢期逐步增加,以結(jié)莢期為最多,變化最大的時(shí)期均出現(xiàn)在結(jié)莢期,此時(shí)生殖體重量不斷增加,其中紅棗花生間作高于巴旦木花生間作。圖3~6
圖3 不同果樹間作下花生根干重積累
圖4 不同果樹間作下花生莖干重積累
圖5 不同果樹間作下花生葉干重積累
圖6 不同果樹間作下花生幼果干重積累
研究表明,V/R值2種果樹間作模式下均表現(xiàn)出花針期>結(jié)莢期>飽果期,隨著花生生育期的改變,營養(yǎng)生長逐步轉(zhuǎn)變?yōu)樯成L,生殖體重量逐漸增加,V/R比逐漸減小。從間作下花生營養(yǎng)體與生殖體比例亦可看出,紅棗花生間作營養(yǎng)生長較巴旦木間作更優(yōu)。2種果樹間作下4個(gè)花生品種的經(jīng)濟(jì)系數(shù)均表現(xiàn)出紅棗-花生較巴旦木-花生間作高,4個(gè)花生品種經(jīng)濟(jì)系數(shù)依次較巴旦木間作下提高了6.45%、16.57%、31.05%、0.29%,花生與巴旦木間作經(jīng)濟(jì)化種植低于紅棗花生間作。圖7,圖8
圖7 間作下花生營養(yǎng)體與生殖體比例
圖8 不同果樹間作下花生經(jīng)濟(jì)系數(shù)
研究表明,紅棗-花生間作中花育22號(A1)表現(xiàn)出主莖高與花育33、山花7號、山花9號具有顯著差異,花育33號側(cè)枝長與山花7號、山花9號具有顯著差異,山花9號與其他3個(gè)品種主莖高、側(cè)枝長具有顯著差異。有效枝長、結(jié)果節(jié)數(shù)、莖粗不同花生品種表現(xiàn)差異不顯著,紅棗間作下花育22號表現(xiàn)較好。巴旦木-花生間作中花育22號主莖高與山花7號、山花9號具有顯著差異,山花7號、山花9號在6個(gè)指標(biāo)中均表現(xiàn)出差異不顯著,花育33號與花育22號主莖高、側(cè)枝長差異不顯著,但與山花7號、山花9號差異顯著,巴旦木間作下花育22號、花育33號表現(xiàn)適宜。不同間作果樹中紅棗花生間作較巴旦木花生間作效果好。表2
表2 不同果樹-花生間作下花生農(nóng)藝性狀變化
研究表明,棗樹-花生間作各產(chǎn)量性狀總體優(yōu)于巴旦木-花生間作,從單株結(jié)果數(shù)來看紅棗花生間作中花育22號、花育33號、山花9號單株結(jié)果數(shù)均超過40個(gè),4個(gè)花生品種單株結(jié)果數(shù)差異不顯著,而巴旦木-花生間作下花育22號單株結(jié)果數(shù)較花育33號、山花7號、山花9號差異顯著單株結(jié)果數(shù)最低的僅為15個(gè);從單株產(chǎn)量來看,棗樹-花生間作單株產(chǎn)量在100 g左右,最大的花育22號為132.22 g,巴旦木花生間作下單株產(chǎn)量最高的花育33號為83.9 g,花育22號單株產(chǎn)量僅為20.2 g差異顯著;從花生產(chǎn)量來看,巴旦木-花生間作要顯著低于棗樹-花生間作。表3
表3 不同果樹-花生間作下花生產(chǎn)量性狀變化
有研究表明,花生始花期為播種后25~35 d左右,花生單株日開花量呈單峰曲線,花生單株日開花量先升高后降低,峰值出現(xiàn)在開花后15~30 d左右,花期持續(xù)時(shí)間為35~60 d左右[11]。試驗(yàn)結(jié)果顯示,不同果樹間作下花生主要開花時(shí)間在第10~27 d,總持續(xù)時(shí)間63 d。這與前人研究基本一致。2種間作果樹下,4個(gè)花生品種間開花量基本相近,山花9號、花育33在2種果樹下均開花量較多,棗樹間作較巴旦木間作花生總開花量多,這對后期果針及莢果的形成奠定了基礎(chǔ)。賈繼坤、萬書波等[12-13]試驗(yàn)觀察認(rèn)為,在影響花生開花、結(jié)果的諸因素中溫度是主導(dǎo)因素,其他因素則是伴隨溫度而起作用,研究中巴旦木果樹樹體高大,遮陰后林間溫度較低,光照強(qiáng)度不足,可能是造成花生開花量較紅棗開花量低的主要因素。
花生高產(chǎn)必須力爭果多果飽。結(jié)實(shí)率和飽果率的高低,與苗期花芽分化節(jié)位和數(shù)量密切相關(guān)。研究表明,不同果樹間作下花生結(jié)實(shí)率、飽果率均較低,巴旦木間作下花生雖然開花量較低,但結(jié)實(shí)率、飽果率與紅棗花生間作無顯著差異,棗樹間作下山花7號結(jié)實(shí)率較高,巴旦木間作下山花9號結(jié)實(shí)率較高,結(jié)合農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量指標(biāo)可以看出,巴旦木間作下花生飽果率較低,莢果飽滿度差。
營養(yǎng)生長是作物轉(zhuǎn)向生殖生長的必要準(zhǔn)備。沒有一定的營養(yǎng)生長期,通常不會(huì)開始生殖生長。因此,營養(yǎng)生長期生長的優(yōu)劣,直接影響到生殖生長,最后影響到作物產(chǎn)量的高低[14]。研究表明,紅棗間作較巴旦木間作花生根、莖、葉干重積累更快,幼苗期2種間作果樹下花生營養(yǎng)生長表現(xiàn)一致,這時(shí)果樹處于萌芽展葉期對花生生長影響較小,隨著果樹的生長,花生花針期棗樹間作花生營養(yǎng)生長顯著高于巴旦木間作,至結(jié)莢期營養(yǎng)生長部分基本趨于一致,這主要是因?yàn)榘偷┠緲潴w較紅棗高大,遮陰強(qiáng),間作下花生營養(yǎng)生長較慢,這對營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)向生殖生長起到一定的阻礙作用,這與紅棗間作花生產(chǎn)量高于巴旦木間作表現(xiàn)一致。
干物質(zhì)積累量與花生產(chǎn)量呈正相關(guān),在相同的生態(tài)條件下,同一品種的生育期是相對穩(wěn)定的,干物質(zhì)積累量是決定花生高產(chǎn)的關(guān)鍵[15-16]。研究表明,營養(yǎng)體干物質(zhì)重(根、莖、葉)隨生育期的進(jìn)展而變化,結(jié)莢期達(dá)到高峰V/R值最小,苗期V/R值最大。生殖體干物重積累從幼苗期到結(jié)莢期逐步增加,以結(jié)莢期最多,V/R值2種果樹間作模式下均表現(xiàn)出花針期>結(jié)莢期>飽果期,變化最大的時(shí)期均出現(xiàn)在結(jié)莢期,此時(shí)生殖體重量不斷增加,經(jīng)濟(jì)系數(shù)易表現(xiàn)出紅棗-花生較巴旦木-花生間作高?;ㄉc棗樹間作比巴旦木間作更能取得較高的產(chǎn)量。
花生植株性狀可以直觀的反映花生的發(fā)育狀況,主莖高、側(cè)枝長、分枝數(shù)和主莖綠葉數(shù)是易觀測的性狀指標(biāo)[17]。研究表明,巴旦木花生間作下,主莖高、側(cè)枝長、總分枝數(shù)、有效枝長、結(jié)果節(jié)數(shù)、莖粗6項(xiàng)農(nóng)藝性狀均較紅棗花生間作低,這主要與巴旦木樹體高大遮陰度強(qiáng)有關(guān),紅棗花生間作較巴旦木花生間作更適宜花生生長。同一果樹間作下,不同花生品種間的主莖高、側(cè)枝長差異顯著,但有效枝長、結(jié)果節(jié)數(shù)、莖粗不同花生品種表現(xiàn)差異不顯著,試驗(yàn)表明,花育22號、花育33號花生品種的主莖高、側(cè)枝長較山花7號、山花9號更強(qiáng)壯,因而在果樹間作下,2個(gè)花生品種的產(chǎn)量較高。
花生是喜光作物,在間作條件下,花生受到高稈作物的蔭蔽較重,影響花生的形態(tài)、產(chǎn)量和品質(zhì)[18]。單株果數(shù)和果重是影響花生產(chǎn)量高低的2個(gè)重要因素。孟維偉研究指出在帶狀間作條件下,花生受到玉米遮蔭效果影響,抑制了花生的正常生長,導(dǎo)致單株果數(shù)和出仁率降低,莢果充實(shí)度降低,產(chǎn)量進(jìn)而減少[19]。研究與前人研究基本一致。紅棗花生間作下花生單株結(jié)果數(shù)較巴旦木花生間作高出2倍,單株產(chǎn)量棗樹花生間作不同花生品種均較巴旦木花生間作高,最低單株產(chǎn)量僅為20.2 g,巴旦木間作產(chǎn)量顯著低于紅棗花生間作,這主要是由于巴旦木樹體高大,郁閉度高,對花生的莢果形成及果實(shí)膨大都造成了較大的影響,導(dǎo)致飽果少產(chǎn)量低。
在不同果樹間作下,紅棗花生適宜間作品種為花育22號,巴旦木花生間作適宜品種為花育22號、花育33號。不同果樹中紅棗更適宜與花生間作,對花生產(chǎn)量影響較小。