适宜花生玉米6∶6间作模式的品种筛选研究

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   摘要:為选出适宜花生玉米6∶6间作模式的耐荫高产花生品种和耐密高产玉米品种,2018年对31个花生品种和4个玉米品种进行筛选试验。结果表明:在6∶6间作模式下,31个参试花生品种的主茎高在35.49~57.86 cm之间,侧枝长在29.29~59.51 cm之间,分枝数在4.85~9.50个之间,平均产量为2 415.75~3 503.25 kg/hm2,花生间作/单作产量比在28.34%~54.75%之间,玉米间作/单作产量比在53.84%~73.37%之间。通过边行效应分析发现,6∶6间作的花生植株性状和产量表现为边3﹥边2﹥边 或边3、边2>边 玉米的产量表现为边1﹥边2﹥边3,花生和玉米的边行效应显著。综合花生的植株性状和产量分析得知:主茎高﹤侧枝长的品种有13个:扶花2号、吉花19、花育23、花育34、花育64、花育63、花育1607、花育967、豫花22、豫花109、豫花102、远杂12和潍花8号,其中主茎高﹤50 cm、分枝数少于8个且平均间作产量高于吉林省花生平均产量(3 390.0×50%=1 695 kg/hm2)的花生品种有5个:吉花19、豫花109、豫花102、远杂12和潍花8号。综合玉米产量及LER值表现认为,适宜6∶6间作模式的玉米品种为吉单558。
  关键词:花生;玉米;6∶6间作模式;产量;品种筛选
  中图分类号:S565.2+S513 文献标识号:A 文章编号:1001-4942(2019)09-0156-06
  Screening of Varieties Suitable for 6∶6 Intercropping Mode of Peanut and Maize
  Chen Xiaoshu Liu Hailong Lü Yongchao Gao Huayuan Wang Shaolun Ning Qia Yang Fujun Li Chunyu Sun Xiaoping Wang Libin2
  (1. Peanut Research Institute, Jilin Academy of Agricultural Sciences, Gongzhuling 136100, China;
  2. Mishazi Town Agricultural Technology Extension Station of Dehui City, Dehui 130302, China)
  Abstract In order to select peanut varieties with shade tolerance and high yield and maize varieties with high-density tolerance and high yield suitable for 6∶6 intercropping pattern, 31 peanut varieties and 4 maize varieties were screened in 2018. The results showed that under 6∶6 intercropping mode, the main stem height of 31 peanut varieties was between 35.49~57.86 cm, the lateral branch length was between 29.29~59.51 cm, the branch number was between 4.85~9.50, the average yield was between 2 415.75~3 503.25 kg/hm2, the yield ratio of peanut intercropping to monoculture was between 28.34%~54.75%, and that of maize intercropping to monoculture was between 53.84%~73.37%. Through the edge effect analysis, the plant characters and yield of peanut in 6∶6 intercropping mode showed the third border row>the second border row>the first border row or the third border row and the second border row>the first border row, and the yield of maize was the first border row>the second border row>the third border row. The edge effect of peanut and maize were significant. By comprehensive analysis, there were 13 peanut varieties with the main stem height less than the lateral branch length: Fuhua 2, Jihua 19, Huayu 23, Huayu 34, Huayu 64, Huayu 63, Huayu 1607, Huayu 967, Yuhua 22, Yuhua 109, Yuhua 102, Yuanza 12 and Weihua 8. Among these varieties, there were five peanut varieties with the main stem height less than 50 cm, the number of branches less than 8 and the average intercropping yield higher than the average yield of Jilin Province (3 390.0×50%=1 695 kg/hm2):Jihua 19, Yuhua 109, Yuhua 102, Yuanza 12 and Weihua 8. According to the yield and LER value of maize, the maize variety suitable for 6∶6 intercropping pattern was Jidan 558.   Keywords Peanut; Maize; 6∶6 Intercropping mode; Yield; Variety screening
   吉林省是我国重要的春玉米主产区,也是全国10个10×104 hm2以上花生主产省(区)之一,2017年吉林省花生面积达33.26×104 hm2,但玉米、花生种植多以区域性连片种植为主,间作种植面积较少。根据国家农业发展战略要求应在玉米产区推广间作种植技术,以期在保证粮食安全的基础上提高花生总产量,达到保粮增油的目的。
  目前常用土地当量比(LER)来衡量间作产量优势。若仅将不同(至少两种)作物种植在一起,体系并不一定具有间作优势,只有根据作物的生长特性进行合理搭配设计[1],才能获得最大产量、发挥间作优势,即LER﹥1。对于高矮秆作物间作复合群体结构而言,边际效应是提高作物产量的主要途径之一[2],玉米与小麦混作时,混作的边行玉米可以增产1.8%~5.6%,而边2增产不显著[3]。玉米与大豆间作时,大豆行数越多,受玉米的影响越轻,大豆由2行增至5行明显增产,5行以后增产效果不显著,建议间作行比为6∶6[4]。小麦与其它作物混作时[5],边际效应可以达到3行,表现为边1﹥边2﹥边3。玉米间作辣椒中,由于处于高位作物的玉米对低位作物辣椒的影响,使间作辣椒第1行的生物量和产量比单作降低7.54% 和4.57%,而第3行和第5行辣椒的生物量和产量均比单作增加[6]。
  本研究在2015—2016年花生玉米最佳间作模式筛选确定为6∶6的基础上,开展适宜的耐荫高产花生品种和耐密高产玉米品种筛选试验,以期为稳粮增油增饲提供配套作物品种。
  1 材料与方法
  1.1 供试品种
  试验于2018年在吉林省公主岭市吉林省农业科学院试验田(N 43°31′,E 124°49′)进行。供试花生品种共31个(表1),分别来自于河南省农业科学院经济作物研究所、山东省花生研究所、河北省农林科学院粮油作物研究所、濮阳市农业科学院、唐山市农业科学院、锦州市农业科学院、徐州市農业科学院、潍坊市农业科学院和吉林省农业科学院花生研究所。供试玉米品种为吉单513、吉单558、德育919、利民33,来自于吉林省农业科学院玉米研究所和购自市场。
  
  1.2 试验设计
  花生6行、玉米6行带状种植。垄宽0.62 m,每垄种植玉米1行,花生1行。单作玉米每公顷种植密度60 000株,间作玉米每公顷种植密度90 000株,每穴1粒;花生每公顷种植密度为135 000穴,每穴2粒。小区行长30 m,随机区组排列,重复3次。以当地花生主栽品种吉花19为单作模式品种。
  玉米播种期为4月29日,花生播种期为5月25日。播前玉米施肥量为N 194 kg/hm2、P2O5 104 kg/hm2、K2O 100 kg/hm2,磷钾肥同底肥一次性施入,氮肥分两次施入,三分之一作底肥,三分之二作追肥。花生施肥量为N 112.5 kg/hm2、P2O5 112.5 kg/hm2、K2O 112.5 kg/hm2,作底肥一次性施入。其它田间管理措施按高产田进行。
  1.3 测定项目与方法
  1.3.1 植株性状及产量 设定临近玉米(花生)的花生(玉米)第1行为边 临近玉米(花生)的花生(玉米)第2行为边2,临近玉米(花生)的花生(玉米)第3行为边3。花生每小区取样10株进行考种,调查植株性状(主茎高、侧枝长和总分枝数)和荚果产量。每个取样点实收,晒干测产。单作和间作玉米成熟后实收测产。
  1.3.2 土地当量比(LER) 公式为:LER=Yim/Ysm+Yip/Ysp ,式中Yim和Ysm分别表示间作和单作玉米的产量,Yip和Ysp分别表示间作和单作花生的产量,当LER﹥1时,表示间作有优势[7]。
  1.4 数据分析
  采用Microsoft Excel 2007 进行数据分析与作图,采用DPS软件对数据进行统计和差异显著性分析。
  2 结果与分析
  2.1 不同品种的植株性状分析
  由表2 可以看出,在花生玉米6∶6间作模式下,不同花生品种的植株性状表现出较大差异。其中31个花生品种的主茎高在35.49~57.86 cm之间,侧枝长在29.29~59.51 cm之间,分枝数为4.85~9.50个。
  由图1可见,侧枝长﹤主茎高的品种有18个;侧枝长﹥主茎高的品种有13个,分别为扶花2号、吉花19、花育23、花育34、花育64、花育63、花育1607、花育967、豫花22、豫花109、豫花102、远杂12和潍花8号:其中,花育23和花育64的主茎高和侧枝长均大于50 cm,豫花102和潍花8号的主茎高和侧枝长在45.0~50.0 cm之间;分枝数大于8个的品种有花育63、花育1607和花育967,分枝数7~8个的有扶花2号、花育23、花育34、豫花22和远杂12(侧枝长﹥主茎高的13个品种里面分枝数7~8个),分枝数小于6个的有豫花109和潍花8号(侧枝长﹥主茎高的13个品种里面分枝数小于6个)。扶花2号、吉花19、花育34、花育64、花育63、豫花22、豫花109、豫花102和远杂12的主茎高、侧枝长表现为边3﹥边2﹥边 内行明显优于外行;花育23、花育967的主茎高、侧枝长表现为边2﹥边3﹥边 潍花8号的主茎高、侧枝长变化不规律。
  2.2 不同品种的产量分析
  由表3可知,花生玉米6∶6间作模式下31个花生品种的平均产量在2 415.75~4 667.55 kg/hm2之间,其中豫花109的产量最高为4 667.55 kg/hm2。从各花生品种的边行产量看,边3﹥边2﹥边 内行产量优于外行产量。间作/单作产量比在28.34%~54.75%之间,间作/单作产量比大于50%的品种有2个,豫花109和远杂12。   由表4可知,花生玉米6∶6间作模式下4个玉米品种的平均产量在16 812.87~19 692.98 kg/hm2之间,其中吉单558的产量最高为19 692.98 kg/hm2。从各玉米品种的边行产量看,边1﹥边2﹥边3,外行产量优于内行产量。间作/单作产量比在53.84%~73.37%之间,均高于50%,其中吉单558的间作/单作产量最高为73.37%。
  2.3 花生玉米不同品种搭配下的土地当量比
  由表5可知,31个花生品种搭配吉单558的LER均大于1;30个花生品种搭配吉单513的LER均大于 甜花生为0.96;17个花生品种搭配利民33的LER大于1;2个花生品种搭配德育919的LER大于1。
  
  3 讨论与结论
  受气候和栽培条件的影响,主茎高变化很大,长日照条件能显著促其逐渐生长,而光照强度减弱能使主茎节数略有减少,而使节间显著伸长,会导致主茎高度增高[8]。农作物的产量主要来源于光合作用,光照强弱对植物的光合特性有显著影响,过高或过低均会导致植物光合能力降低。弱光下花生光合速率和叶绿素含量降低,当花生长期生活在低光照环境下时,会对弱光产生适应性,表现为光补偿点降低、光化学效率增加、叶绿素a/b比值减小,叶片对弱光的捕获和利用能力增强[9]。高秆作物玉米和矮作物花生相错生态位的间作模式改变了两种作物的受光面,从而使作物能够截获更多的光,促进复合种植条带内光的垂直分布均匀化,不同程度地影响间作群体作物的光合速率、表观量子效率及光补偿点[10-12]。本研究中花生玉米间作形成自然荫蔽条件,不耐荫的花生品种其主茎高会大于侧枝长,这类品种有18个。主茎的徒长,在花生生长后期容易出现倒伏,影响产量,所以花生玉米间作时应选择主茎高小于侧枝长的品种,且高度应在50 cm以下。
  高秆与矮秆作物搭配的间作体系,作物边行的生态条件不同于内行。玉米是高秆作物,与矮秆作物间作具有显著的边行优势,从本研究产量(表4)上可以看出,因其所处高位优势,通风条件好,根系竞争能力强、吸收范围大,边行产量高于内行;花生是矮秆作物,临近玉米的边行由于高秆作物的遮光,其植株性状和产量(表2和表3)内行优于边行。
  间作体系比单作具有更高的土地利用效率。从间作/单作产量比可以看出,4个玉米品种的间作/单作产量比均大于50%;31个花生品种与本地品种吉花19 的单作产量进行比较,结果只有豫花109和远杂12的间作/单作产量比大于50%。31个花生品种与4个玉米品种进行搭配种植时发现,30个花生品种与吉单558、吉单513搭配时,间作体系的LER﹥1。说明适当增加玉米种植密度可以保持玉米的间作产量基本不减产,还可以增收花生,极大地增加土地利用率。
  综合国家统计局“十二五”(2011—2015年)统计数据,五年间吉林省花生平均产量为3 390 kg/hm2。若以3 390 kg/hm2作为花生单作产量的标准,本研究在主茎高﹤侧枝长且高度低于50 cm的11个花生品种中,再以分枝数少于8个且间作产量高于1 695 kg/hm2为标准进行筛选(图2),可选到的适宜品种为:吉花19、豫花109、豫花102、远杂12和潍花8号。结合玉米产量及LER值的表现认为:适宜6∶6间作模式的玉米品种为吉单558。
  参 考 文 献:
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  收稿日期:2019-07-26
  基金项目:国家花生产业技术体系项目(CARS-13)
  作者简介:陈小姝(1982—),女,吉林长春人,博士,副研究员,主要从事花生抗逆栽培研究。E-mail:13944940275@163.com
  通讯作者:高华援(1964—),男,吉林公主岭人,硕士,研究员,主要从事花生育种与栽培研究。E-mail:ghy6413@163.com
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