不同间作方式对玉米和花生生理特征、产量及品质的影响.pdf

陕西农业科学():./.耕作栽培不同间作方式对玉米和花生生理特征、产量及品质的影响邢旭英王宏豪沈荣果张金珂(.南阳市农业技术推广站河南 南阳.南阳市农业科学院河南 南阳)摘 要:采取二因素裂区设计以 个花生品种(豫花、远杂 号、远杂 记为、)和 种玉米花生间作模式(、记为、)为对象研究了不同模式对叶片的光合特性、抗氧化能力、产量构成和品质指标的影响 结果表明不同年份相同处理间花生叶片的净光合速率和叶绿素含量差异不显著 花生叶片随生育时期推进光合速率呈先升高后降低的趋势结荚期光合速率最大不同间作方式以单作的光合速率最高依此为单作 叶绿素含量随生育时期呈降低趋势花针期叶绿素含量最高收获期叶绿素含量最低豫花 光合速率及叶绿素含量优于其它两个花生品种 两年定位试验花生抗氧化系统酶活性均有不同程度的下降同一年度花生的超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性随生育时期推进呈先升高后降低的趋势饱果期超氧化物歧化酶活性最大结荚期过氧化物酶和过氧化氢酶活性最大 不同品种间比较豫花 抗氧化系统酶活性相对较高 年玉米的穗长、秃叶尖、穗行数、行粒数、百粒重和产量较 年高 处理玉米穗长最长、秃尖长最短各处理间玉米穗行数差异不显著、和 处理行粒数最多 处理百粒重最重 处理玉米产量最高平均比单作提高.年花生的百果重、百仁重、饱果率、出仁率、单株结果数和产量较 年低 花生的百果重和百仁重 饱果率 个品种都以 处理最高花生平均出仁率以 和 处理最高单株结果数各品种都是 处理最低单作单株结果数最多 花生间作产量较单作明显降低间作处理中产量最高的是 和 处理 间作可提高玉米蛋白质、油分、淀粉和赖氨酸含量降低花生蛋白质、粗脂肪和油酸含量关键词:玉米花生间作生理特性产量品质中图分类号:文献标识码:文章编号:()收稿日期:修回日期:基金项目:年南阳市科技发展计划项目()第一作者简介:邢旭英()男河南南阳人高级农艺师大学本科主要从事农业新品种、新技术引进、试验示范和推广工作 (.):()().:玉米是重要的粮食、饲料和工业加工原料作物由于玉米多元化的用途及畜牧业和玉米加工业持续增涨玉米已经成为我国第一大作物 当前我国玉米年产量稳定在 亿 以上占全国粮食总产量的 以上在国民经济发展中占有重要的地位 花生是我国主要的油料和经济作物 河南是花生的主要种植区域之一 年以来河南的花生种植面积持续增加 年播种面积达.万 以上夏播花生约占全省花生播种面积的 花生产量占全国总产的.以上 因此玉米和花生产业的绿色协调发展对于河南省农业农村经济发展和农民增产增收具有重要的意义花生作为典型的不耐连作作物连作障碍严重影响了花生的产量 研究发现花生荚果的产量随连作年限逐渐降低最高可减产 造成花生连作障碍的原因是:土壤理化性质恶化、根 系 微 生 物 失 衡 和 化 感 自 毒 作用 目前学者围绕缓解连作障碍的措施进行了大量研究这些措施包括选育耐连作品种、合理施肥、轮作、翻耕等 其中玉米和花生间作已被证明为一种缓解连作障碍的经济有效方法 本研究以玉米品种郑单 和花生品种豫花、远杂 号、远杂 为试验材料通过设置 种玉米、花生间作模式分别以花生单作和玉米单作为对照研究了不同种植方式下叶片的光合特性、抗氧化能力、产量构成因素和主要的品质指标以期为缓解河南地区花生连作障碍、提高粮油供给能力提供理论依据和实践参考 材料与方法.供试材料和试验地概况采用两年定位试验试验在南阳市宛城区汉冢乡万庄村高新洋家庭农场进行位于东经.北纬.处亚热带温带过渡带属于季风大陆湿润半湿润气候年平均气温.年降雨量.年日照时数.试验田地势平坦土壤为黄褐土年播种前 土壤速效氮含量./、速效钾含量./、速效磷含量./、有机质含量./陕西农业科学 年第 卷第 期玉米品种选用郑单 花生品种选用豫花、远杂 号和远杂.试验设计试验采用裂区设计主区为豫花()、远杂 号()和远杂()个花生品种裂区为玉米、花生 种间作方式:行玉米 行花生()、行玉米 行花生()和 行玉米 行花生()同时设置玉米()和 个花生品种单作模式为对照共计 个处理 花生和玉米在小麦收后播种每穴两粒苗齐后剃苗花生行距、穴距 玉米行距、穴距 相邻花生行和玉米行间隔 处理带宽.、处理带宽.、处理带宽 行长 每年补施复合肥()/重复 次.测定指标与方法.光合速率及叶绿素含量 每年于花生的花针期、结荚期、饱果期和收获期分别在每个处理 次重复的小区中随机选择中部 棵有代表性生长均匀的植株用托普 便携式光合仪分别对中上部叶片(倒三叶以上含倒三叶)全部进行光合速率测定 同时选取 株具有代表性的植株选择倒 叶去除叶脉剪碎混匀采用 法称取.加 乙醇避光提取 用紫外分光光度计测定计算叶绿素含量.生理生化指标每年于花生的花针期、结荚期、饱果期和收获期玉米的大喇叭口期、吐丝期、灌浆期和蜡熟期随机取不同处理长势较均匀的植株 株采集全部中上部叶片(倒三叶以上含倒三叶)采用氮蓝四唑()法测定 活性愈创木酚法测定过氧化物酶()活性紫外吸收法测定 活性.产量及构成因素 玉米于成熟期选取长势一致的单株 株进行收获、脱粒、晾晒用水分测定仪测定籽粒含水量后按照 含水量折算产量 从收获的玉米果穗中选取有代表性的 穗调查产量性状(穗粒数、百粒重、穗行数、行粒数和穗秃尖长)花生收获时每个处理选取代表性植株 株调查百果重、百仁重、饱果率、出仁率和单株结果数同时每小区玉米和花生分别取样.用于折算每 产量.品质指标 随机选取饱满一致的玉米籽粒和花生籽仁进行品质指标测定 凯氏定氮法测定蛋白质含量索氏提取法测定脂肪含量 公司生产 近红外分析仪测定花生油酸、玉米淀粉和赖氨酸含量.数据处理采用 .进行数据统计分析用 .制图 结果与分析.不同间作方式对花生叶片光合速率及叶绿素含量的影响 方差分析表明不同年份相同处理间花生叶片的净光合速率差异不显著 由表 可知花生不同生育时期的净光合速率呈现先升高后降低的趋势结荚期光合速率最大 不同间作方式叶片净光合速率在花针期呈 年平均净光合速率各处理间分别降低了.、.和.年分别降低了.、.和.在结荚期除豫花 处理叶片净光合速率 和 处理差异不显著且 年 个处理间平均净光合速率分别降低了.和.年分别降低了.和.在饱果期各处理间变化趋势和结荚期类似 年 个处理间平均净光合速率分别降低了.和.年分别降低了.和.收获期各处理间差异不显著 参试 个品种中豫花 在不同时期叶片净光合速率最高与净光合速率一致不同年份相同处理间花生叶片叶绿素含量差异不显著 花生不同生育时期叶片的叶绿素含量呈现降低的趋势(表)花针期叶绿素含量最高 年四个时期、和 处理间 个品种的平均叶绿素含量差异不显著 年花针期 处理平均叶绿素含量显著低于 处理降低了.豫花 和 处理叶绿素含量高于 远杂 号和远杂 处理叶绿素含量最高与 和 处理差异显著分别提高了.和.年结荚期、饱果期和收获期 个处理间品种的平均叶绿素含量差异不显著 在受玉米遮荫影响最大的 处理下 个花生品种在花针期叶绿素含量差异不显著结荚期和收获期豫花 和远杂 叶绿素含量高于远杂 号饱果期豫花 叶绿素含量高于远杂 号和远杂 综合各处理的表现豫花 光合速率及叶绿素含量优于其它两个花生品种.不同间作方式对花生生理生化指标的影响通过分析两年数据可知 年 活性较邢旭英等:不同间作方式对玉米和花生生理特征、产量及品质的影响 年有不同程度的下降花针期、结荚期、饱果期和收获期分别下降了.、.、.和.由图 可知不同间作方式花生在不同生育时期的 活性呈先升高后降低的趋势各处理最大酶活性出现在饱果期 各处理间 活性 年 依 次 降 低 了.、.和.年依次降低了.、.和.不同处理 个品种在各时期中豫花 的 活性较高与 类似 活性 年较 年出现不同程度的下降花针期、结荚期、饱果期和收获期分 别 下 降 了.、.、.和.不同间作方式在不同生育时期花生的 活性呈先升高后降低的趋势但各处理最大酶活性出现在结荚期 各处理 活性 年依次降低了.、.和.年依次降低了.、.和.不同处理 个品种在各时期中豫花 和远杂 的 活性较高与 一致 活性 年也较 年出现不同程度的下降花针期、结荚期、饱果期和收获期分别下降了.、.、.和.不同间作方式在不同生育时期花生的 活性呈先升高后降低的趋势但各处理最大酶活性也出现在结荚期 各处理 活性 年依次降低了.、.和.年依次降低了.、.和.不同处理 个品种在各时期中豫花 和远杂 的 活性较高表 不同耕作方式对花生净光合速率的影响(/)处理品种 年 年花针期结荚期饱果期收获期花针期结荚期饱果期收获期.注:同列数据后不同小写字母表示不同处理间差异显著(各处理间依次降低了.和.花生品种之间与豫花 间作的 处理与远杂 间作的、处理行粒数最多平均分别比单作提高.、.和.玉米 处理各品种间百粒重整体高于其它两个处理分别提高了.和.玉米与豫花 间作的 处理百粒重最重平均比单作提高.玉米产量方面 处理高于其它处理平均产量分别比、和 处理高.、.和.其中与豫花 间作 处理产量最高与其它各处理差异显著比单作提高.豫花 及远杂 号 处理和单作玉米产量最低与玉米不同 年花生的百果重、百仁重、饱果率、出仁率、单株结果数和产量较 年都有一定的降低平均分别降低了.、.、.、.、.和.综合两年数据花生 个品种的平均百果重 分 别 比 对 照 降 低 了.、.和.豫花 百果重 和 处理最高与远杂 的 处理差异不显著 花生百仁重变化趋势与百果重一致分别比对照降低了.、.和.豫花 百仁重 和 处理最高与远杂 号的 处理差异不显著百仁重每个品种均为 处理最低 饱果率个品种都是 处理最高 和 处理间平均饱果率差异不显著 花生平均出仁率以 和 处理最高分别比 处理提高.和.出仁率在不同品种间表现也不一致豫花 出仁率、处理最高 处理次之单作最低远杂 号出仁率 个处理间差异不显著均高于单作远杂 、处理最高与单作间差异不显著 单株结果数各品种都是 处理最低 处理次之单作单株结果数最多 花生间作产量较单作明显降低豫花 、和 处理较单作分别降低了.、.和.远杂 号分别降低了.、.和.远 杂 分 别 降 低 了.、.和.间作处理中产量最高的是 处理的豫花、远杂 表 不同间作模式对玉米产量及产量构成因素的影响处理 品种 年 年穗长/秃尖长/穗行数行粒数百粒重/产量(/)穗长/秃尖长/穗行数行粒数百粒重/产量(/).陕西农业科学 年第 卷第 期表 不同间作模式对花生产量及产量构成因素的影响处理 品种 年 年百果重/百仁重/饱果率/出仁率/单株结果数产量(/)百果重/百仁重/饱果率/出仁率/单株结果数产量(/).不同耕作方式对玉米和花生品质的影响由表 可知 年玉米的蛋白质、油分、淀粉和赖氨酸较 年都有一定的提高平均分别提高了.、.、.和.综合两年数据玉米蛋白质含量间作处理较单作高蛋白质含量 分别比对照提高了.、.和.玉米油分与蛋白质含量类似间作处理高于单作其中间作 处理油分含量最高 个花生品种间作分别比单作提高.、.和.和 处理次之处理间差异不显著 玉米间作淀粉含量各处理间差异不显著除豫花 和远杂 处理间作显著高于单作 个处理淀粉含量分别比玉米单作提高了.、.和.玉米赖氨酸含量间作也显著高于单作大部分间作处理间差异不显著 玉米与豫花、远杂 号和远杂 间作 处理赖氨酸含量分别比单作提高.、.和.处理分别比单作提高.、.和.处理分别比单作提高.、.和.与玉米不同 年花生的蛋白质、粗脂肪和油酸含量较 年都有一定的降低平均分别降低了.、.和.综合 数据花生的平均蛋白质含量 分别依次降低了.、.和.同一品种的蛋白质含量在各处理间差异较显著豫花、和 处 理 蛋 白 质 分 别 比 单 作 低.、.和.远杂 号分别比单作低.、.和.远杂 分别比单作低.、.和.花生粗脂肪含量各处理的变化趋势与蛋白质一致分别依次降低了.、.和.同一品种各处理间粗脂肪含量差异显著豫花 、和 处理粗脂肪含量分别比豫花 单作低.、.和.远 杂 号 分 别 比 单 作 低.、.和.远杂 分别比单作低.、.和.花生品种的平均油酸含量 分别依次降低了.、.和.相同处理内品种间油酸含量差异不显著但同一品种不同处理差异较显著豫花 、和 处理油酸含量分别比豫花 单作低.、.和.远杂 号分别比单作低.、.和.远杂 分别比单作低.、.和.邢旭英等:不同间作方式对玉米和花生生理特征、产量及品质的影响表 不同间作模式对玉米品质指标的影响处理品种 年蛋白质/油分/淀粉/赖氨酸/年蛋白质/油分/淀粉/赖氨酸/.表 不同间作模式对花生品质指标的影响处理品种 年蛋白质/粗脂肪/油酸/年蛋白质/粗脂肪/油酸/.结论与讨论本研究发现不同间作方式花生叶片的光合速率在生育期内呈先升高后降低的趋势结荚期的光合速率最大光合速率单作 原因可能是从花生结荚期开始玉米逐渐长高对间作花生遮光逐渐加重导致光合速率下降叶绿素是植物体内捕获光的重要功能单位叶绿素分子与类囊体膜蛋白以非共价键结合借助其疏水的叶绿醇侧链锚定在膜内参与光合作用的电子传递 前人研究发现遮荫有利于提高植物的叶绿素含量在光照不足的情况下提高光能利用率但本研究发现各处理叶绿素含量随生育期推进呈降低趋势同时不同花生品种间叶绿素含量降低程度也不相同 推测原因可能是叶绿素是中心络合有二价镁离子的四吡咯衍生物而不同品种对镁离子的协调不同导致叶绿素含量差异较大 但总体而言豫花 光合速率及叶绿素含量优于其它两个试验品种未来在间作生产应用中要注意选择光合速率和叶绿素含量高的花生品种植物体内超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶等相互协作共同维持植物体内活性氧的平衡在植物衰老过程中起重要的保护作用 本研究花生在不同生育时期的超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性呈先升高后降低的趋势结荚期过氧化物酶和过氧化氢酶活性最大饱果期超氧化物歧化酶活性最大饱果期超氧化物岐化酶活性间作、和 处理分别比单作降低.、.和.结荚期超氧化物岐化酶活性间作、和 处理分别比单作降低.、.和.原因可能是超氧化物歧化酶是一类金属酶需要结合铜或锌离子才能促使超氧阴离子自由基歧化为过氧化氢和氧分子间作条件下玉米竞争性吸收矿物元素导致花生超陕西农业科学 年第 卷第 期氧化物歧化酶合成变慢 而玉米在不同生育时期的超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性呈现降低趋势过氧化物酶呈先升高后降低的趋势各处理最大酶活性出现在吐丝期 由于过氧化物酶可以在氧化底物同时消耗游离氧分子从而调节细胞的氧浓度避免细胞遭受高浓度氧的毒性说明玉米在吐丝期叶片细胞氧浓度异常这种现象是否受花生连作影响而成具体机制还需要进一步研究与前人研究相同 本研究发现玉米间作产量显著高于单作产量产量比单作提高.同时玉米蛋白质、油分和赖氨酸含量间作处理也比单作高并且随试验进行年际间呈现玉米各项指标逐渐升高花生各项指标逐渐下降的趋势分析主要有两个原因:第一是由于豆科作物花生促进了玉米对氮素的吸收利用第二是间作玉米田间密度降低叶片整体光合作用提升 而花生间作产量较单作明显降低并且品质也低于单作对产量分析发现 处理的花生表现优于 和 处理同时从品种角度分析远杂 受间作影响较大而豫花 耐阴性相对较好 综上所述在本试验条件下针对玉米、花生间作缓解花生连作障碍 行玉米 行花生同时选择豫花 等耐阴性花生品种有利于高产高效参 考 文 献:国家统计局.中国统计年鉴.北京:中国统计出版社.张盼盼李志源刘京宝等.黄淮海地区高产氮高效玉米品种的筛选与评价.河南农业科学():.董文召韩锁义张忠信等.河南省花生产业现状与发展趋势.农业科技管理():.():.():.周芳曹国璠李金玲等.药用植物连作障碍机制及其缓解措施研究进展.山地农业生物学报():.滕应任文杰李振高等.花生连作障碍发生机理研究进展.土壤 ():.郭振汪怡珂卢垟杰等.耕地土壤板结原因和改良途径研究进展以贵州地区为例.天津农业科学():.():.:.:.():.:.:.吕丰娟肖运萍汪瑞清等.个芝麻品种(品系)红壤连作耐性分析.湖南农业大学学报(自然科学版)():.():.王明珠 陈学南.低丘红壤区花生持续高产的障碍及对策.花生学报 ():.王兴祥 张桃林 戴传超.连作花生土壤障碍原因及消除技术研究进展.土壤 ():.杨坚群甄晓宇栗鑫鑫等.不同耕作方式对花生生理特性、产量及品质的影响.花生学报():.姚远刘兆新刘妍等.花生、玉米不同间作方式对花生生理性状以及产量的影响.花生学报():.():.():.邢旭英等:不同间作方式对玉米和花生生理特征、产量及品质的影响