玉米花生间作对花生生理生态及产量影响的研究

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试验于2016—2017年在平度市古岘镇五家寨子试验田进行,以花育22号花生品种和郑单958玉米品种为材料,系统研究了玉米花生间作2:4、2:6模式对不同行位间花生植株生长发育、叶片生理生化特性、土壤生态环境、田间小气候、荚果产量和土地当量比的影响。主要研究结果如下:  1.玉米花生间作对花生生长指标的影响  间作花生较单作花生节间长度和株高增加、茎粗降低,茎秆中纤维素、半纤维素含量显著增加,木质素含量显著降低,有效分枝数量减少,主侧茎叶数显著减少、叶片变薄、叶面积指数降低,下针期推迟、果针数减少,有效荚果数减少,植株干物质积累减少;同为间作花生,不同行位间花生随着与玉米距离的增大、遮阴程度的减少,株高降低,主、侧茎叶数增加,叶面积指数提高,有效分枝和果针形成数量增加,植株干物质积累增加,与单作花生的生长差异逐渐减少。  2.玉米花生间作对花生功能叶片光合特性的影响  间作花生较单作花生在光截获量、光合有效辐射及总光能截获量上均显著降低,且玉米遮阴对花生叶片形态造成影响,严重影响其光合作用,主要表现在间作花生功能叶片叶绿素a、叶绿素b、光合色素总含量均有不同程度的下降,其中叶绿素b含量的下降幅度小于叶绿素a,叶绿素b含量相对提高;间作花生功能叶片净光合速率、气孔导度显著降低,胞间CO2浓度升高,蒸腾速率无显著差异。不同行位间花生随着与玉米距离的增加,功能叶片叶绿素a、叶绿素b、光合色素总含量越高,净光合速率、气孔导度越大,胞间CO2浓度越低。2:6模式花生叶片光合性能优于2:4模式。  3.玉米花生间作对花生功能叶片碳氮代谢和衰老特性的影响  间作花生较单作花生硝酸还原酶活性、可溶性蛋白含量、游离氨基酸含量、可溶性糖含量、蔗糖含量、淀粉含量均有所下降,不同行位间随着与玉米距离的增加,功能叶片碳氮代谢受影响越小。  间作花生由于遮阴逐渐加重,在生育中后期植株衰老加快。玉米遮阴较轻时,间作花生的SOD、POD、MDA、脯氨酸含量均有所增加,随着玉米高度的增加、遮阴的加重,功能叶片SOD活性和POD活性明显低于单作花生,而MDA含量和脯氨酸含量则较单作花生有所增加,从而促进了叶片衰老。2:6模式的SOD、POD活性高于2:4模式的,MDA、脯氨酸含量低于2:4的。  4.玉米花生间作对土壤生态环境和田间小气候的影响  玉米花生间作对花生土壤生态环境有明显影响,间作提高了土壤细菌、放线菌、真菌数量,0-20cm和20-40cm土层表现一致,20-40cm土层微生物数量较0-20cm土层数量减少;间作提高了土壤蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶、脲酶的活性,20-40cm土层与0-20cm土层规律表现一致;间作提高了临行花生(H1、B1)对土壤中有效钾、有效磷、碱解氮的吸收,土壤有机质含量的提高,pH值的降低。养分吸收表现为B1>H1>CK>B3>B2>H2,微生物数量及酶活性均表现为H1>B1>H2>B2>B3>CK,2:4光合有效辐射较单作降低7%-63.9%,2:6的降低5.0%-54.4%。  5.玉米花生间作对产量和土地当量比的影响  玉米花生间作使间作花生生物产量及经济产量均明显低于单作花生,间作花生单株结果数、果重明显低于单作花生,果重的降低是饱果率和双仁果率降低所致,均表现为CK>B3>B2>H2>B1>H1,间作花生出仁率明显降低,2:4模式和2:6模式产量、效益土地当量比分别为1.10、1.04和1.02、1.03,较单作增产10%和4%,经济效益增加2%和3%。2:4增产优于2:6,2:6效益优于2:4的。
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