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间作对油菜和紫云英生长及产量的影响



全 文 :中国油料作物学报
Chinese Journal of Oil Crop Sciences
2014,36( 2) : 231 - 237
doi: 10. 7505 / j. issn. 1007 - 9084. 2014. 02. 014
间作对油菜和紫云英生长及产量的影响
宋 莉1,2,韩 上1,席莹莹1,鲁剑巍1,吴礼树1,曹卫东3,耿明建1*
(1.华中农业大学资源与环境学院,湖北 武汉,430070;2.安徽省农业科学院茶叶研究所,安徽 祁门,245600;
3.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 /农业部植物营养与肥料重点实验室,北京,100081)
摘要:为使用地与养地相结合,在保持油菜不减产的同时,建立合理的油菜 /紫云英间作技术体系。采用大田
试验,研究了紫云英(Astragalus sinicus L.)与不同密度油菜(Brassica napus L.)间作对二者生长和产量的影响。结
果表明:紫云英与密度为 20 万 ~ 40 万株 /hm2 油菜按 2∶ 1 带型间作(即 1m宽带内播种两行油菜,1 行紫云英) ,间
作油菜各处理不同生育期氮磷钾和碳的养分累积量均有高于或接近于油菜单作(MR)的趋势,间作油菜株高、根
长、根颈粗、单株鲜重和产量接近于或显著高于密度为 30 万株 /hm2 的单作油菜。在保持油菜产量不显著降低的同
时,间作模式可以收获 3 592 ~ 5 724kg /hm2 的紫云英绿肥。紫云英与不同密度油菜间作均表现土地资源利用优势
(LER > 1)。
关键词:油菜;紫云英;间作;生长进程;土地当量比;产量
中图分类号:S565. 406 文献标识码:A 文章编号:1007 - 9084(2014)02 - 0231 - 07
Effects of intercropping on growth and yield of rape and Chinese milk vetch
SONG Li1,2,HAN Shang1,XI Ying - ying1,LU Jian - wei1,WU Li - shu1,CAO Wei - dong3,GENG Ming - jian1
(1. College of Resources and Environment,Huazhong Agricultural University,Wuhan 430070,China;
2. Tea Research Institute,Anhui Academy of Agricultural Sciences,Qimen 245600,China;
3. Key Laboratory of Plant Nutrition and Fertilizer,Ministry of Agriculture / Institute of Agricultural
Resources and Regional Planning,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100081,China)
Abstract:For sustainable land use and higher revenue on both green manure and oil seed rape (Brassica na-
pus L.),a practical rape /Chinese milk vetch (Astragalus sinicus L.)intercropping system was to be established
without affecting yields of rapeseed. Effects of the intercropping (planting two lines of rape with one line of Chinese
milk vetch within one meter width)under different planting densities (from 200 000 to 400 000 plants per hectare)
of rapeseed were investigated on rape growth and yield in field. Results showed that the accumulation of nitrogen,
phosphorus,potassium and carbon in rape were close to mono - cropping rape (MR,at the density of 300 000
plants per hectare)or higher. The plant height,root length,root crown diameter,weight per plant,and yield were
similar to MR or significantly higher. About 3 592 to 5 724 kg per hectare of green manures were harvested when
rape yield maintained at the MR level. Thus,the system showed clear advantage of land resources with LER (land
equivalent ratio)more than 1.
Key words:Rape;Chinese milk vetch;Intercropping;Growth and development;Land equivalent ratio;Yield
收稿日期:2013-11-06
基金项目:公益性行业(农业)科研专项经费(201103005)
作者简介:宋 莉(1987 -),女,吉林白山人,硕士,主要从事植物营养学研究
* 通讯作者:耿明建(1970 -),男,河南唐河人,博士,副教授,主要从事植物营养机理与施肥研究,E - mail:mjgeng@ mail. hzau. edu. cn
合理利用间套作可以提高产量效益、经济效益
和生态效益,这是我国农业发展的一条重要道路。
间套作的优势主要在于可充分利用水、光、热和土壤
养分资源,促进种间有益作用,从而大幅度提高作物
产量[1]。有报道指出蚕豆与油菜间作,可使其生物
学产量及经济产量显著提高[2],蚕豆与玉米间作,
两者氮、磷含量均高于单作,生物学产量和籽粒产量
明显增加,两种作物共同高产[3]。合理的间作可以
促进豆科作物固氮优势的发挥,提高与其间作作物
氮素的吸收利用[4 ~ 6]。
油菜是中国重要的油料作物之一,常年种植面
积超过 734 万公顷[7]。紫云英为豆科冬绿肥,可以
通过生物固氮来固定空气中游离的氮素增加土壤有
效氮含量。余常兵在报道中指出两种作物在时空上
分布的差异影响作物的生长和养分的吸收[8],紫云
英与油菜合理间、混、套种,可以充分利用作物间互
作优势,在稳定和提高油菜产量的同时,改善和培肥
土壤肥力[9,10]。我国过去曾有过紫云英与油菜、小
麦等作物间、混、套种的经验报道[11,12],但只从主作
物的农艺性状和产量方面阐述,没有系统研究总结。
本文拟从不同油菜种植密度下间作紫云英对油菜生
长、养分吸收及绿肥作物生长和土壤肥力的影响的
角度研究,以使绿肥作物更好地服务主作物,进一步
提升农业生产可持续性,缓解土地用养结合的矛盾。
1 材料与方法
1. 1 材料
油菜(Brassica napus L.)品种为华双 5 号,紫云
英(Astragalus sinicus L.)为弋江种。试验于 2011 -
2012 年在湖北省鄂州市长港镇华中农业大学试验
基地进行。该地属亚热带季风气候,年均气温
17. 0℃,降 水 量 为 1 282. 8mm,日 照 时 数 为
2 003. 7h。土壤为潮土,pH 7. 71,有机质 31. 21g·
kg -1,全氮 1. 94g·kg -1,碱解氮 112. 32mg·kg -1,
速效磷 7. 62mg·kg -1,速效钾 69. 60mg·kg -1。
1. 2 试验设计
试验设 6 个处理:处理(1)到处理(4)为油菜间
作紫云英,紫云英播种量为 10kg /hm2,是单播的 1 /
3;油菜密度设为(1)10 万株 /hm2(代号 IRd1 /V) ;
(2)20 万株 /hm2(代号 IRd2 /V) ;(3)30 万株 /hm2
(代号 IRd3 /V) ;(4)40 万株 /hm2(代号 IRd4 /V) ;
(5)油菜单作,密度 30 万株 /hm2(代号 MR) ;(6)紫
云英单作(代号 MV) ,播种量为 30kg /hm2。耕作带
宽 1m,油菜和紫云英两种作物单作、间作的行距均
为 33. 3cm。间作时 1m 带宽内播种两行油菜,1 行
紫云英。每个处理 3 次重复,小区长 5m,宽 4m,随
机区组排列。所有单种或间作油菜的处理施用 N、
P2O5、K2O 分别为 180kg /hm
2、90kg /hm2、120kg /
hm2,硼砂 15kg /hm2,肥料分别采用尿素、过磷酸钙、
氯化钾,单种紫云英处理不施肥。氮肥总量的 50%
作基肥施用、50%作薹肥;钾肥 60%作基肥施用、
40%作薹肥;磷肥和硼肥作基肥施用。油菜和紫云
英于 2011 年 9 月 28 日播种,生育期内按照当地常
规措施管理。
1. 3 样品的采集与测定
1. 3. 1 油菜 在苗期、初花期、角果期、成熟期,调
查油菜株高、根长、根颈粗、单株鲜重及生物量(鲜
重),同时随机取有代表性的油菜 3 株,烘干、称重、
磨碎后测定氮、磷、钾和碳含量。油菜成熟期测产、
考种,并取样分析油菜茎秆的氮、磷、钾和碳含量,养
分累积量根据养分含量和相应生物量计算。
1. 3. 2 紫云英 在油菜取样的同一时期,每小区随
机取 2个有代表性的样方(根据播种幅宽,取 30cm长)
调查紫云英株高、根长,鲜草产量,样品烘干、称重、磨
碎后测定氮、磷、钾、碳含量,并计算养分累积量。
1. 3. 3 分析方法 植物样品经 H2SO4 - H2O2 消
化,半微量开氏法测定全氮含量,钼锑抗比色法测定
全磷含量,火焰光度计法测定全钾含量,植物碳含量
采用重铬酸钾容量法测定[13]。
1. 3. 4 间作优势与种间相对竞争力 应用偏土地
当量比(partial land equivalent ratio,PLER)和土地
当量比(land equivalent ratio,LER)作为间作优势的
指标[14 ~ 16]:
PLERrape = Yir /Ysr (1)
PLERmilk vetch = Yiv /Ysv (2)
LER =(Yir /Ysr)+(Yiv /Ysv) (3)
式中:Yir和 Yiv分别为间作中油菜籽粒产量和
紫云英盛花期鲜草产量,Ysr 和 Ysv 分别为该作物
单作时的产量。PLER 表示间作中每种作物对于单
作产量优势和土地利用效率。LER 指获得与间作
中各个作物同等的产量所需要的各种作物单作面积
之和与间作总面积的比例。
侵袭力(aggressivity)指间作体系中一种作物相
对于另一种作物对水分、养分等与产量形成有关资
源的竞争能力[10],油菜相对于紫云英的种间竞争力
用下式表示:
Arv = Yir /(Ysr·Pr)– Yiv /(Ysv·Pv) (4)
式中:Arv 为油菜相对于紫云英的资源竞争力;
Pr和 Pv分别为间作中油菜和紫云英所占间作体系
总面积的比例,其中 Pr = 2 /3,Pv = 1 /3。
1. 4 数据处理
用 Excel 2003 进行图表处理,用 DPS7. 05 软件
进行差异显著性分析(p < 0. 05)。
2 结果与分析
2. 1 紫云英与不同密度油菜间作对油菜生长发育
的影响
2. 1. 1 对不同生育期油菜农艺性状的影响 由表
232 中国油料作物学报 2014,36(2)
1 可以看出,在苗期,除了 IRd3 /V(30 万株 /hm2)处
理单株鲜重显著低于单作油菜 MR 外,其他不同密
度油菜与紫云英间作处理油菜的株高、根颈粗,根长
及单株鲜重等农艺性状指标均显著高于或接近于单
作油菜,其中 IRd1 /V(10 万株 /hm2)处理各农艺性
状均最大。IRd4 /V(40 万株 /hm2)处理的生物产量
高于油菜单作 8. 9%,其他不同密度油菜与紫云英
间作处理均低于油菜单作。初花期和角果期与苗期
规律相似,除了 IRd1 /V 处理的株高、IRd4 /V 处理
角果期的根颈粗和单株重外,与紫云英间作的不同
油菜处理各项农艺性状指标也显著高于或接近于单
作油菜。初花期 IRd3 /V、IRd4 /V 处理的生物产量
分别比油菜单作高 15. 0%和 0. 1%,说明紫云英与
适宜密度的油菜间作,对油菜生长发育影响不显著。
表 1 间作对油菜不同生育期农艺性状的影响
Table 1 Effects of intercropping on agronomic traits of rape at different growth periods
生育时期
Growth period
生长指标
Growth index IRd1 /V IRd2 /V IRd3 /V IRd4 /V MR
苗期
Seedling stage
株高 Plant height /cm 44. 50a 40. 80ab 38. 00b 39. 60ab 41. 30ab
根长 Root length /cm 19. 00a 16. 19b 16. 46b 17. 02ab 15. 43b
根颈粗 Root crown diameter /cm 1. 57a 1. 37a 1. 53 a 1. 31a 1. 42a
单株鲜重 Weight per plant /g 248. 98a 112. 55bc 101. 57c 135. 66b 166. 12b
生物产量 Biomass /(t /hm2) 24. 90c 22. 51c 30. 47ab 54. 26a 49. 84a
初花期
Initial flowering stage
株高 Plant height /cm 98. 20c 103. 90bc 110. 60a 105. 60b 105. 04b
根长 Root length /cm 19. 73b 19. 35b 23. 89a 17. 91b 18. 17b
根颈粗 Root crown diameter /cm 2. 12ab 2. 39a 1. 98b 1. 69c 1. 76c
单株鲜重 Weight per plant /g 428. 75a 248. 75b 274. 58b 179. 26b 238. 75b
生物产量 Biomass /(t /hm2) 42. 88c 49. 75c 82. 37a 71. 70b 71. 63b
角果期
Podding stage
株高 Plant height /cm 154. 71b 159. 79a 164. 93a 158. 93a 160. 65a
根长 Root length /cm 24. 88ab 21. 72b 26. 08a 20. 24b 22. 53b
根颈粗 Root crown diameter /cm 3. 52a 2. 46b 2. 13b 1. 79c 2. 97b
单株鲜重 Weight per plant /g 1262. 20a 531. 33b 417. 00bc 260. 44c 510. 11b
生物产量 Biomass /(t /hm2) 126. 22ab 106. 27b 125. 10ab 104. 18b 153. 03a
注:IRd1 /V、IRd2 /V、IRd3 /V 、IRd4 /V分别表示紫云英与密度为 10、20、30、40 万株 /hm2 的油菜间作,MR 为油菜单作。生物产量 =单株
鲜重 ×每公顷株数。同行内小写字母不同表示差异达 5%显著水平,下同
Note:IRd1 /V,IRd2 /V,IRd3 /V and IRd4 /V denote Chinese milk vetch intercrop with rape density of 100,200,300 and 400 thousand plants per
hectare respectively ,MR show mono - cropped rape. Biomass = Weight per plant × plants per hectare. Different small letters in the same line indicated
significance at 5% level respectively. Same as below
表 2 间作对油菜养分积累量的影响 /(kg /hm2)
Table 2 Effects of intercropping on rape nutrients accumulation
生育时期
Growth stage
处理
Treatment
地上部 Shoot 根部 Root
N P2O5 K2O C N P2O5 K2O C
苗期
Seedling stage
IRd1 /V 114. 8c 26. 8c 58. 1b 1 117. 7c 7. 5c 1. 9c 6. 4c 113. 0c
IRd2 /V 117. 8c 27. 1c 62. 0b 1 088. 0c 8. 3c 2. 0c 7. 1c 121. 2c
IRd3 /V 150. 2b 32. 0bc 68. 5b 1 415. 8b 13. 9b 2. 1c 7. 3c 133. 6c
IRd4 /V 185. 3a 39. 8a 90. 9a 1 787. 7a 14. 6b 3. 4b 12. 2b 214. 0b
MR 193. 4a 37. 3ab 94. 4a 1 988. 4a 19. 1a 4. 8a 17. 9a 307. 0a
初花期
Initial flowering
stage
IRd1 /V 145. 5b 47. 3b 218. 0b 2 589. 7c 21. 4c 5. 7c 35. 9c 583. 1c
IRd2 /V 238. 6a 81. 1a 338. 1a 4 330. 1a 48. 5a 11. 8a 71. 0a 1 332. 8a
IRd3 /V 234. 9a 79. 7a 330. 9a 4 362. 0a 41. 1ab 11. 9a 67. 0a 1 261. 6a
IRd4 /V 189. 5ab 47. 1b 221. 2b 3 300. 2b 37. 5b 9. 1ab 55. 3b 985. 3b
MR 220. 4a 57. 3b 280. 0ab 3 936. 1a 23. 9c 6. 5bc 38. 7c 721. 0c
角果期
Podding stage
IRd1 /V 244. 9b 83. 9b 224. 5a 6 097. 3a 28. 0a 6. 1a 33. 6a 1 029. 8a
IRd2 /V 258. 8b 100. 4a 210. 8a 6 536. 8a 12. 5b 4. 4b 18. 6c 755. 2b
IRd3 /V 271. 0b 99. 5a 231. 8a 6 369. 9a 24. 2a 4. 4b 17. 8c 830. 0b
IRd4 /V 283. 1ab 98. 2a 229. 4a 6 371. 9a 18. 3b 5. 6b 22. 6b 753. 3b
MR 315. 6a 98. 1a 234. 6a 7 072. 9a 37. 7a 6. 1a 31. 0a 1 232. 2a
2. 1. 2 对不同生育期油菜氮、磷、钾和碳累积量的
影响 从表 2 中可以看出,在苗期,紫云英间作条件
下油菜播种面积为单作油菜的 2 /3,除 IRd4 /V处理
的油菜地上部和根部氮、磷、钾及有机碳积累量接近
于 MR外,其他各间作处理油菜地上部和根部氮、
磷、钾及有机碳积累量均低于 MR。间作紫云英处
理之间比较,随着油菜密度的增加,油菜地上部和根
部的氮、磷、钾及有机碳积累量有增加趋势。
332宋 莉等: 间作对油菜和紫云英生长及产量的影响
在初花期,IRd1 /V 和 IRd4 /V 处理油菜地上部
氮、磷、钾及有机碳积累量低于 MR,IRd2 /V 和
IRd3V地上部氮、磷、钾及有机碳积累量高于 MR。
除 IRd1 /V根部氮、磷、钾及有机碳积累量低于 MR
外,其他间作紫云英处理油菜根部氮、磷、钾及有机
碳积累量均高于 MR,增加幅度分别为 56. 9% ~
102. 9%,40. 0% ~83. 1%,42. 9% ~ 83. 5%,36. 7%
~84. 9%。间作紫云英处理之间比较,随着油菜密
度的增加,油菜地上部和根部的氮、磷、钾及有机碳
积累量先增加后降低,可能由于密度增加导致种内
竞争加大,油菜个体长势变弱。
在角果期,除油菜地上部氮累积量低于 MR外,
间作紫云英处理油菜地上部磷、钾及有机碳累积量
均与 MR无显著差异。除 IRd1 /V 油菜根部氮、磷、
钾及有机碳积累量接近于 MR 外,其他间作紫云英
处理油菜根部氮、磷、钾及有机碳积累量均低于
MR。间作紫云英处理之间比较,随着油菜密度的增
加,油菜地上部氮累积量随之增加,钾和有机碳积累
量各处理间差异不显著。
从表 3 可知,成熟期 IRd1 /V 和 IRd4 /V 油菜秸
秆氮累积量低于 MR,IRd2 /V 和 IRd3 /V 油菜秸秆
氮累积量高于 MR;间作紫云英各处理油菜秸秆磷
累积量比 MR 高 8% ~ 56%;IRd3 /V 和 IRd4 /V 油
菜秸秆钾累积量分别比 MR 高 37. 8% 和 9. 0%;
IRd3 /V 和 IRd4 /V 秸秆碳累积量分别比 MR 高
3. 4%和 3. 7%。IRd3 /V 和 IRd4 /V 籽粒氮、磷累积
量均高于 MR,分别高 8. 1% 和 2. 3%、14. 2% 和
8. 1%,间作紫云英各处理籽粒钾、碳累积量均低于
MR。间作紫云英处理之间比较,随着油菜密度的增
加,油菜秸秆氮、碳累积量均增加,磷、钾累积量在油
菜密度 30 万株 /hm2 时达到最高,增加到 40 万株 /
hm2 时略有下降。油菜籽粒氮、磷累积量各处理间
变化规律与秸秆磷、钾累积量的相同。随着油菜密
度的增加,籽粒碳累积量增加,40 万株 /hm2 时达到
1 098. 3 kg /hm2。
表 3 间作对成熟期油菜秸秆和籽粒养分积累量的影响 /(kg /hm2)
Table 3 Effects of intercropping on nutrient accumulation in grain and straw in mature stage
生育时期
Growth stage
处理
Treatment
秸秆 Straw 籽粒 Grain
N P2O5 K2O C N P2O5 K2O C
成熟期
Mature stage
IRd1 /V 21. 8b 5. 9bc 51. 3d 1 482. 1b 42. 9c 16. 9c 5. 5b 892. 3b
IRd2 /V 31. 3b 7. 3ab 55. 6cd 1 958. 9a 47. 5bc 19. 3bc 6. 2ab 1 042. 5ab
IRd3 /V 49. 8a 7. 8a 91. 5a 2 105. 0a 62. 7a 24. 1a 5. 3b 1 059. 9ab
IRd4 /V 22. 3b 5. 4c 72. 4b 2 109. 9a 59. 3a 22. 8ab 6. 9a 1 098. 3ab
MR 26. 6b 5. 0c 66. 4bc 2 035. 2a 58. 0ab 21. 1ab 7. 0a 1 113. 1a
2. 1. 3 对油菜产量及其构成因素的影响 从表 4
中可以看出,不同处理油菜的产量构成存在差异。
间作紫云英各处理中随着油菜密度的增加,油菜单
株角果数呈减小趋势,其中油菜种植密度最低的
IRd1 /V处理单株角果数值最大,显著高于其他各处
理,其他不同密度油菜与紫云英间作油菜角果数与
油菜单作无显著差异。各处理间的每角粒数、千粒
重差异不显著。在间作紫云英条件下,同样带宽内
种植密度由 10 万株增加到 40 万株,油菜籽粒和茎
秆产量随着油菜密度的增加而有增加趋势,除了油
菜种植密度最低的 IRd1 /V 处理的菜籽产量和茎秆
产量显著低于单作油菜(MR)外,其他处理均与 MR
无显著差异。当油菜密度 40 万株 /hm2 间作紫云英
时,籽粒产量最高,达到 1 818kg /hm2,比单作 MR增
产 27kg /hm2,增幅 1. 51%。结果表明,油菜合理密
植后间作紫云英,仍能获得与单作油菜相近的籽粒
产量。
表 4 间作对油菜产量及其构成因素的影响
Table 4 Effects of intercropping on yield and components
处理
Treatment
单株角果数
Pod number
per plant
每角粒数
Seed number
per pod
千粒重 / g
1 000 - seed
weight
籽粒产量
/(kg·hm -2)
Grain yield
茎秆产量
/(kg·hm -2)
Straw yield
IRd1 /V 864. 8 a 27. 5 a 3. 75 a 1 386 b 3 641 b
IRd2 /V 277. 3 b 27. 7 a 3. 78 a 1 623 ab 4 774 a
IRd3 /V 271. 7 b 25. 2 a 3. 80 a 1 714 a 5 108 a
IRd4 /V 250. 2 b 24. 0 a 3. 80 a 1 818 a 5 159 a
MR 269. 9 b 26. 9 a 3. 78 a 1 791 a 4 934 a
432 中国油料作物学报 2014,36(2)
2. 2 紫云英与不同密度油菜间作对紫云英生长发
育的影响
2. 2. 1 对紫云英农艺性状和鲜草产量的影响 从
表 5 中可以看出,返青期和盛花期与不同密度油菜
间作的紫云英株高均高于单作紫云英,返青期高出
13. 6% ~38. 0%,盛花期高出 15. 9% ~ 32. 0%。间
作处理之间比较,随油菜密度的增加紫云英的株高
有减小趋势。油菜密度最低的 IRd1 /V 处理间作的
紫云英在返青期和盛花期的根长均最大,紫云英根
长随着油菜种植密度增加有减小的趋势。
由于油菜间作条件下紫云英播种面积仅为单作
紫云英的 1 /3,因此无论返青期还是盛花期,间作处
理紫云英的鲜草产量均显著低于单作紫云英,降低幅
度分别为 75. 77% ~ 81. 82%、49. 78% ~ 78. 91%,盛
花期产量降低幅度低于返青期。间作油菜处理之间
比较,一般随着油菜播种密度增加,紫云英鲜草产量
有降低趋势,盛花期表现更明显。
结合表 4 的结果,处理 IRd2 /V、IRd3 /V、IRd4 /
V收获油菜籽产量与单作油菜相近的同时,通过改
变种植方式,可以增收一定量的紫云英绿肥,从而实
现土地用养结合,增加农业生产的持续性。
表 5 间作对紫云英不同时期农艺性状及鲜草产量的影响
Table 5 Effects of intercropping on agronomic traits and fresh grass yield of Chinese milk vetch
生育时期
Growth stage
处理
Treatment
株高
/ cm
Height
根长
/ cm
Root length
鲜草产量
/(kg·hm -2)
Fresh weight
鲜草产量占单作的比例 /%
Proportion of fresh grass yield in
intercropping to mono - cropping
返青期
Returning - green stage
IRd1 /V 34. 1 ab 14. 9 a 1 906 b 24. 2
IRd2 /V 37. 4 a 13. 2 a 1 567 b 19. 9
IRd3 /V 35. 4 ab 13. 5 a 1 430 b 18. 2
IRd4 /V 30. 8 bc 13. 2 a 1 746 b 22. 2
MV 27. 1 c 14. 9 a 7 867 a 100. 0
盛花期
Full - bloom stage
IRd1 /V 75. 1 a 17. 2 a 8 553 b 50. 2
IRd2 /V 76. 4 a 17. 1 a 5 724 b 33. 6
IRd3 /V 70. 2 a 13. 8 b 5 348 b 31. 4
IRd4 /V 67. 1 ab 14. 4 b 3 592 c 21. 1
MV 57. 9 b 15. 6 ab 17 031 a 100. 0
2. 2. 2 对紫云英养分累积量的影响 从表 6 中可
以看出,返青期,油菜间作条件下紫云英播种面积仅
为单作紫云英的 1 /3,间作处理紫云英地上部和根
部氮、磷、钾和碳积累量均显著低于单作紫云英。间
作紫云英地上部氮、磷、钾、碳分别为单作处理的
23. 2% ~ 37. 6%、31. 2% ~ 39. 0%、25. 4% ~
34. 8%、20. 6% ~30. 1%。间作油菜处理之间比较,
紫云英地上部和根部氮、磷积累量均以 IRd1 /V 处
理最高,钾和碳积累量均以 IRd4 /V处理最高。
表 6 间作对返青期和盛花期紫云英养分积累量的影响 /(kg /hm2)
Table 6 Effects of intercropping on nutrient accumulation of Chinese milk vetch at returning - green and full flowering stages
生育时期
Growth stage
处理
Treatment
地上部 Shoot 根部 Root
N P2O5 K2O CN P2O5 K2O C
返青期
Returning -
green stage
IRd1 /V 9. 4 b 3. 0 b 12. 1 b 176. 4 b 1. 0 b 0. 4 b 1. 2 b 22. 8 b
IRd2 /V 7. 1 bc 2. 4 b 10. 0 b 129. 4 b 0. 8 b 0. 4 b 1. 0 b 19. 0 b
IRd3 /V 5. 8 c 2. 6 b 11. 4 b 123. 5 b 0. 6 b 0. 2 b 0. 6 b 12. 2 b
IRd4 /V 8. 6 b 2. 9 b 13. 7 b 180. 0 b 0. 8 b 0. 2 b 1. 4 b 25. 0 b
MR 25. 0 a 7. 7 a 39. 4 a 598. 1 a 5. 2 a 2. 6 a 9. 0 a 157. 0 a
盛花期
Full -
bloom stage
IRd1 /V 21. 3 b 6. 2 ab 16. 0 b 532. 5 b 3. 0 b 1. 7 a 2. 0 b 63. 6 b
IRd2 /V 14. 0 b 4. 3 b 11. 7 b 304. 8 b 0. 9 c 0. 6 b 0. 5 c 26. 9 c
IRd3 /V 17. 9 b 5. 3 ab 15. 7 b 261. 7 b 0. 6 c 0. 3 b 0. 3 c 15. 6 c
IRd4 /V 10. 0 b 2. 7 b 7. 7 b 170. 3 b 1. 5 c 0. 8b 0. 9 c 33. 3 c
MR 40. 0 a 8. 4 a 34. 2 a 1 003. 0 a 5. 3 a 2. 0 a 3. 5 a 128. 1 a
在盛花期,间作处理紫云英地上部和根部氮、
磷、钾和碳积累量均显著低于单作紫云英。间作紫
云英地上部氮、磷、钾和碳分别为单作处理的25. 0%
~ 53. 3%、32. 1% ~ 73. 8%、22. 5% ~ 46. 8% 和
17. 0% ~53. 1%。间作油菜处理之间比较,油菜密
度的增加,紫云英的各养分积累量有减小的趋势。
紫云英地上部氮、磷、钾和碳积累量以 IRd1 /V 处理
最高,分别是其他各间作处理的 1. 19 ~ 2. 13 倍、
1. 17 ~ 2. 30 倍、1. 02 ~ 2. 08 倍和 1. 75 ~ 3. 13 倍,根
部养分积累量和地上部趋势类似。
532宋 莉等: 间作对油菜和紫云英生长及产量的影响
从返青期到盛花期,各间作处理中紫云英地上
部氮、磷和钾积累量增量最大的均为 IRd3 /V 处理,
碳积累量增量最大的为 IRd1 /V 处理;根部各养分
积累量增量最大的均为 IRd1 /V处理。
2. 3 紫云英与不同密度油菜间作模式的土地生产
力和种间竞争力
计算种间竞争力发现,不同密度油菜与紫云英
间作,低密度油菜间作(10 万株 /hm2,IRd1 /V)时
Arv为 - 0. 67,小于 0,密度增加后 Arv 均大于 0(表
7)。表明油菜密度在 20 万株 /hm2 及以上的播种密
度下,油菜的竞争力强于紫云英,油菜是优势作物,
紫云英处于劣势,随着油菜播种密度增加,其竞争能
力也随之增强,当油菜密度为 40 万株 /hm2 时,油菜
的竞争能力达到最大。
不同密度油菜与紫云英间作处理中油菜的偏土
地当量比(PLER)均大于 2 /3 (油菜 /间作系统中油
菜净占面积与间作总面积之比),说明油菜间作比
单作有优势,且随着油菜播种密度增加而增加。间
作体系中除了处理 IRd4 /V(油菜密度 40 万株 /
hm2)的紫云英 PLER小于 1 /3(油菜 /间作系统中紫
云英净占面积与间作总面积之比),表现出间作劣
势,不同密度油菜与紫云英间作处理 PLER 均大于
1 /3,紫云英表现出比单作有优势。不同密度油菜与
紫云英间作体系的 LER无显著差异,均明显大于 1,
表明油菜、紫云英间作的产量优势总体大于单作,明
显提高了土地利用效率。
表 7 油菜相对于间作紫云英的竞争力、
偏土地当量比和土地当量比
Table 7 Aggressivity (Arv)of rape relative to
Chinese milk vetch and land equivalent ratio
(LER)and partial land equivalent ratio (PLER)
in rape /milk vetch intercropping system
处理
Treatment
油菜竞
争能力
Arv
偏土地当量比 PLER
油菜
Rape
紫云英
Chinese
milk vetch
土地
当量比
LER
IRd1 /V - 0. 67 c 0. 78 b 0. 61 a 1. 39 a
IRd2 /V 0. 10 b 0. 91 ab 0. 42 ab 1. 33 a
IRd3 /V 0. 35 b 0. 96 a 0. 36 b 1. 32 a
IRd4 /V 0. 75 a 1. 02 a 0. 26 b 1. 28 a
3 讨论
紫云英与密度为 20 万 ~ 40 万株 /hm2 油菜间
作,间作系统中油菜、紫云英的农艺性状和产量显著
高于或接近于单作。间套种植技术能够提高光、热、
肥等资源利用率,防止病虫害发生,增加农业生产系
统的生产力和稳定性,促进农作物高产、高效和持续
增产[17]。肖靖秀[2]在油菜与蚕豆的间作试验中指
出,二者的生物学产量和经济产量均有显著提高。
本研究利用 1 /3 的土地种植紫云英、2 /3 土地种植
油菜的间作模式,除了间作油菜密度最低的 10 万
株 /hm2 菜籽产量和茎秆产量显著低于单作油菜外,
间作油菜 20 万 ~ 40 万株 /hm2 产量与 MR均无显著
差异。间作油菜农艺性状(株高、根长、根颈粗、单
株鲜重)一般均显著高于或接近于单作油菜。相同
种植面积下间作不同密度油菜的紫云英鲜草产量均
高于紫云英单作,其中油菜密度 10 万株 /hm2,紫云
英大幅增产,与 Lesoing 和 Franeis[18]报道的间作中
豆科作物生长会受到抑制,产量下降的结论不同。
可见紫云英与密度为 20 万 ~ 40 万株 /hm2 油菜间
作,在保持油菜产量不降低的同时,可以增收一定量
的紫云英绿肥。
紫云英间作不同密度油菜各处理不同生育期养
分含量均有高于或接近于油菜单作(MR)的趋势。
种植面积相同,间作紫云英各处理氮、磷、钾和碳积
累量均高于油菜单作。合理的间作系统养分积累量
明显高于相应单作,间作优势的作物生态基础主要
有两个方面,一是地上部光、热资源的充分利用,二
是地下部水分和养分资源的充分利用[19,20]。紫云
英是豆科植物,可以通过生物固氮来固定空气中游
离的氮素增加土壤有效氮含量,油菜可吸收利用部
分氮素,从而促进生长。油菜根系的分泌物可活化
土壤磷、钾,亦可为紫云英提供部分养分,从而提高
油菜和紫云英的生物学产量和籽粒产量。油菜是直
根系,紫云英为须根系,二者合理间作能更充分地利
用土壤的营养资源。
油菜 /紫云英间作系统中表现土地资源利用优
势,即土地利用当量比(LER)均大于 1,说明油菜与
紫云英间作能更充分地利用土地资源。两种作物的
竞争中,当油菜密度为 10 万株 /hm2 时,紫云英处于
优势,而油菜处于劣势。油菜密度为 20 万 ~ 40 万
株 /hm2 时,油菜处于优势,而紫云英处于劣势,所以
油菜适宜的种植密度是获得高产的前提。
紫云英间作密度为 10 万 ~ 40 万株 /hm2 的油
菜,油菜单株角果数随着油菜密度的增加呈减小趋
势。油菜密度相同时,间作紫云英能有效提高油菜
的有效角果数,此结论与吴社兰等[21]对油菜与紫云
英混作试验研究的结论相一致。油菜产量随油菜密
度的增加而增加,油菜密度 40 万株 /hm2 时,油菜单
株角果数明显下降,原因在于密度增加到一定限度,
个体营养面积减小,个体与群体之间的矛盾加大,个
体营养生长和生殖生长状况下降,弱株率提高,单株
角果数急剧减小导致总角果数减少,从而造成产量
632 中国油料作物学报 2014,36(2)
没有大幅提高[22]。说明油菜播种密度适宜才能获
得高产。
油菜间作紫云英既能获得油菜的高产,又能改
善绿肥种植面积逐渐减小的境况,缓解绿肥与油菜
争地的矛盾,绿肥作物更好地服务主作物,进一步提
升农业生产可持续性,也为农作物多样性种植提供
了新的技术选择。
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(责任编辑:郭学兰)
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