全 文 ：第 2 1卷 第 1期
2 以洲 )年 1月 华南农业大学学报J o o la l of 致 , 1工d l C lit n a A乡 . e 己 t、二 al U in v e r s iyt
V o l
.
2 1 N住
2 《XX)
文章编号 : lX() l 一 4 l l X ( 2以幻 ) 01 一 X() 2 6 一 以
木薯一野花生间作对根系分布
变化及土壤质量的影响
漆智平
( 中国热带农业科学院农牧研究所 , 海南 澹州 , 5 71 73 7 )
摘要 :选择木薯单种和木薯 一 野花生间作研究其根系空间变化及对土壤质量的影响 . 结果表明 : 木薯单作和 间作
处理的根系有 86 8% 和 91 . 1% 分布在 0 一 o4 c n l 土层空间 , 间作在此空间的根系生物量比单作增加了 5 . 4 % ; 间作
的覆盖率比单作提高了 56 . 8% ,表土流失量比单作低 4 倍 . 木薯与野花 生间作促进 了木薯对养分的吸收 ,提高了
地上部生物量和养分含量 . 木薯间种野花生后 , 可极显著地促进木薯对钾素的吸收 , 同时也提高各土层间有效养
分的含量 、增强土壤供肥能力 , 使土壤质量得到提高 .
关键词 :木薯 ;野花生 ;根系分布 ;土壤质量
中图分类号 : 5 3 15 ;S 158 文献标识码 : A
木薯 (从砚in ho t 。 sc u le nt a) 是热带地区 最主要 的块
根作物 ,也是热带贫 困地 区 3 亿多人 的主要粮食来
源 . 同时也是用作饲料 和淀粉工业 、 洒精工业 的重
要原料 「`】. 木薯一般种在瘩薄的坡地上 ,不仅产量低
而且地力耗竭严重 、水土流失量大曰 . 为了土壤的持
续利用 ,将野花生 ( A l了l ` h is iP n ot i) 与木薯间作 , 以此增
加地面覆盖减少水土流失 . 野花生是热带地区广泛
用于草场间作的一种豆科牧草 . 它与禾本科牧草混
播可提高草地的生产潜力 , 放牧期 比单种禾本科的
草地长 10 a 以上闭 . 用它和木薯间作力求二者在土
壤生态环境中得到互补 、 提高木薯的产量和 品质 、 提
高土壤在生态系统中维持生物生产力 、 保持环境质
量等作用的能力川 .
1 材料和方法
1
.
1 材料
木薯品种为 aM in ho t es cu le nt a C v
.
a枷面an ,野花
生品种为 Aacr h is 娜ont i C I人1 , 17 4 34 . 供试土壤为发育
在火山灰沉积物上的砖红壤 ,坡度为 24 0 . 其剖面理
化性状见表 1 .
T a b
表 1 供试土壤剖面理化性状
护
n l e P l
l y幼c oc ll e而 cal rP o ep 川es of so il p r o川 e tes t ed
样 号 深 度 6 (交换 e a ) 石(交换 崛 ) 6 (交换 K )
7451
11.门zQ曰月门21、JJl .,L.130586914835819
/ e m
0
一
5
、 (有机质 )
/ ( g
·
kg
`
)
5
一
10
10
一
20
40
一 80
功
(速效磷 )` )
/ (mg
·
-ks
,
)
14
.
5
12
.
8
6
.
0
1
.
7
p H (姚。 )
(
C
mol
·
kg- 1 )
267830
1) 速效磷用 B ayr n法侧定
方法
试验设计 在 9 种不 同栽培模式中选择木薯
2
单种和木薯 一 野花生间作处理进行专项研究 . 每处
理设 3 次重复 , 每个小区面积 40 时 . 第 1 次种植时
施用鸡粪 6 “ 11m2 , 以后每季施 用鸡粪 3 “ h分 , 试验
从 19 94 年 10 月开始 ,采样期为 1997 年 l 月 (第 2 茬
种植 , 10 个月龄 ) .
1
.
2
.
2 采样方法 木薯种植的株 x 行距 为 o . g m x
o
.
g m
, 在有代表性的位置选 2 株木 薯 , 从邻近株 、行
中间画出一个 o . g m 火 1 . s m 的样方 . 坎掉样方中的
2 株木薯 ,并将木薯茎 、 叶分开采样 . 样方 中的枯枝
落叶和杂草及野花生分别采样 . 先挖出一株木薯块
根和地下茎 (种茎 )后 , 在离另一株木薯 or C m 的位置
挖一剖面 ,按 O 一 10 , 10 一 20 , 20 一 4 0 , 4 0 一 80 C m分层
收稿日期 : 1999 一 03 一 09 作者简介 :漆智平 ( 195 5 一 ) , 男 , 副研究员
基金项目 : 国家外专局资助 项 目
第 1期 漆智平 :木薯一野花生 间作对根 系分布变化及土壤质量的影响
采样 . 每层用 5个 d为 s cm 的环刀取到要求深度 [s, 6】,
将各层 5 个样点的土混成一个样 ,装人塑料袋 . 同时在
剖面不同方位取各层样测容重 . 采完土样再挖出另
一株块根和种茎 .
1
.
2
.
3 样品 处理 将茎 、 叶 、 块根 、 种茎 十 粗根 、 野
花生 、枯枝落 叶和杂草分别称鲜质量 . 用叶面积测定
仪测定叶面积 . 分别称取 2以〕一 粼1〕 g 鲜样放在印℃的
烘箱中烘干 ( 3 d) 、称其质量 、 磨细过 1 ~ 筛
. 将土样
彻底混匀 ,称各层土总重 , 称取部分土样洗 出各层的
根 . 用手工将 活根和有机 物分 选开 , 各层 的根长用
根长扫描仪测定 .
1
.
2
.
4 样品分析 用过 1 ~ 筛的植 物样进行养分分析 v[] , 用嫌气培养法测定土壤矿化率 sj[ , 用常规方
法测定土壤速效养分 0[] ,表土的得失用 meA
z
qu it
。 方法
测定 [’ 。 } ,各种分析数据用 SA S软件进行统计分析 .
2 结果与讨论
2
.
1 两种处理的生物量
2
.
1
.
1 不 同处理各层根的生物量 在 单作和 间作
条件下各土层根系的空间分布具有 明显的差异 . 从
表 2 可见 ,不仅根系总量在单作与间作 中表现不 同 ,
而且在土层 中的空间分布也表现 出明显的差异 . 在
0 一 10 C m 土层空间木薯间作的根生物量 比单作增加
了 66 . 0 % ;在 。 一 4 0 Cm 内间作的各层根系空间分布
生物量远远大于木薯 单作 , 间作的根生物量 比单作
增加了5 . 4 % ;在 40 一 80 Cm 土层 中单作和间作处理
的根系生物量相同 , 在该土层主要是木薯根系 , 这说
明野花生根系主要是分布在 O 一 40 C m 的土层空间 .
但这 2 种栽 培系统的根系密度非 常接 近 , 表明木薯
间作 比单作的根系更粗壮 . 由于间作表土层的根系
生物量大 ,这有利于吸收养分和保持水土 、 减少陡坡
地的土壤侵蚀 . 从 表 2 可见 , 间作处理 的水土流失
量仅为单作 的 14/ . 间作处 理中野花生和木薯并未
表现出明显 的竞 争现 象 , 单作块根 干质量 为 2 570
k岁 l朋 2 ,间作 的为 2 30 k岁h n l Z , 经 璐D 检验二 者差
异未达显著水平 .
表 2 不同处理各土层根系测定结果
l h e r 0 0 t
1l l e a 亚 I r e l l l e n l of ht e t w o s y st e l l巧
土层深度 / c m
T a b
.
2
根生物量 / (吨 . hm’ 2 ) 根系密度 (/ Cm . C ll l
间
表土流失 (/ t . h-m 2 )` )— 一— 一 .一一里二生一一一印 作 单 作 作 单 作 间 作单 作 间 一 1 93 士 27 一 50 士 24%2836伪400 . 980 . 1 3
28田
0
.
37 一 平均 -
:8074570
0
一 10
10
一
20
20
一
40
40
一
80
总 量
47 0
26()
1叩
140
1 (叉兀】
1) 表土流失量为 6 个月总量
2
.
1
.
2 不 同处理地上部生物 量 单作和间作在土
壤空间根量 的变异 , 必然影 响到地 上部生长量 的不
同 . 由表 3 可知 , 在 间作条件下木薯叶片干质量 比
单作增加了 9 . 68 % ,若加上野花生干 叶质量 ,则 间作
的叶片生物量 比单作增加 了 58 . 9% ; 间作 的木薯茎
和野花生茎生物量 比单作 木薯茎生物量 高 12 . 8% ;
枯枝落叶干质量是单作 比间作高 5 0 . 8% ; 间作的地
上部总生 物量 比单作增加 了 9 . 03 % . 由于木薯单作
地下部根系量少 ,难 以为地上部旺盛生长提供足够养
分 ,造成营养不 良、导致早衰而产生大量的枯枝落叶 .
表 3 不同处理地上部生物量对比 (吨 /加尹)
间作和单作根系的空间分布不 同而使木薯营养
状况也不同 ,则使叶 /茎 比率等指标产生差异 . 由表
4 看出 ,单作和间作木薯的叶面积指数差异不大 ,但
加上野花 生则 间作的叶面积指数 就 比单作 增加 了
5 6
.
8%
. 间作的木薯叶 /茎 比率 比单作高 25 . 0 % , 单
位面积干叶质量 比单作增加 了 6 . 98 % . 这进一步说
明木薯间作的营养状况 比单作更协调 .
表 4 不同处理叶特性对比
T ab
.
4 皿 l e c ol l lP a r以 m of le af a t t ir bul es in t l l e 加 70 s y st e n l s
T a l〕 . 3 A bo v ge r o un d b io n l别弥 c 0 l l l l〕a l初
处 理一 ~生迎曼木薯 野花生
处 理茎生物量
叶面积指数 单位面积干叶质量
/ (m2
·
n -l 2 ) / (只
·
-m
2
)
叶 / 茎
木薯 野花生
4 150
一
3 8 7 0 8 10
枯枝落叶 总生物量 木薯
2
.
7 8
野花生
单 作 1 240
间 作 1 3 60 6 10
1 8 1 0
1 2 (X )
7 2 (X)
7 850
单 作
间 作 2 . 70
木薯
4 7
.
3
5 0
.
6
野花生 木薯 野花 生
一
0
.
24
一
0
.
30 0
.
74
华 南 农 业 大 学 学 报 第 1 2卷
2
.
2不同处理对养分的吸收
在单作和 间作 体系 中 , 由于根系在土层 间的变
异 ,使它们获取养分的有效空间表现出明显的差异 .
仅从各部位 养分浓度来 看 (表 5 ) , 不 同处理之 间的
N
、
P
、
Ca
、
M g 的相对含量差异不大 , 但是间作处理各
部位 K 的浓度 明显高于单作处理 .
表 5 不同处理各部位养分浓度
aT b
.
5 hT
e I l u tir
e n t c o n c e l l l邝 tion in d i l】’e r e n t P a川 tS
收 N 、 p 、 K 和 Ca 的量均高于单作 ,木薯与野花生间作
不仅没引起相互间对养分的竞争而减少木薯对养分
的吸收量 ,相反 , 间作后木薯各部位对 K 的吸收量均
明显增加 , 木薯 + 野花生地上和地下部吸钾总量比
单作增加了 54 . 7 % , 特别是间作块根 中钾的含量显
著高于单作 , 这有利 于促进块根 中淀粉的积累和木
薯块根的产量及品质进一步提高 . 另外 N 、 P 、 aC 、 M g
吸收 总 量 也 是 间作 高于 单作 . 提 高 量 分 别 为 :
裕 / ( m g
·
g- ` )
N 2 6
.
6 kg/ l u n Z
、
P
M g 0
.
I k岁h仃 l早.
3
.
6 k g/ hmZ
、
C a 3
.
4 kg/ hn lZ
、
间 作
单 作
间 作
单 作
间 作
单 作
间 作
单 作
间 作
单 作
间 作
口十
枯枝
枯枝
野花生
野花生
块根
块根
种茎
种茎
细根
细根
4
.
2 0
.
28 45 0
.
6 1 0
.
2 3
7 6 0
.
10
85 0
.
12
0
.
5 8 1
.
34 0
.
34
0
.
70 0
.
16 0
.
26
2
.
46 0
.
19 86 0
.
9 4
0
.
4 0
.
10 0
.
57 0
.
11
l24
QO1100 l
.
38
0
.
7 6
0
.
9 1 0
0
.
6 1 0
0
.
67 0
.
10 0
.
80 0
.
42
22 0
37 0
l l
l 1
0
.
25 0
.
7 1
0
.
25 0
.
7 1
0
.
3 1
0
. 的
0
.
09
0
.
2 1
0
.
20
0
.
1 3
0
.
14
用不同处理 吸收养分的绝对量能更真实的表现
根系对养分的吸收能力 . 由表 6 可见 : 间作 叶片吸
2
.
3 不同处理对土壤养分状况的影响
间作处理的净矿化氮 、 有效氮 、 有 效磷 、 交换性
钙 、 镁 的总 量 比单 作 分 别增 加 了 19 . 1% , 19 . 1% ,
5 2
.
6%
,
4 6
.
2% 和 1 14 . 9% (见表 7 ) . 植株吸钾总量 比
单作增加了 54 . 7 % , 而 间作处理土壤 中的速效钾还
比单作提高了 2 . 5 倍 . 表明野花生对土壤钾 的活化
能力强 ,促进了木薯对 K 的吸收 . 木薯是喜钾作物 ,
这无疑对满足木薯钾素的需要 、 提高木薯产量 、改善
品质都提供了良好的条件 . 土壤其它养分含量的增
加与间作条件下增加了根系分泌物的种类 、 数量 以
及野花生根瘤固氮作用对土壤的影 响有关 . 如有资
料报道植物根系分泌的有机酸通过对根际磷的络合
溶解作用 ,可大大增加磷 的有效性 〔`0] . 在 间作栽培
条件下 , 野花生根 系分泌大量含氮化合物而木薯根
分泌物以碳水化合物为主 . 不同的分泌物促进了土
壤中各种微生物 的生长繁殖 , 微生物 活化土壤 的养
分 ,又促进了根系对养分的吸收 ,形成 了良好 的土壤
生态环境 . 木薯与野花生间作是一种较好的栽培模
式 ,有利于对土壤质量的提高 .
表 6 不同处理各部位养分吸收量
T a l j
.
6 hT
e I l u tir e l l u P t ak e 勿 d ife r e l l t P a ir s in ht e t w o 卿 st e l l拐 叼h inZ
处 理 养 分 部 位苹 叶 枯枝 野花生 块根 种茎 细根 合计
单 作 N 35 . 1 5 4 . 9 33 . 0 一 1 1 . 6 7 . 8 13 . 6 156 . 0
间 作 N 30 . 0 57 . 2 2 . 1 36 . 0 8 . 8 7 . 5 2 1 . 0 1 82 . 6
单 作 P 4 . 6 3 . 5 1 . 9 一 2 . 0 1 . 1 1 . 1 13 , 7
间 作 P 4 . 8 3 . 8 1 . 5 2 . 8 1 . 8 1 . 1 1 . 5 17 . 3
单 作 K 33 . 6 1 7 . 0 10 . 1 一 13 . 5 5 . 8 2 . 8 82 . 8
间 作 K 39 . 2 20 . 2 8 . 8 25 . 8 2 1 . 1 9 . 1 3 . 9 12 8 . 1
一单 作 C a 25 . 7 8 . 3 24 . 3 一 2 . 7 4 . 1 7 . 7 72 . 8
间 作 C a 2 4 . 4 8 . 4 14 . 1 12 . 3 2 . 8 4 . 7 9 . 8 7 6 . 2
单 作 M g 12 . 3 3 . 4 6 . 0 一 2 . 0 2 . 1 1 . 5 27 . 3
间 作 M g 1 0 . 5 3 . 2 3 . 2 4 . 2 2 . 1 2 . 2 2 . 0 27 . 4
第 1期 漆智平 :木薯一野花生间作对根系分布变化及土壤质量的影响
表 7各土层提供养分的量
刀祀 n uti r e n ts uP i ld er fo ll l a ec l l a yr e
处 理 深 度 c / 1 n
T习 b. 7
净矿化氮 有效氮 有效磷 有效钾 交换性钙 交换性镁
kg
·
}
u- n2
6 9 8
.
87
料6 .5 6
3 93
.
6 1
7 1 0
.
65
6 37356 8or氏 16 .2 1. 7 0
16
.
5 4
2 7
.
6 9
6 1
.
87
12 3
.
3 8
5 9
.
1 4
5 5
.
2 4
5 6
.
3 7
9 8
.
7 4
5 9
.
6 8
6 7
,
5 5
92
.
74
410728
ù且2气乙0
单 作
0
~
10
10 一 20
2 0 一 40
40
一
80
总 量 O ~ 80 6 . 2 4 127 . 80 27 . 4 3 2 95 . 0 3 2 24 9 . 69 3 18 .抖
0148876Z
C一nà
间 作
0
一 10
10
~ 2 0
2 0 ~ 40
40
一
80
26
. 既
1 8
.
90
3 1
.
4
7 5
.
84
18
. 既
1 2
.
3 4
3 98
7
.
4 7
193
.
84
12 8
.
16
246
.
38
168
.
5 0
1 02 6
.
85
6 85
.
62
533
.
84
1 以2 . 7 7
19
.
0 3
150
.
53
1拓 . 02
188
.
7 4
0 一 80 7
.
4 3 巧2 . 24 4 1 . 85 7 36
.
88 3 2 89
.
0 8 684
.
32
( l) 木薯单 作 和 间作 处 理 的根 系有 86 . 8% 和
91
.
1%分布在 。 一 40 c m 土层空间 , 间作在 此空间的
根系生物量 比单作增加了 5 . 4 % .
(2) 间作的覆盖率 比单作提高 了 56 . 8% , 表土流
失量 比单作低 4 倍 .
( 3 )木薯与野花生间作是一种较好的栽培模式 ,
间作 比单作吸收的养分多 、地上部生物量大 .
( 4 )木薯间种野花生后 , 促进了木薯对钾素等养
分的吸收 ,提高了各土层间有效养分的含量 , 增强了
土壤供肥能力 , 减少 了木薯单作对土壤有效养分的
大量耗竭 ,提高了土壤的质量 .
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