全 文 ：中国生态农业学报 2015年 9月 第 23卷 第 9期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Sep. 2015, 23(9): 10931101
* 国家自然科学基金项目(U1404315)资助
† 同等贡献者: 焦念元, 主要从事高产高效复合群体种间营养效应及生理生态研究, E-mail: jiaony1@163.com; 汪江涛, 主要从事间套
作种间营养竞争与互补效应研究, E-mail: wangjiangtao0713@163.com
收稿日期: 20150129 接受日期: 20150520
http://www.ecoagri.ac.cn
DOI: 10.13930/j.cnki.cjea.150155
化学调控和施磷对玉米/花生间作磷吸收利用
和间作优势的影响*
焦念元† 汪江涛† 张 均 付国占 李友军
(河南科技大学农学院 洛阳 471003)
摘 要 为了研究化学调控和磷肥对玉米/花生间作体系磷营养的调控效应, 于 2012—2013 年在河南科技大
学农场进行田间试验, 试验设单作玉米、单作花生、玉米/花生间作和玉米/花生间作+化学调控 4 种种植方式,
分别施磷[180 kg(P2O5)·hm–2]和不施磷共 8个处理, 研究了间作玉米和间作花生不同器官磷含量、磷积累分配
的特点, 分析了化学调控和施磷对间作体系磷间作优势的影响。结果表明: 间作显著提高了玉米籽粒磷含量、
茎和籽粒磷积累量, 促进了磷向籽粒分配; 明显降低了花生各器官磷含量、磷积累量, 不利于磷向果仁分配;
与单作玉米和单作花生相比, 间作提高了玉米/花生间作体系磷吸收量, 磷吸收间作优势为 15.99~19.54 kg(P)·hm–2。
在玉米小口期喷施化学调控剂提高了间作玉米籽粒磷含量, 降低了茎、叶和籽粒的磷积累量, 提高了磷向籽粒
分配比例; 提高了间作花生果仁磷含量和茎、叶和果仁磷积累量, 促进了磷向果仁分配。化学调控间作玉米施
磷肥显著增加了间作玉米和花生各器官的磷含量以及磷积累量, 提高了磷向玉米籽粒和花生果仁分配比例,
促进了间作体系对磷的吸收; 磷吸收间作优势为 19.50~22.00 kg(P)·hm–2, 比不施磷提高 16.51%~57.51%, 达到
显著差异水平。这表明玉米/花生间作具有明显磷间作优势, 化学调控间作玉米再施磷有利于间作体系磷吸收
量增加, 显著提高磷间作优势。因此, 生产上可以采用化学调控同时施磷肥来进一步提高磷间作优势。
关键词 玉米/花生间作 化学调控 磷肥 磷积累 磷分配 磷间作优势
中图分类号: S152.7; S278 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2015)09-1093-09
Effects of chemical regulation and P fertilization on P absorption and
utilization in maize/peanut intercropping system
JIAO Nianyuan, WANG Jiangtao, ZHANG Jun, FU Guozhan, LI Youjun
(College of Agriculture, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471003, China)
Abstract In order to investigate the effects of chemical regulation and phosphorus (P) fertilization on P in maize/peanut
intercropping system, a field experiment was conducted in 2012 and 2013 in the farm of Henan University of Science and
Technology. P content, accumulation and distribution in different organs of intercropped maize and peanut were determined
and the effects of chemical regulation and P fertilization on intercropped maize/peanut analyzed. The experiment included
eight treatments — monocultured maize, monocultured peanut, intercropped maize/peanut with chemical regulation, and
intercropped maize/peanut without chemical regulation of 4 planting models with and without P fertilizer application [P
fertilizer dose was 180 kg(P2O5)·hm–2]. Results showed that compared with monocropping system of maize, maize/peanut
intercropping system increased seed P content and accumulated P in stem and seed of maize. Also while intercropping
enhanced P distribution in maize seed, it obviously limited P content and accumulation in different organs of peanut and P
distribution to nuts. Compared with monoculture systems, intercropping improved P uptake with obvious P intercropping
advantages of 15.9919.54 kg(P)·hm–2. During the little bell mouth stage, spraying chemical regulator to intercropped maize
increased P content in maize seed, decreased P accumulation in maize stem, leaf and seed, and then promoted P distribution in
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maize seed. However, spraying chemical regulator to intercropped maize obviously increased P content in seed, P
accumulation in stem, leaf and nut, and then promoted P distribution in nut of peanut intercropped with maize. Compared with
spraying chemical agent to intercropped maize without P fertilization, spraying chemical agent to intercropped maize with P
fertilization significantly enhanced P content and accumulation in different organs of maize and peanut, increased P
distribution in maize seed and peanut nut. Also compared with none-P intercropping, intercropping with P fertilization
improved P absorption of the system, and increased P intercropping advantage to 19.5022.00 kg(P)·hm–2, representing an
increase of 16.51%57.51%. This suggested that the application of P fertilizer had a significant advantage in term of P
availability under maize/peanut intercropping system. Chemical regulation with P fertilization enhanced P uptake, thereby
bringing significant advantage of maize/peanut intercropping system.
Keywords Intercropped maize/peanut; Chemical regulation; Phosphorus fertilization; Phosphorus accumulation; Phosphorus
distribution; Phosphorus intercropping advantage
(Received Jan. 29, 2015; accepted May 20, 2015)
间套作在我国的农业生产中具有很重要的地
位[1], 我国每年至少有 2.8×108 hm2的耕地采用间套
作模式[2]。该模式具有光、热、水、肥等资源高效
利用的特点 [35]。近些年来, 玉米(Zea mays)/花生
(Arachis hypogaea)间作在四川以及黄淮海等地区发
展较快, 种植面积不断扩大[6]。已有研究表明玉米/
花生间作不仅能对光分层、立体高效利用, 促进玉
米生长发育, 改善花生铁营养[69], 还具有明显的磷
营养间作优势[10]。这种磷营养间作优势还存在于高
粱(Sorghum bicolor)/木豆(Cajanus cajan)[11]、小麦
(Triticum monococcum)/白羽扇豆(Lupinus albus)[12]、
玉米/蚕豆(Vicia faba)[13]、玉米/大豆(Glycine max)[2]
等禾本科和豆科间作系统中。在玉米/花生间作后期,
玉米对花生的遮荫作用增大 , 抑制了花生的生长 ,
显著降低花生的产量, 不利于间作优势的进一步提
高。乙烯利是一种植物生长调节剂, 有研究表明它
通过抑制细胞的伸长和增加细胞的横向生长 , 有
效降低玉米株高和穗位高 , 增加茎粗 , 防止倒伏
以确保玉米的高产和稳产 [14]。因此 , 是否可以通
过化学调控剂来降低玉米株高 , 协调玉米 /花生间
作后期光竞争 , 提高磷间作优势？为了弄清上述
问题 , 本试验以玉米 /花生 2︰4行数比间作模式为
研究对象 , 在施磷和不施磷条件下 , 分别对间作
玉米进行不化学调控和化学调控处理, 研究玉米和
花生植株各器官磷含量、磷积累分配以及间作体系
吸磷量, 为发挥磷营养间作优势, 进一步实现玉米
花生间作养分高效利用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验设计
2012—2013 年在河南科技大学农场 (34°41′N,
112°27′E)进行试验。试验地气候属温带半湿润半干
旱大陆性季风气候, 年平均气温 12.1~14.6 ℃, 年平
均降雨量 600 mm, 年平均蒸发量 2 113.7 mm, 年平均
辐射量 491.5 kJ·cm–2, 年日照时间 2 300~2 600 h, 无
霜期 215~219 d。试验地土壤为黄潮土, 质地中壤,
0~20 cm耕层土壤容重 1.48 g·m–3, 速效氮 10.54 mg·kg–1,
速效磷 3.46 mg·kg–1, 有效铁 5.98 mg·g–1, 有机质
10.72 g·kg–1, pH 7.56。
以玉米‘郑单 958’、花生‘花育 16’为试验材料 ,
设玉米单作、花生单作、玉米 /花生间作和玉米 /
花生间作+化学调控 4 个种植体系 , 分别设 P0[0
kg(P2O5)·hm–2]和 P1[180 kg(P2O5)·hm–2]2 个 P 水平,
共 8个处理, 重复 3次, 共 24个小区。小区宽 6 m,
长 10 m, 面积 60 m2, 完全随机设计。玉米单作行
距 60 cm, 株距 25 cm, 密度 66 667 株·hm–2; 花生单
作行距 30 cm, 株距 20 cm, 每穴 2粒。玉米/花生间
作行数比为 2︰4(图 1), 2行玉米的行距 40 cm, 株
图 1 玉米/花生间作模式田间种植示意图
Fig. 1 Schematic illustration of field planting of maize/peanut intercropping system
第 9期 焦念元等: 化学调控和施磷对玉米/花生间作磷吸收利用和间作优势的影响 1095
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距 20 cm; 花生播种密度均同单作; 玉米与花生间
行距为 35 cm。磷肥基施, 氮肥基施 90 kg(N)·hm–2,
在玉米大喇叭口期只追施玉米氮肥 90 kg(N)·hm–2。
化学调控剂(玉米超大棒, 由南京绿源生物科技有限
公司生产 , 主要成分为乙烯利 , 具有矮壮植株 , 防
止倒伏的作用)在玉米小口期喷施, 每 666.7 m2用超
大棒 2支 20 mL兑水 30 kg, 搅匀并均匀喷雾到玉米
顶部新叶; 不化学调控间作玉米, 均匀喷相同量的
清水。其他管理同大田生产。2012年 6月 6日播种,
10月 5日收获; 2013年 6月 1日播种, 9月 26日收
获。玉米花生同时播种, 同时收获。
1.2 测定项目与方法
1.2.1 磷含量测定
在玉米拔节期、小口期、大喇叭口期、开花期、
花后 10 d、花后 20 d、成熟期各重复两种作物分别
取 2株长势均匀一致代表性的植株, 玉米按叶、茎、
鞘、苞叶、籽粒分成 5部分, 花生按叶、茎、果壳、
果仁分成 4部分, 105 ℃杀青 30 min, 75 ℃烘至恒重
称重。样品粉碎后, 采用 H2O2-H2SO4法消煮, 钒钼
黄比色法测定磷(P)含量。在测定时, 2012年玉米穗
轴、鞘和苞叶归在茎中, 2013年玉米穗轴归在茎中;
2012年、2013年花生果壳归在茎中。
1.2.2 吸磷量和磷间作优势计算
作物吸磷量为各器官质量与各器官磷含量之积
的总和[15]。
磷吸收间作优势 (kg·hm2)=间作体系磷吸收
量–[单作玉米磷吸收量×间作体系玉米比例+单作
花生磷吸收量×间作体系花生比例][15]。本试验中 ,
间作体系中玉米所占比例为 0.40, 花生所占比例为
0.60[6]。
1.2.3 吸磷土地当量比计算
根据土地当量比公式计算吸磷土地当量比 :
LERP=Yim/Ysm+Yip/Ysp, 式中, Yim和 Yip分别表示间作
玉米和间作花生吸磷量, Ysm和 Ysp分别表示单作玉米
和单作花生吸磷量。LERP>1 为磷间作优势, LERP<1
为磷间作劣势。
1.3 数据统计分析
试验数据采用DPS 7.05 软件分析方差和Duncan’
新复极差法多重比较, Excel 2003作图。
2 结果与分析
2.1 化学调控和磷肥对玉米花生间作产量构成因
素的影响
由表 1 可以看出: 不施磷肥和施磷条件下, 与单
作玉米相比, 间作显著降低了玉米的株高和穗位高,
对秃尖长、穗粗和百粒重无显著影响, 显著增加了穗
长、穗粒数; 其中株高显著降低 8.23%~ 8.36%。玉米
小口期对间作玉米喷施化学调控剂后, 玉米的株高和
穗位高进一步显著降低, 穗长和穗粒数也显著低于不
喷施化学调控剂的间作玉米, 而秃尖长和百粒重无显
著变化; 其中株高显著降低 10.94%~ 11.54%。施磷肥
后, 化控间作玉米的株高有所增高, 但不显著。这表明
间作可以降低玉米株高, 化学调控可以进一步降低株
高, 施磷肥对玉米的株高影响不显著。
表 1 化学调控和磷肥对玉米/花生间作体系中玉米植株形态特征及产量构成因子的影响(2012)
Table 1 Effects of chemical regulation and phosphate fertilization on plant characteristics and yield components of maize in
maize/peanut intercropping system in 2012
处理
Treatment
株高
Plant height (cm)
穗位高
Ear height (cm)
穗长
Ear length (cm)
穗粗
Ear diameter (cm)
秃尖长
Bare top length (cm)
穗粒数
Kernel per spike
百粒重
100-grain weight (g)
SM 239.13±4.04a 105.48±3.09a 16.80±0.66d 5.16±0.10b 1.31±0.75a 485.63±0.18c 33.16±2.10b
IM 219.43±9.74b 89.85±4.38b 18.91±0.93b 5.35±0.22ab 0.91±0.40a 561.08±1.32b 36.68±3.76ab
P0
IMK 195.42±0.59c 64.96±0.63d 17.63±0.65cd 5.17±0.12b 1.14±0.69a 480.04±0.37c 35.19±2.16ab
SM 246.33±6.78a 107.13±2.32a 18.11±0.10bc 5.33±0.14ab 1.27±0.34a 545.08±0.56b 35.05±2.71ab
IM 225.72±5.70b 91.12±2.43b 20.89±0.61a 5.55±0.09a 0.33±0.32a 614.92±0.67a 37.29±2.57a
P1
IMK 199.65±7.36c 70.63±3.74c 19.15±0.28b 5.24±0.11b 0.80±0.16a 530.13±0.58bc 36.04±2.50ab
P0: 施 0 kg(P2O5)·hm–2; P1: 施 180 kg(P2O5)·hm–2。SM: 单作玉米; IM: 间作玉米; IMK: 化控间作玉米。同列不同小写字母表示 P<0.05
水平不同处理间差异显著。下同。P0: application of 0 kg(P2O5)·hm–2; P1: application of 180 kg(P2O5)·hm–2; SM: monocultured maize; IM:
intercropped maize; IMK: intercropped maize with application of chemical regulator. Different lowercase letters in the same column indicate
significant difference at P < 0.05 among treatments. The same below.
2.2 化学调控和磷肥对间作玉米不同器官磷含量
的影响
两年试验表明: 不施磷肥和施磷条件下(表 2),
与单作玉米相比, 在开花期, 间作提高了玉米茎磷
含量, 尤其在施磷条件下达到显著水平, 叶、鞘和苞
叶磷含量虽有所提高, 但差异不显著。在成熟期, 间
作提高了籽粒和叶磷含量 , 其中籽粒磷含量提高
12.91%~49.60%, 2012 年达到显著差异水平。在玉
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表 2 化学调控和磷肥对玉米/花生间作体系中玉米不同器官磷含量的影响
Table 2 Effects of chemical regulation and phosphate fertilization on P contents in different organs of maize in maize/peanut
intercropping system g·kg–1
开花期 Anthesis period 成熟期 Maturity period 年份
Year
处理
Treatment 茎 Stems 叶 Leaf 鞘 Sheath 苞叶 Bract 茎 Stems 叶 Leaf 鞘 Sheath 苞叶 Bract 籽粒 Seed
SM 1.98±0.07d 2.89±0.03c — — 1.33±0.05b 2.71±0.02c — — 2.21±0.15e
IM 2.07±0.01cd 2.97±0.09c — — 1.36±0.07b 2.83±0.01bc — — 3.13±0.25c
P0
IMK 2.18±0.11c 3.38±0.10bc — — 1.38±0.11b 2.88±0.11bc — — 3.25±0.15c
SM 2.51±0.14b 3.99±0.24ab — — 1.58±0.06a 3.17±0.38ab — — 2.52±0.09d
IM 2.73±0.02a 4.14±0.05a — — 1.63±0.01a 3.32±0.17a — — 3.77±0.24b
2012
P1
IMK 2.73±0.02a 4.34±0.86a — — 1.67±0.19a 3.36±0.11a — — 4.10±0.12a
SM 2.40±0.04d 4.40±0.31b 2.18±0.00b 3.30±0.19d 2.59±0.17b 3.53±0.03b 2.42±0.14b 1.30±0.19b 3.18±0.30b
IM 2.51±0.29cd 4.67±0.41b 2.29±0.03b 3.47±0.30cd 2.63±0.05b 3.54±0.05b 2.54±0.18b 1.69±0.06a 3.77±0.05ab
P0
IMK 2.75±0.09bc 4.83±0.08b 2.36±0.08b 3.77±0.05bc 3.18±0.08a 3.66±0.28b 2.62±0.03b 1.70±0.07a 3.81±0.02ab
SM 2.43±0.03d 5.38±0.22a 2.69±0.09a 3.95±0.08ab 2.66±0.12b 4.69±0.71a 2.96±0.31a 1.63±0.01a 3.64±0.27ab
IM 2.86±0.02b 5.60±0.23a 2.73±0.28a 3.98±0.33ab 3.15±0.14a 4.76±0.03a 3.17±0.20a 1.71±0.13a 4.11±0.52a
2013
P1
IMK 3.19±0.03a 5.61±0.25a 2.92±0.12a 4.20±0.00a 3.27±0.11a 5.30±0.46a 3.23±0.08a 1.84±0.04a 4.37±0.54a
米小口期对间作玉米喷施化学调控剂后, 与不化控
间作相比, 在开花期, 2013 年间作玉米茎磷含量显
著升高; 在成熟期, 叶、鞘和苞叶磷含量增加不明显,
2012年和 2013年籽粒磷含量分别增加 3.83%~8.75%
和 1.06%~6.33%, 2012年施磷条件下达到显著水平。
施磷后, 除 2013 年成熟期茎、苞叶和籽粒外, 化控
间作玉米茎、叶、苞叶和籽粒磷含量显著增加, 其
中籽粒磷含量分别增加 26.15%和 14.70%。这表明间
作提高了玉米籽粒磷含量, 在玉米小口期喷施化学
调控剂有利于施磷条件下间作玉米籽粒磷含量增加,
施磷显著提高了化控间作玉米各器官磷含量。
2.3 化学调控和磷肥对间作花生不同器官磷含量
的影响
由表 3 可知: 不施磷肥和施磷条件下, 与单作
花生相比, 在结荚期, 间作显著降低了 2012 年花
生茎和叶磷含量; 在施磷条件下, 2013年花生茎和
叶磷含量也显著降低。在成熟期, 花生茎和叶磷含
量降低, 施磷时叶磷含量差异达到显著水平, 而果
仁磷含量在 2012 年和 2013 年分别降低 6.88%~
11.25%和 14.87%~21.30%¸ 两年均达差异显著
水平。在玉米小口期对间作玉米喷施化学调控剂
后 , 与不化控间作相比 , 在结荚期不施磷条件下 ,
表 3 化学调控和磷肥对玉米/花生间作体系中花生不同器官磷含量的影响
Table 3 Effects of chemical regulation and phosphate fertilization on P contents in different organs of peanut in maize/peanut
intercropping system g·kg–1
结荚期 Podding period 成熟期 Maturity period 年份
Year
处理
Treatment 茎 Stems 叶 Leaf 茎 Stems 叶 Leaf 果仁 Nuts
SP 2.75±0.00b 3.98±0.33b 2.42±0.35b 3.29±0.06c 5.24±0.11ab
IP 2.27±0.12d 3.60±0.12c 2.17±0.09b 2.77±0.08d 4.65±0.26d
P0
IPK 2.45±0.02c 3.72±0.08bc 2.23±0.04b 3.17±0.05c 4.70±0.43cd
SP 3.05±0.11a 4.45±0.05a 3.00±0.10a 3.85±0.08a 5.38±0.03a
IP 2.79±0.14b 3.74±0.10bc 2.72±0.07a 3.47±0.08b 5.01±0.10bc
2012
P1
IPK 2.86±0.03b 3.94±0.16bc 2.73±0.02a 3.53±0.07b 5.20±0.01ab
SP 1.91±0.26bc 3.27±0.22b 1.76±0.28b 2.77±0.04c 4.64±0.12c
IP 1.66±0.08c 3.23±0.01b 1.62±0.06b 2.71±0.24c 3.95±0.10d
P0
IPK 1.77±0.09bc 3.32±0.06ab 1.74±0.05b 2.72±0.21c 4.52±0.17c
SP 2.32±0.16a 3.54±0.19a 2.03±0.16a 3.13±0.04a 5.54±0.16a
IP 1.99±0.00b 3.34±0.04ab 1.65±0.02b 2.85±0.17bc 4.36±0.01c
2013
P1
IPK 2.26±0.11a 3.42±0.04ab 1.81±0.06ab 3.02±0.02ab 5.23±0.22b
SP: 单作花生 ; IP: 间作花生 ; IPK: 化控间作玉米体系中的间作花生。下同。SP: monocultured peanut; IP: intercropped peanut; IPK:
intercropped peanut in the intercropping system with maize which applied chemical regulator. The same below.
第 9期 焦念元等: 化学调控和施磷对玉米/花生间作磷吸收利用和间作优势的影响 1097
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间作花生茎和叶磷含量升高, 2012 年茎的变化达显
著水平。在成熟期, 间作花生茎磷含量增加不明显,
但 2012 年和 2013 年花生果仁磷含量分别增加
1.06%~3.79%和 14.43%~19.95%, 2013年达到显著水
平。施磷肥后, 与化控玉米间作的花生茎、叶和果
仁磷含量增加, 除 2012年和 2013年结荚期叶、2013
年成熟期茎外, 其他变化均达显著水平, 其中果仁
磷含量 2012年和 2013年分别提高 10.63%和 15.71%,
均达显著差异水平。这表明间作显著降低了花生果
仁磷含量, 在玉米小口期喷施化学调控剂有利于间
作花生各器官磷含量提高, 施磷显著提高了化控间
作花生各器官磷含量。
2.4 化学调控和磷肥对间作玉米磷积累量的影响
从图 2 可知: 在不施磷肥和施磷条件下, 与单
作玉米相比, 间作有利于提高可比面积上玉米的磷
积累量。在 7 月 20 日(小口期)前, 处理间玉米的磷
积累量差异不明显; 7月 20日以后, 间作玉米的磷积
累量明显高于单作玉米, 在 8月 8日(开花期)后, 比
单作玉米提高 98.35%~120.20%, 尤其在成熟期
(2012年 10月 4日, 2013年 9月 26日)提高 123.64%~
167.89%, 达到显著差异水平。在玉米小口期对间作
玉米喷施化学调控剂后 , 与不化控间作玉米相比 ,
间作玉米磷积累量在开花期、成熟期分别降低
13.09%~16.78%和 5.39%~16.26%。施磷肥后, 化控
后的间作玉米单株磷积累量明显提高, 在开花期和
成熟期分别提高 45.24%~50.64%和 29.01%~41.31%,
达到显著差异水平。这表明间作提高了玉米磷积累
量, 在玉米小口期喷施化学调控剂不利于间作玉米
磷积累量提高, 施磷明显提高了化控间作玉米的磷
积累量。
图 2 化学调控和磷肥对玉米/花生间作体系中玉米磷积累量的影响
Fig. 2 Effects of chemical regulation and phosphate fertilization on P accumulation of maize in maize/peanut intercropping system
2.5 化学调控和磷肥对间作花生磷积累量的影响
由图 3 可得: 不施磷肥和施磷条件下, 与单作
花生相比, 间作不利于提高花生磷积累量; 在下针
期(2012年 7月 4日, 2013年 7月 10日)前各处理间
花生的磷积累量差异不明显; 下针期以后, 间作花
生磷积累量明显低于单作花生; 结荚期(2012 年 8
月 8日, 2013年 8月 9日)比单作花生降低 24.41%~
39.64%, 尤其在成熟期(2012年 10月 4日, 2013年
9 月 26 日)降低 43.42%~59.53%, 达到显著差异水
平。在玉米小口期对间作玉米喷施化学调控剂后 ,
与不化控间作相比 , 花生磷积累量提高 , 在结荚
期、成熟期分别提高 14.38%~26.19%和 27.27%~
61.15%, 达到显著差异水平。施磷肥后, 与化控玉
米间作的花生磷积累量明显提高, 在结荚期和成熟
期分别提高 11.79%~26.64%和 33.30%~49.81%, 达
到显著差异水平。这表明间作降低了花生磷素积累
量, 在玉米小口期喷施化学调控剂明显有利于间作
花生磷积累量提高, 施磷明显提高了间作花生磷积
累量。
2.6 化学调控和磷肥对成熟期间作玉米磷分配比
例的影响
由表 4可知: 在玉米成熟期, 磷分配规律为: 籽
粒>茎>叶>鞘>苞叶。不施磷肥和施磷条件下, 与单
作玉米相比 , 间作显著提高了玉米籽粒磷积累量 ,
显著降低了 2012年茎和叶的磷分配比例, 促进了磷
向籽粒转移, 其中籽粒磷分配比例 2012 年和 2013
年分别提高 12.83%~13.73%和 4.75%~8.43%, 2012
年达显著差异水平。在玉米小口期对间作玉米喷施
化学调控剂后, 与间作相比, 2012 年不施磷玉米茎
和施磷玉米叶磷积累量显著降低, 籽粒磷积累量只
有在不施磷条件下显著降低。茎、叶、鞘磷分配比
例减小, 除 2013 年不施磷叶和施磷鞘外, 差异不显
1098 中国生态农业学报 2015 第 23卷
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图 3 化学调控和磷肥对玉米/花生间作体系中花生磷积累量的影响
Fig. 3 Effects of chemical regulation and phosphate fertilization on P accumulation of peanut in maize/peanut intercropping system
表 4 化学调控和磷肥对玉米/花生间作体系中玉米磷积累和分配比例的影响
Table 4 Effects of chemical regulation and phosphate fertilization on P accumulation and distribution proportion of maize in
maize/peanut intercropping system
磷积累量 P accumulation amount (mg·plant–1) 磷分配比例 P distribution proportion (%) 年份
Year
处理
Treatment 茎
Stem
叶
Leaf
鞘
Sheath
苞叶
Bract
籽粒
Seed
茎
Stem
叶
Leaf
鞘
Sheath
苞叶
Bract
籽粒
Seed
SM 123.2±9.3cd 91.3±3.0b — — 385.0±41.7d 20.6±2.4a 15.3±1.2a — — 64.1±3.6b
IM 144.1±9.7bc 88.1±3.1b — — 624.5±55.2b 16.8±0.4b 10.3±0.7b — — 72.9±1.1a
P0
IMK 113.7±5.0d 74.9±5.7b — — 528.7±31.7c 15.9±1.3b 10.4±0.4b — — 73.7±1.0a
SM 166.0±14.7ab 115.0±10.7a — — 514.4±2.4c 20.9±1.8a 14.5±1.4a — — 64.7±0.7b
IM 180.4±20.0a 118.5±23.0a — — 805.7±70.3a 16.3±0.6b 10.7±1.3b — — 73.0±1.8a
2012
P1
IMK 156.2±17.4ab 90.1±11.6b — — 767.5±28.2a 15.4±0.8b 8.9±0.6b — — 75.8±1.5a
SM 215.8±45.6a 111.0±14.1bc 42.9±5.0b 15.5±1.9b 430.9±80.9c 26.5±6.0a 13.6±1.9ab 5.3±0.7a 1.9±0.2b 52.7±8.6a
IM 246.4±38.8a 143.8±36.3ab 45.6±7.7b 28.6±5.6a 569.3±60.6b 23.8±1.7a 13.8±2.4ab 4.4±0.2bc 2.8±0.4a 55.2±1.4a
P0
IMK 234.8±45.8a 93.1±19.6c 38.6±9.0b 22.9±6.6a 531.7±42.4b 25.4±1.9a 10.1±1.2c 4.2±0.5c 2.5±0.5ab 58.0±3.6a
SM 254.6±11.3a 154.9±14.2a 56.3±3.0a 24.2±2.9a 563.8±48.7b 24.2±0.7a 14.7±1.6a 5.4±0.4a 2.4±0.3ab 53.4±1.9a
IM 253.4±7.8a 134.6±10.6ab 56.4±6.9a 23.5±2.6a 643.6±20.0a 22.8±1.4a 12.1±0.6b 5.1±0.5ab 2.2±0.2b 57.9±0.1a
2013
P1
IMK 222.1±14.0a 143.0±32.9ab 40.5±3.2b 26.5±5.7a 632.3±82.7a 21.1±1.4a 13.3±1.3ab 3.8±0.2c 2.5±0.2ab 59.4±0.0a
2012年鞘和苞叶归入茎中。In 2012, sheath and bract were included in the stem.
著; 籽粒磷分配比例有所提高, 为 1.11%~5.03%, 差
异不显著。施磷肥后, 与不施磷相比, 2012年化控间
作玉米茎和 2013 年叶以及 2012 年籽粒磷积累量显
著增加; 茎、叶、鞘磷分配比例降低不显著, 苞叶和
籽粒磷分配比例升高 , 其中籽粒磷分配比例提高 ,
2012年和 2013年分别为 2.84%和 2.41%, 但差异不
显著。这表明间作可以显著提高籽粒磷积累量, 有
利于促进磷向籽粒转移, 在玉米小口期喷施化学调
控剂不利于间作玉米各器官磷积累量提高, 但有利
于磷向籽粒转移, 施磷显著提高了玉米籽粒磷积累
量和磷分配比例。
2.7 化学调控和磷肥对成熟期间作花生磷分配比
例的影响
从表 5 可以看出: 在花生成熟期, 果仁磷分配
比例最大。不施磷肥和施磷条件下, 与单作花生相
比, 间作显著降低了 2012 年花生果仁和 2013 年花
生茎、叶和果仁磷积累量, 显著促进了磷向茎和叶分
配, 不利于向果仁分配; 2012年和 2013年果仁磷分配
比例分别减小 18.60%~28.67%和 11.04%~18.25%,
2012年达到显著差异水平。在玉米小口期对间作玉
米喷施化学调控剂后, 与不化控的间作相比, 花生
果仁磷积累量显著升高, 2012年和 2013年果仁磷分
配比例分别增加 5.87%~21.65%和 16.63%~23.18%。
施磷肥后, 与不施磷相比, 化控间作花生 2013 年茎
和叶以及 2012年和 2013年果仁磷积累量显著提高,
2012年叶磷分配比例显著减小, 2012年和 2013年果
仁磷分配比例分别增加 6.99%和 1.33%, 2012年达到
显著差异水平。这表明间作显著降低了花生叶和果
仁磷积累量, 不利于磷向果仁分配; 化学调控间作
玉米, 提高了间作花生茎、叶和果仁磷积累量, 有利
于磷向果仁转移; 施磷有利于提高间作花生各器官
磷积累量和果仁磷素分配比例。
第 9期 焦念元等: 化学调控和施磷对玉米/花生间作磷吸收利用和间作优势的影响 1099
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表 5 化学调控和磷肥对玉米/花生间作体系中花生磷素积累和分配比例的影响
Table 5 Effects of chemical regulation and phosphate fertilization on P accumulation and distribution proportion of peanut in
maize/peanut intercropping system
磷积累量 P accumulation amount (mg·plant–1) 磷分配比例 P distribution proportion (%) 年份
Year
处理
Treatment 茎 Stems 叶 Leaf 果仁 Seed 茎 Stems 叶 Leaf 果仁 Seed
SP 37.9±9.6a 19.4±2.0b 67.6±6.1b 30.0±4.1b 15.6±0.9c 54.4±3.3ab
IP 26.4±3.0a 16.9±1.7b 27.4±2.8d 37.3±0.5a 23.9±0.6a 38.8±0.2c
P0
IPK 26.8±5.1a 23.4±3.3ab 45.2±10.3c 28.2±4.8bc 24.6±3.9a 47.2±8.4bc
SP 34.3±5.7a 33.1±11.6a 97.0±32.8a 21.4±2.9c 20.0±1.2b 58.6±1.8a
IP 24.3±1.9a 20.6±1.9b 40.9±1.8c 28.3±2.6bc 24.0±1.7a 47.7±1.9bc
2012
P1
IPK 37.5±12.4a 26.3±7.2ab 63.3±8.6b 29.0±4.1b 20.5±1.5b 50.5±5.6ab
SP 26.8±1.2b 27.4±3.3ab 50.0±3.9b 25.7±1.0ab 26.3±2.9a 48.0±3.9a
IP 15.2±1.4c 14.5±1.3d 22.2±3.8d 29.3±3.4a 28.0±1.8a 42.7±5.1a
P0
IPK 17.6±2.0c 13.4±1.1d 35.1±9.1c 26.8±2.8ab 20.6±3.8a 52.6±6.5a
SP 32.3±2.7a 34.6±6.6a 84.8±10.2a 21.4±1.8b 22.7±2.1a 55.9±0.5a
IP 15.8±1.3c 16.9±3.3cd 27.4±3.2d 26.2±1.9ab 28.1±5.4a 45.7±5.6a
2013
P1
IPK 22.7±5.7b 23.7±9.1bc 52.5±11.9b 23.1±5.7b 23.7±6.6a 53.3±11.6a
2.8 化学调控和磷肥对玉米花生间作磷吸收及磷
间作优势的影响
由表 6 可知, 不施磷肥和施磷条件下, 在可比
面积上, 间作玉米吸磷量比单作玉米提高 123.21%~
167.89%, 而间作花生吸磷量比单作花生降低 43.42%~
60.43%, 磷间作优势为 15.99~19.54 kg(P)·hm–2。在
玉米小口期对间作玉米喷施化学调控剂后, 与不化
控间作相比 , 玉米吸磷量降低 7.28%~16.26%, 间
作花生吸磷量提高 27.27%~64.80%。施磷条件下,
2012 年和 2013 年磷化控间作体系间作优势分别为
22.00 kg(P)·hm–2和 19.50 kg(P)·hm–2; 与不化控间作
体系相比, 化控间作体系磷间作优势增加 19.72%~
20.27%, 但未达到显著差异水平。但是在不施磷条
件下, 2012年和 2013年化控间作体系磷间作优势分
别为 13.96 kg(P)·hm–2和 16.73 kg(P)·hm–2, 与不化控
间作体系相比磷间作优势分别降低 1 2 . 9 6 %和
14.38%。施磷肥后, 与不施磷相比, 化控的间作玉米
吸磷量提高 41.31%和 26.28%, 与化控玉米间作的花
生吸磷量增加 33.30%和 49.80%, 化控间作体系磷间
作优势相比不施磷分别提高 57.59%和 16.55%, 2012
年达到显著差异水平。在不施磷肥时, 化学调控间
作体系的磷吸收量土地当量比(LERP)小于不化控 ,
施磷肥后与其相反。这表明玉米/花生间作提高了磷
吸收量, 具有明显磷间作优势, 化学调控后施磷有
利于玉米花生间作磷吸收量的提高, 增强了磷间作
优势。
3 讨论与结论
3.1 化学调控和磷肥对玉米/花生间作磷含量的影响
磷是植物生长发育的必需大量元素之一, 磷肥
在土壤中的利用率低, 施用磷肥可以提高土壤的有
效磷水平[16]。研究表明增施磷肥可以提高玉米各器
官磷含量 [1718], 花生在缺磷条件下会导致花生茎
秆、果壳和花生果仁磷含量降低[19]。兰玉峰等[20]研
表 6 化学调控和磷肥对玉米/花生间作体系磷吸收及磷间作优势的影响
Table 6 Effects of chemical regulation and phosphate fertilization on P absorption and LER of maize/peanut intercropping system
玉米 Maize (kg·hm–2) 花生 Peanut (kg·hm–2)
年份
Year
处理
Treatment 单作
Monoculture
间作
Intercropping
单作
Monoculture
间作
Intercropping
吸磷总量
Total P
(kg·hm–2)
磷间作优势
P intercropping
advantage
[kg(P)·hm–2]
LERP
2012 P0 不控 No chemical regulation 39.97±2.19b 107.08±8.24bc 41.63±5.68a 23.55±2.49b 56.96b 15.99ab 1.41a
化控 Chemical regulation 39.97±2.19b 89.67±4.21c 41.63±5.68a 31.78±2.85b 54.93b 13.96b 1.36a
P1 不控 No chemical regulation 53.02±0.33a 138.08±13.51a 54.82±16.67a 28.60±0.55b 72.39a 18.29ab 1.35a
化控 Chemical regulation 53.02±0.33a 126.71±7.13ab 54.82±16.67a 42.36±9.05a 76.10a 22.00a 1.42a
2013 P0 不控 No chemical regulation 54.18±1.39b 129.22±17.18ab 34.75±0.46a 17.29±1.27c 62.06b 19.54a 1.25a
化控 Chemical regulation 54.18±1.39b 115.13±14.01b 34.75±0.46a 22.01±3.33b 59.26b 16.73a 1.23a
P1 不控 No chemical regulation 70.25±3.61a 156.81±31.20a 50.57±6.04a 20.01±0.20bc 74.73ab 16.29a 1.13a
化控 Chemical regulation 70.25±3.61a 145.39±27.52ab 50.57±6.04a 32.97±3.24a 77.94a 19.50a 1.22a
1100 中国生态农业学报 2015 第 23卷
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究表明, 在西北沿黄灌耕灰钙土中增施磷肥可以提
高玉米/鹰嘴豆(Cicer arietinum)间作体系的产量, 但
对鹰嘴豆根际分泌的酸性磷酸酶活性影响不大。
本研究表明, 玉米/花生间作提高了玉米各器官
磷含量, 降低了花生各器官磷含量, 这可能是因为
在玉米/花生间作体系中玉米是优势作物, 对磷素的
吸收能力大于花生, 还有可能是因为间作花生根系
会分泌一些有机物质活化土壤中的磷供玉米吸收利
用, 与白羽扇豆可以分泌柠檬酸[12]、大豆分泌有机
酸[2]和鹰嘴豆根际可以分泌酸性磷酸酶[21]来促进玉
米对磷素的吸收类似。在玉米小口期喷施化学调控
剂有利于间作玉米各器官磷含量提高、间作花生各
器官磷含量提高 ; 施磷肥提高了玉米各器官磷含
量、花生各器官磷含量, 这有可能是施磷肥提高了
土壤中的有效磷含量促进了作物对磷素的吸收, 但
是否还与施磷肥促进了花生根系分泌物的释放, 进
一步活化土壤中的磷有关, 有待进一步研究。
3.2 化学调控和磷肥对玉米/花生间作磷积累分配
的影响
施磷肥可以显著增加玉米产量, 提高玉米苞叶
和籽粒的磷积累量, 玉米植株的磷总积累量也显著
增加, 磷主要分配在籽粒中, 磷肥对玉米各器官磷
分配比例影响不大[22]。本研究表明, 间作提高了可
比面积上玉米磷积累量, 促进磷向籽粒分配, 但却
降低了花生磷积累量, 不利于磷向果仁分配, 与单
作相比 , 间作显著提高了磷吸收量 ; 在玉米小口
期喷施化学调控剂不利于间作玉米磷积累量提高 ,
有利于间作花生磷积累量提高 , 促进了磷向玉米
籽粒和花生果仁分配 , 不利于间作体系磷吸收量
和磷间作优势的提高 ; 施磷肥显著提高了间作玉
米和间作花生磷积累量, 促进了磷向玉米籽粒和花
生果仁分配, 显著提高了化控间作体系磷吸收量和
磷间作优势。
总体而言, 与单作相比, 间作提高了磷吸收量,
化控后施磷进一步提高了间作体系磷吸收量。这主
要是因为对间作玉米化学调控后 , 玉米株高降低 ,
干物质积累量减小导致间作玉米吸磷量减少, 而间
作花生由于玉米遮荫作用减弱, 增强了花生光合作
用能力, 增加了其干物质积累量, 进而促进了间作
花生对磷的吸收, 但由于间作花生增加的磷吸收总
量明显小于间作玉米降低总量, 因而化控后间作体
系吸磷总量降低。但在施磷条件下, 土壤中的有效
磷水平提高 , 有充足的磷营养供应植株生长发育 ,
促进了玉米和花生的光合作用 [23]以及干物质积累
量、玉米和花生磷素积累量、各器官磷含量的增加,
进而提高了玉米和花生吸磷总量, 同时由于间作花
生群体增加的磷吸收量大于间作玉米的减少量, 因
而施磷肥强化了化控间作体系对磷的吸收。
3.3 化学调控和磷肥对玉米/花生间作磷间作优势
的影响
在间作后期, 玉米对花生遮荫作用明显, 严重
影响了花生的生长发育。本试验研究表明, 玉米/花
生间作可以促进间作体系吸磷量增加, 具有明显的
磷营养间作优势, 且磷营养间作优势(LERP)大于 1,
化学调控后间作体系磷营养间作优势减小, 施磷提
高了化控间作体系磷吸收量和磷营养间作优势。这
可能是因为在玉米小口期喷施乙烯利后, 间作玉米
株高明显降低, 不施磷肥土壤磷营养不足, 造成穗
分化减弱 , 穗粒数减少 , 产量降低 , 进而降低了磷
间作优势。但化控后施磷肥, 磷肥促进间作玉米的
生长和穗分化 , 穗粒数增加 , 产量提高 , 因而提高
了磷营养间作优势。这说明在玉米小口期喷施化学
调控剂, 能降低玉米株高, 协调玉米、花生种间竞争
关系, 有利于增加间作花生的磷吸收量; 再施磷肥
有利于提高化学调控后间作体系的磷间作优势, 实
现了玉米/花生间作高效利用磷的目的, 为进一步实
现玉米/花生间作养分高效利用提供保障。
综上所述, 与单作相比, 玉米/花生间作提高了
磷吸收量, 具有明显的磷间作优势。在玉米小口期
对间作玉米喷施化学调控剂再施磷肥, 能明显提高
化控间作体系磷吸收量和磷间作优势。因此, 生产
上可以采用化学调控间作玉米和施用磷肥来提高玉
米/花生间作体系的磷间作优势。
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