全 文 :南 方 农 业 学 报
收稿日期:2012-11-08
基金项目:广西青年科学基金项目(桂科青0640009);广西教育厅科研项目(TLZ100719)
作者简介:*为通讯作者,周凤珏(1965-),副教授,主要从事作物栽培和农业气象研究工作,E-mail:fengjue@gxu.edu.cn。谭焱芝
(1985-),研究方向为作物栽培理论与技术,E-mail:tanyanzhihq719@163.com
0 引言
【研究意义】生姜(ZingiberoficinaleRosc.)起源
于热带雨林地区,喜温而不耐强光,光补偿点较低,约
为28μmol/m2·s,故生产上多在苗期进行遮光栽培(徐
坤等,2002)。间作是中国传统农业重要的组成部分,
是一种在时间和空间上充分利用光热资源的高效种
植方式。研究表明,间作能提高水分(Xu et al. , 2008)、
养分(徐华勤等,2009)和光能(焦念元等,2008)的利用
效率,还可以减少杂草和病虫害的发生(Chen et al.,
2011),提高土地利用效率(Ghosh,2004)。罗汉果
[(Siraitiagrosvenori(Swingle) C.Jeffrey)]为葫芦科罗
汉果属多年生草质藤本植物,雌雄异株,原产地和主
罗汉果—生姜间作对生姜光合特性和产量的影响
谭焱芝,周凤珏*,许鸿源,许皓翔,盘丰平,徐 晶,高 川,龚银花
(广西大学农学院,南宁 530005)
摘要:【目的】探讨罗汉果与生姜间作对生姜光合特性和产量的影响,为罗汉果间作生姜种植提供参考。【方法】
2011年进行大田实验,设3个处理,分别为罗汉果棚式栽培间作生姜(P)、罗汉果立式栽培间作生姜(L)、裸地栽培生姜
(CK),比较不同栽培方式对生姜光合特性和产量的影响。【结果】罗汉果棚式栽培间作生姜条件下,生姜叶片的净光
合速率在生长前期略高于CK,生长后期低于CK,气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率均低于CK,产量与CK差异不
大。在罗汉果立式栽培间作生姜条件下,生姜叶片的净光合速率在生长前期高于CK,生长后期略低于CK,气孔导度、
胞间CO2浓度、蒸腾速率低于CK,产量比CK增加68.1%。【结论】罗汉果—生姜间作可以改变生姜叶片的净光合速率,影
响生姜产量,减少投入,提高土地利用率,增加经济效益。
关键词:罗汉果; 生姜;间作;光合特性;产量
中图分类号:S632.5 文献标志码:A 文章编号:2095-1191(2013)02-0214-04
DOI:10.3969/j:issn.2095-1191.2013.2.214
南方农业学报 JOURNAL OF SOUTHERN AGRICULTURE 2013,44(2):214-217
ISSN 2095-1191;CODEN NNXAAB http://www.nfnyxb.com
Effects of Siraitia grosvenorii and ginger intercropping on the
photosynthetic characteristics and yield of ginger
TANYan-zhi,ZHOUFeng-jue*,XUHong-yuan,XUHao-xiang,PANFeng-pin,XUJing,
GAOChuan,GONGYin-hua
(Agricultural College,Guangxi University,Nanning 530005,China)
Abstract:【Objective】The experiment was carried out to study the effects of Siraitia grosvenorii and ginger intercrop-
ping on the photosynthetic characteristics and yield of ginger in order to provide references for their cultivation techniques.
【Method】In 2011, a field experiment was conducted in Guangxi University experimental teaching and scientific research
base. The experimental design was a simple complete block with theree replications for three treatments which were Siraitia
grosvenorii cultivation intercropping ginger (P), vertical cultivation Siraitia grosvenorii intercropping ginger (L), and bare
land planting ginger (control),respectively. The influence of different cultivation methods on the photosynthetic character-
istics and yield of ginger was subsequently compared through those experiments. 【Result】Under conditions of P treatment,
ginger leaves net photosynthetic rate at early and later growth stage was slightly higher and lower than that of control, re-
spectively. Stomatal conductance, intercellular CO2 content and transpiration rate were lower than those of control. No sig-
nificant difference of yield was found. Under conditions of L treatment, ginger leaves net photosynthetic rate at early
growth stage was higher than control, at later growth stage was slightly lower than control. Stomatal conductance, intercel-
lular CO2 content and transpiration rate was lower than control, but yield increase of 68.1%was realized. 【Conclusion】Sir-
aitia grosvenorii and ginger intercropping can change the ginger leaves net photosynthetic rate, has positive effect on the
yield of ginger by reducing expenditure, raise land utilization rate and increase economic efficiency.
Key words: Siraitia grosvenorii; ginger; intercropping; photosynthetic characteristics; yield
产地均为我国广西桂北地区。罗汉果株距较宽(150
cm),土地浪费严重,选择罗汉果与生姜间作可减少杂
草滋生,提高土地利用效率。针对罗汉果的种植特点,
研究不同种植方式下罗汉果—生姜间作对生姜光合
特性和产量的影响,可为罗汉果间作生姜种植技术提
供参考。【前人研究进展】王绍辉和张振贤(1998)研究
秸秆覆盖与遮荫及覆草对生姜生长及理化特性的影
响,认为与遮荫相比,秸秆覆盖后生姜植株高度变矮,
叶片繁盛,茎秆粗壮,分枝数多,且省时省工,成本低
廉,增产显著。廖华俊等(2007)对栝楼间作生姜立体
高效栽培技术进行研究,结果表明,栝楼和生姜间作
套种可以充分利用土地资源,栝楼在生长期搭建的棚
架可以作为生姜的遮荫棚,满足生姜生长期间对非强
光和凉爽环境条件的需求,二者相互促进。张瑞华和
徐坤(2008)对苗期遮光光质对生姜光合及生长影响
的研究表明,生姜苗期采用绿膜遮光,可以增强叶片
光合作用,促进植株生长,提高生姜产量。【本研究切
入点】近年来,罗汉果栽培一直采用传统棚式种植,罗
汉果其他栽培方式以及与作物间作的研究鲜有报道。
【拟解决的关键问题】罗汉果采取棚式栽培和立式栽
培两种种植方式,在罗汉果株行间间种生姜,研究不
同种植方式对生姜光合特性和产量的影响,为罗汉果
间作生姜种植技术提供参考。
1 材料与方法
1. 1试验材料
罗汉果为本课题组生产的青皮果品系的罗汉果
组培苗,生姜为广西南宁市五里亭菜市出售的小黄姜。
1. 2试验设计
试验于2011年在广西大学农学院教学科研实验
基地网室中进行。罗汉果定植苗龄为5(±1)叶期,行距
220 cm,株距150 cm,罗汉果采用棚式栽培和立式栽
培两种模式,棚式栽培呈三角形种植,挂果棚为架高
1.8 m的网状平棚;立式栽培呈直线种植,挂果棚为底
部距地面50 cm、顶部距地面160 cm的网状立棚。生姜
间种于罗汉果株行间,株行距20 cm×50 cm,各处理的
种植密度相同,于罗汉果移栽20 d后播种。罗汉果及
生姜的水肥管理按常规进行。
试验设3个处理,分别为:罗汉果棚式栽培间作生
姜(P)、罗汉果立式栽培间作生姜(L)、裸地栽培生姜
(CK)。试验采取随机区组设计,3次重复,小区长方
形,生姜种植小区面积2.9 m2。
1. 3测定方法
1. 3. 1光合指标测定 光合作用相关指标在生姜苗
期、旺盛生长前期、旺盛生长后期、根茎休眠期,选择
晴天上午9:00~11:30,采用美国Li-cor公司的Li-6400
型便携式光合测定仪进行田间活体测定,测定时叶势
光强1200 lx。每小区随机选定5株,每株选定主茎上正
数第3片展开功能叶测定。
1. 3. 2农艺性状调查 生姜收获前考种,每小区随
机选取10株,测定株高、分枝数、单株产量,以其平均
值为该处理的实测值。收获时按小区计产,并折合成
公顷产量。
1. 4统计分析
试验数据采用Excel 2003软件计算各处理的平均
值并绘图,用SPSS 18.0软件LSD法进行P<0.05水平
的多重比较显著性分析。
2 结果与分析
2. 1不同栽培方式对生姜叶片净光合速率的影响
由图1可知,各处理生姜叶片净光合速率的变化
趋势相似,生长前期净光合速率随生育进程不断提
高,随着生姜发棵,茎叶生长旺盛,至旺盛生长前期净
光合速率达到最大,旺盛生长后期生姜地上茎逐渐衰
老,净光合速率随之逐渐下降。在苗期和旺盛生长前
期,P处理和L处理生姜叶片净光合速率均高于CK,且
差异达显著水平;在旺盛生长后期和根茎休眠期,P处
理的净光合速率显著低于CK,而L处理略低于CK,L、
CK处理之间差异不显著。
2. 2不同栽培方式对生姜叶片气孔导度的影响
气孔导度是反映气孔关闭程度的一个生理指标。
由图2可知,各处理生姜叶片的气孔导度随生育进程
均呈逐渐下降趋势。P处理生姜叶片的气孔导度从苗
期到根茎休眠期均低于CK,两者差异显著。L处理,在
苗期,其叶片的气孔导度显著高于CK;旺盛生长前期
则显著低于CK;从旺盛生长后期到根茎休眠期,其叶
片的气孔导度略低于CK,两者之间差异不显著。
2. 3不同栽培方式对生姜叶片胞间CO2浓度的影响
由图3可知,各处理生姜叶片的胞间CO2浓度的变
图 1 不同栽培方式下生姜叶片净光合速率
Fig.1 Net photosynthetic rate of ginger leaves under different
cultivationpatterns
净
光
合
速
率
(
μm
ol
/m
2 ·
g)
N
et
ph
ot
os
yt
he
tic
ra
te
苗期
Seedling
stage
旺盛生长前期
Earlyvigorous
growthstage
旺盛生长后期
Latevigorous
growthstage
根茎休眠期
Rootstalk
reststage
生长期Growthduration
谭焱芝等:罗汉果—生姜间作对生姜光合特性和产量的影响 215· ·
南 方 农 业 学 报
化趋势相似,从苗期到旺盛生长前期逐渐升高,之后
逐渐下降。P处理生姜从苗期到根茎休眠期其叶片胞
间CO2浓度均低于CK,其中在苗期两者差异不显著,
其他生育期差异显著。L处理,生姜在苗期其叶片胞间
CO2浓度略高于CK,旺盛生长期略低于CK,差异不显
著;根茎休眠期则显著低于CK。
2. 4不同栽培方式对生姜叶片蒸腾速率的影响
蒸腾作用是反映植物水分代谢的重要生理指标。
图4显示,在生姜的整个生育期,P处理和L处理,生姜
叶片的蒸腾速率均低于CK。P处理4个不同生长时期
的叶片蒸腾速率与CK相比差异达显著水平,而L处理
在苗期与CK相比差异不显著,生长中后期差异显著。
其中,P处理的降幅更为明显。这种变化趋势与前述的
气孔导度变化趋势基本一致,说明气孔导度对植株蒸
腾有直接影响。
2. 5不同栽培方式对生姜农艺性状和产量的影响
由表1可知,在P处理中,生姜株高比CK高32.8%,
差异达显著水平;分枝数比CK少21.7%,差异不显著;
单株鲜重比CK低15.7%,公顷产量比CK低6.0%,差异
不显著。在L处理中,生姜株高比CK高28.5%,分枝数比
CK多64.5%,单株鲜重比CK高42.6%,公顷产量比CK
高68.1%,差异均达显著水平。表明适当遮荫对生姜生
长有较显著影响。
3 讨论
本研究结果表明,P处理和L处理均改变了生姜叶
片的光合特性,影响生姜产量,但两者表现不同:(1)P
处理降低了生姜叶片的气孔导度,进入细胞中的CO2
相应减少,因此胞间CO2浓度比CK低,同时蒸腾速率
明显降低,致使水分利用效率有所提高,从而使生姜
净光合速率在其生长前期得到提高。生姜生长后期,
罗汉果枝蔓繁茂,P处理对生姜过度遮荫,光照度显著
下降,一方面导致生姜叶片净光合速率降低,另一方
面促使生姜地上部分生长,导致运送到根茎的养分减
少,影响根茎的形成和膨大,从而产量下降。这与王绍
辉和张振贤(1998)的研究结果相似。(2)L处理生姜叶
片的气孔导度减小,蒸腾速率降低,水分利用效率提
高。尽管在生姜旺盛生长后期至根茎休眠期遮荫光照
度有所降低,净光合速率略低于CK,但从苗期到旺盛
生长中期净光合速率提高,已为生姜发棵、根茎的形
成和膨大打好基础,最终其产量提高。(3)生姜生长后
分枝数
Branch
number
图 2 不同栽培方式生姜叶片气孔导度
Fig.2 Stomatal conductance of ginger leaves under different
cultivationpatterns
图 3 不同栽培方式生姜叶片胞间CO2浓度
Fig.3 IntercellularCO2contentofgingerleavesunderdifferent
cultivationpatterns
图 4 不同栽培方式生姜叶片蒸腾速率
Fig.4 Transpiration rate of ginger leaves under different culti-
vationpatterns
表 1 不同栽培方式生姜农艺性状和产量
Tab.1 Agronomical traits and yield of ginger under different
cultivationpatterns
处理
Treatment
株高
(cm)
Pla t
height
单株
鲜重(g)
Plant
fresh
weight
小区
产量(kg)
Cell
production
公顷
产量
(kg/ha)
Hectare
yield
增长率
(%)
Increase
rate
同列数据后不同小写字母表示差异达5%显著水平
Different lower-case letters in the same column indicate significant di-
fferenceat5%level
气
孔
导
度
(
m
ol
/m
2 ·
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co
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生长期Growthduration
苗期
Seedling
stage
旺盛生长前期
Earlyvigorous
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旺盛生长后期
Latevigorous
growthstage
根茎休眠期
Rootstalk
reststage
胞
间
C
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2浓
度
(
m
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ol
/m
2 ·
g)
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C
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2
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en
t
生长期Growthduration
苗期
Seedling
stage
旺盛生长前期
Earlyvigorous
growthstage
旺盛生长后期
Latevigorous
growthstage
根茎休眠期
Rootstalk
reststage
蒸
腾
速
率
(
m
m
ol
/m
2 ·
g)
T
ra
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pi
ra
ti
on
ra
te
生长期Growthduration
苗期
Seedling
stage
旺盛生长前期
Earlyvigorous
growthstage
旺盛生长后期
Latevigorous
growthstage
根茎休眠期
Ro t talk
reststage
P 106.8a 17.0b 350.3b 5.3b 20238.0 -6.0
L 103.3a 35.7a 592.3a 10.7a 36088.5 68.1
CK 80.4b 21.7b 415.3b 6.1b 21469.5 -
216· ·
期,P处理生姜叶片的净光合速率明显低于CK,L处理
生姜叶片的净光合速率则略低于CK,但P处理生姜产
量与CK差异不大,而L处理生姜产量却显著高于CK。
这一现象未见有过报道。这是否与CK光照过强,温度
过高,蒸腾过大,导致光合“午休”现象,以及过度的光
呼吸消耗过多干物质有关,仍有待进一步研究。
4 结论
本研究结果表明,罗汉果与生姜间作,罗汉果搭
建的棚架和立架可作为生姜的遮阳棚,满足生姜对光
照和凉爽环境条件的需求,改变生姜叶片的光合特
性,提高生姜产量,两者间作,可省工省时,减少投入,
提高土地利用率,增加经济效益。
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(责任编辑 孔令孜)
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