花生与玉米和芝麻间作的产量及经济效益分析.docx

1、花生与玉米和芝麻间作的产量及经济效益分析DOI: 10.13930/ki.cjea.210056武岩岩, 汪江涛, 李雪, 孙增光, 郭彬彬, 尹飞, 焦念元. 花生与玉米和芝麻间作的产量及经济效益分析J. 中国生态农业学报(中英文), 2021, 29(8): 1285 1295WU Y Y, WANG J T, LI X, SUN Z G, GUO B B, YIN F, JIAO N Y. Yield and economic benefits of peanut intercropping with maize and sesameJ. Chinese Journal of Eco-A

2、griculture, 2021, 29(8): 1285 1295花生与玉米和芝麻间作的产量及经济效益分析*武岩岩, 汪江涛, 李 雪, 孙增光, 郭彬彬, 尹 飞, 焦念元*(河南科技大学农学院/河南省旱地农业工程技术研究中心 洛阳 471023)摘 要: 为明确不同间作体系对花生产量形成和经济效益的影响, 本试验于20182019年, 设置玉米|花生(M|P)、芝麻|花生(S|P)、单作花生(SP)、单作玉米(SM)和单作芝麻(SS)5个种植模式, 研究了不同种植模式对花生功能叶光合-光强响应曲线、干物质积累、种间竞争力指数、产量及经济效益的影响。结果表明: 1)与玉米|花生体系中的间作

3、花生相比, 芝麻|花生体系中间作花生的最大净光合速率(Pnmax)、产量和最大干物质积累量分别显著提升了18.0%20.7%、64.2%70.0%、26.5%31.8% (P0.05)。2)间作芝麻干物质积累进入缓增期后1619 d, 芝麻|花生中间作花生仍处于干物质积累快增期, 芝麻和花生干物质积累快增期互相错开, 而玉米|花生体系中玉米和花生的干物质积累快增期重叠; 成熟期, 间作花生相对于芝麻、玉米的竞争力指数分别为2.312.06和4.684.34。说明间作花生相对于芝麻的竞争力比相对于玉米的竞争力强。3)芝麻|花生较玉米|花生的土地当量比提高3.0%4.0%, 且大于1; 经济效益显

4、著提高16.7%50.8%(P0表明a作物相对b作物的竞争能力强, Aa0则刚好相反; Pa为间作作物a的播种面积比例(本间作体系中, 花生播种面积比例均为35); Pb为间作作物b的播种面积比例(本间作体系中, 芝麻、玉米播种比例均为25); Ya、Yb分别表示间作作物a、b的生物产量; YA、YB分别为单作作物a、b的生物产量。以地上部干重作为植株的生物产量, 计算方式为: (11)1.2.5 产量、土地当量比及偏土地当量比收获时, 选取各处理有代表性的植株2 m双行进行测产, 玉米取果穗, 芝麻取蒴果, 花生取荚果, 风干后玉米、芝麻取籽粒称重, 花生称荚果重。间作优势采用土地当量比(L

5、ER)和偏土地当量比(PLER)21来衡量: (12) (13) (14)式中: Yai为间作作物a的实际产量, Yas为单作作物a的实际产量, Ybi为间作作物b的实际产量, Ybs为单作作物b的实际产量。PLER(a)代表a作物在间作体系中的偏土地当量比, PLER(b)代表b作物在间作体系中的偏土地当量比。1.3 统计分析采用Microsoft Excel 2010、SPSS 22.0和Origin 2018等软件对数据进行处理分析与作图。处理间显著性分析采用单因素方差分析(LSD法, =0.05)。采用决定系数(R2)来检验Logistic模型精度。2 结果与分析2.1 不同间作体系花

6、生荚果膨大期的冠层光照强度由图1可知不同间作模式对花生冠层光照强度日变化曲线具有显著影响。荚果膨大期花生冠层光照强度日变化曲线均呈单峰曲线, 峰值出现在11:3012:30。与玉米|花生体系的花生IP(M|P)相比, 芝麻|花生体系的花生IP(S|P)的冠层光照强度在9:0011:30、12:3017:00显著提高, IP(S|P)的日均光照强度较IP(M|P)显著提高39.4%(P0.05); IP(S|P)与IP(M|P)的冠层光强在峰值处(11:3012:30)差异不显著。单作花生(SP)日均光照强度较IP(M|P)和IP(S|P)分别显著提高96.4%、48.3% (P芝麻|花生体系的

7、花生IP(S|P)玉米|花生体系的花生IP(M|P), IP(S|P)和IP(M|P)较SP分别降低15.6%15.9%、28.7%30.2%。说明间作花生光合速率受到高位作物遮阴的影响, 有所下降。IP(S|P)的Pnmax和光饱和点(Isat)较IP(M|P)分别提高18.0%20.7%和22.8%55.8%。不同间作模式下花生的暗呼吸速率较为复杂, 本试验未表现出明显规律性。图1 不同间作体系中花生荚果膨大期冠层光强日变化曲线(2019)Fig. 1 Diurnal variation curves of light intensity of peanut canopy in diffe

8、rent intercropping systems at pod enlargement stage of peanut in 2019IP(S|P): 芝麻|花生体系的间作花生; IP(M|P): 玉米|花生体系的间作花生; SP: 单作花生; PPFD: 光量子通量密度。不同小写字母表示差异在P0.05水平差异显著。IP(S|P): peanut in sesame|peanut intercropping system; IP(M|P): peanut in maize|peanut intercropping system; SP: monocultured peanut; PPFD

9、: light quantum flux density. Different lowercase letters mean significant differences at P0.05 level. 表 1 玉米|花生、芝麻|花生对花生功能叶光合-光强响应曲线参数的影响Table 1 Effects of maize|peanut and sesame|peanut intercropping on relevant parameters of the photosynthetic rate response curves to light in the functional leave

10、s of peanuts年份Year种植方式Planting patternPnmaxIsatIcRd决定系数Determination coefficient2018IP(S|P)21.571720843.110.9965IP(M|P)18.281104643.380.9982SP25.651544602.640.99572019IP(S|P)22.941488602.670.9993IP(M|P)19.011164562.630.9986SP27.231540563.120.9987IP(S|P): 芝麻|花生体系的间作花生; IP(M|P): 玉米|花生间作体系内间作花生; SP: 单作花生。Pnmax: 光饱和时净光合速率; Isat: 光饱和点; Ic: 光补偿点; Rd: 暗呼吸速率。IP(S|P): peanut in sesame|peanut intercropping system; IP(M|P): peanut in maize|peanut i