玉米花生间作对产量和光光响应的影响

土层
表 1 土壤基础肥力状况
Table 1 Nutrients content of the experimental soil
有机质 /g·kg-1
全氮 /g·kg-1
速效氮 /mg·kg-1
速效磷
速效钾 土壤容重
/mg·kg-1
/mg·kg-1
/g·cm-3
pH
0－14
4. 结论与讨论
玉米花生间作产量分析结果表明：玉米花生间作体系具有明显的间作产量优势，可提高 土地利用率 14%~17%, 是一种高产的间作模式。
由于在玉米花生间作体系中，作物高低相间，与单作的单一群体相比，间作改变了光在 群体中分布特点。处于低位作物——花生，受到高位作物——玉米遮阴的影响，花生长期处 于光照劣势，激活了间作花生对弱光的吸收和转化效率[10]，向阴性植物光合特性转化，提 高对弱光的利用能力[14]。在本试验中，由间作花生光光响应曲线表明：间作降低了花生光 饱和点和光补偿点，却提高了弱光时的光合速率和 AQY，这进一步印证玉米花生间作提高 了间作花生对弱光的吸收和转化效率；而对高位作物——玉米，虽然对弱光的利用能力下降 （光补偿点的升高），但却相应的增加了对强光的利用，提高了光饱和时的光合速率，这主 要是间作玉米处于光竞争优势，其光合作用指标得到改善[15]。
1. 引言
间套作是一种能集约利用光、热、肥、水等自然资源的种植方式[1]。在我国黄淮海地区， 间套作具有较大的种植面积。许多研究表明，间套作能使光热资源利用率提高，增幅高达 20％ [2~6]，这可能是由于间套作提高了籽粒灌浆过程中各作物功能叶片内叶绿素含量和光合 速率[6]。玉米花生间套作具有较高的产量、效益，可能主要是由于改善了其田间小气候、花 生的铁营养以及提高了玉米对强光和花生对弱光的吸收利用能力[7-10]，然而在同一强光强度 下，间作玉米的光合速率是否高于单作玉米，或在同一弱光强度下，间作花生的光合速率是 否大于单作花生？为此，本试验以玉米花生间作模式为对象，主要研究间作玉米和间作花生 功能叶片的光光响应曲线特点及其产量，来进一步印证玉米花生间作提高了玉米对强光和花 生对弱光的吸收利用能力，揭示间套作提高光能利用率的机理。
2.3.2 收获测产 收获时，玉米和花生均取具有代表性两米双行，测定玉米籽粒产量和花生果仁产量。
2.3.3 计算公式 间作优势Ⅰ 土地当量比(land equivalent ratio, LER)=(Yim/Ymm)+(Yip/Ymp)。式中Yim和Yip
分别代表间作玉米和间作花生产量，Ymm和Ymp分别为单作玉米和单作花生产量，下同。当 LER＞1，表明间作有优势，当LER＜1为间作劣势[11-12]。
µmol·m-2·s-1
1
y = 0.032x - 0.8322 光补偿点26 µmol·m-2·s-1
间作 单作
y = 0.0219x - 1.7982 光补偿点82.1 µmol·m-2·s-1
0 0
-2
100
200
300
光照强度/ µmol·m-2·s-1
A：玉米
0 400 0
-1
50
100
150
39.22
79.25
1.314
5.67
10－20cm
12.63
0.933
110.76
38.44
75.36
1.479
6.02
20－40cm
9.69
0.496
65.46
16.95
61.68
1.499
6.49
1本课题得到山东省财政厅财政支农项目（SDGP2003-54）和河南科技大学博士科研启动基金资助 （09001129）的资助。
2004 年，各处理均施尿素 150 kg N·hm-2，过磷酸钙 180 kg P2O5·hm-2 和硫酸钾 100 kg K2O·hm-2；2005 年，施磷酸二铵 180 kg P2O5·hm-2，硫酸钾 120kg K2O·hm-2 和氮肥 180 kg N·hm-2，磷酸二铵中氮肥不足，补施尿素。磷肥和钾肥均基施，氮肥按基、追比 1∶1，分 2 次施，在玉米拔节期追肥。
3.2 玉米花生间作光-光响应曲线
高位作物与矮位作物间作，对比单作空间生态位的显著不同，在于全田群体高矮相错， 相当于单一群体时的伞状结构，改变单一群体的平面受光状态，使作物光合特性发生明显的 变化[10]。根据玉米乳熟期的光-光响应曲线（图 1－A、B）可得，间作玉米和间作花生功能 叶片的光合速率，均随着光照强度的增加而增加，达到光饱和点后则趋于平缓。在较低光强 时，间作花生的光合速率明显高于单作花生，而高光强时，却低于单作花生；玉米花生间作 提高了花生叶片的光补偿点，却降低了光饱和点（图 1－A）。而对于高位作物的玉米，长期 处于光竞争优势，表现出间作玉米强光照时的功能叶光合速率显著高于单作玉米，而弱光照 时却略低于单作玉米的特点；玉米花生间作提高了玉米光饱和点（图 1－B）。这表明玉米花 生间作，具有提高玉米的光饱和点，降低花生光饱和点，提高玉米强光的光合速率和花生弱 光的光合速率，达到经济高效利用光能的特点。
200
250
光照强度/µmol·m-2·s-1
B：花生
图 2 间作对玉米花生的表观量子效率和光补偿点的影响（2005） Fig.2 Effect of intercropping on AQY and light compensation point in leaves of maize and peanut (2005)
3.3 表观量子效率(AQY)和光补偿点
-3-

光合速率 /µmolCO2·m-2·s-1
12
6
y = 0.0429x - 3.1041
10
光补偿点72.36
5
8
µmol·m-2·s-1
4
6 间作
4
单作
2
3
y = 0.0368x - 2.2254 2 光补偿点60.47
E-mail：jiaony@
摘 要：本实验主要研究了玉米花生间作对玉米籽粒产量和花生产量及对其功能叶片光-光 响应的影响，结果表明：玉米花生间作虽极显著降低了玉米籽粒产量和花生果仁的产量，但 间作体系却表现出明显的间作产量优势，2004 年和 2005 年分别为 2896kg·hm-2 和 2894 kg·hm-2，土地利用率提高了 14%~17%；玉米花生间作提高了玉米光饱和点、光补偿点和强 光时的光合速率，降低了花生的光补偿点、光饱和点，却提高了花生表观量子效率和弱光时 的光合速率。这进一步表明，间作提高了玉米对强光和花生对弱光的利用能力。 关键词：玉米；花生；间作；产量；光光响应
年份
玉米
间作
单作
花生
间作
单作
间作优势Ⅱ LER
2004 9250Bb 10165Aa 832Bb 3688Aa
2896
1.14
2005 9961Bb 11544Aa 1275Bb 4099Aa
2894
1.17
注：小写字母表示5%水平差异显著，大写字母表示1%水平差异显著。
表 2 表明，玉米花生间作的 LER 在 2 年试验中均大于 1，说明具有间作优势，土地利 用率提高了 14%~17%。与单作相比，玉米花生间作极显著降低了玉米籽粒和花生果仁的产 量，2004 年和 2005 年间作玉米籽粒产量分别相对降低了 9.00%和 13.71%，间作花生果仁产 量分别相对降低了 77.45%和 68.89％，但间作体系却均表现出明显的间作优势Ⅱ，分别为 2896 kg·hm-2 和 2894 kg·hm-2。这说明玉米花生间作具有明显的经济产量间作优势。
2.3 测定项目与方法
2.3.1 光光响应曲线的测定 在玉米乳熟期，用英国 PP-systems 公司生产的 CIRAS-2 型便携式光合系统，用自动可
调光源以此测定光强为 1800、1500、1200、1000、800、600、500、400、300、200、150、 100、50µmol·m-2·s-1 时，自然 CO2 浓度下的光合速率，以光强为横坐标，光合速率为纵坐标， 制作 Pn－PFD 响应曲线，并用光强低于 300µmol·m-2·s-1 的数据直线回归求得响应曲线的初 始斜率即为表观量子效率 AQY 和光补偿点。
3. 结果与分析
3.1 玉米花生间作对产量的影响
-2-

表 2 玉米花生间作对其经济产量与土地当量比的影响
Table 2 Effects of maize intercropped with peanut on yields (kg·hm-2) and land equivalent ratios (LER)
2. 材料与方法
2.1 试验田概况
试验于 2004－2005 年在山东农业大学实验站进行。试验地点位于东经 116°02'～117°59'， 北纬 35°38'～36°33'，属于温带半湿润大陆性气候，四季分明，光照充足，年日照 2611h， 年平均气温 12.8℃，无霜期大约 200d，年降雨量 701.6mm。试验地褐壤土，土层深厚，排 灌系统良好，基础肥力状况见表 1。
光合作用表观量子效率（apparent quantum yield of photosynthesis，AQY）表示每吸收一 个光量子能引起 CO2 净同化的数目。由图 2 表明，玉米花生间作提高玉米（图 2－A）和花 生（图 2－B）的表观量子效率，比单作分别提高了 16.58%和 46.14%，表明间作提高了玉 米和花生的光能转化能力；与单作相比，间作玉米的光补偿点提高了 19.66%，而间作花生 却降低了 68.33%。表明玉米花生间作提高了花生对弱光吸收利用能力，降低了玉米对弱光 的吸收利用能力。

玉米花生间作对产量和光光响应的影响1