2種間作模式對5年生苜蓿產(chǎn)量及光合特性的影響

1、    2種間作模式對5年生苜蓿產(chǎn)量及光合特性的影響    李威劉鵬王濤陳庚李淑敏摘要 以5年生苜蓿為試驗材料，研究了苜蓿單作、苜蓿/玉米間作和苜蓿/燕麥草間作條件下苜蓿產(chǎn)量、葉片氮含量以及光合特性，為探討緩解苜蓿產(chǎn)量退化提供理論依據(jù)和方法。結(jié)果表明，2種間作模式下的苜蓿產(chǎn)量均顯著高于單作苜蓿產(chǎn)量，苜蓿/燕麥草間作模式下苜蓿產(chǎn)量最高。2種間作模式均能顯著提高苜蓿葉片氮含量，有效提高光合能力。因此，間作模式可以有效防止5年生苜蓿產(chǎn)量退化，在農(nóng)牧地區(qū)具有可行性。關(guān)鍵詞 苜蓿;間作;產(chǎn)量;玉米s344.2 a0517-6611（2020）13-0037-03a

2、bstract 5yearold alfalfa was used as test material. yield， leaf nitrogen content and photosynthetic characteristics of alfalfa in alfalfa monoculture， intercropping of alfalfa and maize， intercropping of alfalfa and oat were studied，so as to provide theoretical basis and method for effectively impro

3、ving the productivity of degraded alfalfa. the results showed that the yields of alfalfa in two intercropping patterns was significantly higher than that in alfalfa monoculture. yield of alfalfa in intercropping pattern of alfalfa and oat was the highest among them. two intercropping patterns both s

4、ignificantly improve the leaf nitrogen content and photosynthetic capacity of alfalfa，and in conclusion， intercropping effectively prevent degradation of 5yearold alfalfa. these intercropping patterns are feasible in farmingpastoral areas.key words alfalfa;intercropping;yield;maize苜蓿（medicago sativa

5、 l.）是一種多年生豆科植物1-4。由于適口性好、蛋白含量高、產(chǎn)量高、抗逆性強等特點，苜蓿成為種植面積大、分布廣、利用率高的優(yōu)良牧草，素有“牧草之王”的美譽5-6。由于蛋白飼料短缺，我國對于苜蓿的需求量較大，苜蓿在我國的種植面積逐年增加7。一般情況下，苜蓿可生長2025年8。但有研究表明，紫花苜蓿的高產(chǎn)期在24年，第5年苜蓿產(chǎn)量開始下降，主要表現(xiàn)為株高降低、植被稀疏、分枝減少，退化趨勢明顯9-10。如何解決這一問題對于保障苜?？沙掷m(xù)性生產(chǎn)以及節(jié)約苜蓿生產(chǎn)成本意義重大。禾本科和豆科間作模式對于提高作物產(chǎn)量和增加光、水、熱、空間等資源利用率有顯著效果11-12。目前，對于禾本科和豆科間作增產(chǎn)增效機

6、理已有很多深入報道13。苜蓿和禾本科間作模式多種多樣，如苜蓿和玉米間作、苜蓿和小麥間作等14。但是，間作是否可以緩解多年生苜蓿退化還有待研究和探討。鑒于此，筆者以玉米/苜蓿、玉米/燕麥草2種間作模式為研究對象，探討這2種間作模式對5年生苜蓿產(chǎn)量、光合特性以及氮含量的影響，旨在研究間作模式在減緩多年生苜蓿退化中的作用和效果，為促進苜蓿生產(chǎn)以及提高土地使用效率提供理論基礎(chǔ)。1 材料與方法1.1 試驗地概況試驗在哈爾濱成高子鎮(zhèn)（45°44n，126°43e）進行，該地區(qū)屬于溫帶大陸性氣候，冬季寒冷，夏季高溫多雨，年平均溫度為3.54.5 ，>10 有效積溫為2 6002 7

7、00 ，年平均降雨量為400600 mm，60%70%降水集中在78月，無霜期為135145 d。1.2 試驗材料 供試苜蓿品種為越冬之星，玉米品種為先玉335，燕麥草品種為白燕2號。1.3 試驗方法 以5年生苜蓿為試驗材料，設(shè)置3個處理：苜蓿單作。苜蓿單作播種方式為條播，播種量為45 kg/hm2，行距60 cm;苜蓿-玉米間作。間作玉米在單作苜蓿壟間播種，玉米株距35 cm，播種日期為5月初;苜蓿-燕麥草間作。間作燕麥草在單作苜蓿壟間播種，播種量為22.5 kg/hm2，播種時間為4月中旬。試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，每個處理3次重復(fù)，小區(qū)長7 m，寬5 m，面積為35 m2。1.4 測定指標及

8、方法1.4.1 苜蓿產(chǎn)量測定。苜蓿刈割3次，刈割時間為6月16日、7月22日、8月27日。每次刈割后，測定鮮草重量和含水率，計算干草產(chǎn)量。1.4.2 苜蓿光合測定。光合測定是在第1次刈割前測定，選擇晴朗天氣，采用li-6400便攜式光合儀（li-cor， lincoln， ne， usa）測定氣體交換參數(shù)。光合-光強響應(yīng)曲線（pn-pfd，pn-net photosynthetic rate， pfd-photon flux density）測定采用楊興洪15的方法， 測定時葉室co2濃度為350 mol/mol，利用低于200 mol/（m2·s）pfd的光合速率值的直線回歸方程的

9、斜率求得表觀光量子效率（aqy），同時求得光補償點。測定光合后，葉片放入液氮中保存，用于氮含量測定。1.4.3 苜蓿植株葉片氮含量。采用凱氏定氮法測定。1.4.4 苜蓿根瘤數(shù)測定。取單株苜蓿020 cm根系，查數(shù)得出其根瘤數(shù)量。2 結(jié)果與分析2.1 不同間作模式對苜蓿產(chǎn)量影響由表1可知，間作模式下苜蓿產(chǎn)量均明顯高于單作的苜蓿產(chǎn)量，苜蓿/玉米間作處理下苜蓿產(chǎn)量是15 364.80 kg/hm2，是苜蓿單作（12 400.50 kg/hm2）的1.24倍;苜蓿/燕麥草間作處理下苜蓿產(chǎn)量是16 056.60 kg/hm2，是苜蓿單作（12 400.50  kg/hm2）的1.29倍。統(tǒng)計分

10、析結(jié)果表明，不同間作模式對苜蓿的含水率造成的影響均不顯著，苜蓿單作處理下苜蓿產(chǎn)量與2種間作模式，即苜蓿/玉米間作和苜蓿/燕麥草間作的苜蓿產(chǎn)量均差異顯著（p<0.05），而2種間作模式下苜蓿產(chǎn)量差異不顯著。2.2 不同間作模式對苜蓿根瘤數(shù)和葉片氮含量的影響3種種植模式除了對苜蓿的產(chǎn)量造成影響外，還對苜蓿的品質(zhì)有影響（表2），體現(xiàn)在根瘤數(shù)和葉片氮含量等方面。從表2可以看出，2種間作模式下的苜蓿根瘤數(shù)和葉片氮含量均高于苜蓿單作處理。其中，苜蓿/燕麥草間作模式下苜蓿根瘤數(shù)為（25±3）個/株，苜蓿/玉米間作模式下苜蓿根瘤數(shù)為（23±4）個/株，均高于單作苜蓿的根瘤數(shù)（17&#

11、177;2）個/株;苜蓿/燕麥草間作下苜蓿的葉片氮含量為（2.39±1.11）%，苜蓿/玉米間作下苜蓿的葉片氮含量為（2.13±0.31）%，也都高于單作苜蓿的葉片氮含量（1.86±0.77）%。以上數(shù)據(jù)表明，與苜蓿單作相比，2種間作模式對苜蓿根瘤數(shù)的增加作用均有顯著差異（p<0.05），同時苜蓿葉片氮含量均有一定程度的提高，差異顯著（p2.3 不同間作模式對苜蓿光合特性的影響pn-ppfd 響應(yīng)曲線（圖1） 表明，隨著光強的增加，3種種植模式的苜蓿葉片光合速率也隨之增加，當光強增加到1 200 mol/（m2·s）后，葉片光合速率不再升高，保持穩(wěn)

12、定。其中，苜蓿/燕麥草間作和苜蓿/玉米間作處理下苜蓿葉片的光合速率均明顯高于苜蓿單作，差異顯著（p與單作苜蓿相比，2種間作模式均顯著（p2.4 苜蓿葉片氮含量與光合速率的相關(guān)性葉片氮含量對葉片光合速率影響如圖2。從圖2可以看出，隨著苜蓿葉片氮含量的增加，苜蓿葉片的光合速率也不斷增加，二者具有正相關(guān)關(guān)系。3 結(jié)論與討論苜蓿作為重要的牧草資源，對我國的畜牧業(yè)極為重要16。生長5年以上的苜蓿會出現(xiàn)產(chǎn)量降低、牧草退化的現(xiàn)象。該試驗結(jié)果表明，5年生苜蓿間作燕麥草或玉米可有效提高苜蓿產(chǎn)量、阻止苜蓿產(chǎn)量的降低。苜蓿和燕麥草或玉米間作能夠顯著提高其根部的根瘤數(shù)量（p<0.05），苜蓿和燕麥草間作處理的根

13、瘤數(shù)增加最多。豆科植物共生根瘤是豆科植物獲取氮的主要途徑，能夠有效地促進和幫助豆科植物對氮的吸收和利用17。從試驗結(jié)果可以看出，與單作相比，苜蓿與燕麥草或玉米間作后苜蓿葉片的氮含量顯著提高（p<0.05），這與根瘤數(shù)量關(guān)系密切。間作增加的根瘤數(shù)量有效提高了苜蓿葉片氮含量。苜蓿與燕麥草或玉米間作還有效提高了苜蓿的光合能力。結(jié)果表明，與單作苜蓿相比，間作苜蓿光合速率顯著提高（p<0.05），這可能是間作苜蓿產(chǎn)量提高的原因之一。間作苜蓿的光合能力提高主要是因為其葉片氮含量增加，氮與植物葉片光合速率關(guān)系密切。有研究表明，植物葉片絕大多數(shù)氮都儲存在葉綠體中，植物葉片氮的提高會明顯增加光合速率

14、18，該研究結(jié)果也證實了苜蓿葉片光合速率增加與氮含量關(guān)系。綜上所述，苜蓿與燕麥草或玉米間作主要提高了苜蓿葉片氮含量，進而提高了間作苜蓿光合能力，增加了苜蓿產(chǎn)量，這表明苜蓿和禾本科間作能夠有效地阻止其產(chǎn)量退化，對提高苜蓿產(chǎn)量、節(jié)約牧草種植成本、提高土地利用效率意義重大。參考文獻1曲根，劉建宇，郭志鵬，等.苜蓿草粉和黃酮對斷奶仔豬結(jié)腸微生物區(qū)系的影響j.草業(yè)學報，2019，28（6）：175-184.2 任敏，何金環(huán).自然干旱脅迫下紫花苜蓿葉片和根部aba的代謝變化j.安徽農(nóng)業(yè)科學，2010，38（4）： 1771-1772.3 王曉龍，李紅，米福貴，等.不同秋眠級苜蓿生產(chǎn)性能及越冬率評價j.草業(yè)

15、學報，2019，28（6）：82-92.4 wang c z，ma b l，yan x b，et al.yields of alfalfa varieties with different falldormancy levels in a temperate environmentj.agronomy journal，2009，101（5）：1146-1152.5 王雪，李志萍，孫建軍，等.中國苜蓿品種的選育與研究j.草業(yè)科學，2014，31（3）： 512-518.6 bouizgaren a，farissi m，ghoulam c，et al.assessment of summer dr

16、ought tolerance variability in mediterranean alfalfa （medicago sativa l.） cultivars under moroccan fields conditionsj. archives of agronomy & soil science，2013，59（1）：147-160.7 石自忠，王明利.我國苜蓿生產(chǎn)技術(shù)效率測度：20112017年j.中國草地學報，2019，41（3）：100-106.8 耿華珠.中國苜蓿m.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1995.9 李裕元，邵明安，上官周平，等.黃土高原北部紫花苜蓿草地退化過程與

17、植被演替研究j.草業(yè)學報，2006，15（2）：85-92.10 李玉山.苜蓿生產(chǎn)力動態(tài)及其水分生態(tài)環(huán)境效應(yīng)j.土壤學報，2002，39（3）：404-411.11 darch t，giles c d， blackwell m s a，et al.interand intraspecies intercropping of barley cultivars and legume species， as affected by soil phosphorus availabilityj.plant & soil，2018，427：125-138.12 liu y x，zhang w p，

18、sun j h，et al.high morphological and physiological plasticity of wheat roots is conducive to higher competitive ability of wheat than maize in intercropping systemsj.plant soil，2015，397：387-399.13 李隆.間套作強化農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的研究進展與應(yīng)用展望j.中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報，2016，24（4）：403-415.14 藺芳，劉曉靜，童長春，等.間作對不同類型飼料作物光能利用特征及生產(chǎn)能力的影響j.應(yīng)用生態(tài)學報，2019，30（10）：3452-3462.15 楊興洪，鄒琦，趙世杰.遮蔭和全光下生長的棉花光合作用和葉綠素熒光特征j.植物生態(tài)學報，2005，29（1）：8-15.16 李妍.紫花苜蓿的生物學特性及開發(fā)利用j.安徽農(nóng)業(yè)科