-
魔芋又名磨芋或蒟蒻,是天南星科(Araceae)魔芋属(Amorphophallus)植物的总称,喜温喜湿,为多年生宿根性古老草本植物[1]。目前已知魔芋资源有27个种,其中云南有13个种,居全国之首[2-4]。魔芋是一种重要的生物资源,它是已知唯一一种能大量分离和提取葡甘聚糖(Konjac Glucomannan, KGM)的植物,KGM在食品、医药、化工、石油等领域具有广泛的用途[5]。魔芋的生态适应性决定了其在大田生产中不能大面积单独种植,所以生产上常常采用人工遮荫或者将魔芋与其他高秆作物、幼龄经济林果进行间套作[6]。有研究表明,将魔芋与玉米间作,玉米能提供给矮秆魔芋一定的遮荫,促进其生长,提升农业综合效益[7]。魔芋与玉米间作与单独种植魔芋相比,间作对玉米的氮素吸收利用以及玉米的产量均有明显的促进作用,但间作时魔芋的氮素吸收和魔芋产量明显降低[8]。魔芋间作玉米对魔芋根际微生物群落代谢功能多样性产生影响[9],并能大幅度降低魔芋根际土壤尖孢镰刀菌和芽孢杆菌的种群比率[10],有效控制魔芋软腐病和根腐病的危害[11-13]。间作模式下的魔芋净光合速率和碳积累明显高于净作模式[14]。玉米为高秆作物,喜温暖和强光的环境,玉米遮荫有利于提高魔芋叶绿素和葡甘聚糖含量[15]。因此,合理的魔芋间作玉米能提高作物群体的光照、水肥、土地的利用效率,改善和丰富土壤微生物群落,增加单位土地面积作物的总产量,改善作物品质,减少杂草危害,增强作物的抗病性。在间作模式中,品种搭配、播种时间和种植密度是影响作物生产的最主要因素。本试验选用云南德宏州主栽魔芋品种与玉米进行间作,通过设置不同的玉米播期和种植密度,比较分析对魔芋农艺性状、产量和土地复合产值的影响,旨在为生产上魔芋间作玉米提供理论依据。
-
采用多因素方差进行主效应分析,结果表明:除魔芋株高外,单独种植魔芋(CK)的叶盘直径、叶柄直径和叶面球茎数均为最高。间作模式下,玉米种植密度最低时(B3),魔芋的叶盘直径最大。随着玉米种植密度的降低,魔芋株高逐渐降低,其中单独种植魔芋株高最低;随着玉米播期的推迟,魔芋株高总体呈下降趋势。随着玉米种植密度的减小,叶柄直径呈上升趋势。(1)玉米播期对魔芋叶盘直径无显著影响(P>0.05),单独种植魔芋的叶盘直径最大,早中晚播期处理间魔芋叶盘直径无显著差异(表1);玉米种植密度对魔芋叶盘直径存在极显著影响(P<0.01),魔芋叶盘直径随玉米种植密度下降而增大(表2)。(2)玉米播期对魔芋株高存在极显著影响(P<0.01),魔芋株高随播期推迟而降低(表1);玉米种植密度对魔芋株高存在极显著影响(P<0.01),魔芋株高随玉米种植密度降低而降低(表2)。(3)玉米播期对魔芋叶柄直径存在极显著影响(P<0.01),除单独种植魔芋外,魔芋叶柄直径随播期推迟而减小(表1);玉米种植密度对魔芋叶柄直径无显著影响(P>0.05),单独种植魔芋叶柄直径最大,高中低种植密度处理间魔芋叶柄直径无显著差异(表2)。
表 1 玉米播期对魔芋农艺性状的影响
Table 1. Comparison of main agronomic traits of konjac under different maize sowing dates
播期 Sowing date 叶盘直径/cm Leaf diameter 株高/cm Plant height 叶柄直径/cm Petiole diameter A1 87.26±7.36b 95.50±1.63a 3.30±0.30c A2 89.25±7.37b 92.76±1.63b 3.17±0.27bc A3 90.79±7.43b 82.14±1.63c 3.10±0.26b CK 104.78±7.05a 77.12±2.82d 3.66±0.37a 注:同列相同字母表示不同处理水平间差异不显著,不同字母表示不同处理水平间差异显著(P<0.05),以下同。
Note: The same letters in the same column indicate no significant differences between different treatment levels. Different letters in the same column indicate significant differences between different treatment levels,Similarly hereinafter.表 2 玉米种植密度对魔芋农艺性状的影响
Table 2. Comparison of main agronomic traits of konjac under different maize planting densities
种植密度 Planting density 叶盘直径/cm Leaf diameter 株高/cm Plant height 叶柄直径/cm Petiole diameter B1 87.78±8.99c 97.24±13.45a 3.12±0.27b B2 87.60±6.14c 90.04±14.32a 3.22±0.30b B3 91.92±6.29b 83.12±9.26b 3.23±0.28b CK 104.78±7.05a 77.12±8.93b 3.66±0.37a -
将玉米播期和种植密度作为处理组合,方差分析结果表明,不同玉米播期和种植密度组合对魔芋的叶盘直径、株高、叶柄直径和叶面球茎数的影响差异显著(表3)。不同玉米播期和种植密度组合没有对魔芋叶盘直径产生显著的交互作用(P>0.05),即不同玉米播期种植密度对魔芋叶盘直径不产生显著影响;不同玉米播期和种植密度组合没有对魔芋株高产生显著的交互作用(P>0.05),即不同玉米播期种植密度对魔芋株高不产生显著影响。不同玉米播期和种植密度组合对魔芋叶柄直径产生显著的交互作用(P<0.05);而玉米播期和种植密度组合对叶面球茎数的影响无明显规律。
表 3 不同处理组合对魔芋农艺性状的影响
Table 3. Comparison of main agronomic traits of konjac under different treatments
处理
Treatments叶盘直径/cm
Leaf diameter株高/cm
Plant height叶柄直径/cm
Petiole diameter叶面球茎数(103·hm−2)
Number of overground cormsA1B1 84.16±9.47d 102.22±8.93a 3.01±0.22e 119±44.24ab A1B2 86.88±5.47cd 101.26±14.31a 3.05±0.2de 118±7.02ab A1B3 90.74±5.24bc 88.24±12.38c 3.24±0.31bcd 144±11.37ab A2B1 89.38±5.9bcd 98.69±12.71ab 3.19±0.32bcde 106±46.54b A2B2 87.2±8.53cd 92.01±13.67bc 3.28±0.22bc 106±48.52b A2B3 91.18±7.4bc 79.43±9.53d 3.05±0.2de 154±24.01ab A3B1 89.79±10.4bcd 85.6±9.55cd 3.16±0.25cde 142±46.06ab A3B2 88.73±3.69bcd 85.01±8.78cd 3.33±0.39bc 142±42.76ab A3B3 93.84±6.01b 78.76±8.4d 3.39±0.21b 128±22.9ab CK 104.78±7.05a 77.12±8.93d 3.66±0.37a 183±36.47a -
采用多因素方差进行主效应分析,结果表明:(1)玉米播期对魔芋地下球茎产量存在极显著影响(P<0.01),魔芋地下球茎产量随着播期的推迟而降低(表4);玉米种植密度对魔芋地下球茎产量存在极显著影响(P<0.01),除单独种植魔芋外,魔芋地下球茎产量随玉米种植密度下降而提高(表5)。(2)玉米播期对魔芋叶面球茎产量不存在显著影响(P>0.05),单独种植魔芋的叶面球茎产量最高,早中晚播期处理间魔芋叶面球茎产量无显著差异(表4);玉米种植密度对魔芋地下球茎产量不存在显著影响(P>0.05),单独种植魔芋的叶面球茎产量最高,高中低种植密度处理间魔芋叶面球茎产量无显著差异(表5)。(3)玉米播期对玉米产量存在极显著影响(P<0.01),玉米产量随着播期推迟而降低(表4);玉米种植密度对玉米产量存在极显著影响(P<0.01),玉米产量随着玉米种植密度降低而降低(表5)。
表 4 玉米播期对魔芋和玉米产量的影响
Table 4. Effects of maize sowing dates on the yield of konjac and maize
播期
Sowing dates魔芋地下球茎产量/(kg·hm−2)
Yield of konjac corms under ground魔芋叶面球茎产量/(kg·hm−2)
Yield of konjac corms above ground玉米产量/(kg·hm−2)
Yield of maizeA1 26 010.56±3 513.78a 576.22±124.78b 3 980.14±661.40a A2 24 055.22±2 066.00a 463.67±164.00b 3 478.57±752.13b A3 20 200.09±979.76b 663.56±203.06b 2 209.99±729.91c CK 14 176.64±416.76c 915.33±270.97a 0 表 5 玉米种植密度对魔芋和玉米产量的影响
Table 5. Effects of maize planting density on the yield of konjac and maize
种植密度
Planting density魔芋地下球茎产量/(kg·hm−2)
Yield of konjac corms under ground魔芋叶面球茎产量/(kg·hm−2)
Yield of konjac corms above ground玉米产量/(kg·hm−2)
Yield of maizeB1 21 241.80±968.34b 509.44±226.62b 3 893.71±798.44a B2 23 866.94±3 121.19a 593.44±201.37b 3 217.75±935.41b B3 25 157.12±4 195.94a 600.56±92.79b 2 557.23±944.20c CK 14 176.64±416.76c 915.33±270.97a 0 -
魔芋地下球茎的产量随着玉米播期的推迟呈递减趋势,随着玉米种植密度的降低呈递增趋势,且随着播期推移,玉米密度效应在下降。间种的产量显著高于单独种植模式(表6)。不同玉米播期和种植密度组合对魔芋地下球茎产量产生极显著的交互作用(P<0.01)。在魔芋10%出苗时播种玉米(早播A1),随着玉米种植密度的降低,魔芋地下球茎的产量明显增加;在魔芋50%出苗时播种玉米(中播A2),玉米种植密度为4.17万株·hm−2时(高密度B1),魔芋地下球茎产量最低,其他种植密度的魔芋地下球茎产量无显著差异;在魔芋90%出苗时播种玉米(晚播A3),魔芋地下球茎产量无显著差异。相比较而言,魔芋地下球茎产量最高的是处理A1B3,为29 742.23 kg·hm−2;CK最低,为14 176.64 kg·hm−2。魔芋间作玉米的同一玉米播期处理中,不同玉米种植密度对魔芋叶面球茎产量无显著影响(表6)。不同玉米播期和种植密度组合没有对魔芋叶面球茎产量产生显著的交互作用(P>0.05),即不同玉米播期采用何种密度对魔芋叶面球茎产量都不产生显著影响。相比较而言,在魔芋90%出苗时播种玉米(晚播A3),魔芋叶面球茎产量较高。单独种植魔芋时(CK)魔芋叶面球茎产量最高,为915.33 kg·hm−2;其次是A3B1,为703.67 kg·hm−2;A2B1产量最低,为350.33 kg·hm−2。由此可见,玉米晚播或者单独种植魔芋有利于魔芋叶面球茎产量的增加。魔芋间种玉米时,玉米产量随着玉米播期的延迟而降低,随着玉米种植密度的降低而降低(表6)。不同玉米播期和种植密度组合没有对玉米产量产生显著的交互作用(P>0.05),即不同玉米播期采用何种密度对玉米产量都不产生显著影响。其中,玉米产量最高的是A1B1,为4 620.6 kg·hm−2;其次是A2B1,为4 134.47 kg·hm−2;A3B3产量最低,为1 453.78 kg·hm−2。
表 6 玉米播期和密度组合对魔芋地下球茎和叶面球茎产量的影响
Table 6. Effects of maize sowing date and planting density on the yield of konjac and maize
处理组合
Treatments魔芋地下球茎产量/(kg·hm−2)
Yield of konjac corms under ground魔芋叶面球茎产量/(kg·hm−2)
Yield of konjac corms above ground玉米产量/(kg·hm−2)
Yield of maizeA1B1 21 848.31±870.18c 474.33±100.66b 4 620.60±301.87a A1B2 26 441.14±578.43b 635.67±26.76ab 4 009.46±279.29ab A1B3 29 742.23±1 068.81a 618.67±166.90ab 3 310.35±539.61bc A2B1 21 454.78±959.72cd 350.33±257.77a 4 134.47±301.87ab A2B2 25 297.56±829.24b 467.67±36.94a 3 393.69±798.66bc A2B3 25 413.31±489.37b 573.00±50.48ab 2 907.56±623.38cd A3B1 20 422.32±667.33cd 703.67±180.10ab 2 926.07±289.47cd A3B2 19 862.11±936.70d 677.00±351.07ab 2 250.11±626.88d A3B3 20 315.83±1 500.48cd 610.00±47.62ab 1 453.78±157.96e CK 14 176.64±416.76e 915.33±270.97a 0 -
随着玉米播期的推迟,土地的复合产值呈递减趋势(图1)。土地复合产值最高的是A1B3,为125 523.09 元·hm−2,其次是A1B3,为115 652.67 元·hm−2;复合产值最低的是CK,为72 501.56元·hm−2。
Effects of maize sowing date and planting density on agronomic traits and yields of konjac intercropped with maize
-
摘要: 为探讨玉米播期和种植密度对间作魔芋农艺性状及产量的影响,对玉米播期设3个水平(早播A1:魔芋10%出苗时播种玉米;中播A2:魔芋50%出苗时播种玉米;晚播A3:魔芋90%出苗时播种玉米);玉米种植密度设3个水平(高密度B1:4.17万株·hm−2;中密度B2:2.08万株·hm−2;低密度B3:1.39万株·hm−2)。在魔芋的展叶末期测量魔芋的农艺性状,并对魔芋和玉米产量进行实收测产,分析土地复合产值。结果表明:随着玉米播期的推迟,魔芋株高、叶柄直径、地下球茎和玉米产量降低;随着玉米种植密度的降低,魔芋叶盘直径和地下球茎产量增大,魔芋株高和玉米产量下降。不同玉米播期和种植密度对魔芋叶柄直径和地下球茎产量产生显著的交互作用;不同玉米播期采用何种密度对魔芋叶盘直径、魔芋株高、魔芋叶面球茎产量和玉米产量都不产生显著影响。单独种植魔芋时,魔芋叶盘直径、叶柄直径、魔芋叶面球茎产量最大,而魔芋株高和地下球茎产量最低。在魔芋零星出苗(10%)时,以1.39万株·hm−2的密度间作玉米,可获得较高的经济效益。Abstract: Konjac (Amorphophallus kongjac) was intercropped with maize to observe the effects of different sowing dates and planting densities of maize on the agronomic traits and yields konjac. Konjac was intercropped with maize at three sowing dates (A1: Konjac seedlings at an emergence rate of 10%; A2: Konjac seedlings at an emergence rate of 50%; A3: Konjac seedlings at an emergence rate of 90%), and at three planting densities (B1: 41 700 plants·hm−2; B2: 20 800 plants·hm−2; B3: 13 900 plants·hm−2). The agronomic traits of konjac at the end of the konjac leaf expansion, the yields of konjac and maize and land outputs were determined. The results showed that with the delay of maize sowing dates, the plant heights, petiole diameters and yield of underground corms of konjac, and maize yield decreased. With the decrease of maize planting densities, the leaf diameter and the yield of underground corms of konjac increased, while the konjac plant heights and maize yield decreased. Different maize sowing dates and planting densities had significant interaction effects on both konjac petiole diameter and the yield of underground corm. The maize densities used in different sowing dates did not have significant effect on the leaf diameters, plant heights, yield of aboveground corm of konjac, and yield of maize. When solely planted, kongjac was the highest in leaf diameters, petiole diameters and aboveground corm yield, but the lowest in plant heights and underground corm yield. The land had a higher output value when konjac was intercropped with maize at a density of 13,900 plants/ha at the maize sowing date when konjac had an emergence rate of 10%.
-
Key words:
- konjac /
- maize /
- intercropping /
- sowing date /
- planting density
-
表 1 玉米播期对魔芋农艺性状的影响
Table 1 Comparison of main agronomic traits of konjac under different maize sowing dates
播期 Sowing date 叶盘直径/cm Leaf diameter 株高/cm Plant height 叶柄直径/cm Petiole diameter A1 87.26±7.36b 95.50±1.63a 3.30±0.30c A2 89.25±7.37b 92.76±1.63b 3.17±0.27bc A3 90.79±7.43b 82.14±1.63c 3.10±0.26b CK 104.78±7.05a 77.12±2.82d 3.66±0.37a 注:同列相同字母表示不同处理水平间差异不显著,不同字母表示不同处理水平间差异显著(P<0.05),以下同。
Note: The same letters in the same column indicate no significant differences between different treatment levels. Different letters in the same column indicate significant differences between different treatment levels,Similarly hereinafter.表 2 玉米种植密度对魔芋农艺性状的影响
Table 2 Comparison of main agronomic traits of konjac under different maize planting densities
种植密度 Planting density 叶盘直径/cm Leaf diameter 株高/cm Plant height 叶柄直径/cm Petiole diameter B1 87.78±8.99c 97.24±13.45a 3.12±0.27b B2 87.60±6.14c 90.04±14.32a 3.22±0.30b B3 91.92±6.29b 83.12±9.26b 3.23±0.28b CK 104.78±7.05a 77.12±8.93b 3.66±0.37a 表 3 不同处理组合对魔芋农艺性状的影响
Table 3 Comparison of main agronomic traits of konjac under different treatments
处理
Treatments叶盘直径/cm
Leaf diameter株高/cm
Plant height叶柄直径/cm
Petiole diameter叶面球茎数(103·hm−2)
Number of overground cormsA1B1 84.16±9.47d 102.22±8.93a 3.01±0.22e 119±44.24ab A1B2 86.88±5.47cd 101.26±14.31a 3.05±0.2de 118±7.02ab A1B3 90.74±5.24bc 88.24±12.38c 3.24±0.31bcd 144±11.37ab A2B1 89.38±5.9bcd 98.69±12.71ab 3.19±0.32bcde 106±46.54b A2B2 87.2±8.53cd 92.01±13.67bc 3.28±0.22bc 106±48.52b A2B3 91.18±7.4bc 79.43±9.53d 3.05±0.2de 154±24.01ab A3B1 89.79±10.4bcd 85.6±9.55cd 3.16±0.25cde 142±46.06ab A3B2 88.73±3.69bcd 85.01±8.78cd 3.33±0.39bc 142±42.76ab A3B3 93.84±6.01b 78.76±8.4d 3.39±0.21b 128±22.9ab CK 104.78±7.05a 77.12±8.93d 3.66±0.37a 183±36.47a 表 4 玉米播期对魔芋和玉米产量的影响
Table 4 Effects of maize sowing dates on the yield of konjac and maize
播期
Sowing dates魔芋地下球茎产量/(kg·hm−2)
Yield of konjac corms under ground魔芋叶面球茎产量/(kg·hm−2)
Yield of konjac corms above ground玉米产量/(kg·hm−2)
Yield of maizeA1 26 010.56±3 513.78a 576.22±124.78b 3 980.14±661.40a A2 24 055.22±2 066.00a 463.67±164.00b 3 478.57±752.13b A3 20 200.09±979.76b 663.56±203.06b 2 209.99±729.91c CK 14 176.64±416.76c 915.33±270.97a 0 表 5 玉米种植密度对魔芋和玉米产量的影响
Table 5 Effects of maize planting density on the yield of konjac and maize
种植密度
Planting density魔芋地下球茎产量/(kg·hm−2)
Yield of konjac corms under ground魔芋叶面球茎产量/(kg·hm−2)
Yield of konjac corms above ground玉米产量/(kg·hm−2)
Yield of maizeB1 21 241.80±968.34b 509.44±226.62b 3 893.71±798.44a B2 23 866.94±3 121.19a 593.44±201.37b 3 217.75±935.41b B3 25 157.12±4 195.94a 600.56±92.79b 2 557.23±944.20c CK 14 176.64±416.76c 915.33±270.97a 0 表 6 玉米播期和密度组合对魔芋地下球茎和叶面球茎产量的影响
Table 6 Effects of maize sowing date and planting density on the yield of konjac and maize
处理组合
Treatments魔芋地下球茎产量/(kg·hm−2)
Yield of konjac corms under ground魔芋叶面球茎产量/(kg·hm−2)
Yield of konjac corms above ground玉米产量/(kg·hm−2)
Yield of maizeA1B1 21 848.31±870.18c 474.33±100.66b 4 620.60±301.87a A1B2 26 441.14±578.43b 635.67±26.76ab 4 009.46±279.29ab A1B3 29 742.23±1 068.81a 618.67±166.90ab 3 310.35±539.61bc A2B1 21 454.78±959.72cd 350.33±257.77a 4 134.47±301.87ab A2B2 25 297.56±829.24b 467.67±36.94a 3 393.69±798.66bc A2B3 25 413.31±489.37b 573.00±50.48ab 2 907.56±623.38cd A3B1 20 422.32±667.33cd 703.67±180.10ab 2 926.07±289.47cd A3B2 19 862.11±936.70d 677.00±351.07ab 2 250.11±626.88d A3B3 20 315.83±1 500.48cd 610.00±47.62ab 1 453.78±157.96e CK 14 176.64±416.76e 915.33±270.97a 0 -
[1] 刘佩瑛. 魔芋学[M]. 北京: 中国农业出版社, 2004 [2] 庞杰, 张盛林, 刘佩瑛, 等. 中国魔芋资源的研究[J]. 资源科学, 2001, 23(5): 87 − 89. doi: 10.3321/j.issn:1007-7588.2001.05.017 [3] 谢世清, 余杨, 刘贵周, 等. 云南高原优势魔芋资源研究[J]. 种子, 2004, 23(3): 49 − 50. doi: 10.3969/j.issn.1001-4705.2004.03.016 [4] 寸湘琴, 赵庆云, 黎亚东, 等. 云南高原特有魔芋种质的性状分析[J]. 中国农学通报, 2005, 21(6): 207 − 212. doi: 10.3969/j.issn.1000-6850.2005.06.062 [5] 许时婴, 杨莉. 魔芋葡甘露聚糖的性质与魔芋精粉品质研究[J]. 无锡轻工业学院学报, 1990, 9(3): 26 − 32. [6] 张东华, 汪庆平. 珠芽魔芋热区(橡胶)林下套种模式展望[J]. 热带农业工程, 2016, 40(3): 21 − 27. [7] 崔鸣, 吴廷新, 李琼. 秦巴山区玉米间作魔芋试验研究[J]. 玉米科学, 2000, 8(增刊): 41 − 43. [8] 徐燕, 郑毅, 毛昆明, 等. 玉米魔芋间作条件下作物的氮素养分吸收规律研究[J]. 云南农业大学学报(自然科学版), 2007, 22(6): 881 − 886. [9] 白学慧, 姬广海, 李成云, 等. 魔芋与玉米间栽对魔芋根际微生物群落代谢功能多样性的影响[J]. 云南农业大学学报(自然科学版), 2008, 23(6): 736 − 740. [10] 邵梅, 杜魏甫, 许永超, 等. 魔芋玉米间作魔芋根际土壤尖孢镰孢菌和芽孢杆菌种群变化研究[J]. 云南农业大学学报, 2014, 29(6): 828 − 833. [11] 许敏, 冯小俊, 胡平. 不同遮荫度对魔芋软腐病的影响[J]. 湖北农业科学, 2011, 50(23): 4856 − 4857. doi: 10.3969/j.issn.0439-8114.2011.23.030 [12] 张红骥, 邵梅, 杜鹏, 等. 云南省魔芋与玉米多样性栽培控制魔芋软腐病[J]. 生态学杂志, 2012, 31(2): 332 − 336. [13] 段龙飞, 郭邦利, 蔡阳光, 等. 玉米套种遮荫密度对花魔芋产量及病害的影响[J]. 山西农业大学学报(自然科学版), 2018, 38(12): 22 − 25. [14] 李珍, 谢世清, 徐文果, 等. 间作和净作条件下喜阴植物谢君魔芋的光合作用及光合诱导特征研究[J]. 热带亚热带植物学报, 2017, 25(1): 26 − 34. doi: 10.11926/jtsb.3612 [15] 刘艳, 郭华春, 张雅琼, 等. 魔芋与玉米间作群体中魔芋植株生长及葡苷聚糖含量变化的研究[J]. 西南农业学报, 2013, 26(3): 1120 − 1125. doi: 10.3969/j.issn.1001-4829.2013.03.055 [16] HE H M, LIU L N, SHAHZAD M, et al. Crop diversity and pest management in sustainable agriculture [J]. Journal of Integrative Agriculture, 2019, 18(9): 1945 − 1952. doi: 10.1016/S2095-3119(19)62689-4