Effects of maize sowing date and planting density on agronomic traits and yields of konjac intercropped with maize

试验在云南省德宏州芒市德宏州农业技术推广中心（德宏州农业科学研究所）试验基地进行，土壤肥力中等，海拔910 m，年平均温度19.6 ℃，无霜期达300 d以上，年平均降雨量1 300～1 653 mL，雨季集中在5～10月，雨量充沛，气候温和，属南亚热带季风气候。

玉米品种选用云南省会泽县农业技术推广中心选育的‘会单4号’；魔芋品种选用德宏州农业技术推广中心、云南农业大学魔芋研究所从谢君魔芋野生群体中选育的‘德魔芋1号’（属珠芽魔芋种）；种芋为本中心魔芋课题组自留种（此魔芋适合在云南德宏、西双版纳等海拔400～1 400 m的湿热区域种植）。

采用同田对比试验。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：玉米株距为0.2 m，小区有效苗数为30株，折合4.17万株·hm⁻²；中密度B2：玉米株距为0.4 m，小区有效苗数为15株，折合2.08万株·hm⁻²；低密度B3：玉米株距为0.6 m，小区有效苗数为10苗，折合1.39万株·hm⁻²）。单独种植魔芋为对照（CK）。共10个处理组合，3次重复，30个试验小区。小区面积为7.2 m²（3 m×2.4 m，含2个种植带），单个种植带长3 m，宽1.2 m。魔芋种芋质量均为150 g，小区播种量为6 kg，粒数为40粒，折合5.6万株·hm⁻²，播种前用1 000倍液农用链霉素以体积比为1:10兑水浸种20～30 min，接着晒种2 h，以预防魔芋病害发生，待种芋出芽后种植，种植规格为行距0.8 m，株距0.3 m。

2018-08-10在魔芋完全展叶期，进行田间试验数据的采集。此时魔芋“新头”刚形成，种芋中的营养物质差不多全部被运输到叶片等营养器官中，是魔芋叶片功能的最旺盛时期，也处于魔芋与玉米的共生期，是遮荫最明显时期。每个试验区，选取位于生物群落的中心地带，且所处的生长环境完整度高的典型健壮魔芋植株15株，测量叶盘直径、株高和叶柄直径等农艺性状指标^[13]。

魔芋叶面球茎在母株倒苗前分批采收。在玉米和魔芋地下球茎充分成熟时，对小区进行实收测产，折合公顷产量。根据近3年市场收购价，计算土地复合产值。魔芋地下球茎为3.5元·kg⁻¹，魔芋叶面球茎为25元·kg⁻¹，玉米为1.8元·kg⁻¹。

试验数据采用IBM SPSS Statistics 22软件作统计分析，差异显著性选用Duncan（P<0.05）进行分析。

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）。

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。

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）。

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。

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。

Figure 1.  Effects of maize sowing date and planting density on the total land output value

通过间作增加作物多样性，可以更有效地利用现有的土地、光照、温度和水肥等自然资源，不但能减少病虫害种群密度和危害程度，更重要的是可提高单位面积的生物产量及经济稳定性^[16]。魔芋是一种对光敏感的典型喜阴植物，而玉米是典型的高秆喜光作物。高秆玉米和矮秆魔芋间作可以充分利用不同层次空间的光源，获得比单一种植更高的产量和经济效益^[13-14]。但是，在同一地块进行玉米和魔芋间作试验中，除品种搭配外，玉米的播期和种植密度是影响魔芋生物性状和产量的主要限制因素。

在本试验中，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。进一步对玉米播期和种植密度采用采用多因素方差进行主效应分析发现，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；而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，但是魔芋株高和地下球茎产量最低。在魔芋的品种选育过程中，株高、叶柄直径、叶盘直径、叶面球茎及地下球茎产量是魔芋重要的农艺性状。因此，根据本试验的研究结果，笔者建议育种专家可以有针对性地对间作玉米的播期和密度进行选择搭配，侧重对魔芋某一个或某几个农艺性状指标进行选育。

就产量和经济效益而言，由于魔芋地下球茎产量大单价高，其在土地复合产值中的经济价值较高，因此，魔芋地下球茎产量的高低是对间作玉米播期和密度搭配进行选择的主要考量因素。在本试验中，魔芋种植密度为5.6万株·hm⁻²，在魔芋零星出苗（10%）、间作玉米密度为1.39万株·hm⁻²时，土地复合产值最高，为25 523.09元·hm⁻²，其中，魔芋地下球茎产值为104 097.79元·hm⁻²（占82.93%），魔芋叶面球茎产值为15 466.67元·hm⁻²（占12.32%）,玉米产值为5 958.62元·hm⁻²（占4.47%）。相比单独种植魔芋（CK，72 501.56元·hm⁻²），土地复合总产值可增加53 021.53元·hm⁻²。此外，玉米和魔芋合理的间作模式不但能提高土地复合产值，还能减少魔芋软腐病发病率。许敏等^[11]认为间作时玉米的种植密度为（1.8～2.25）万株·hm⁻²，魔芋种植密度为（3.75～4.5）万株·hm⁻²时，魔芋软腐病发生率最低。由于栽种试验受海拔、气候等因素影响较大，因此，本试验结果的参考性也有较大的地域限制。段龙飞等^[13]认为在低海拔魔芋种植区，魔芋间作玉米模式中，当魔芋种植密度为2.5万株·hm⁻²时，玉米间种的密度一般为2.5万株·hm⁻²左右时经济效益最佳。因此，笔者建议在下一步的试验研究中，可充分利用云南气候类型丰富多样、海拔高差悬殊等特点，在不同海拔梯度的地区进行玉米间作魔芋的多年栽种试验，优化品种搭配，并调查其魔芋软腐病发生率和病情指数，掌握玉米间作魔芋的栽种规律，为云南省玉米间作魔芋规范化栽培提供依据。