糜子绿豆间作模式下糜子光合物质生产及水分利用效率

作者：宫香伟; 党科; 李境; 罗艳; 赵冠; 杨璞; 高小丽; 高金锋; 王鹏科; 冯佰利^*

来源：中国农业科学, 2019, 52(22): 4139-4153.

• 糜子
• 间作
• 光合特性
• 叶绿素荧光
• 水分利用效率

【目的】探索不同间作系统对糜子光合物质生产及水分利用的影响,筛选适于西北旱作农业区糜子与绿豆最佳间作模式,以期为糜子高产高效生产及生态环境保护提供依据。【方法】于2017—2018年连续2个作物生长季,在陕西榆林小杂粮试验示范站设置4种间作模式,包括2行糜子间作2行绿豆间作(2P2M)、4行糜子间作2行绿豆间作(4P2M)、4行糜子间作4行绿豆间作(4P4M)、2行糜子间作4行绿豆间作(2P4M),单作糜子(SP)和单作绿豆(SM)作为对照,研究不同糜子绿豆间作系统下糜子地上叶片光合特性和叶绿素荧光参数、地下土壤水分分布和利用效率,分析糜子产量效益。【结果】与单作糜子相比,间作处理使开花期糜子旗叶叶绿素相对含量、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率分别增加2.9%—13.5%、5.0%—32.3%、1.3%—6.3%和2.1%—8.7%,2P4M和2P2M处理使其达到最大值,提高了糜子叶片光合物质生产能力;糜子//绿豆显著增加糜子旗叶光系统Ⅱ的最大光化学效率(Fv/Fm)、光化学淬灭系数(qL)及实际光化学效率(ΦPSⅡ),降低非光化学淬灭系数(NPQ),使其间作糜子增强对光能的捕获和转化能力,减少无效的漏光损失和热量损耗,提高对高光的利用能力。间作复合系统降低糜子土壤含水量,且中层(60—140 cm)土壤含水量的降低幅度明显高于上层(0—40 cm)与下层(160—200 cm),这与复合群体作物根系深浅搭配具有直接关系。间作有利于提高糜子的水分利用效率,2年间2P2M、4P2M、4P4M和2P4M处理平均分别比单作增加11.5%、2.3%、20.8%和30.1%,促使水分利用最大化;间作处理下的糜子生物量和产量也显著上升,4P2M间作模式下的产量比单作增加6.7%,2P4M间作模式下的产量比单作增加36.8%,增产效果明显,且间作绿豆作为劣势作物产量降低幅度较小,所创造出的土地利用率最大。【结论】糜子与绿豆间作能够增强糜子地上光合物质生产能力,延缓叶片衰老,同时改善西北旱作农业区糜子地下土壤水分利用环境,提高农田土地和水分生产力。2P4M间作模式具有最高的土地生产力和水分利用效率优势,适合于西北旱作农业区推广应用。

• 单位
  旱区作物逆境生物学国家重点实验室; 农业部; 西北农林科技大学