植物多样性介导的促进作用提升芳香与调味间作系统中萝卜的农艺效率

《Advances in Agriculture》：Plant Diversity-Mediated Facilitation Enhances Radish Agronomic Efficiency in Aromatic and Condiment Intercropping Systems

　　

本研究的目的是评估萝卜在两个生产周期内与芳香和香料物种间作的农艺表现。实验采用随机区组设计，裂区方案，四次重复。主区由处理组成：T1—萝卜单作；T2—萝卜与香菜间作；T3—萝卜与细香葱间作；T4—萝卜与韭菜间作；T5—萝卜与矮生罗勒间作，而副区包含两个生产周期（第一周期和第二周期）。评估的性状包括株高（PH）、叶面积（LA）、地上部鲜质量（SFM）、地上部干质量（SDM）、块茎直径（TD）、块茎长度（TL）、块茎鲜质量（TFM）、块茎干质量（TDM）和产量（Y）。萝卜的最高PH出现在第二周期的单作以及与香菜和罗勒的间作中，而最高LA则出现在第一周期。TD在单作以及与细香葱、韭菜和罗勒的间作中，在两个生产周期均较高。TL在与罗勒的间作中较低。TFM和TDM在第一周期的各处理间无差异，而在第二周期，与香菜和韭菜间作的处理中更高。萝卜产量在第二周期较高，在与香菜和韭菜的间作中更高，而在与细香葱和罗勒的间作中较低。萝卜在与香菜的间作中农艺表现最佳，其次是与韭菜的间作，因此最为推荐。

一、研究背景与目的

蔬菜间作是一种在同一地块同时或部分生育期内种植两种以上作物的栽培模式，旨在提高土地和资源（土壤、水分、光照和养分）利用效率，降低经济风险并增加产品多样性。已有研究表明，间作在甘蓝与香菜、芝麻菜与胡萝卜、生菜与萝卜等组合中展现出积极效果。然而，间作系统的效率受管理方式、作物种类及环境因素（如水分、光照、养分和植株整体大小）的综合影响，不同物种间的相互作用（种内和种间）及其对地上和地下资源的竞争与互补机制尚需深入探究。特别是对于生育期短、植株矮小的萝卜而言，其与芳香和调味类物种的间作潜力尚未得到充分评估。因此，本研究旨在评估萝卜与多种芳香和香料物种间作在两个生产周期中的农艺表现，以筛选出最优的间作组合。

二、研究方法与技术路线

研究人员于2019年3月至6月在巴西塞阿拉联邦大学Pici校区进行田间试验，该地区气候为热带多雨型（Aw'）。试验采用随机区组设计，裂区方案，设4个区组。主区为5种种植模式：T₁—萝卜单作；T₂—萝卜与香菜（Coriandrum sativum）间作；T₃—萝卜与细香葱（Allium schoenoprasum）间作；T₄—萝卜与韭菜（Allium tuberosum）间作；T₅—萝卜与矮生罗勒（Ocimum basilicum）间作。副区为两个连续的生产周期。萝卜品种为“Zapp”，香菜品种为“Verd?o”，矮生罗勒品种为“Grecco a Palla”，细香葱和韭菜通过营养繁殖获得。播种前2天施用有机堆肥进行土壤施肥。行间追施有机堆肥（4 kg m^-2），每15天一次，从播种后15天开始。每日早晚采用微喷灌进行灌溉，杂草人工控制。每个周期于播种后35天收获萝卜和香菜，细香葱、罗勒和韭菜于移栽后70天收获。评估指标包括株高（PH）、叶面积（LA）、地上部鲜质量（SFM）、地上部干质量（SDM）、块茎直径（TD）、块茎长度（TL）、块茎鲜质量（TFM）、块茎干质量（TDM）和商品根产量（Y）。数据经正态性检验和方差齐性检验后进行方差分析（ANOVA），均值比较采用最小显著差数法（LSD，p = 0.05）。

三、研究结果

3.1 株高（PH）与叶面积（LA）

萝卜PH在两种植周期中均以与罗勒间作（R+B）最高。第一周期R+B较单作（R）增高36.2%，第二周期增高19.8%。所有种植模式下，第二周期PH均高于第一周期。LA在第一周期各处理间无显著差异；第二周期中，与香菜（R+Co）和韭菜（R+GCh）间作的LA最高，其中R+GCh较单作增加79.9%。

3.2 地上部鲜质量（SFM）与地上部干质量（SDM）

第一周期中，与细香葱间作（R+Ch）的SFM最高，分别比R+GCh和R+B高57.1%和49.2%。第二周期中，R+Co的SFM最高，比R+Ch高107.6%，且单作比R+Ch高75.5%。SDM方面，第一周期R+Ch比R+Co高30.9%；第二周期中，R+Co、单作和R+GCh的SDM分别比R+Ch高97.7%、72.7%和75.0%。

3.3 块茎直径（TD）与块茎长度（TL）

第一周期中，单作、R+Ch、R+GCh和R+B的TD均显著高于R+Co（增幅19.5%-25.8%）。第二周期中，R+Co的TD最高，比R+Ch高84.4%。TL方面，R+Co的TL分别比R+GCh和R+B高13.7%和20.2%。

3.4 块茎鲜质量（TFM）与块茎干质量（TDM）

第一周期各处理间TFM和TDM无显著差异。第二周期中，R+Co和R+GCh的TFM分别较第一周期增加64.1%和64.2%，TDM分别增加101.0%和104.7%。

3.5 商品根产量（Y）

第一周期中，单作与R+Ch、R+GCh、R+B的产量无显著差异，但R+Co产量比单作低38.0%。第二周期中，R+Co和R+GCh的产量分别比单作高45.4%和35.2%。

四、讨论与结论

研究人员在讨论中指出，间作系统中物种间的相互作用可显著影响作物的生长和产量。萝卜与罗勒间作时株高增加，可能与罗勒较高的株型改变了光环境，诱发萝卜的避荫反应（如茎秆伸长）有关。叶面积的变化则与伴生作物的冠层发育程度相关：第一周期中，生长较慢的细香葱和罗勒对萝卜竞争压力小，叶面积较大；第二周期中，这些作物冠层更密集，加剧了光竞争，导致萝卜叶面积下降。相反，韭菜生长缓慢，香菜冠层稀疏，对萝卜干扰较小，因而第二周期中叶面积较高。地上部生物量和块茎性状的结果进一步表明，香菜和韭菜对萝卜的竞争压力较低，有利于块茎生物量积累。商品根产量在第二周期中于香菜和韭菜间作下显著提高，体现了物种间的资源互补效应。此外，两个周期之间的环境条件（如降雨量）差异也可能对结果产生了影响。研究最终得出结论：萝卜与香菜间作的农艺表现最佳，其次是与韭菜间作，这两个组合在蔬菜生产中具有应用潜力。