玉米/花生带状间作中通过EDAH施用调控玉米冠层优势可提升光利用效率与系统生产力

《Journal of Agriculture and Food Research》:Regulating maize canopy dominance through EDAH application enhances light use efficiency and productivity in maize/peanut strip intercropping

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月07日 来源:Journal of Agriculture and Food Research 7.2

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  玉米/花生带状间作中玉米冠层优势过强会抑制花生生长,但调控玉米冠层结构对组分作物光利用及系统生产力的长期效应尚不清楚。研究人员在辽宁凤城开展2020—2024年五年田间试验,设单作玉米、单作花生及玉米/花生带状间作处理,于玉米V7期喷施复合植物生长调节剂EDA

  
玉米/花生带状间作中玉米冠层优势过强会抑制花生生长,但调控玉米冠层结构对组分作物光利用及系统生产力的长期效应尚不清楚。研究人员在辽宁凤城开展2020—2024年五年田间试验,设单作玉米、单作花生及玉米/花生带状间作处理,于玉米V7期喷施复合植物生长调节剂EDAH(含27%乙烯利与3%己酸二乙氨基乙醇酯)。利用带状间作光截获模型估算LI。结果显示,EDAH使间作玉米最大株高和叶面积指数(LAI)分别降低7.9%和14.7%,冠层更紧凑;花生LI略增5.2%,玉米LI略降5.4%(均不显著)。间作花生干物质与籽粒基LUE分别提高18.0%和12.0%,间作玉米籽粒基LUE提高17.8%;间作玉米与花生产量分别增产10.1%和21.9%。2020—2023年EDAH使土地当量比(LER)较未喷处理提高11.9%。表明EDAH介导的冠层调控通过改良冠层结构、平衡种间竞争与互补,提升组分作物LUE与系统生产力。
研究背景方面,间作(intercropping)因资源互补常具高于单作的土地生产力,但禾豆带状间作中高秆玉米快速占据上层冠层,造成对下层花生不对称的光竞争,限制花生光合与产量。此前机械打叶可缓解遮荫却难规模化,而植物生长调节剂(PGR)尤其是含乙烯利(ethephon)与己酸二乙氨基乙醇酯(DA-6)的EDAH可调控株型、抗倒伏并维持生理活性,但其对玉米/花生间作光利用与生产力的多年效应缺乏系统评估。该研究发表于《Journal of Agriculture and Food Research》,旨在明确EDAH调控玉米冠层优势能否在不牺牲玉米生产力前提下改善花生光环境与系统产出。
关键技术方法上,研究人员于辽宁凤城(40°24′N, 124°02′E)布置随机区组试验,五年重复同区组,处理含单作玉米±EDAH、单作花生、间作±EDAH,EDAH于V7期按450 mL ha-1喷施玉米。株高与LAI动态分别用logistic与sigmoid函数拟合;带状间作LI基于条带几何、物种消光系数(玉米0.5、花生0.9)与逐日PAR由Zhang等(2008)模型估算;LUE分干物质基与籽粒基两类,以累积截获PAR归一;LER按常规偏LER加和;统计采用ANOVA与OLS回归,2024年因台风倒伏致单作玉米近乎绝产,LER推断限2020—2023年。
研究结果各节要点如下。天气变异:五年5—10月均温18.2—19.6℃,辐射2908—3196 MJ m-2,降雨846—1064 mm,2024年7月末台风“Gaemi”致283 mm暴雨与严重倒伏。作物产量与生产力:五年平均间作玉米551 g m-2(较对照+10.1%),间作花生61.6 g m-2(+21.9%);单作玉米施EDAH亦+10.7%;2020—2023年LER由约0.97升至1.08(+11.9%),花生偏LER升25.0%。作物生长:EDAH使间作玉米地上干物质-12.9%、单作玉米-12.8%,间作花生+19.2%。株高与LAI:EDAH降间作玉米Hmax 7.9%、Lmax 14.7%,延后达最大值时间;花生Hmax微增3.6%、Lmax增24%。光截获:模型显示间作玉米LI分数-5.4%(不显著),花生+5.2%(不显著),累积LI玉米-5.7%、花生+5.3%。光利用效率:间作玉米干物质基LUE微降4.3%,但籽粒基LUE+17.8%;间作花生干物质基LUE 1.83 g MJ-1(较对照1.55+18.0%),籽粒基+12.0%;单作玉米施EDAH干物质基与籽粒基LUE均升。
讨论部分指出,玉米冠层压缩并未靠更大光捕获取胜,而是借DA-6保光合、乙烯利增强茎秆机械强度与抗倒伏,使较小冠层下籽粒输出不降反升;花生受益主因非LI大幅重分配,而是遮荫减轻后单位截光转化效率提升,2023年高辐射年花生LI增幅更明显。系统层面LER改善源于竞争—互补再平衡而非主导种截光最大化。研究人员承认LI为模型估算、未测冠层内垂直PAR梯度与光合荧光参数,倒伏年收益含抗倒贡献但未直接量化。结论翻译如下:五年田间试验表明,在所试玉米/花生带状间作配置下,EDAH介导的玉米冠层优势调控提升了生产力与资源利用效率;调控抑制玉米冠层过度扩展并形成紧凑结构,同时维持玉米产量,促进花生冠层发育、干物质积累、光利用效率与籽粒产量;尽管模拟LI变化较小,冠层结构与生产力的协同响应提示调控有助于改善组分作物间资源协调;改进间作生产力不仅依赖主导作物辐射捕获,亦需通过冠层调控维持竞争与互补的平衡;不同行比、密度与EDAH剂量下的适用性需进一步评估。
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