生姜__柑橘间作对盛夏生姜生长及光合特性与产量的影响.pdf

DOI 10 12357 cjea 20230604 彭祥燕 马慧慧 何雨婷 刘燃 梁红艳 朱永兴 朱学栋 刘奕清 生姜 柑橘间作对盛夏生姜生长及光合特性与产量的影 响 J 中国生态农业学报 中英文 2024 32 4 675 686 PENG X Y MA H H HE Y T LIU R LIANG H Y ZHU Y X ZHU X D LIU Y Q Effects of ginger citrus intercropping on ginger growth photosynthesis traits and yield J Chinese Journal of Eco Agriculture 2024 32 4 675 686 生姜 柑橘间作对盛夏生姜生长及光合特性与产量的 影响 彭祥燕1 马慧慧1 何雨婷1 刘 燃2 梁红艳3 朱永兴1 朱学栋4 刘奕清1 1 长江大学园艺园林学院 长江大学香辛作物研究院 荆州 434000 2 重庆市幅沅农业生物技术研究院有限公司 重庆 400000 3 荆州农业科学院 荆州 434000 4 重庆市渝东南农业科学院 重庆 400000 摘 要 间 作 种 植 可 充 分 利 用 土 地 空 间 利 于 光 资 源 的 利 用 和 作 物 产 量 的 提 高 为 探 明 生 姜 柑 橘 间 作 对 生 姜 在 炎 热 夏 季 条 件 下 的 生 长 光 合 及 产 量 的 影 响 于 湖 北 省 荆 州 区 长 江 大 学 农 业 科 技 园 进 行 两年 2021年和2022年 定 点 田 间 试 验 测定3个 种 植 模 式下 生 姜 单 作 未 遮荫 CK 生 姜 单 作 遮荫 CK1 及 生 姜 柑 橘 间作 CI 生 姜 植 株 生 长 特 性 叶 片 灼 伤 关 键 光 合 酶 光 合 色 素 叶 绿 素 荧 光 参 数 渗 透 调 节 物 质 抗 氧 化 酶 活 性 和 产 量 的 变 化 特 征 结 果 表 明 与CK相 比 CI处 理 下 生 姜 冠 层 光 照 强 度 植 株 叶 片 灼 伤 指 数 分 别 显 著 降低55 40 55 80 和 61 14 70 20 P 0 05 光 合 关 键 酶 活 性 光 合 色 素 净 光 合 速 率 和 最 大 光 化 学 效 率 分 别 显 著 增 加 22 34 50 55 14 36 50 00 51 04 70 64 和5 56 7 79 P 0 05 生 姜 产 量 显 著 提高23 28 23 77 达到63 00 66 08 t hm 2 P 0 05 与CK1相 比 CI处 理 下 生 姜 冠 层 光 照 强 度 和 植 株 叶 片 灼 伤 指 数 净 光 合 速 率 和 产 量 均 无 显 著 差 异 但 是 关 键 光 合 酶 活 化 酶 活 性 光 合 色 素 和 最 大 光 化 学 效 率 在 部 分 年 份 分 别 显 著 增加26 88 7 74 和2 47 P 0 05 因 此 生 姜 柑 橘 间 作 模 式 能 降 低 炎 热 气 候 下 的 生 姜 冠 层 光 照 强 度 减 轻 灼 伤 程 度 对 其 生 长 光 合 性 能 及 产 量 的 提 高 有 促 进 效 应 达 到 与 单 作 遮 荫 相 当 的 效 果 该 研 究 结 果 为 柑 橘 林 下 推 广 应 用 生 姜 柑 橘间作种植模式提供了理论参考 关键词 生姜 遮荫 生姜 柑橘间作 光合特性 产量 中图分类号 S632 5 Effects of ginger citrus intercropping on ginger growth photosynthesis traits and yield PENG Xiangyan1 MA Huihui1 HE Yuting1 LIU Ran2 LIANG Hongyan3 ZHU Yongxing1 ZHU Xuedong4 LIU Yiqing1 1 Spice Crops Research Institute College of Horticulture and Gardening Yangtze University Jingzhou 434000 China 2 Fuyuan Agricul tural Biotechnology Research Institute Co Ltd of Chongqing City Chongqing 400000 China 3 Jingzhou Academy of Agricultural Science Jingzhou 434000 China 4 Chongqing Yudongnan Academy of Agricultural Sciences Chongqing 400000 China 湖北省重点研发计划项目 2021BBA096 2022BBA0061 荆州市2022年度科技计划项目 2022BB36 和重庆市调味产业体系创新团队项目 2023CQMAITS007 资助 通信作者 朱学栋 主要研究方向为园艺作物栽培与生物技术 E mail ozzy2311670 刘奕清 主要研究方向为生姜育种栽培与生物 技术研究 E mail liung906 彭祥燕 研究方向为生姜 柑橘间作响应机制 E mail 2021720882 收稿日期 2023 10 19 接受日期 2024 01 19 This study was supported by the Key R LIU Yiqing E mail liung906 Received Oct 19 2023 accepted Jan 19 2024 中国生态农业学报 中英文 2024年4月 第 32 卷 第 4 期 Chinese Journal of Eco Agriculture Apr 2024 32 4 675 686 Abstract Intercropping is a traditional cultivation system wherein two or more plant genotypes are grown together for a certain period Intercropping not only facilitates full use of the available land space but also contributes to optimizing the light environment and im proving yields In this study we conducted a field experiment to examine the effects of different cropping patterns of ginger on the growth photosynthesis and yield of ginger under hot summer conditions in 2021 and 2022 based on the following three treatments unshaded ginger monoculture CK shaded ginger monoculture CK1 and intercropping of ginger and citrus CI To determine the effects of intercropping with citrus the ginger plant growth characteristics leaf burn photosynthetic key enzymes photosynthetic pigments chlorophyll fluorescence parameters osmoregulatory substances antioxidant enzyme activity and yield under different cropping patterns were investigated The results revealed that compared with CK treatment the CI treatment was associated with a significant reduction in canopy light intensity and plant leaf burn index by 55 40 55 80 and 61 14 70 20 respectively P 0 05 whereas there were significant increases in the activities of key photosynthetic enzymes photosynthetic pigment net photo synthetic rate and maximum photochemical efficiency of 22 34 50 55 14 36 50 00 51 04 70 64 and 5 56 7 79 respectively P 0 05 Furthermore the CI treatment contributed to the highest ginger yield 63 00 66 08 t hm 2 which represented a significant increase of 23 28 23 77 P 0 05 when compared with that obtained under the CK treatment Moreover we detec ted no significant differences between the CK1 and CI treatments with respect to light intensity leaf burn index net photosynthetic rate or yield However compared with the CK1 treatment the CI treatment significantly enhanced the activities of key photosynthetic enzymes photosynthetic pigment contents and maximum photochemical efficiency by 26 88 7 74 and 2 47 respectively P 0 05 In conclusion intercropping with citrus can reduce light intensity at the ginger canopy during the hot season reduce the de gree of leaf burn improve photosynthetic performance and increase ginger yield Among the three assessed planting patterns ginger citrus intercropping was identified as the most effective system which contributed to achieving the highest crop yield provided bene ficial environmental conditions for ginger growth and highlighted the production advantages of ginger under the citrus canopy Keywords Ginger Shading Ginger citrus intercropping Photosynthetic characteristics Yield 间作是提高土地利用率和产出的重要途径 1 2 因为 间作可构建更合理的冠层结构 提高光能效率 3 还可通过改变植物生理和根系分泌特性 间接影响 土壤微生物群落的组成和土壤酶活性 从而改善土 壤环境 4 具有提高土壤质量的潜力 5 研究发现 林 果间作系统中随着果树树龄和树冠体积的增大 遮 荫造成的弱光环境成为影响低位间作作物生长发育 的重要因素 6 同样 间作系统也能有效提高低位作 物的光合作用和养分吸收 7 8 从而提高低位作物的 生物量和产量 体现出较强的生产力 9 如在玉米 Zea mays 生姜 Zingiber officinale 间作系统中因两 种作物对光的空间异质性 使间作后光照环境得以 改善 玉米的遮光作用为生姜创造了有利于光合作 用的外界环境 使生姜得以正常生长 10 生姜是原产热带 亚热带的林下作物 喜温暖 怕强光 其种植过程要经历强光高温酷暑的夏季 故 生产上多进行遮荫栽培 11 12 由于人工搭建遮光棚 费工费力 生产投入较高 因此常采用与其他高位植 物间作进行栽培生产 13 柑橘 Citrus reticulata 是 芸香科 Rutaceae 柑橘属木本果树 在长江流域广泛 种植 具有较高经济价值 14 柑橘幼苗种植时因行间 距较大 幼龄柑橘园土地利用率低 经济效益差 因 此常在幼龄柑橘林下间作喜阴作物 以提高土地利 用率和种植经济效益 15 有研究表明 对高位果树和 低矮作物进行科学设计 合理配置是充分利用果树 林地土地资源和提高土地利用率和经济效益的重要 手段 16 前人研究表明 玉米 生姜套作 17 生姜 葡 萄 Vitis vinifera 立体间作 13 罗汉果 Siraitia gros venorii 生姜间作 18 等均具有良好的遮光效果 能有 效缓解日光直射对生姜植株的灼伤 减轻光抑制对 PS 反应中心的破坏程度 有利于维持叶片酶活性 降低叶片活性氧水平 促进生姜生长及光合作用 提 高产量和土地利用率 柑橘作为喜光高位果树 生 姜为喜阴低位作物 若采用生姜 柑橘间作模式 既能 满足柑橘对光照条件的要求 还有望达到生姜自然 遮荫的效果 进而提高土地利用率和经济产出 近年来 关于不同植株间套作模式下的农艺性 状 产量和经济效益的研究有大量报道 与柑橘间 作的低位作物主要有大豆 Glycine max 19 马铃薯 Solanum tuberosum 20 黑麦 Secale cereale 15 等喜 阳作物和八宝景天 Sedum spectabile 21 大球盖菇 Stropharia rugosoannulata 22 等喜阴作物 然而有关 低位喜阴作物生姜与高位喜阳作物柑橘间作模式下 生姜生长及光合特性与产量的研究鲜见报道 本文 探究了生姜 柑橘间作对生姜光环境 生长特性 植 株灼伤 光合性能和产量的影响 以期在理论上揭 示喜阴作物生姜如何响应光环境变化 验证间作是 否达到替代单作人工遮阴的效果 为生姜 柑橘间作 模式的推广应用提供理论指导和技术支持 676 中国生态农业学报 中英文 2024 第 32 卷