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线辣椒/小麦间作栽培增产机理的研究

时间:2022-09-05 百科知识 版权反馈
【摘要】:线辣椒/小麦间作套种是陕西关中地区线辣椒生产的一大特色,在陕西线辣椒主产区之一的宝鸡地区,线辣椒/小麦的间作套种占到该地区线辣椒种植面积的80%左右。实践已经证明,线辣椒/小麦间作套种不仅解决了线辣椒生产与小麦争地的矛盾,同时达到了既收获小麦,又使线辣椒增产的双赢目标。线辣椒缓苗时间的观测。线辣椒叶绿素含量的测定。线辣椒光合速率及其日变化的测定。

1 研究方案的设计及材料和方法

线辣椒小麦间作套种是陕西关中地区线辣椒生产的一大特色,在陕西线辣椒主产区之一的宝鸡地区,线辣椒/小麦的间作套种占到该地区线辣椒种植面积的80%左右。实践已经证明,线辣椒/小麦间作套种不仅解决了线辣椒生产与小麦争地的矛盾,同时达到了既收获小麦,又使线辣椒增产的双赢目标。长期以来,西北农林科技大学园艺学院、植物保护学院、陕西省动物研究所、宝鸡市农技中心等单位的专家对这一种植模式从不同侧面开展了研究,使这一种植模式和技术在不断趋于完善。研究所涉及的内容包括小麦与线辣椒品种的选择问题、两种作物的比例配置问题、共生期的人为控制问题、种植密度和田间管理技术问题、复合群体中生态环境及其对病虫害发生的影响问题等等,但对线辣椒/小麦间作的生理生态机理的研究却尚未见报道,仍有许多问题需要探索,如复合群体下光合、呼吸的问题,复合群体下的化感问题以及长期连作条件下连作障碍的克服问题等。

本研究在线辣椒与冬小麦间作条件下,观测了线辣椒移栽后的缓苗期以及冠层光照强度的日变化,测定了线辣椒生育期间株高、叶面积指数、叶片叶绿素相对含量(SPAD值)、叶片光合速率、病毒病发病株率、果实产量等农艺和生理性状,旨在探明与小麦间作条件下线辣椒的生长发育及增加产量机理,为这一种植模式的进一步优化提供理论依据。

用于测定间作条件下辣椒冠层接受直射光的时间和光照强度日变化的辣椒材料为线辣椒育种系L2(于2006年9月审定定名为线辣椒品种陕椒2006),于2006年3月7日苗床播种,5月5日定植于扶风县上宋乡大田。小麦品种为小偃22,于2005年10月播种。小麦种植带宽65cm,预留空带宽35cm,设东西、南北两种行向,间作辣椒即定植于预留的空带里,每空带以28cm的穴距定植2行,行距30cm,每穴2株,行长10m,东西、南北两种行向各3个小区(每个小麦空带的2行辣椒为1个小区)。水、肥等田间管理措施同大田生产。

用于测定移栽后的缓苗期、叶面积指数、叶片叶绿素相对含量(SPAD值)、叶片光合速率及其日变化、病毒病发病株率、株高、茎粗、叶片大小、果实产量等其他项目的辣椒材料为线辣椒育种系L1、L2、L3、L5,于2006年3月7日苗床播种,5月5日定植于扶风县上宋乡大田。小麦品种为小偃22,于2005年10月播种。小麦种植带宽65cm,预留空带宽35cm,东西行向,间作辣椒即定植于预留的空带里,每空带以28cm的穴距定植2行,行距30cm,每穴2株,行长10m,每个空带的2行为一个品种(系),每个品种(系)为一个小区,随机区组排列,重复3次。以单作辣椒为对照,材料及株、行距等均与间作相同。水、肥等田间管理措施同大田生产。小麦于2006年6月9日收割,小麦与线辣椒的共生期为35d。

线辣椒缓苗时间的观测。线辣椒为不带土(或营养钵)移栽,移栽后会经过一段时间的缓苗期,缓苗期的长短对线辣椒后期的生长发育至关重要。缓苗期的观测从定植之日起,每天上午8:00~8:30观察1次,设定观察时植株叶片不再明显萎蔫为该株结束缓苗,每个小区结束缓苗的株率超过50%为该小区结束缓苗,3个重复小区的平均值为该品种的缓苗期。缓苗期以天(d)为单位。

线辣椒叶面积指数的测定。叶面积指数测定采用LAI-2000植物冠层分析仪,保持光学探头与最近叶片的距离大于叶片宽度的4倍,按照仪器说明并根据试验田间具体情况,选择下午16:30~17:30,利用270°镜盖遮挡实验者和直射阳光,采用手动记录;从小麦收割后第2d开始测定(根据LAI-2000植物冠层分析仪的工作原理,小麦收割前测定结果会受小麦影响),之后每10d测1次(遇到阴雨天适当推迟),直至辣椒开花结果后期。间作和单作处理,每品种(系)均测10个点。

线辣椒叶绿素含量的测定。田间观察表明,与小麦间作的线辣椒因为小麦的遮阴等原因,叶片叶绿色含量会受到影响,定量的测定和准确的评判间作对辣椒叶绿素含量的影响对于探讨线辣椒/小麦间作机理十分必要。由于有研究表明,用叶绿素测定仪测定的叶绿素相对含量(SPAD值)与用其他方法测定的叶绿素含量成高度正相关,而且测定叶绿素相对含量方便快捷,对叶片无损伤,所以本研究用SPAD值代替叶绿素含量。测定于间作和单作辣椒均缓苗结束并完全恢复正常生长一段时间后的5月30日开始,每10d 1次(遇到下雨天适当推迟),直到间作和单作辣椒之间的差异完全消失为止。每品种(系)随机测定20株,苗期测倒4叶(从上向下数第4片展开叶)和顺4叶(从下向上数第4片健康叶),开花结果期测倒二杈叶(从上向下第二分叉处发育正常的功能叶)和倒四杈叶(从上向下第四分叉处发育正常的功能叶)。所用仪器为日本Konica Minolta Sensing INC生产的SPAD-502型便携式叶绿素测定仪。

间作条件下辣椒冠层接受直射光时间的测定。于2006年6月上旬选择晴天,从上午7:00开始设点观测,当辣椒植株上第1片叶子接受到直射光时开始计时,到最后1片叶子无法接受到直射光(即被小麦遮阴)时结束,每种观测类型(即南北走向的东西行、东西走向的南北行)随机选取3个观测点,对观测值进行平均并比较。

间作条件下辣椒冠层光照强度日变化的测定。2006年6月2日上午8:00开始测定,每小时测定1次,最后1次于17:00测定,当天最高气温33℃,最低气温19℃(根据当地天气预报),8:00~13:00为晴天,13:00~14:00天空为多云。所用仪器为上海嘉定学联仪表厂生产的JD-3照度计。

线辣椒光合速率及其日变化的测定。辣椒叶片光合速率的测定于小麦收获之前的6月上旬开始,每10d左右测定1次(选择无风少云的晴天进行,遇到阴雨天适当推迟)。苗期测倒4叶,开花结果期测倒二杈叶(即从上向下数第2分杈处生长正常的叶片);时间均为10:00~11:00时。为了尽可能反映实际情况,间作辣椒在麦辣共生期间按叶片接受直射阳光和散射光两种情况进行测定。每次测定,间作区和单作区每品种(系)均随机测10株。辣椒叶片光合速率日变化的测定分别于麦辣共生期的6月7日和间作与单作辣椒叶绿素相对含量(SPAD值)的差异已完全消失的7月29日进行,从8:00~18:00,每小时测定1次,每次测定在20min内完成以减少误差。选叶和测定方法与光合速率测定相同。上述测定均采用CIRAS-1便携式光合系统,普通标准叶室,叶面积为2.5cm2,选择内部供气系统(即使用大气CO2),气体流量选择200ml/min,其他测定参数按照仪器操作说明及规程设定。测定直射光下叶片的光合速率时首先选择已经处于直射光下的叶片,同时将夹入叶室中的叶片正对阳光(叶平面与阳光光线掌握约90°夹角);测定散射光下光合速率时首先选择已经处于散射光下的叶片,测定时尽量保持叶片原来的位置及叶面朝向。

线辣椒农艺性状的测定。植株高度为地面到顶端分杈处的高度(李锡香等2006);茎粗为主茎距地面10cm处的粗度;叶片长度为叶尖到叶基的距离,叶片宽度为叶片中部最宽处两边叶缘的距离。各性状均在线辣椒/小麦共生条件结束后第2d(6月11日)测定1次,1个月后(即7月11日)再测定第2次。6月11日测定叶片长度和宽度时,选择植株上最大的一片叶;在线辣椒生长过程中,正常情况下主茎上接近分杈处或主茎第1、2分杈处的叶片通常是该植株所有叶片中最大的,为了准确反映线辣椒/小麦共生条件结束后长出叶片的实际大小,7月11日测定叶片长度和宽度时,选择植株从上向下数第3分杈处完全展开的叶片。植株高度用有毫米刻度的米尺测量;茎粗用游标卡尺测量;叶片长度和宽度用有毫米刻度的直尺测量。

线辣椒病毒病发病株率的调查和统计。线辣椒病毒病发病株率调查日期为记产截止日期。鉴于感染陕西关中线辣椒的病毒种类较多(赵尊练等2003),症状比较复杂,故田间仅调查发病株率而未调查病情指数,病毒病的判定依据病毒病的主要症状(如花叶、畸形、叶面不平、斑驳、坏死、芽枯死绿脉、脉间黄化等)确定,设定每株上有1个叶片或果实等具有病毒病症状的即确定为病株。

线辣椒产量的统计。各小区产量采取分次采收,从2006年8月20日开始采收,每5d采收1次(遇到下雨顺延),到2006年9月30日采收截止,截止后未红熟果实不计入产量。

2 间作对线辣椒缓苗时间的影响

间作套种条件下4个辣椒品系的缓苗期见表5-2。

表5-2 间作和单作条件下线辣椒定植后的缓苗期
Table 5-2 The days of resumption after transplant in pepper

(赵尊练,2006年)

注:1.测定地点为陕西省扶风县试验点;2.表中A、B表示在0.01水平上差异显著。

Notes:1.The location of determination is in Fufeng county of Shaanxi province;2.A,Bmean significant different at 0.01 level.

从表5-2可以看出,间作辣椒的缓苗期平均比单作辣椒短2~3d,差异达极显著水平;参试的4个品系之间总体差异不大,尽管L2品系的缓苗期表现出较短的趋势,但与其他品系的差异未达到显著水平。此外,观测结果还发现,间作区的辣椒苗在定植后的第5d,叶片和茎杆即普遍恢复挺直、鲜活的正常状态,第7d开始长出新叶,叶片上始终无日光灼伤的痕迹;而单作区的辣椒苗在定植后的第3d出现叶缘干枯等日光灼伤的症状,第8d才普遍恢复茎杆挺直、鲜活的正常状态,第12d才开始长出新叶。并且,缓苗后,间作辣椒植株下部平均每株的落叶数也比单作辣椒少。到小麦收获时,间作辣椒平均每株的叶片数较单作的多3~4片。而且,间作辣椒整个植株的叶色比较一致,单作辣椒却只有上部几片叶色深绿,中下部叶片则黄而干涩。间作辣椒的叶片也明显比单作辣椒的大。

上述结果充分说明,与小麦间作可以极显著地缩短线辣椒定植后的缓苗期,使线辣椒较快地结束由于移栽而引起的萎蔫并率先进入正常生长,这可能是导致间作线辣椒的叶面积指数在整个生育期中一直大于单作(具体见表5-3)的一个重要因素。

3 间作对线辣椒叶面积指数的影响

每10d 1次的测定结果表明,与小麦间作的线辣椒,叶面积指数一直显著高于单作。表5-3列出了部分测定结果。

表5-3 间作和单作条件下线辣椒的叶面积指数
Table 5-3 Pepper leaf area index under intercropping

(赵尊练,2006年)

从表5-3可以看出,在小麦收获之初,间作辣椒的叶面积指数是单作辣椒的1.6~2.0倍,间作与单作差异极显著;小麦收获32d后的7月11日,间作辣椒的叶面积指数是单作辣椒的1.2~1.3倍,差异仍然极显著;到开花结果盛期的8月中旬,间作与单作的差异才由极显著缩小到显著,并且这种显著差异一直延续到辣椒生长后期。根据田间观察,其主要原因可能有以下2个方面:1是在线辣椒/小麦间作条件下,线辣椒定植后的遮荫缩短了缓苗期,较快地结束了由于移栽而引起的萎蔫并率先进入正常生长,长出的叶片比单作的多,并且下部落叶比单作辣椒少,总叶片数多;2是间作辣椒在麦辣共生期处于弱光条件下,叶片普遍偏大。

从4个参试线辣椒品系看,L2的叶面积指数高于其他3个材料,其他3个材料未发现稳定的规律性差异。

4 间作对线辣椒叶绿素含量的影响

间作条件下线辣椒叶绿素含量见表5-4。测定结果表明,与小麦间作的线辣椒,在麦辣共生期,上部叶片(倒4叶)的叶绿素相对含量(SPAD值)均明显比单作条件下的低,二者的差异达到了极显著水平;中部叶片(顺4叶)的叶绿素相对含量(SPAD值)也是单作高于间作,二者的差异达到了显著水平。小麦收获后,间作与单作区线辣椒上部和中部叶片叶绿素相对含量(SPAD值)的差异均在逐步缩小,到小麦收获32d后(7月11日),二者的差异基本消失,只有L1和L3两个品系的中部叶片叶绿素相对含量(SPAD值)仍有显著差异;到小麦收获42d后(7月31日),间作与单作区线辣椒上部和中部叶片叶绿素相对含量(SPAD值)的差异均完全消失。在4个供试品系中,除L2叶绿素相对含量(SPAD值)总体高于其他3个品系外,其他3个品系间无明显差异。

表5-4 间作和单作条件下线辣椒叶片的叶绿素相对含量(SPAD值)
Table 5-4 Chlorophyll content of Xianlajiao chilli pepper leaves(SPAD value)

(赵尊练,2006年)

间作条件下辣椒植株上部叶绿素相对含量(SPAD值)明显低于单作辣椒,可能是在间作条件下小麦冠层的遮阴所致。

5 间作条件下辣椒冠层接受直射光的时间

在与小麦间套期间,辣椒冠层接受直射光的时间在一定程度上影响辣椒的生长和发育。线辣椒/小麦间作套种条件下辣椒冠层接受直射光的时间见表5-5。

表5-5 线辣椒/小麦间作套种条件下线辣椒冠层接受直射光时间
Table 5-5 The time of direct light on peppers under the intercropping

(赵尊练,2006年)

表5-5的结果表明,线辣椒/小麦间作套种条件下,东西走向的布局辣椒接受直射光的时间明显大于南北走向的布局,东西走向下南北2行接受直射光的时间之和为768min,而南北走向下东西2行接受直射光的时间之和为443min,前者约为后者的2倍。由此可以看出,线辣椒/小麦间作套种时,如果地势、灌溉条件等自然因素允许,建议以东西走向较好,这样辣椒可以接受更多的直射光。尽管从表5-6中可以看出,晴天散射光仍可基本满足线辣椒对光照的需求,但在某些共生期间阴雨天气较多的地区,辣椒行采用东西走向应该可以使辣椒接受更多的直射光。

6 间作条件下辣椒冠层光照强度的日变化

线辣椒/小麦间作套种条件下辣椒冠层光照强度的日变化见表5-6和图5-1,表5-6中为各时段各品系3个点的测定值,图5-1中为3个点的平均值。从表5-6和图5-1中可以看出,从8:00到17:00,尽管各观测点存在差异,但同一观测时段直射光的光强明显高于散射光,从直射光与散射光强度差异来看,上午8:00观测的直射光与散射光强度差异最大,随着时间的推移,这种差异逐步减小,到下午17:00时,两者的数值比较接近。从光照强度的日变化看,无论是直射光还是散射光,其变化均呈中间高、两头低的正态曲线,最高值均出现在12:00,但曲线走势并不相似,直射光的最小值出现在17:00,而散射光的最小值出现在8:00。形成这一现象的原因之一可能是早晨空气中水蒸气含量较高。

有文献报道(邹学校2002;庄灿然等1995;赵尊练等2003),辣椒的光饱和点为30000 lx,光补偿点为1500 lx。从本研究的观测结果看,在陕西省关中地区6月上旬的线辣椒/小麦共生期间,即使在13:00~14:00期间天空为多云,下午4点以前的散射光强度仍在30000 lx以上,因此应该不会因为小麦的遮阴降低光强而影响线辣椒的光合。

表5-6 间作套种条件下线辣椒冠层光照强度的日变化
Table 5-6 The diurnal variation of light intensity in pepper canopy under intercropping

(赵尊练,2006年)

图5-1 间作套种条件下辣椒冠层光照强度的日变化
Fig.5-1 The diurnal variation of light intensity in pepper canopy under intercropping

(赵尊练,2006年)

7 间作对线辣椒光合速率的影响

在间作套种条件下,线辣椒的光合速率将直接影响线辣椒的生长和发育,也是判断间作套种效果的一个重要指标。为此,本研究自小麦收获前的6月上旬开始,每10d左右测定1次辣椒叶片的净光合速率(选择无风少云的晴天进行,遇到阴雨天适当推迟),共测定了6次。苗期测倒4叶,开花结果期测倒二杈叶(即从上向下数第2分杈处生长正常的叶片);测定时间均为10:00~11:00时。

6月7日的测定结果表明,在麦辣共生期,单作条件下的辣椒叶片净光合速率显著高于间作条件下的,间作直射光下的显著高于间作散射光下的。其中,单作条件下的辣椒叶片净光合速率比间作直射光下的高14%~18%,比间作散射光下的高27%~34%。其主要原因可能有2点,1是光照强度,2是叶绿素相对含量(SPAD值)。霍振荣等(1998)的研究表明,辣椒的光饱点和光补偿点分别为1800和50μmol·m-2·s-1。6月7日上午测定时,光合仪记录的单作、间作直射光和间作散射光下的光照强度(即光量子通量,全文统一称为光照强度)分别为1334、1124和279μmol·m-2·s-1(每种条件下各品系的平均值),均在辣椒的光饱点以下;间作散射光下的光照强度很低,这可能是其光合速率低的主要原因;间作直射光下的光照强度虽然比单作条件下的低不多,但间作条件下的光线是不断变动的,或许测定时该叶片刚处于直射光下很短时间,而光合作用具有滞后性,所以导致其光合速率也显著低于单作辣椒。此外,前面的测定结果表明,间作辣椒的叶绿素相对含量(SPAD值)比单作辣椒的低,这可能也是其光合速率低的一个原因。

6月18日及其以后的测定结果表明,小麦收获之后,间作和单作辣椒光合速率的差异逐渐缩小,到小麦收获后第20d左右,二者的差异不再显著,到了7月下旬,间作辣椒的光合速率又反过来高于单作辣椒,部分品系二者之间的差异达到了显著水平。这可能是因为间作辣椒生长一直比单作辣椒旺盛,倒二杈叶的叶腋处结有幼果的植株比率高。前人的研究和本试验均发现,叶腋处结有幼果的叶片,其光合速率明显比无幼果的叶片高。

表5-7 单作及与小麦间作条件下线辣椒的叶片净光合速率(CO2μmol·m-2·s-1
Table 5-7 Photosynthetic rate of pepper under intercropping and monoculture

(赵尊练,2006年)

8 间作对线辣椒光合速率日变化的影响

8.1 间作对麦辣共生期线辣椒光合速率日变化的影响

小麦收获前线辣椒光合速率的日变化测定结果列于表5-8和图5-2、图5-3、图5-4、图5-5。从这些测定结果可以看出,单作辣椒的光合速率日变化呈双峰曲线,第一个高峰出现在上午10:00,第二个高峰出现在下午14:00~15:00,在中午12:00前后有明显的光合“午休”现象。间作直射光下的辣椒,其光合速率的日变化,只有L1和L2两个品系呈双峰曲线,第一个高峰出现在上午11:00,比单作辣椒的第一高峰出现时间晚了1 h左右,第二个高峰也出现在下午14:00~15:00,但第二高峰比第一高峰低很多,中午12:00前后的光合“午休”现象很微弱;另外两个品系只在上午11:00出现一个高峰,之后就一直下降,无光合“午休”现象。而在间作散射光下,4个辣椒品系的光合速率日变化均呈单峰曲线,并且达到高峰的时间在中午12:00,均无光合“午休”现象。单作、间作直射光和间作散射光3种条件下各辣椒品系的光合速率均表现为前半天高于后半天的趋势。

在4个线辣椒品系之间,单作、间作直射光和间作散射光下,L2的光合速率在全天中的多数时段明显高于其他3个品系,其他3个品系之间差异较小。

表5-8 小麦收获前不同处理下线辣椒叶片光合速率的日变化(CO2μmol·m-2·s-1
Table 5-8 Photosynthetic rate and diurnal variation of pepper before wheat harvested (CO2μmol·m-2·s-1

(赵尊练,2006年)

图5-2 小麦收获前单作线辣椒(苗期)叶片的净光合速率日变化
Fig.5-2 Photosynthetic rate and diurnal variation ofmonoculture pepper before wheat harvested

(赵尊练,2006年)

图5-3 小麦收获前间作线辣椒(苗期)直射光下叶片的净光合速率日变化
Fig.5-3 Photosynthetic rate and diurnal variation of intercropping pepper under direct linght before wheat harvested

图5-4 小麦收获前间作线辣椒(苗期)散射光下叶片的净光合速率日变化
Fig.5-4 Photosynthetic rate and diurnal variation of intercropping pepper under scattered linght before wheat harvested

图5-5 小麦收获前单作、间作直射光和间作散射光下线辣椒叶片净光合速率日变化的比较
Fig.5-5 Comparison of photosynthetic diurnal variation of pepper among intercropping scattered light,direct light and monoculture before wheat harvested

从表5-8和图5-5中可以看出,在所测定的11个时段中,单作辣椒的叶片光合速率只在中午12:00前后比间作直射光和间作散射光下的辣椒叶片低,其余10个时段均比间作直射光和间作散射光下的辣椒叶片高;间作直射光下的辣椒叶片光合速率则在所有时间段都比间作散射光下的辣椒叶片高。在上午8:00,单作和间作直射光下的辣椒叶片光合速率很接近,并且均明显高于间作散射光下的辣椒叶片光合速率;10:00前,单作辣椒的叶片光合速率上升得比间作辣椒快;中午13:00以后,间作散射光下的辣椒叶片光合速率便快速下降,而单作和间作直射光下的辣椒叶片光合速率到15:00以后才快速下降。这些变化趋势与它们所处的光照等条件有直接关系。

8.1.1 线辣椒光合速率与光照条件的关系

光照强度和CO2浓度是影响作物光合速率的两个主要因素。在6月7日测定辣椒光合速率日变化时,光合仪自动记录的各个测定时段的大气CO2浓度,单作、间作直射光和间作散射光下的辣椒之间差异不显著,但3种环境条件下的光照强度差异很大。眭晓蕾等人(2005)的试验结果表明,苗期遮光对辣椒光合作用影响较大,弱光下叶片的净光合速率下降,但光合速率下降的主要原因不是CO2浓度,而是光能的供应,是非气孔限制的结果。此外,邹学校(2005)等人研究发现净光合速率与叶温有关。因此,这里将测得的光照强度和叶温列于表5-9,并通过图5-6给出单作、间作直射光和间作散射光3种条件下各辣椒品系的平均光照强度日变化。

图5-6 小麦收获前单作、间作直射光和间作散射光下辣椒叶片所接受的光照强度的日变化
Fig.5-6 The diurnal variation of light intensity accepted by pepper leaves undermonoculture,intercropping direct light,and intercropping scattered light before wheat harvested

(赵尊练,2006年)

从图5-6和表5-9中可以看出,单作条件下辣椒全天接受的光强均最强,间作条件下接受直射光的强度次之,间作条件下接受散射光的强度最弱。散射光的光强明显低于直射光,全天中的大部分时间仅为直射光光强的20%~50%,只有下午17:00之后才开始接近,这是因为这时候间作辣椒的光照已经全部被小麦遮挡,无叶片处于直射光下。

单作条件下,上午8:00~10:00的光强为784~1334μmol·m-2·s-1,在此期间,光合速率随着光强的增加而提高;中午11:00,光强达到1431μmol·m-2·s-1,光合速率开始下降,出现光合“午休”;下午14:00~18:00的光强为1362~283μmol·m-2·s-1,在此期间,光合速率随着光强的减弱而降低。间作直射光下,上午8:00~11:00的光强为534~1363μmol·m-2·s-1,在此期间,光合速率随着光强的增加而提高,此后光强逐渐减弱,光合速率也逐渐降低。这说明在本试验中,线辣椒的光饱和点为1400μmol·m-2·s-1左右。

在上午8:00~10:00,单作条件下的光照强度(784~1334μmol·m-2·s-1)为间作散射光(101~279μmol·m-2·s-1)条件下的7.8~4.8倍,但前者的光合速率却只为后者的1.3~1.4倍。这说明,当光照强度达到一定量之后,辣椒叶片的光合速率提高的速度就很慢了。霍振荣等人(1998)的研究结果也表明,在较低的光照强度下,随其逐渐增强,辣椒的光合速率直线上升,光照强度达到400μmol·m-2·s-1后,光合速率随光照强度增强而上升的幅度逐渐变小,当光照强度达到800μmol·m-2·s-1后,辣椒净光合速率增加的幅度已经非常小。在本研究中,间作条件下的直射光在全天大部分时段的光强均超过了800μmol·m-2·s-1,说明其光照强度可以满足辣椒光合的需要。

8.1.2 辣椒光合速率与叶温的关系

从表5-9可以看出,单作条件下的叶温全天均高于间作,而且全天的大部分时段都高于28℃。将表5-8与表5-9对比可以看出,无论是单作还是间作,当叶温在28℃以下时,线辣椒叶片的光合速率均随叶温的上升而提高,超过28℃之后,光合速率则有随着叶温的上升而降低的趋势。邹学校等人(2005)的研究结果也表明,在强光照条件下,辣椒的净光合速率与叶温呈显著负相关。根据辣椒生长对环境条件的要求(生长发育时期白天以26~27℃比较适合)可以看出,在多数情况下,与小麦间作可以适当降低辣椒的叶温以适于辣椒生长发育。在间作条件下,尽管辣椒叶片因为气流、阳光入射角的不断改变等因素而处在接受直射光与散射光的动态变化中,但测定结果表明,部分时段接受直射光的叶片叶温高于接受散射光的叶片,当然其差异不像间作与单作之间的差异明显,未达到显著水平。

8.2 间作对麦辣共生期结束后线辣椒光合速率日变化的影响

从图5-7和表5-10可以看出,无论是间作还是单作,在共生环境结束后第50d,辣椒倒二杈叶的光合速率均表现为前半天高、后半天低的总体趋势,其日变化均呈双峰曲线,第一个高峰出现在上午10:00~11:00,第二个高峰出现在下午14:00,在中午12:00前后有比较明显的光合“午休”现象。在14:00之前,间作辣椒的光合速率明显高于单作辣椒,14:00之后二者的差异不再明显。

在4个线辣椒品系之间,L2的光合速率在全天中的多数时段显著高于其他3个品系,其他3个品系之间差异不明显。

测定当日,间作和单作线辣椒倒二杈叶片所接受的光照强度均在400(18:00时)~1300μmol·m-2·s-1(12:00时)之间,在部分测定时段,单作叶片所接受的光照强度略大于间作,这可能是因为单作线辣椒7月份的叶面积指数显著小于间作辣椒从而透光率较高的缘故(表5-3)。这时候,间作和单作线辣椒叶片的叶绿素SPAD值也基本相同,不再有显著差异(表5-4),二者所接受的光照强度也都在光饱和点之下,而且是单作的略高于间作,但其叶片的光合速率却由小麦收获前的单作显著高于间作变成了间作明显高于单作,究其原因,可能是因为间作辣椒生长一直比单作辣椒旺盛,倒二杈叶的叶腋处结有幼果的植株比率高。前人的研究和本试验均发现,叶腋处结有幼果的叶片,其光合速率明显比无幼果的叶片高。

图5-7 小麦收获后第50天间作和单作线辣椒开花结果期净光合速率(4个品系平均值)的日变化
Fig.5-7 Photosynthetic rate(average of 4 lines)and diurnal variation of intercropping and monoculture in the 50th day ofwheat harvested

表5-10 共生环境结束后线辣椒光合速率的日变化(CO2μmol·m-2·s-1
Table 5-10 Photosynthetic rate and diurnal variation of pepper after the intercropping

(赵尊练,2006年)

9 间作对线辣椒株高等农艺性状的影响

线辣椒/小麦间作对线辣椒株高等农艺性状的影响结果见表5-11。

从表5-11可以看出,间作条件下线辣椒株高明显高于单作,其差异达到极显著水平。在4个参试品系中,L2和L5高于L1和L3,其差异达到显著水平。7月11日的测定结果表明,在小麦收割32d后,间作与单作在株高方面的差异亦然存在,且均达到极显著水平。

茎粗的测定结果表明,在线辣椒/小麦共生条件刚刚结束后,间作的茎粗总体大于单作,L2大于其他3个品系,从测定结果的平均数看,上述趋势是存在的,但经过统计分析均未达到显著水平。

表5-11 不同处理线辣椒的株高、茎粗、叶片大小
Table 5-11 The plant height,stem diameter,leaf size of different treatment in Xianlajiao chilli pepper

注:1.测定地点为陕西省扶风县试验点;
2.表中A、B表示在0.01水平上差异显著;a、b表示在0.05水平上差异显著。
Notes:1.The location of determination is in Fufengcounty of Shaanxi province;
2.A、Bmean significant different at0.01 level;a、bmean significant different at 0.05 level.

从叶片的长和宽可以看出,间作套种条件下线辣椒的叶片明显偏大,经统计分析,这种差异达到了极显著差异。7月11日的测定结果表明,这种共生条件结束以后生长出来的叶片在长、宽方面的差异已经消失。

经过综合分析认为,形成间作条件下线辣椒植株偏高、叶片偏大的主要原因应该是光照强度相对较弱造成的,同时也有间作条件下缓苗期较短的作用,这些结果也从另一个方面支持了间作条件下叶面积指数较高的结果。

10 间作对线辣椒小叶病的影响

不同处理线辣椒的小叶病发病株率见表5-12。

表5-12 不同处理线辣椒的小叶病发病株率(%)
Table 5-12 The fresh pepper yield of different treatment

注:1.测定地点为陕西省扶风县试验点;测定日期为2006年9月30日。
  2.表中A、B表示在0.01水平上差异显著。
Notes:1.The location of determination is in Fufengcounty of Shaanxi province;The Determination date is September 30,2006.
   2.A、B mean significant differentat 0.01 level.

从表5-12可以看出,与小麦间作可以降低线辣椒小叶病的感病株率,其降低程度达到了极显著水平;4个参试品系之间的小叶病发病株率也存在一定的差异,除L2与其他3个品系存在显著差异外,其余3个品系之间的差异未达到显著水平。根据田间调查分析,造成上述差异的主要原因可能有3个方面,一是在陕西省关中的蚜虫高发季节(每年5~6月)(赵尊练等2003),小麦为间作的线辣椒提供了庇护,田间调查也显示与小麦间作的线辣椒上蚜虫虫口数较低,而蚜虫是陕西线辣椒产区病毒病传播的主要媒介,而病毒是引起线辣椒小叶病的主要因素之一;二是线辣椒在缓苗期由于生长停滞或较弱而易感染病毒病,与小麦间作的线辣椒缓苗期相对较短,生长比较健壮,对病害的抵抗力较强;三是小麦的适当遮阴可能有利于降低线辣椒小叶病发病率(本书第2章,线辣椒遮阴栽培部分)。

10.1 间作对线辣椒产量的影响

各处理的线辣椒产量结果见表5-13。

表5-13 不同处理线辣椒的产量(kg/亩)
Table 5-13 The fresh pepper yield of different treatment

注:1.测定地点为陕西省扶风县试验点;
  2.表中A、B表示在0.01水平上差异显著;a、b表示在0.05水平上差异显著。
Notes:1.The location of determination is in Fufengcounty of Shaanxi province;
   2.A、B mean significant differentat 0.01 level.

从表5-13可以看出,参试的4个材料通过间作均有不同程度的增产,增产幅度在15%~21%之间,以L1和L3较高,经过方差分析,4个材料间作与单作之间产量差异均达到极显著水平。品种之间,L2与其他3个品种(系)的产量差异达到显著水平,L1,L3,L5之间的产量无显著差异。

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