DOI 10 12357 cjea 20230604 彭祥燕 馬慧慧 何雨婷 劉燃 梁紅艷 朱永興 朱學(xué)棟 劉奕清 生姜 柑橘間作對(duì)盛夏生姜生長(zhǎng)及光合特性與產(chǎn)量的影 響 J 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) 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 柑橘間作對(duì)盛夏生姜生長(zhǎng)及光合特性與產(chǎn)量的 影響 彭祥燕1 馬慧慧1 何雨婷1 劉 燃2 梁紅艷3 朱永興1 朱學(xué)棟4 劉奕清1 1 長(zhǎng)江大學(xué)園藝園林學(xué)院 長(zhǎng)江大學(xué)香辛作物研究院 荊州 434000 2 重慶市幅沅農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究院有限公司 重慶 400000 3 荊州農(nóng)業(yè)科學(xué)院 荊州 434000 4 重慶市渝東南農(nóng)業(yè)科學(xué)院 重慶 400000 摘 要 間 作 種 植 可 充 分 利 用 土 地 空 間 利 于 光 資 源 的 利 用 和 作 物 產(chǎn) 量 的 提 高 為 探 明 生 姜 柑 橘 間 作 對(duì) 生 姜 在 炎 熱 夏 季 條 件 下 的 生 長(zhǎng) 光 合 及 產(chǎn) 量 的 影 響 于 湖 北 省 荊 州 區(qū) 長(zhǎng) 江 大 學(xué) 農(nóng) 業(yè) 科 技 園 進(jìn) 行 兩年 2021年和2022年 定 點(diǎn) 田 間 試 驗(yàn) 測(cè)定3個(gè) 種 植 模 式下 生 姜 單 作 未 遮蔭 CK 生 姜 單 作 遮蔭 CK1 及 生 姜 柑 橘 間作 CI 生 姜 植 株 生 長(zhǎng) 特 性 葉 片 灼 傷 關(guān) 鍵 光 合 酶 光 合 色 素 葉 綠 素 熒 光 參 數(shù) 滲 透 調(diào) 節(jié) 物 質(zhì) 抗 氧 化 酶 活 性 和 產(chǎn) 量 的 變 化 特 征 結(jié) 果 表 明 與CK相 比 CI處 理 下 生 姜 冠 層 光 照 強(qiáng) 度 植 株 葉 片 灼 傷 指 數(shù) 分 別 顯 著 降低55 40 55 80 和 61 14 70 20 P 0 05 光 合 關(guān) 鍵 酶 活 性 光 合 色 素 凈 光 合 速 率 和 最 大 光 化 學(xué) 效 率 分 別 顯 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 產(chǎn) 量 顯 著 提高23 28 23 77 達(dá)到63 00 66 08 t hm 2 P 0 05 與CK1相 比 CI處 理 下 生 姜 冠 層 光 照 強(qiáng) 度 和 植 株 葉 片 灼 傷 指 數(shù) 凈 光 合 速 率 和 產(chǎn) 量 均 無 顯 著 差 異 但 是 關(guān) 鍵 光 合 酶 活 化 酶 活 性 光 合 色 素 和 最 大 光 化 學(xué) 效 率 在 部 分 年 份 分 別 顯 著 增加26 88 7 74 和2 47 P 0 05 因 此 生 姜 柑 橘 間 作 模 式 能 降 低 炎 熱 氣 候 下 的 生 姜 冠 層 光 照 強(qiáng) 度 減 輕 灼 傷 程 度 對(duì) 其 生 長(zhǎng) 光 合 性 能 及 產(chǎn) 量 的 提 高 有 促 進(jìn) 效 應(yīng) 達(dá) 到 與 單 作 遮 蔭 相 當(dāng) 的 效 果 該 研 究 結(jié) 果 為 柑 橘 林 下 推 廣 應(yīng) 用 生 姜 柑 橘間作種植模式提供了理論參考 關(guān)鍵詞 生姜 遮蔭 生姜 柑橘間作 光合特性 產(chǎn)量 中圖分類號(hào) 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 湖北省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目 2021BBA096 2022BBA0061 荊州市2022年度科技計(jì)劃項(xiàng)目 2022BB36 和重慶市調(diào)味產(chǎn)業(yè)體系創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目 2023CQMAITS007 資助 通信作者 朱學(xué)棟 主要研究方向?yàn)閳@藝作物栽培與生物技術(shù) E mail ozzy2311670 劉奕清 主要研究方向?yàn)樯N栽培與生物 技術(shù)研究 E mail liung906 彭祥燕 研究方向?yàn)樯?柑橘間作響應(yīng)機(jī)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 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) 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 間作是提高土地利用率和產(chǎn)出的重要途徑 1 2 因?yàn)?間作可構(gòu)建更合理的冠層結(jié)構(gòu) 提高光能效率 3 還可通過改變植物生理和根系分泌特性 間接影響 土壤微生物群落的組成和土壤酶活性 從而改善土 壤環(huán)境 4 具有提高土壤質(zhì)量的潛力 5 研究發(fā)現(xiàn) 林 果間作系統(tǒng)中隨著果樹樹齡和樹冠體積的增大 遮 蔭造成的弱光環(huán)境成為影響低位間作作物生長(zhǎng)發(fā)育 的重要因素 6 同樣 間作系統(tǒng)也能有效提高低位作 物的光合作用和養(yǎng)分吸收 7 8 從而提高低位作物的 生物量和產(chǎn)量 體現(xiàn)出較強(qiáng)的生產(chǎn)力 9 如在玉米 Zea mays 生姜 Zingiber officinale 間作系統(tǒng)中因兩 種作物對(duì)光的空間異質(zhì)性 使間作后光照環(huán)境得以 改善 玉米的遮光作用為生姜?jiǎng)?chuàng)造了有利于光合作 用的外界環(huán)境 使生姜得以正常生長(zhǎng) 10 生姜是原產(chǎn)熱帶 亞熱帶的林下作物 喜溫暖 怕強(qiáng)光 其種植過程要經(jīng)歷強(qiáng)光高溫酷暑的夏季 故 生產(chǎn)上多進(jìn)行遮蔭栽培 11 12 由于人工搭建遮光棚 費(fèi)工費(fèi)力 生產(chǎn)投入較高 因此常采用與其他高位植 物間作進(jìn)行栽培生產(chǎn) 13 柑橘 Citrus reticulata 是 蕓香科 Rutaceae 柑橘屬木本果樹 在長(zhǎng)江流域廣泛 種植 具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值 14 柑橘幼苗種植時(shí)因行間 距較大 幼齡柑橘園土地利用率低 經(jīng)濟(jì)效益差 因 此常在幼齡柑橘林下間作喜陰作物 以提高土地利 用率和種植經(jīng)濟(jì)效益 15 有研究表明 對(duì)高位果樹和 低矮作物進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì) 合理配置是充分利用果樹 林地土地資源和提高土地利用率和經(jīng)濟(jì)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 立體間作 13 羅漢果 Siraitia gros venorii 生姜間作 18 等均具有良好的遮光效果 能有 效緩解日光直射對(duì)生姜植株的灼傷 減輕光抑制對(duì) PS 反應(yīng)中心的破壞程度 有利于維持葉片酶活性 降低葉片活性氧水平 促進(jìn)生姜生長(zhǎng)及光合作用 提 高產(chǎn)量和土地利用率 柑橘作為喜光高位果樹 生 姜為喜陰低位作物 若采用生姜 柑橘間作模式 既能 滿足柑橘對(duì)光照條件的要求 還有望達(dá)到生姜自然 遮蔭的效果 進(jìn)而提高土地利用率和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出 近年來 關(guān)于不同植株間套作模式下的農(nóng)藝性 狀 產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的研究有大量報(bào)道 與柑橘間 作的低位作物主要有大豆 Glycine max 19 馬鈴薯 Solanum tuberosum 20 黑麥 Secale cereale 15 等喜 陽(yáng)作物和八寶景天 Sedum spectabile 21 大球蓋菇 Stropharia rugosoannulata 22 等喜陰作物 然而有關(guān) 低位喜陰作物生姜與高位喜陽(yáng)作物柑橘間作模式下 生姜生長(zhǎng)及光合特性與產(chǎn)量的研究鮮見報(bào)道 本文 探究了生姜 柑橘間作對(duì)生姜光環(huán)境 生長(zhǎng)特性 植 株灼傷 光合性能和產(chǎn)量的影響 以期在理論上揭 示喜陰作物生姜如何響應(yīng)光環(huán)境變化 驗(yàn)證間作是 否達(dá)到替代單作人工遮陰的效果 為生姜 柑橘間作 模式的推廣應(yīng)用提供理論指導(dǎo)和技術(shù)支持 676 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) 中英文 2024 第 32 卷