靳文戈 沈康龙 郝俊霄 甘凤琼 黄荣韶 李良波

摘要：广西喀斯特地形广布，石漠化问题严重影响当地经济发展。在喀斯特地区发展合理的复合种植模式既能带来明显的经济效益，又能对石漠化治理产生积极作用。大豆是广西喀斯特地区常见的经济作物，花椒的引进及推广也成为喀斯特地区扶贫产业之一。在花椒生长早期于行间设置3种大豆套种密度，分析其对花椒生长特性、叶片含水量、光合能力的影响。结果表明，套作密度大的处理（大豆45株/m^z）花椒叶片含水量较高，植株生长较好;花椒套种大豆既能获得大豆短期收益，也具有增强花椒光合作用，促进花椒生长的作用。

关键词：喀斯特;花椒;大豆;套种;光合

中图分类号：S567 文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2020）09-0083-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.09.016

广西是中国喀斯特地形分布最广阔、石漠化问题最严重的地区之一，生态环境非常脆弱，尽管近年来在石漠化生态治理方面取得了一定成绩，但总体情况仍不乐观，严重制约了喀斯特地区农业的发展。因此，选择和栽培适宜的经济作物，发展合理、适宜的种植模式，已成为破解广西喀斯特地区农业发展问题的重要议题。一般认为，能够治理石漠化的经济作物需要具备抗冻耐旱，能适应石漠化的生长环境;采摘利用的部位为叶、花和果实，不易造成水土流失;具有较高的经济价值[1]。

花椒（Zanthoxylum bungeanum Maxim.）原产中国，属芸香科植物，为小乔木或灌木，在中国分布广阔，约有50个种植品种[2]，主要分布于四川、云南、贵州等省[3]。花椒作为一种各大菜系中都必不可少的调味料，深受消费者的喜爱，市场广阔;花椒还具备较高的药用价值，研究已发现花椒含有黄酮、挥发油、生物碱等多种活性成分，具有抗氧化、降血脂、治疗消化不良等多种药用功效[4]。由于花椒生产成本低，经济效益高，因此花椒在中国也是一种重要的经济树种，在脱贫攻坚战中起到了重要作用。花椒栽种简便，抗早耐贫，种植于坡地还能起到防止水土流失的作用[5]，具有很高的环境效益，非常适宜在广西喀斯特地区推广栽培。但单一种植花椒行间距大，在生长前中期行间杂草丛生，除草成本高，加上雨水的冲刷仍易造成水土流失，这样不仅不能充分利用土地资源，还会影响花椒生长[6]。

复合种植是指在同一田地上种植2种或2种以上的作物，包括间作、套作、混作等种植模式;复合种植能够实现在时间和空间上的集约化[7]，有利于充分利用土地，改善土壤以及增加经济收益。喀斯特地区可耕作土地稀少、土壤贫瘠，推广合理的复合种植模式对充分利用土地资源，提高经济效益，发展喀斯特地区农业产业具有重要意义。大豆是广西喀斯特地区常见的经济作物，根部具有固氮作用，有助于改良土壤。桂春I号是广西育成的大豆新品种，具有高产稳定、蛋白质含量高以及适应能力强的特点[8]。从广西西南部喀斯特地区花椒/大豆的套种模式出发，研究大豆不同种植密度对主作花椒的生长、光合特性等生理特性的影响，探索花椒种植前期套种大豆的可能性及适宜的栽培密度，研究结果为喀斯特地区发展高效复合种植模式提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于广西壮族自治区百色市那坡县城厢镇永靖村花椒种植示范基地，总面积约10hm²;该地位于桂西南边睡，地理坐标23°26′N、105°52′E，为亚热带季风气候，喀斯特地形特征明显。

1.2 试验材料

花椒品种为九叶青花椒，树龄为1年;大豆品种为桂春1号。

1.3 试验方法

试验以单作花椒的种植模式为对照（CK），设置3种处理，花椒行间套作大豆密度27、36、45株/m²，分别标记为HD-1、HD-2、HD-3。花椒树株行距为220cm，在行间用穴播的方式播种大豆种子。2019年4月26日播种大豆，6月7日定株。2019年7月16日从对照组和处理组中随机选取3株花椒树的健康完整向阳叶片，使用LI-6400XT型光合作用测定仪测定光合指标;用卷尺及游标卡尺测定相应生长指标，并采集叶片带回实验室使用分光光度计法测定叶绿素含量，使用烘干法测定叶片含水量。9月16日，用卷尺及游標卡尺再测定1次相应生长指标，计算增长量。选择大豆种植密度最大的处理，待大豆叶片变黄后采收植株，烘干后称重，计算理论单产。

1.4 数据分析

使用Excel软件记录和处理数据，再采用SPSS22.0软件进行方差分析及LSD和Duncans检验。

2 结果与分析

2.1 大豆种植密度对花椒叶片含水量的影响

不同大豆种植密度对花椒叶片含水量的影响结果见图1。从图1可以看出，4个密度处理花椒叶片的含水量，CK与HD-1、HD-2之间差异不显著，与HD-3之间差异显著;HD-3与HD-1、HD-2之间差异不显著。其中叶片含水量较高的密度处理是HD-3，为70.61%，其次是HD-2，为69.75%。可见，花椒行间套种大豆对提高花椒叶片含水量有一定影响，其中套种密度大的HD-3处理花椒叶片含水量均值高于其他处理，这可能与大豆植株遮盖了花椒行间的裸露土面，提高了土壤含水量有关。

2.2 大豆种植密度对花椒光合特性的影响

不同大豆种植密度对花椒基本光合能力的影响见表1，对花椒叶绿素含量的影响见图2。

从表1可以看出，4个处理在Pi（胞间CO₂浓度）方面，CK与HD-1、HD-2差异不显著，与HD-3差异显著。其中净光合速率较高的是HD-2，为15.77μmol/（m²·s），其次是CK，为15.36μmol/（m²·s）;气孔导度较高的密度处理是HD-2，为3.98mol/（m²·s），其次是HD-1，为3.53mol/（m²·s）;胞间CO₂浓度较高的密度处理是HD-3，为453.87μmol/mol，其次是HD-1，为444.53μmol/mol;蒸腾速率较高的密度处理是HD-3，为5.73mmol/（m²·s），其次是HD-2，为5.55mmol/（m²·s）。总体来看，HD-2密度处理下花椒的净光合速率较高，光合能力也较好。

从图2可以看出，CK与HD-1、HD-3之间叶绿素。含量差异不显著，与HD-2之间差异显著;HD-2与HD-1、HD-3之间叶绿素a含量差异不显著;4个处理之间叶绿素b含量差异不显著;HD-1、HD-2，HD-3之间类胡萝卜素含量差异不显著，这3种处理与对照组CK之间差异显著。叶绿素a含量较高的密度处理是HD-2，为1.15mg/g，其次是HD-1，为1.09mg/g;叶绿素b含量较高的密度处理是HD-2，为0.38mg/g，其次是HD-1，为0.35mg/g;类胡萝卜素含量较高的密度处理是HD-2，为0.15mg/g，其次是HD-1和HD-3，为0.14mg/g。综上所述，花椒+大豆复合种植模式对花椒叶片叶绿素b含量影响不大，但有助于提高叶绿素a和类胡萝卜素的含量，其中HD-2密度处理对这两种叶绿素含量影响较大，且各含量均值亦高于其他处理，说明该密度处理在某种程度上对提高花椒叶片叶绿素含量有一定的帮助。

2.3 高密度处理下大豆的产量

HD-3为密度最高的处理，从已采收并称量好相应指标的大豆植株中随机选取5株计算产量，见表2。

从表2可知，HD-3处理下大豆平均单株重28.21g，其中豆英重18.64g，种子重8.93g，每株16.2个豆英，通过计算得到每公顷可收获4019.40kg的大豆种子。

2.4 大豆种植密度对花椒生长特性的影响

通过方差同质性检验，各生长指标增长量显著性均大于0.05，适合进行方差分析，见表3;不同大豆种植密度对花椒生长特性的影响见表40

由表4可以看出，4个密度处理之间花椒的株高、冠幅增长量差异不显著;对照组CK与HD-2、HD-3之间茎基径增长量差异不显著，与HD-1之间差异显著;HD-1与HD-2、HD-3之间差异不显著。其中，HD-3密度处理下花椒的平均株高增长量较高，为24.67cm，其次是HD-1，增高24.00cm;莖基径增长量较高的密度处理是对照组CK，为1.43mm，其次是HD-3，为1.20mm;冠幅增长量较高的密度处理是HD-3，为0.62m²，其次是对照组CK，为0.55m²。可以发现花椒+大豆复合种植模式对提高花椒树株高和冠幅的增长影响不大，其中HD-2和HD-3两种密度处理对花椒茎基径的增长影响不大，HD-1对茎基径生长甚至有一定的抑制作用;从均值来看，HD-3密度处理下株高和冠幅增长量较大。

3 小结与与讨论

花椒与豆科作物套种在一定程度上有助于花椒生长[9，10]，且套种密度的变化可能影响主作作物的生长和光合能力[11];叶片含水量会影响植物的光合作用[12]。在花椒生长前期套种不同密度的大豆会对花椒生长和光合能力产生不同程度的影响。试验结果表明，套种大豆提高了花椒叶片含水量，且套种大豆的密度越高，花椒的叶片含水量也高，其中最大密度处理下的花椒叶片含水量高达70.61%;而较高的叶片含水量有利于植株正常代谢和蒸腾作用，从而促进光合作用，进而促进花椒生长。试验证明了套种模式下花椒的蒸腾速率和净光合速率有所提高;也发现在大豆套种模式下，花椒光合能力有提高，套种密度为36株/m²下花椒的光合能力较好，净光合速率高达15.77μmol/（m²·s），且叶绿素含量均较高，可能与花椒行间被大豆植株覆盖减少了土壤水分蒸发有关，这有利于缓解喀斯特地区干旱胁迫，减轻干旱对花椒正常生长的影响。

花椒+大豆套种模式能产生较好的经济和生态效益。花椒园间作同为豆科植物的黄芪比间作小麦、油菜等传统模式防止水土流失的效果更好，且能获得更高的收益[10]，在广西喀斯特地区具有一定的推广可行性，试验结果有望为该地区复合种植模式的发展提供经验和参考。

参考文献：

[1]檀迪.喀斯特石漠化地区特色经林果标准化种植与衍生产业技术初步研究——以核桃和花椒为例[D].贵阳：贵州师范大学，2016.

[2]谷丽萍，王锡全，张伏全，等.云南花椒产业发展现状及对策[J].西部林业科学，2015，44（5）：143-147.

[3]陈旅，杨途熙，魏安智，等.花椒研究概况[J].中国调味品，2016，41（10）：149-156.

[4]李兴桥，庞雯文，裴晓方.花椒保健功能研究进展[J].现代预防医学，2017，44（12）：2165-2167.

[5]王双贵，赵京献，毕君，等.国内外花椒的研究现状及其发展趋势[J].内蒙古林业科技，2003（2）：32-34.

[6]缪婷，邓毅书.发展“林卞经济”提高土地产出——以彝良县花椒+黄芪套种模式为例[J].实用技术，2018（11）：35-36.

[7]李远菊，张霁，王元忠，等.药用植物复合种植研究进展[J].世界科学技术，2013，15（9）：35-36.

[8]汤复跃，梁江，韦清源，等.广西育成大豆品种亲本分析[J].中国油料作物学报，2019，41（3）：369-377.

[9]吴四新，徐惠，吴宗兴，等.川中丘陵区蓬溪青花椒套种试验研究[J].四川林业科技，2018，39（5）：64-67.

[10]王志强，张丹妮，安永康，等.花椒园间作黄芪技术及效益分析[J].林业科技通讯，2016（4）：1941-1947.

[11]杨国才，高剑华，张远学，等.马铃薯/玉米套作模式下密度对产量的影响[J].湖北农业科学，2014，53（24）：5946-5949

[12]冯晓钰.夏玉米叶片含水量变化及其对光合作用的影响[D].北京：中国气象科学研究院，2017.

收稿日期：2020-02-18

基金项目：广西创新驱动发展专项项目（桂科AA18118015）。

作者简介：靳文戈（1994-），男，四川德阳人，在读硕士研究生，研究方向为喀斯特石漠化治理，（电话）18280577001（电子信箱）1527947640@qq.com;通信作者，李良波（1980-），男，湖北仙桃人，副教授，博士，主要从事植物资源与利用研究，（电话）14795511615（电子信箱）llb100@126.com。