牛 帅，李丹丹，郭 奇，王爱萍

（山西农业大学农学院，山西太谷030801）

间作是在一块农田上种植不同作物，多方位利用资源，实现在空间和时间上集约化的一种农作方式，是我国传统的农业耕作方式之一[1]。大量研究表明[2-4]，间作模式可以改变田间小气候和作物的光合特性，从而提高作物的产量和土壤微生物多样性。

作物田间行间距配置直接影响作物生长的环境因子，改变不同种间个体和群体对环境资源的利用，通过调节适宜田间行间距配置可以达到提高农田系统生产力的目的[5-6]。字淑慧等[7]研究表明，宽窄行的马铃薯和玉米的生物量大于等行距种植。苌建峰等[8]研究表明，行距能够较好地协调冠层微气象因子与玉米产量的关系，显著提高中下部的光能截获率，获得最高产量的频率最高。刘兆新等[9]研究表明，宽窄行种植有助于扩大花生光合面积，提高净光合速率，增加干物质积累量，同时缓解花生植株个体与群体间的矛盾，延缓衰老，从而提高麦套花生产量。赵建华等[10]研究表明，改变行距显著改变玉米穗粒数，通过合理调整行距从而增加间作玉米产量。

丛枝菌根真菌（AMF）可以与大多数陆生植物都建立共生关系[11]。大量研究已证实，AMF 侵染植物根系后，AMF 作为养分交换的通道，能够促进田间生态系统地上和地下部分进行养分交流，AMF 为侵染的植物提供N、P 等养分，从宿主植物获取C 源[12]，促进植物对氮元素的吸收与利用，促进植物的生理代谢，以改善植物的生长状况[13-15]。陈永亮等[16]研究表明，在一定的氮水平下，提高作物的AMF 侵染率可以提高作物体内的含氮量，加速土壤的氮素循环。

本试验通过研究麦豆间作下不同行距春小麦生长和产量的差异以及对小麦根系AMF 真菌侵染率的影响，探讨不同行距配置对间作小麦高产的影响机制，为小麦的高效利用光合资源和增产提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验在山西省晋中市太谷区山西农业大学农作站（东经112°34′，北纬37°25′）进行，海拔803 m。供试土壤为壤土，耕层土壤有机质含量11.51 g/kg、全氮含量0.98 g/kg、碱解氮含量40.87 mg/kg、速效磷含量10.58 mg/kg、速效钾含量134 mg/kg。

1.2 试验材料

宁麦5 号由宁县农业技术推广中心提供，中豌8 号由中国农业科学院畜牧研究所提供。

1.3 试验设计

试验设宽窄行（KM）和等行距（DM）2 种行距，宽行行距为30 cm，窄行行距15 cm，在2 个宽行中同时播种一行豌豆，等行距行距为15 cm，小麦豌豆行数1∶1。试验采用完全随机区组设计，3 次重复，小区面积为2.0 m×2.3 m。小麦的播量为300 kg/hm2，豌豆的播量为135 kg/hm2。不施肥，其他管理同当地田间管理一致。

1.4 测定项目及方法

1.4.1 分蘖数 分别在春小麦苗期、分蘖期、拔节期、扬花期、成熟期调查分蘖数。

1.4.2 SPAD 值 在春小麦的分蘖期、拔节期、扬花期和成熟期，选用手持SPAD 仪（SPAD-502Plus）分别测定春小麦的旗叶SPAD值，每个小区重复3 次。

1.4.3 光合特性 选用手持式光合仪CI-340，在小麦扬花期对春小麦旗叶的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度进行测定，每个小区重复3 次。

1.4.4 地上部氮素积累 在春小麦的开花后期（6 月5 日），每个小区随机选取3 株小麦植株，剪去根系将地上部分全部装入牛皮纸袋，置于烘箱105 ℃杀青0.5 h 后75 ℃烘干至恒质量，称质量。烘干粉碎后，进行H2SO4-H2O2消煮，利用全自动化学分析仪（SMARTCHEM140），测定植株地上部分的全氮含量。

1.4.5 菌根侵染率 采集到的扬花期小麦根系迅速用清水冲洗干净后，用70%乙醇保存备用。根系染色采用醋酸墨水染色法[17]。根据每段根系菌根结构的多少，按0、10%、20%、...、100%的侵染数量给出每条根段的侵染率。

1.5 数据分析

采用SPSS 25.0 软件中的差异显著性程序对试验数据进行差异显著性分析，应用Excel 2016 进行图表绘制。

2 结果与分析

2.1 行距对麦豆间作模式下春小麦分蘖数的影响

从图1 可以看出，在春小麦的生育期内，宽窄行和等行距的分蘖数呈现出先增加后减少的趋势，且均在分蘖期达到最高，分蘖期宽窄行处理的春小麦分蘖数为766.7 万个/hm2。整个生育期内，宽窄行的分蘖数均大于等行距，说明宽窄行对春小麦分蘖的发生有促进作用。

2.2 行距对麦豆间作模式下春小麦SPAD 的影响

SPAD 值为植物的相对叶绿素含量，小麦的SPAD 值与叶片叶绿素含量呈正相关[18]。从图2 可以看出，在整个生育期内，宽窄行和等行距春小麦叶片的SPAD 值变化一致，均呈现出先增加后减少的趋势，且均在扬花期达到最大值，成熟期最低。宽窄行在4 个生育时期的SPAD 值均大于等行距，在扬花期和成熟期SPAD 值相较于等行距分别提高6.39%和17.19%，差异均达显著水平。说明宽窄行相较于等行距对春小麦的SPAD 值有促进作用。

2.3 行距对麦豆间作模式下扬花期春小麦光合特性的影响

扬花期宽窄行处理春小麦的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度分别为16.60 μmol/（m2·s）、3.28 mmol/（m2·s）和0.62 μmol/（m2·s），均高于等行距处理，相较于等行距处理净光合速率提高了13.62%，蒸腾速率提高了32.26%（图3），气孔导度提高了16.98%。宽窄行处理的净光合速率和蒸腾速率均显著高于等行距。说明宽窄行相较于等行距提高了春小麦在扬花期的净光合速率和蒸腾速率。

2.4 行距对麦豆间作模式下春小麦地上部氮素积累的影响

由表1 可知，宽窄行处理的小麦单株地上部全氮含量、生物量和氮素积累量较等行距，分别提高了5.11%、7.02%、12.46%，二者相比差异均显著，说明宽窄行处理相较于等行距提高了春小麦的单株生物量和地上部全氮含量，增加了单株氮素积累量。

表1 2 种行距下春小麦地上部氮素积累变化

2.5 行距对麦豆间作模式下AMF 对春小麦根系侵染率的影响

由图4 可知，宽窄行和等行距处理的小麦根系AMF 侵染率分别为14.48%和12.44%，宽窄行较等行距提高了16.20%，二者差异显著。说明宽窄行处理较等行距处理显著提升了AMF 的侵染率。

2.6 行距对麦豆间作模式下春小麦产量的影响

从表2 可以看出，宽窄行处理的春小麦穗粒数和产量显著高于等行距，分别提高了17.95%和20.19%。2 个处理的穗数和千粒质量差异不显著，穗粒数差异显著是造成产量增加的原因。

表2 2 种行距下麦豆间作春小麦产量的变化

3 讨论

3.1 行距对麦豆间作模式下春小麦AMF 侵染率、氮素积累的影响

本研究表明，宽窄行可以提高春小麦AMF 的侵染率、单株生物量、地上部全氮含量和氮素积累量。王玉梅等[19]研究表明，宽窄行种植下，木薯叶绿素、生物量和淀粉产量等显著高于其他处理。赵财等[20]研究表明，禾豆间作可显著提高氮素利用效率，改变行间距可有效增加间作豌豆的结瘤数和瘤质量，增强氮阻遏减缓效应，调控禾豆间作系统氮素吸收利用，提高氮素利用效率。马放等[21]研究表明，AMF 侵染率与土壤中碱解氮呈显著正相关，表明AMF 可活化土壤中的氮元素，促进作物生长，强化对土壤中氮元素的利用。与本研究结论相似，进一步证实AMF 对植物生物量和氮素吸收与利用有促进作用。

3.2 行距对麦豆间作模式下春小麦光合特性的影响

本研究表明，宽窄行处理的SPAD 值、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均高于等行距，且扬花期和成熟期的SPAD 值、净光合速率和蒸腾速率均显著高于等行距。邵玉伟等[22]研究表明，不同密度种植的冬小麦间净光合速率、蒸腾速率和气孔导度存在显著差异，与本试验部分结果相似。杨文平等[23]研究表明，小麦冠层微环境受行距配置的影响，行距增加，冠层温度增加，湿度降低；行距减少，冠层的CO2分布更均匀有利于群体的光合作用，与本试验结果相似。本研究宽窄行的净光合速率、蒸腾速率显著高于等行距的原因可能是宽窄行提高了春小麦的通风和光照，从而提高了植株的光合特性。

3.3 行距对麦豆间作模式下春小麦籽粒产量的影响

本研究表明，宽窄行处理显著提高了小麦的穗粒数，从而提高了小麦的籽粒产量。宽窄行处理提高春小麦群体的通风和光照，进而提高作物的净光合速率和蒸腾速率，使作物积累更多的同化物。同时净光合的提高促进作物的代谢活动，使AMF 和作物的物质交换更加频繁，从而提高AMF 对春小麦根系的侵染，AMF 侵染率的提高增加作物对氮元素的积累。杨文平等[23]研究表明，冬小麦通过调整行距，促使植株分布均匀，植株的竞争减弱，使产量因素实现最佳配置，提高冬小麦籽粒产量。郑亭等[24]研究表明，改变冬小麦行距后，增强了田间的通风透光，进而改善了行内群体及个体质量，提高了干物质积累，穗粒数、单粒质量及产量提高。这与本试验的部分结果相似。

4 结论

本研究结果表明，宽窄行处理使扬花期和成熟期春小麦的SPAD 值、净光合速率、蒸腾速率、地上部氮素积累、AMF 侵染率、穗粒数和产量均高于等行距。因此，春小麦豌豆间作宽窄行处理优于等行距。但本研究行距设置（宽行行距为30 cm，窄行行距15 cm）较为单一，是否为最佳行距有待进一步研究。