甜瓜和木薯间作模式对甜瓜生长及土壤酶活性的影响

摘 要：为研究甜瓜和木薯间作模式下甜瓜产量、品质、光合性能和土壤酶活性的变化，以甜瓜（湘甜薄脆）和木薯（南植199）为试验材料，设计以甜瓜单作（CK）为对照，甜瓜和木薯间作时甜瓜3种种植密度（T1、T2、T3，株距分别为0.5 m、0.7 m、0.9 m）为处理。结果表明，与CK相比，T1和T2处理降低了甜瓜蔓长与茎粗；T2和T3处理下的可溶性固形物、可溶性糖、还原糖含量和果肉厚度，较CK分别降低10.08%～10.40%、18.94%～20.44%、15.41%～33.36%和8.99%～10.69%；T1处理所测品质指标均与CK无显著性差异，T1和T2处理下每667 m2产值比CK处理增收376.55～411.30元；不同间作处理下甜瓜叶片的叶绿素含量、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）均低于CK处理；T1处理可显著提高土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性。综上所述，T1栽培模式最优，为适合长沙产区的甜瓜和木薯间作模式。

关键词：甜瓜；木薯；间作；光合性能；土壤酶活性；产量；品质

中图分类号：S652+S533 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2023）06-043-07

Effects of intercropping patterns between muskmelon and cassava on growth and soil enzyme activities of muskmelon

SUN Binjie1， JIANG Shuya1， LI Shuangjiang1， CEHN Wenjie1， ZOU Tianhao1， SONG Yong1，2，3，4

（1. College of Horticulture， Hunan Agricultural University， Changsha 410128， Hunan， China; 2. Potato Center of Hunan Province， Changsha 410128， Hunan， China; 3. Engineering Research Center for Horticultural Crop Germplasm Creation and New Variety Breeding， Ministry of Education， Changsha 410128， Hunan， China; 4. Key Laboratory for Vegetable Biology of Hunan Province， Changsha 410128， Hunan， China）

Abstract： To study the changes of yield， quality， photosynthetic performance and soil enzyme activity of melon under the intercropping mode between melon and cassava， in this experiment， muskmelon （Xiang sweet and crisp） and cassava （Nanzhi 199） were used as experimental materials. Muskmelon single cropping （CK） was used as control， and the planting densities （T1， T2， T3 plant spacing of 0.5 m， 0.7 m， 0.9 m） of muskmelon intercropping with cassava were used as treatment. The results show that compared with CK， T1 and T2 treatments reduced melon vine length and stem diameter. The soluble solid， soluble sugar， reducing sugar and pulp thickness under T2 and T3 treatments decreased by 10.08%-10.40%， 18.94%-20.44%， 15.41%-33.36% and 8.99%-10.69% compared with CK， respectively. There was no significant difference between T1 treatment and CK. The output value per 667 m2 under T1 and T2 treatment increased by 376.55-411.30 Yuan compared with CK treatment. Chlorophyll， net photosynthetic rate （Pn）， stomatal conductance （Gs） and transpiration rate （Tr） of melon leaves under different intercropping treatments were lower than those under CK treatment. T1 treatment could increase the activities of catalase and sucrase in soil. In conclusion， T1 is the best cultivation mode， which is suitable for the intercropping mode of melon and cassava in Changsha.

Key words： Muskmelon; Cassava; Intercropping; Photosynthetic performance; Soil enzyme activity; Yield; Quality

甜瓜（Cucumis melo）是葫芦科黄瓜属一年生蔓性草本植物，全球十大水果之一，栽培历史悠久，分布广泛，具有重要的营养价值[1]。随着经济的发展，人们对于甜瓜的需求量越来越大，扩大其种植面积和寻找新的合理有效的种植模式成为甜瓜高产优质的重要途径。前人多项研究结果表明，相对于单一的传统种植模式，间作可提高土地利用率，提高复种指数与提高作物产量[2]。同时，两种作物还可产生互补作用，减少肥料的投入，降低对生态系统多样性的破坏，减少病虫害的发生，提高生态系统的稳定性[3]。

木薯（Manihot esculenta Crantz）属大戟科木薯属植物，为全球第六大粮食作物，具有耐旱、抗贫瘠、容易栽培和高产等优良特性[4-5]。但木薯生育期较长（8～11个月），初期生长缓慢，种植密度小（株行距约1.0 m×1.0 m）。木薯与甜瓜的间作模式利用了高、矮作物的有效搭配，有效地利用了土地，提高了复种指数，从而提高了种植效益[6-8]。陈仲南[6]在研究木薯间作西瓜时发现，间作比单作木薯每hm2增收26 400～48 600元。宋付平等[7]在木薯间作蜜本南瓜时发现间作比单作木薯产量提高38%左右。廖浩培等[8]调查发现，木薯套种香瓜的净收入是单作木薯的4.7倍。光能是植物产生有机物的能源，其强弱将直接影响到作物的光合生理特征和干物质量[9]。一般认为高矮作物间作时，低位作物受到遮蔽的影响会降低叶绿素含量及净光合速率[10]。范元芳等[11]在研究玉米大豆间作时发现，由于间作大豆处于低位作物，虽然植株的茎、柄生物量显著增加，但叶生物量、叶绿素a含量、叶绿素总含量及净光合速率（Pn）均显著低于单作大豆。有研究进一步指出，合理的栽培密度对缓解种内竞争、提高作物光合作用有一定的促进作用。吴娜等[12]在对马铃薯燕麦间作时发现，由于马铃薯处于低位，作物生长受到抑制，将马铃薯行数由2行增加到4行后改善了马铃薯的光照条件，提高了叶片叶绿素含量，此时燕麦光合生理特性表现最优。张昆等[13]在对玉米花生间作研究时也指出，提高花生行比可以保持花生叶片较高的光合能力，获得产量优势。前人研究表明，作物间作有助于改善土壤环境，提高生态系统稳定性[14-15]。苏必孟[14]在研究木薯间作花生时表明，间作模式的木薯理论最大氮素、磷素的累积量均高于单作木薯，间作模式中以2行木薯间作4行花生的种植模式木薯根际土壤的肥力最高。唐秀梅等[15]对木薯花生的间作试验结果显示，1行木薯间作1行花生，木薯与花生行距为0.3 m间作时，木薯根际土壤过氧化氢酶活性较单作木薯提高59.20%。

可见，合理的种植方式对提高作物的光合性能、改良土壤结构、提高土壤品质具有重要作用。但目前对甜瓜与木薯间作时的土壤酶活性变化研究甚少。因此，笔者以甜瓜单作为对照，甜瓜和木薯间作时甜瓜3种种植密度为处理，并对单作与间作模式下甜瓜产量、品质、光合性能及土壤酶活性进行测定分析，探究甜瓜和木薯间作模式下甜瓜产量、品质、光合性能和土壤酶活性的变化，为改进长沙产区甜瓜和木薯间作栽培技术提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

试验在湖南省长沙县湘研种业试验基地进行，试验田耕种前0～20 cm耕层土壤理化性质为：pH为5.83，有机质、全氮、全磷、全钾含量（w，下同）分别为24.7、1.38、0.81、9.9 g·kg-1，水解性氮、有效磷、速效钾含量分别为122、35.9、172 mg·kg-1。

甜瓜品种为湘甜薄脆（早熟杂交薄皮甜瓜，植株生长健壮），由湖南湘研种业公司提供。木薯品种为南植199（甜木薯品种，植株直立、株型紧凑、顶端一般不分枝或分枝极少），由广西武鸣农技推广站提供。

1.2 试验设计

试验共置4个处理，分别为单作甜瓜（用CK表示），甜瓜和木薯间作时甜瓜的3种不同种植密度（用T1、T2、T3表示），采用1.6 m包沟起垄种植，垄宽1.0 m，沟宽0.6 m，种植前统一施用（N-P2O5-K2O 12-5-25）复合肥。木薯种植方式采用宽窄行种植，木薯宽行为1.0 m，窄行为0.6 m，木薯株距均为1.0 m。甜瓜和木薯间作处理为2行木薯1行甜瓜，甜瓜均在垄上种植，木薯与甜瓜之间行距均为0.5 m。T1处理的甜瓜株距为0.5 m，T2处理的甜瓜株距为0.7 m，T3处理的甜瓜株距为0.9 m。种植设计参照图1。试验按随机区组排列，每处理3次重复，共计12个小区，小区面积为1.6 m×10 m=16 m2。甜瓜于2022年3月11日育苗，4月14日移栽，6月23日收获，整个生长周期共105 d；木薯于2022年4月14日种植，11月25日收获，木薯与甜瓜的共生生长期为71 d。

1.3 测定项目

1.3.1    甜瓜生长指标的测定    每个处理选取健康、无病虫害且具有代表性的植株5株，测量蔓长、茎粗。蔓长用卷尺测定甜瓜茎基部至生长点的长度，用游标卡尺测定茎基部的茎粗。

1.3.2    甜瓜光合指标的测定    在甜瓜移栽20 d后，每10 d从小区随机选取5株健康、无病虫害且具有代表性的甜瓜植株，采用 LI–6400 XT光合仪测定甜瓜功能叶的净光合速率（Pn）、胞间CO2浓度（Ci）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）；采用叶绿素测定仪测定甜瓜功能叶的叶绿素含量。

1.3.3  土壤酶活性的测定  取土时间：于甜瓜种植前（3月26日）、甜瓜收获期（6月23日）分别采集土样。