【田间套种】草坪间作对田间大蒜光合作用及产量的影响

前言

在不同的作物以及作物与非作物之间，间作与条纹种植在可持续作物生产中对于生物多样性恢复是不同的方式。除了生产力的提高，另一个优势是通过来自种间益生关系使得作物避免了疾病发生。避免病虫害的成功案例有将三叶草种进玉米、南瓜和白菜，将草坪种入西红柿中。我们目前研究显示，草坪覆盖大多由于营养竞争而导致温室大蒜低的生产率。然而在间作中没有出现病虫害的发生。在目前的研究中，大蒜在田间间作可以观察到在田间，草坪如何影响大蒜。

材料和方法

2007年10月17日，将大蒜种植在田间，株距7.5cm、行距25cm。按以下两种栽培方式种植：1）在只除了草的畦上，2）间作在肯塔基蓝草（早熟禾）。2008年从4月份开始，每15-20天对大蒜的强劲增长进行分析，利用如下S型模型对生长中的大蒜鲜重和干重进行动态变化进行分析，

                                              其中，g _M是生长过程中总的鲜生物量增加量，g₀是 

大蒜原鲜生物量，α是最快生长常数；τ是生物量增长到最大值一半时的时刻；t是生长时间（天）。收获前一个月通过Li-6400便携式光合作用系统来对从顶生第二个展开的叶子进行光合作用测量。用光响应曲线7.5软件进行分析最大光合能力（P_C），量产率（Y_Q=KP_C）和暗呼吸速率（R_D）并使用指数方程建模，P_N=P_C（1-e^-KI）-R_D，其中K是常数，I是光量子通量 ，花葶和鳞茎分别在5月24号和7月2号进行收获。

结果和讨论

大蒜作物生长在两种方式下没有出现差异直到生长阶段后期花茎大蒜收获。根据动态生长分析，大蒜在间作方式下比对照区生长慢（图1）。到达最大生物量时间（τ）和α（快速增长常量）比间作的对照区低（表1）。另外，相比对照组，最后每株的鲜重和干重也比间作的低。这意味着一定的草坪间作由于营养竞争对植物生长起着消极作用。在表2中也显示间作的光合能力（P_c）和量产（Y_Q）比对照组低。营养竞争的结果就是和花茎产量一样，草坪降低了总鲜重和干球茎（表3）。尽管如此，畅销量和销售规模超过或者可以与那些在生长健康并且无疾病的间作下的大蒜相媲美。相比之下，在对照组有严重疾病但得到控制的19%的大蒜液降低了产量，但却很畅销。总之，草坪的存在由于营养竞争降低了大蒜的生长和大蒜量的降低。但是通过生物多样性来避免疾病、间作大蒜的畅销是和对照组一样的甚至更高。

图1 大蒜间作下基于鲜重（左）和干重（右）的S型模型

表1 大蒜在间作下S模型生长曲线的参数

图2 收获的大蒜植物

左边4个是染病的，中间三个是对照组，右边3个是间作      图3 草坪间作下大蒜叶子的光合曲线

表2   草坪间作方式下大蒜的光合能力（P_c）和量产（Y_Q）、暗呼吸速率（R_D） 

                                                                     表3 草坪间作下大蒜的生物产量