吳艷 肖國濱 黃天寶 李亞貞 鄭偉 肖小軍 肖富良 呂偉生 葉川
摘要:【目的】探討江西紅壤旱地大豆和花生合理的間作種植模式,為提高作物種植效益及緩解南方紅壤旱地作物連作障礙提供參考?!痉椒ā坎捎锰镩g試驗方法,以花生單作(CK1)、大豆單作(CK2)為對照,設(shè)2行花生//2行大豆(J1)、4行花生//2行大豆(J2)、8行花生//2行大豆(J3)3種間作種植模式,結(jié)合田間觀測與室內(nèi)分析,分析不同種植模式對作物生長、產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的影響?!窘Y(jié)果】與花生單作相比,花生//大豆間作處理對花生生長的影響不明顯,花生主要農(nóng)藝性狀指標(biāo)、間作總面積產(chǎn)量、花生單位面積產(chǎn)量均無顯著變化(P>0.05)。大豆在間作模式中則處于優(yōu)勢地位,與其單作相比,花生//大豆間作處理可提高大豆的株高、主莖節(jié)數(shù)、有效分枝數(shù)、單株有效莢數(shù)、單株粒重和百粒重,并顯著提高間作總面積產(chǎn)量和大豆單位面積產(chǎn)量(P<0.05)。綜合考慮投入和產(chǎn)出情況,花生//大豆間作處理中以J1處理的經(jīng)濟(jì)效益最佳,純收益達(dá)4223.07元/ha,產(chǎn)投比為1.31?!窘Y(jié)論】花生//大豆間作種植模式下作物的總產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益明顯高于單作大豆,而與單作花生無明顯差異,其中,以2行花生//2行大豆的間作模式經(jīng)濟(jì)效益最佳,可在江西紅壤旱地推廣應(yīng)用。
關(guān)鍵詞: 紅壤旱地;花生;大豆;間作模式;產(chǎn)量;經(jīng)濟(jì)效益;江西省
中圖分類號: S565.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:2095-1191(2018)04-0683-05
Effects of peanut//soybean intercropping patterns on crop yield and economic benefits in red soil upland
WU Yan, XIAO Guo-bin, HUANG Tian-bao, LI Ya-zhen, ZHENG Wei,
XIAO Xiao-jun, XIAO Fu-liang, LYU Wei-sheng, YE Chuan*
(Jiangxi Institute of Red Soil/Institute of Red Jiangxi Key Laboratory of Red Soil Arable Land Conservation/National Engineering and Technology Research Center for Red Soil Improvement, Nanchang 331717, China)
Abstract:【Objective】A reasonable intercropping pattern for soybean and peanut in red soil upland in Jiangxi was studied in order to provide reference for improving crop planting efficiency and alleviating continuous cropping obstacles of upland in southern China. 【Method】Field experiment was conducted. Peanut monoculture(CK1) and soybean monoculture(CK2) were used as two controls,three treatments were set as peanut and soybean intercropping patterns:two rows of peanut//two rows of soybean(J1),four rows of peanut//four rows of soybean(J2),eight rows of peanut//two rows of soybean(J3). Growth,yield and economic benefits of peanut and soybean were analyzed in different cropping patterns combining field observation and indoor analysis. 【Result】Compared with peanut monoculture,growth of peanut under intercropping patterns was less affected,and there were no significant changes in main agronomic traits,total yield of intercro-pping area and yield per unit area of peanut(P>0.05). While compared with soybean monoculture,growth of soybean was in the dominant position in peanut and soybean intercropping patterns, and its plant height, main stem node number, effective branch number, effective pods per plant, grain weight per plant and 100-grain weight were improved. Also, there were significantly improvement in the total yield of intercropping area and yield per unit area(P<0.05). Based on comprehensive consideration, economic benefits were the best in J1 peanut and soybean intercropping pattern. The net income reached 4223.07 yuan/ha and its input-output ratio was 1.31. 【Conclusion】The total yield and economic benefits of peanut and soybean intercropping pattern are greatly higher than soybean monoculture, but there is no obvious difference with peanut monoculture. The economic beefits of two rows of peanut//two rows of soybean is the optimal, therefore, it can be promoted in red upland of Jiangxi.
Key words: red soil upland; peanut; soybean; intercropping pattern; yield; economic benefit; Jiangxi Province
0 引言
【研究意義】南方紅壤旱地光、熱、水等資源豐富,自然條件優(yōu)越,生產(chǎn)潛力巨大,但受種植習(xí)慣影響,紅壤旱地長期單一種植花生等經(jīng)濟(jì)效益相對較高的作物,連作障礙嚴(yán)重、產(chǎn)量低而不穩(wěn)。間套作是指同一塊田地上,生長季節(jié)相近或相似的兩種或兩種以上作物按一定比例分行或分帶種植,可提高自然資源的利用率,實現(xiàn)增產(chǎn)增效,緩解作物爭地的矛盾,具有明顯的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益(楊友瓊和吳伯志,2007)?;ㄉ痛蠖咕鶠槎箍谱魑?,具有生物固氮功能,能有效提高肥力偏低紅壤旱地土壤的有效氮含量。因此,開展花生//大豆間作模式研究,對南方紅壤地區(qū)作物的增產(chǎn)增收、土壤肥力改良和緩解作物連作障礙均具有重要意義?!厩叭搜芯窟M(jìn)展】當(dāng)前,已有學(xué)者分別針對紅壤旱地花生間套作、大豆間作套作開展了較多研究。焦念元等(2008,2013)研究發(fā)現(xiàn),花生與玉米間作時,花生雖提高了對弱光的吸收速率,但產(chǎn)量處于間作劣勢,且隨著氮肥施用量的增加,花生產(chǎn)量呈先增加后降低的變化趨勢。李志賢等(2011)研究表明,甘蔗與大豆以1∶1模式間作時,大豆的產(chǎn)量較高。楊文亭等(2012)探討了甘蔗與大豆間作對大豆鮮莢產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀的影響,結(jié)果表明,間作并未降低大豆的單株鮮莢產(chǎn)量,對大豆的農(nóng)藝性狀也無負(fù)面影響。呂越等(2014)分析了地上部與地下部作用對玉米/大豆間作優(yōu)勢的影響,認(rèn)為地上部與地下部的相互作用可增加大豆產(chǎn)量,且地下部作用大于地上部作用。徐海強(qiáng)等(2016)研究認(rèn)為,木薯/花生間作有利于花生根際土壤向高肥力的細(xì)菌型轉(zhuǎn)化,可增加花生產(chǎn)量。韓全輝等(2017)研究表明,大田條件下,木薯間作花生的模式以寬窄行最優(yōu)。黃尚書等(2017)對紅壤坡耕地間種壟作玉米//花生的產(chǎn)量表現(xiàn)及其種間競爭力進(jìn)行評定,認(rèn)為不同間作處理中玉米的產(chǎn)量總體上高于單作處理,花生則相反;不同間作處理中,以壟面花生//壟溝玉米的經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)投比最高?!颈狙芯壳腥朦c】目前,關(guān)于花生或大豆間套作其他作物的研究較多(朱星陶等,2014,2016;劉斌等,2016;苗昊翠等,2016;劉朝茂和李成云,2017;劉麗等,2017),但針對花生//大豆間作的研究較少,且探討紅壤旱地上花生//大豆間作模式對作物產(chǎn)量及效益影響的研究鮮見報道?!緮M解決的關(guān)鍵問題】探討大豆和花生合理的間套作模式,達(dá)到增產(chǎn)增收、提高作物種植效益的目的,同時為緩解南方紅壤旱地作物連作障礙提供參考。
1 材料與方法
1. 1 試驗區(qū)概況
試驗地位于江西省南昌市進(jìn)賢縣張公鎮(zhèn)(東經(jīng)116°17′,北緯28°35′),屬于亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候,氣候溫和,雨量充沛,年平均氣溫17.5 ℃,平均降雨量1587 mm,年內(nèi)降水分布不均,其中4~6月為集中降雨期,占全年降雨量的56%。試驗期間(2016年4月初~8月中旬)的氣象數(shù)據(jù)如圖1所示。試驗地為典型紅壤旱地,由第四紀(jì)紅色黏土發(fā)育而來,肥力中等。試驗前地塊的土壤基本理化性狀:土壤pH 5.2,有機(jī)質(zhì)19.9 g/kg、水解性氮125.0 mg/kg、有效磷29.1 mg/kg、有效鉀135.0 mg/kg。
1. 2 試驗材料
供試花生品種為皖花7號,大豆品種為天隆1號,分別由江西省紅壤研究所和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所提供。
1. 3 試驗方法
1. 3. 1 試驗設(shè)計 采用田間試驗方法,以花生單作(CK1)、大豆單作(CK2)為對照,設(shè)2行花生//2行大豆(J1)、4行花生//2行大豆(J2)和8行花生//2行大豆(J3)3種間作種植模式。3次重復(fù),完全隨機(jī)排列,小區(qū)面積30.0 m2(10.0 m×3.0 m),試驗地周設(shè)1.5 m的保護(hù)行?;ㄉ痛蠖狗N植時間為2016年4月12日,大豆收獲時間為7月19日,花生收獲時間為8月14日,具體生育時期見表1。處理間同種作物的管理水平一致,其中花生化肥用量折合純N 120 kg/ha、純P2O5 90 kg/ha、純K2O 150 kg/ha,磷肥以基肥方式一次施入,氮肥和鉀肥總施肥量的70%以基肥施入,其余在苗期和后期中耕培土?xí)r分兩次施入。大豆化肥用量折合純N 90 kg/ha、純P2O5 90 kg/ha,純K2O 150 kg/ha,磷肥以基肥方式一次施入,氮肥和鉀肥總施肥量的70%以基肥施入,剩余的氮肥和鉀肥均在清棵蹲苗期施入。
1. 3. 2 測定項目及方法
1. 3. 2. 1 土壤理化性質(zhì) 參照《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》對土壤理化性質(zhì)進(jìn)行檢測分析。
1. 3. 2. 2 農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量測定 于花生、大豆成熟期分別在各處理中間行連續(xù)取10株植株進(jìn)行考種,收獲期以實際種植面積測定小區(qū)花生莢果產(chǎn)量和大豆籽粒產(chǎn)量。其中,間作總面積作物產(chǎn)量(Yw)=實收產(chǎn)量/間作總面積;作物單位面積產(chǎn)量(Yi)=實收產(chǎn)量/實際種植面積。
1. 3. 2. 3 土地當(dāng)量比(LER)計算 LER=(Yiw/Ymw)+(Yic/Ymc)。式中,Yiw和Yic分別代表間作總面積上花生和大豆的產(chǎn)量,Ymw和Ymc分別為花生和大豆單作時的產(chǎn)量。當(dāng)LER=1時,表明間作與相應(yīng)單作群體具有相同的資源利用效率;LER>1表現(xiàn)出間作優(yōu)勢;LER<1則為間作劣勢。
1. 4 統(tǒng)計分析
采用Excel 2010及DPS 7.05進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及繪制圖表。
2 結(jié)果與分析
2. 1 不同間作模式對花生和大豆主要農(nóng)藝性狀的影響
由表2可知,不同處理的花生主要農(nóng)藝性狀指標(biāo)無顯著差異(P>0.05,下同),說明花生//大豆間作模式對花生的生長影響不明顯。但與大豆單作相比,間作處理下大豆的株高、主莖節(jié)數(shù)、有效分枝數(shù)、單株有效莢數(shù)、單株粒重和百粒重整體上均有所提高,說明大豆在花生//大豆間作模式中為優(yōu)勢作物(表3)?;ㄉ?/大豆間作模式可在基本不影響花生生長的基礎(chǔ)上促進(jìn)大豆生長,說明花生與大豆進(jìn)行間作可提高兩種作物對光、熱及養(yǎng)分的利用效率。
2. 2 不同間作模式對花生和大豆產(chǎn)量的影響
由表4可看出,不同處理間花生、大豆的間作總面積產(chǎn)量差異顯著(P<0.05,下同),各處理總產(chǎn)量高低排序為CK2J3>J1>J2,但差異不顯著,進(jìn)一步說明間作處理對花生生長基本無影響;大豆間作處理的單位面積產(chǎn)量顯著高于其單作處理(CK2),而3個間作處理間差異不顯著,說明間作模式更有利于大豆增產(chǎn)。
2. 3 不同間作模式經(jīng)濟(jì)效益的比較
如表5所示,不同處理的純收益在2533.50~4223.07元/ha,產(chǎn)投比在1.22~1.31,純收益排序為J1>J3>CK1>J2>CK2,產(chǎn)投比排序為J1>J2>J3>CK1>CK2;其中J1處理的純收益和產(chǎn)投比均最高,說明2行花生//2行大豆間作模式的經(jīng)濟(jì)效益相對最優(yōu)。
2. 4 不同間作模式的土地當(dāng)量比比較
由表6可知,花生//大豆間作的土地當(dāng)量比較單作提高,說明花生//大豆間作對土地資源的利用較好,3個間作模式的土地當(dāng)量比表現(xiàn)為J1>J2>J3,說明2行花生//2行大豆間作模式對土地資源的利用最佳。
3 討論
3. 1 花生//大豆間作模式對作物產(chǎn)量的影響
焦念元等(2008)、孫小玲等(2010)研究表明,與單作相比,間作模式中矮稈作物的單產(chǎn)降低。本研究中,花生//大豆間作模式下,花生產(chǎn)量較單作水平低,可能是由于花生植株比大豆矮,在生育后期與大豆相鄰的花生行受一定程度遮光,光照強(qiáng)度較弱,葉片凈光合速率降低,花生籽粒灌漿受到影響,導(dǎo)致花生單產(chǎn)降低。隨著花生//大豆間作模式中花生種植比例的增加,花生單產(chǎn)也隨之增加;但間作與單作處理間及間作處理間花生單產(chǎn)差異均不顯著?;ㄉ?/大豆間作模式下,大豆產(chǎn)量高于單作水平,其原因是相鄰花生的大豆行處于優(yōu)勢地位,光合速率的提高能使大豆產(chǎn)量提升;但間作處理間大豆單產(chǎn)差異不顯著,可能是各處理大豆成熟期的單株有效莢數(shù)、單株粒重和單株粒數(shù)差異不明顯所致。就綜合產(chǎn)量而言,2行花生//2行大豆的產(chǎn)量最高,然后依次是花生單作、8行花生//2行大豆、4行花生//2行大豆、大豆單作;3種間種模式間及間作與單作花生間綜合產(chǎn)量差異不顯著,但均顯著高于單作大豆產(chǎn)量。
3. 2 花生//大豆間作模式對種植效益的影響
作物進(jìn)行間套種時,選擇的作物種類、間套種比例及種植地區(qū)的氣候等均對作物產(chǎn)量有明顯影響。朱星陶等(2014)通過多年玉米和大豆間作模式篩選,發(fā)現(xiàn)1∶2的間作模式更適合貴州地區(qū);陳文杰等(2017)通過對春大豆和玉米間套作的研究發(fā)現(xiàn),與其他模式相比,2∶3間作模式中春大豆的產(chǎn)量高、效益最好。本研究通過對比分析不同花生//大豆間作模式的經(jīng)濟(jì)效益,發(fā)現(xiàn)2行花生//2行大豆>8行花生//2行大豆>花生單作>4行花生//2行大豆>大豆單作。花生單作人工投入較大豆單作增加了2100.00元/ha,而花生單作收益只比大豆單作增加1390.00元/ha,可知間作處理中花生種植面積增大而效益不突出。綜合比較,以2行花生//2行大豆間作模式間的經(jīng)濟(jì)效益及產(chǎn)投比相對較高。
總之,對間作模式最佳的評價標(biāo)準(zhǔn)還應(yīng)根據(jù)栽培品種、氣候和生態(tài)條件等因素決定,今后需繼續(xù)研究花生、大豆不同品種間搭配等,探索適宜不同自然條件的花生//大豆最佳間作模式。
4 結(jié)論
花生//大豆間作種植模式下作物的總產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益明顯高于單作大豆,與單作花生無明顯差異,但通過大豆和花生間作,對提升江西紅壤地區(qū)的土壤肥力、緩解長期單作花生產(chǎn)生的連作障礙有積極意義。其中,以2行花生//2行大豆的間作模式效益最佳,可在江西紅壤旱地推廣應(yīng)用。
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(責(zé)任編輯 王 暉)