韋貞偉，陳 超，熊先勤，張 園，李復煒

（1.貴州大學動物科學學院，貴州 貴陽550025；2.貴州省草業(yè)研究所，貴州 貴陽550006）

間套作是指在同一土地上種植兩種或兩種以上的農(nóng)作物按一定比例合理分帶種植，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有悠久的歷史，合理的間套作能充分利用作物在生長周期不同形態(tài)學和生態(tài)學等方面的差異，可提高作物對溫度、養(yǎng)分、光等各種自然資源的利用效率，增加間套作作物的產(chǎn)量從而提高單位土地面積的利用率；提高復種指數(shù)，減少農(nóng)藥的使用，降低管理成本從而實現(xiàn)增收增產(chǎn)的目的［1－4］，因此，間作在我國糧食增長與農(nóng)業(yè)增收中發(fā)揮著重要的作用。

貴州省威寧縣屬于典型旱作雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)，降水少，水分虧缺嚴重，是限制該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的關鍵因素。馬鈴薯（Sol anum tuberosu m）是貴州省種植的重要糧食、蔬菜和飼料兼用作物，常年種植面積在1.0×107h m2以上，產(chǎn)量約9.0×106t。蕪菁甘藍（Brassica napobr assica）是貴州省威寧縣重要的冬春多汁飼料作物品種，常年種植面積在6 666.67 h m2左 右［5－6］。將 馬 鈴 薯 與 蕪 菁 甘 藍兩種作物間作，從生育期上來看，蕪菁甘藍前期生長速度慢，馬鈴薯生長速度快，兩種作物在生長發(fā)育的周期里具有疊加互補性，同時又有交叉性，馬鈴薯和蕪菁甘藍間作組成的復合系統(tǒng)中，在馬鈴薯收獲之前，以馬鈴薯利用光、熱、水、氣和空間為主，蕪菁甘藍以保苗、壯苗為主；在馬鈴薯收獲以后，就以蕪菁甘藍利用光、熱、水、氣和空間等自然資源為主［7－8］。因此，馬鈴薯和蕪菁甘藍間作組成的復合系統(tǒng)因群體的生長發(fā)育規(guī)律不同，復合群體在生長發(fā)育周期上出現(xiàn)了時間空間的交叉期，降低復合群體內部對光、水、熱等自然資源利用的競爭強度，有利于增加復合群體的總產(chǎn)量。目前，蕪菁和馬鈴薯幾種套種模式中以蕪菁甘藍間作馬鈴薯經(jīng)濟效益較各自單作有所提高［7］，小麥（Triticum aestivu m）／大 豆（Gl ycine max）和 蠶 豆（Vicia faba）／馬鈴薯兩種間作方式都具有明顯的間作產(chǎn)量優(yōu)勢，以籽粒產(chǎn)量為基礎的土地當量比（LER）均大于1［9］，雜交油菜套種蕪菁甘藍栽培技術中發(fā)現(xiàn)，二者套作比單作油菜增收［10］。為此，本試驗以蕪菁甘藍／馬鈴薯間作體系為對象，研究幾種種植模式下蕪菁甘藍馬鈴薯的土地當量比及經(jīng)濟效益，旨在篩選出研究區(qū)蕪菁甘藍馬鈴薯間作系統(tǒng)中產(chǎn)量最高的栽培模式。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2013年3－12月在貴州省威寧縣農(nóng)業(yè)科技研究所附近進行，該試驗地與威寧縣城相距約5 k m，位于104°17′E，26°52′N，海拔2 435 m；年平均氣溫10.3℃，極端最高氣溫30.2℃，極端最低氣溫－9.1 ℃，最熱月平均氣溫16.5 ℃，最冷月平均氣－11.9 ℃，≥0 ℃年積溫3 644.1 ℃·d；年降水量800～1 100 mm，多集中在5－9月份，占全年降水量的80%以上。無霜期180 d，年日照時數(shù)1 800 h。土壤為黃棕壤土，p H 值約為6.60，有機質為2.25%，全氮0.16%，有效磷30.45 mg·kg－1，速效鉀為50.00 mg·kg－1，土壤總體肥力為中等，質地疏松，前作為馬鈴薯和結球白菜（B.campestris），冬閑。

1.2 材料與試驗設計

試驗選用馬鈴薯和蕪菁甘藍兩種作物為供試材料，馬鈴薯選用馬鈴薯品種（P）威芋3號，為威寧縣主推馬鈴薯品種。蕪菁甘藍選用威寧蕪菁甘藍，該品種為貴州省草業(yè)研究所培育的優(yōu)良地方蕪菁甘藍品種，是該區(qū)域的主栽地方牧草品種。

試驗設4個處理：Ⅰ蕪菁甘藍單作，Ⅱ馬鈴薯單作，Ⅲ蕪菁甘藍馬鈴薯1∶2間作地下有間隔，Ⅳ蕪菁甘藍馬鈴薯1∶2間作地下無間隔。地下間隔部分用塑料薄膜將蕪菁甘藍帶和馬鈴薯帶間隔開來，阻止間作地下部分水肥等養(yǎng)分競爭，試驗設3個重復（表1）。馬鈴薯和蕪菁甘藍于2013年3月20日進行人工行播，蕪菁甘藍千粒重為2.2 g，小區(qū)長度為6 m，寬度為4 m。間作模式中，蕪菁甘藍占9.6 m2，馬鈴薯占14.4 m2。單作蕪菁甘藍，蕪菁甘藍行距50 c m，窩距為34 c m；單作馬鈴薯，寬窄行種植，寬行為68 c m，窄行為32 c m，窩距為30 c m；間作方式為蕪菁甘藍與馬鈴薯1∶2式種植，蕪菁甘藍種植在馬鈴薯寬行之間，種植1行，窩距為50 c m。蕪菁甘藍與馬鈴薯間距34 c m。

1.3 試驗指標及產(chǎn)量測定

1.3.1 土地當量比（LER） 土地當量比是同一農(nóng)田中兩種或兩種以上作物間混作時的收益與各個作物單作時的收益之比率，是衡量間作比單作增產(chǎn)程度的一項指標［11］。LER＞1 表示間作比單作效率高，LER＜1表示間作比單作效率低［12］。

表1 試驗種植模式Table 1 The planting patter n

土地當量比（LER）＝Yip／Ysp＋Yib／Ysb

式中，Yip和Yib表示間作馬鈴薯和蕪菁甘藍的生物產(chǎn)量，Ysp和Ysb表示單作馬鈴薯和蕪菁甘藍的生物產(chǎn)量。

1.3.2 測產(chǎn)及經(jīng)濟效益計算 2013年9月13日進行收獲并對每個小區(qū)所有大、小薯分別計數(shù)、稱重，計算總薯數(shù)、總薯重，蕪菁甘藍的收獲方法同馬鈴薯。間作、單作馬鈴薯和間作、單作蕪菁甘藍的產(chǎn)量均按每個小區(qū)的實際收獲量除以小區(qū)總面積計算。馬鈴薯和蕪菁甘藍的價格按貴州省威寧縣市場價格計算，其中蕪菁甘藍價格為0.5元·kg－1，馬鈴薯價格為0.7元·kg－1。種子、化肥、農(nóng)藥、薄膜等按市場購買價格計算，計算經(jīng)濟效益時將試驗地產(chǎn)量總收入減去勞動力等生產(chǎn)成本。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗收集的數(shù)據(jù)用SPSS 16.0 和Microsoft Excel 2003統(tǒng)計分析軟件進行處理。

2 結果與分析

2.1 不同種植模式下的產(chǎn)量差異

處理Ⅳ比處理Ⅱ的馬鈴薯產(chǎn)量降低了13.6%，處理Ⅲ比處理Ⅱ降低了17.8%；處理Ⅳ比處理Ⅰ蕪菁甘藍的產(chǎn)量降低了9.4%，處理Ⅲ比處理Ⅰ蕪菁甘藍單作產(chǎn)量降低了19.0%（表2），表明間作模式下的這兩種作物的單一產(chǎn)量均低于各自單作時的產(chǎn)量。但以這兩種間作模式下的產(chǎn)量計算間作的土地當量比（LER）均大于1。說明該間作模式較各自單作在產(chǎn)量上具有一定的產(chǎn)量優(yōu)勢，間作模式在單位面積相同的情況下，作物的總產(chǎn)量均大于單作時總產(chǎn)量。且以處理Ⅳ的總產(chǎn)量最高，達到159 411.30 kg·h m－2；處理Ⅳ與處理Ⅲ土地當量各為1.76和1.63，表明這兩種種植模式都可以提高土地利用率，增加單位土地面積的產(chǎn)值。

2.2 蕪菁甘藍／馬鈴薯間作與單作成本、效益比較

間作在化肥和種子等方面的投入比都小于或等于單作模式，但是在產(chǎn)值和經(jīng)濟價值上均比單作有所提高（表3）。處理Ⅲ和處理Ⅳ這兩個處理的經(jīng)濟效益分別較處理Ⅰ與處理Ⅱ這兩種單作模式的經(jīng)濟效益提高了158%和200%。由此可見，間作具有一定的產(chǎn)量和資源利用優(yōu)勢，還在一定程度上減少農(nóng)藥的施用和人力資源的浪費，在相同條件下可以提高單位土地面積的經(jīng)濟價值。

表2 威寧蕪菁甘藍／馬鈴薯間作與單作產(chǎn)量和土地當量比Table 2 Yield of B.napobr assica／S.tuber osum intercr opping and monocultured B.napobr assica and S.tuberosum and land equivalent ratio of the intercropping system

表3 蕪菁甘藍／馬鈴薯間作與單作成本、效益比較Table 3 Cost and benefit comparison of B.napobr assica／S.tuberosum intercropping with monoculturedCNY·h m－2

3 討論

間作模式作為一種農(nóng)業(yè)推廣技術，它的推廣應以經(jīng)濟效益的高低作為衡量這種農(nóng)業(yè)技術優(yōu)劣的客觀標準［13］，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐中采用間作模式，可以增加單位土地面積的復種指數(shù)和產(chǎn)投比，減少生產(chǎn)成本的投入，提高作物的總產(chǎn)量，從而達到增加經(jīng)濟收入的目的［14］。間作系統(tǒng)中的作物在空間分布、根系深淺和生育期、種植和行距等的不同，能夠在生物學特性上起到一定的互利共生作用，并能夠整合利用土地資源和光熱資源、集約利用時間空間，提高單位面積產(chǎn)量，從而獲得更好的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益［15］。本研究表明，蕪菁甘藍／馬鈴薯間作在經(jīng)濟效益上較單作有提高，實施寬窄行蕪菁甘藍馬鈴薯間作種植能在一定程度上改良田間小氣候，增加間作系統(tǒng)作物的抗性，減少農(nóng)藥的投入，同時促進系統(tǒng)的上層葉和下層葉對光合有效輻射的利用，增加系統(tǒng)作物產(chǎn)量，這與甘蔗／玉米間作［16］、甘蔗單間作［13］和甘蔗寬窄行種植［17］的研究結果相一致。本研究表明，處理Ⅳ的經(jīng)濟效益最高，達到50 802元·h m－2。肖繼坪等［18］從研究馬鈴薯／玉米套作中發(fā)現(xiàn)套作作物高矮配對可以使得作物凈光合速率、葉片氣孔導度、蒸騰速率和胞間CO2濃度提高，從而增加作物的產(chǎn)量，本試驗選擇的也是一高一低作物搭配，產(chǎn)量的增加與其研究結果一致。作物高低搭配，馬鈴薯的上層葉可以更好地利用光合有效輻射，增加光能利用率，同時蕪菁甘藍的下層葉，可以將從上層葉漏下來的光輻射也用于光合作用，增加了間作系統(tǒng)的光輻射截獲率。本研究表明，蕪菁甘藍／馬鈴薯間作具有間作優(yōu)勢，同時間作的LER值大于1，且處理Ⅳ的土地當量比最大，達到1.76，總產(chǎn)量達到159 411.30 kg·h m－2，這與甘蔗／大豆間作產(chǎn)量增加的結果相一致［19］，說明蕪菁甘藍／馬鈴薯間作不僅能夠提高土地利用率，還能提高群體的經(jīng)濟效益，而且以處理Ⅳ模式下經(jīng)濟效益尤為顯著。

4 結論

蕪菁甘藍／馬鈴薯1∶2間作地下無間隔，在總產(chǎn)量和經(jīng)濟效益上均優(yōu)于單作。蕪菁甘藍／馬鈴薯在土地當量比、作物相互競爭力、作物產(chǎn)量及經(jīng)濟效益中表現(xiàn)出套作優(yōu)勢，宜在貴州省威寧縣馬鈴薯種植區(qū)生產(chǎn)中推廣種植。

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