溫健 陳光榮 樊廷錄 王立明 楊如萍 董博 張國(guó)宏 楊桂芳 南琴霞 牛建彪

摘要：在蘭州市皋蘭縣城關(guān)鎮(zhèn)明星村（海拔1 754 m）、榆中縣城關(guān)鎮(zhèn)李家莊（海拔1 879 m）和永登縣柳樹鎮(zhèn)柳樹村 （海拔2 032 m）不同海拔條件下，以玉米/大豆帶狀復(fù)合種植模式為研究對(duì)象，3個(gè)緊湊型玉米品種（巡天1102、金穗3號(hào)和龍?jiān)?號(hào)）和6個(gè)熟期接近的大豆品種（系）（冀豆17、中黃30、齊黃36、隴黃2號(hào)、晉豆19和XD2015-6）為試驗(yàn)材料，采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，篩選蘭州市不同海拔條件下適宜于機(jī)械化作業(yè)的玉米、大豆間作品種，以期提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。試驗(yàn)結(jié)果表明，因生育特性的差異，各品種農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量在不同海拔條件下不同，間作玉米品種金穗3號(hào)在皋蘭、榆中和永登表現(xiàn)均最好，產(chǎn)量平均分別為12 561.8 kg/hm2、11 954.3 kg/hm2和11 011.8 kg/hm2，間作大豆品種晉豆19在皋蘭和榆中產(chǎn)量最高，分別為1 941.7 kg/hm2和1 691.7 kg/hm2；中黃30和XD2015-6在較高海拔的永登縣則表現(xiàn)較好，產(chǎn)量分別是1 523.1、1 505.2 kg/hm2。綜合考慮玉米、大豆適宜機(jī)械收獲的農(nóng)藝指標(biāo)及產(chǎn)值和效益，建議在該區(qū)域選用玉米品種金穗3號(hào)和大豆品種中黃30或XD2015-6間作組合較好。

關(guān)鍵詞：玉米/大豆復(fù)合種植；品種配置；海拔；效益；蘭州地區(qū)

中圖分類號(hào)：S513；S565.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-1463（2017）07-0025-06

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2017.07.008

Abstract：Under corn /soybean intercropping system， using 3 compact-type corn cultivars （Xuntian 1102， Jinsui 3 and Longyuan 3）， and 6 soybean cultivars（Jidou 17， Zhonghuang 30， Qihuang 36， Longhuang 2， Jindou 19 and XD2015-6）， single radom-plot design is conducted to screen suitable corn and soybean cultivars for corn /soybean intercropping system in different altitudes in Lanzhou city. The result indicates that the yield of Jinsui 3 in Gaolan， Yuzhong and Yongdeng are higher than Xuntin 1102 and Longyuan 3， which are 12 561.8 kg/hm2， 11 954.3 kg/hm2 and 1101.8 kg/hm2， respectively. For the soybean cultivars， the yield of Jindou 19 in Gaolan and Yuzhong are higher than other soybean cultivars， which are 1 941.7 kg/ hm2 and 1 691.7 kg/hm2， respectively. The yield of Zhonghuang 30 and XD2015-6 are higher in yongdeng， which are 1 523.1 kg/hm2 and 1 505.2 kg/hm2， respectively. Take main economic characters and agronomic traits for mechanical work， corn cultivars Jinsui 3 and soybean cultivars Zhonghuang 30， XD2015-6 are the moderate system which can be extentioned in Gansu irrigation districts along Yellow River. The high yield of crop production can be got by improving the photo syrathetic.

Key words：Corn intercropping soybean；Cultivars allocation；Altitudes；Benefit；Lanzhou areas

玉米是目前世界上產(chǎn)量最高的谷類糧食作物，同樣也是禾谷類作物中增產(chǎn)潛力最大的作物。玉米具有糧食、飼料、工業(yè)原料等多種用途，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中起到非常重要的作用。玉米/大豆帶狀復(fù)合種植技術(shù)是在傳統(tǒng)間套作的基礎(chǔ)上創(chuàng)新發(fā)展而來，利用生物多樣性抑制病蟲草害、通過豆科根瘤固氮減少氮肥施用，實(shí)現(xiàn)減藥減肥[1 - 3 ]。玉米/大豆復(fù)合種植增加了地面覆蓋，減少地膜使用，不僅能達(dá)到土壤保墑效果，還能減少白色污染[4 - 5 ]。該技術(shù)充分利用邊行優(yōu)勢(shì)、年際間交替輪作解決玉米、大豆?fàn)幍孛芗斑B作障礙，達(dá)到兩作物協(xié)同高產(chǎn)的目的[6 - 7 ]。另外，該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)全程機(jī)械化，提高生產(chǎn)效率[8 - 9 ]。因此，在蘭州市不同海拔地區(qū)篩選出適宜于機(jī)械化操作的玉米、大豆品種，充分發(fā)揮其產(chǎn)量潛力十分必要， 同時(shí)也能夠?yàn)樵搮^(qū)建立現(xiàn)代農(nóng)作物高產(chǎn)高效技術(shù)體系和該模式下實(shí)現(xiàn)作物增產(chǎn)、土壤培肥、環(huán)境友好的“三贏”局面提供支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2016年分別在甘肅省蘭州市皋蘭縣城關(guān)鎮(zhèn)明星村、榆中縣城關(guān)鎮(zhèn)李家莊和永登縣柳樹鎮(zhèn)柳樹村進(jìn)行，試驗(yàn)點(diǎn)基本情況見表1。

1.2 試驗(yàn)材料

供試的玉米品種為巡天1102、金穗3號(hào)、龍?jiān)?號(hào)，大豆品種（系）為冀豆17、中黃30、齊黃36、隴黃2號(hào)、晉豆19、XD2015-6。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，玉米3個(gè)品種，分別為巡天1102（A1）、金穗3號(hào)（A2）、龍?jiān)?號(hào)（A3）；大豆6個(gè)品種，分別為冀豆17（B1）、中黃30（B2）、齊黃36（B3）、隴黃2號(hào)（B4）、晉豆19（B5）、XD2015-6（B6）。配置成18個(gè)處理，每處理1小區(qū)，小區(qū)面積為26.4 m2（6.6 m×4.0 m），3次重復(fù)。玉米帶與大豆帶間套種植，幅寬2.2 m，玉米帶2行（行間距40 cm），玉米帶間種1帶大豆（2行，行間距40 cm），玉米帶與大豆帶間距為70 cm。4月20日玉米、大豆同時(shí)播種，玉米、大豆穴距分別為15 cm和13 cm，玉米穴留1株，密度為6萬株/hm2；大豆穴留2株，密度為13.5萬株/hm2。不施用農(nóng)家肥，N、P、K施肥量為N 225 kg/hm2、P2O5為150 kg/hm2、K2O 180 kg/hm2，其中40%氮肥、 70%鉀肥、全部磷肥作為基肥，60%氮肥、30%鉀肥作為花期追肥。肥水及大田管理同當(dāng)?shù)厣a(chǎn)。

1.3 調(diào)查測(cè)定項(xiàng)目

1.3.1 玉米調(diào)查測(cè)定項(xiàng)目 生長(zhǎng)過程中記載各品種生育時(shí)期、品種特性。成熟時(shí)每小區(qū)取10株進(jìn)行考種。測(cè)定株高、穗位、有效穗數(shù)、雙穗率，室內(nèi)測(cè)定穗長(zhǎng)、禿頂長(zhǎng)度、千粒重等項(xiàng)目，并計(jì)算各小區(qū)產(chǎn)量。

1.3.2 大豆調(diào)查測(cè)定項(xiàng)目 生長(zhǎng)過程中記載各品種生育時(shí)期、品種特性。成熟時(shí)每小區(qū)取20株進(jìn)行考種，測(cè)定株高、有效株數(shù)，室內(nèi)測(cè)定底莢高度、主莖節(jié)數(shù)、分枝數(shù)、有效莢數(shù)、無效莢數(shù)、單株粒數(shù)、百粒重等，并計(jì)算各小區(qū)產(chǎn)量。

1.3.3 數(shù)據(jù)分析 用Microsoft Excel和DPS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總與統(tǒng)計(jì)分析 。

2 結(jié)果與分析

2.1 海拔高度對(duì)間作玉米農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

從表2 可以看出，各玉米品種生育期從長(zhǎng)到短依次為巡天1102、金穗3號(hào)和龍?jiān)?號(hào)，金穗3號(hào)和龍?jiān)?號(hào)在3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)均能正常成熟，巡天1102在皋蘭（海拔1 754 m）能正常成熟，在榆中（海拔1 879 m）和永登（海拔2 032 m）早霜來臨較晚的情況下勉強(qiáng)成熟。各個(gè)品種株高、穗位、穗粒數(shù)、千粒重均隨海拔增高而呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)。其中，株高變幅為1.94～2.64 m，巡天1102最高，其次是金穗3號(hào)，最矮的是龍?jiān)?號(hào)。穗粒數(shù)變幅為459～574粒，表現(xiàn)最好的是金穗3號(hào)，在皋蘭可達(dá)到574粒，較差的是龍?jiān)?號(hào)；千粒重變幅為348.3～387.6 g，金穗3號(hào)千粒重較高，龍?jiān)?號(hào)偏低。

2.2 海拔高度對(duì)間作大豆農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

從表3可以看出，隨海拔的升高各大豆品種生育期逐漸延長(zhǎng)，變幅在7～14 d。其中，中黃30變幅最小，齊黃36變幅最大；中黃30、隴黃2號(hào)和XD2015-6在3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)均能正常成熟，冀豆17、齊黃36和晉豆19在皋蘭和榆中能正常成熟，在永登勉強(qiáng)成熟。各大豆品種株高、底莢高度、分枝數(shù)、有效莢數(shù)、莢粒數(shù)、百粒重均隨海拔增高而呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，其中，株高為65～73 cm，各品種間株高差異不顯著。底莢高度為9.4～20.4 cm，XD2015-6和中黃30底莢較高，分別為20.4 cm和18.3 cm，適宜于大豆機(jī)械化收獲。單株有效莢數(shù)為17.2～32.7個(gè)，表現(xiàn)最好的是晉豆19，在皋蘭為32.7個(gè)；較差的是冀豆17，在永登為17.2個(gè)。百粒重為18.1～21.5 g，冀豆17較高，XD2015-6偏低。

2.3 品種配置對(duì)玉米/大豆間作系統(tǒng)產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響

根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和測(cè)產(chǎn)結(jié)果，以及對(duì)各種農(nóng)產(chǎn)品及農(nóng)用生產(chǎn)資料的市場(chǎng)調(diào)查結(jié)果、機(jī)耕勞力折價(jià)的情況，計(jì)算出的產(chǎn)值、投入及純收入見表4、5、6。由表4～6可知，隨海拔高度升高，玉米/大豆間作系統(tǒng)產(chǎn)量和利潤(rùn)在降低。海拔1 754 m時(shí)，玉米/大豆間作系統(tǒng)平均產(chǎn)量和利潤(rùn)較高，分別為12 947.9 kg/hm2和15 861.2元/hm2；海拔1 879 m 時(shí)，系統(tǒng)平均產(chǎn)量和利潤(rùn)比1 754 m降低了7.9%和14.3%；海拔2 032 m時(shí)，系統(tǒng)平均產(chǎn)量和利潤(rùn)比1 754 m降幅達(dá)到14.3%和24.9%。

在同一海拔條件下，不同玉米、大豆品種配置對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)量和利潤(rùn)的影響差異顯著。由表4可知，在海拔1 754 m時(shí)，各間作玉米品種間產(chǎn)量差異顯著，產(chǎn)量為9 289.5～12 942.0 kg/hm2，表現(xiàn)較好的是金穗3號(hào)，產(chǎn)量均在12 000 kg/hm2以上，較差的是龍?jiān)?號(hào)。各間作大豆品種間產(chǎn)量差異也達(dá)到顯著水平，產(chǎn)量為 1 409.6～1 978.5 kg/hm2，表現(xiàn)最好的是晉豆19，產(chǎn)量均在1 900 kg/ hm2以上，其次是中黃30、齊黃36和XD2015-6，表現(xiàn)較差的是冀豆17。從玉米/大豆間作系統(tǒng)的產(chǎn)值與利潤(rùn)角度分析，不同玉米、大豆品種配置間差異顯著，產(chǎn)值為23 008.2～30 392.7 元/hm2，利潤(rùn)變幅為12 258.6～19643.1元 /hm2。表現(xiàn)最好的是金穗3號(hào)和晉豆19組合，其次是金穗3號(hào)和中黃30、金穗3號(hào)和XD2015-6間的組合，表現(xiàn)較差是龍?jiān)?號(hào)和齊黃36的組合。

由表5可知，在海拔1 879 m時(shí)，各間作玉米品種間產(chǎn)量差異顯著，產(chǎn)量為 9 111.8～12 145.9 kg/hm2，表現(xiàn)較好的是金穗3號(hào)，產(chǎn)量均在11 000 kg/hm2以上，表現(xiàn)較差的是龍?jiān)?號(hào)。各間作大豆品種間產(chǎn)量差異也達(dá)到顯著水平，產(chǎn)量為1 259.6～1 787.1 kg/hm2，表現(xiàn)最好的是晉豆19，產(chǎn)量均在 1 500 kg/hm2以上；其次是中黃30、齊黃36和XD2015-6，表現(xiàn)較差的是隴黃2號(hào)。從玉米/大豆間作系統(tǒng)的產(chǎn)值與利潤(rùn)角度分析，不同玉米、大豆品種配置間差異顯著，產(chǎn)值為21 882.6～27 890.0 元/hm2，利潤(rùn)為11 133.2～17 219.1元/hm2，表現(xiàn)較好的是金穗3號(hào)和中黃30、金穗3號(hào)和晉豆19組合，其次是金穗3號(hào)和XD2015-6間的組合，表現(xiàn)較差是龍?jiān)?號(hào)和冀豆17的組合。

由表6可知，在海拔2 032 m時(shí)，各間作玉米品種間產(chǎn)量差異較小，產(chǎn)量為8 601.0～11 461.5 kg/hm2，表現(xiàn)較好的還是金穗3號(hào)，產(chǎn)量均在 11 000 kg/hm2左右，巡天1102和龍?jiān)?號(hào)品種間差異不顯著，產(chǎn)量均在9 000 kg/hm2左右。各間作大豆品種在高海拔區(qū)域內(nèi)產(chǎn)量差異呈縮小的趨勢(shì)，產(chǎn)量為1 248.7 ～1 557.3 kg/hm2，表現(xiàn)最好的是中黃30，產(chǎn)量均在1 500 kg/ hm2左右；其次是晉豆19和XD2015-6，表現(xiàn)較差的是冀豆17和齊黃36。從玉米/大豆間作系統(tǒng)的產(chǎn)值與利潤(rùn)角度分析，不同玉米、大豆品種配置間差異顯著，產(chǎn)值變幅為20 316.6～25 539.2 元/hm2，利潤(rùn)為9 567.8～ 14 789.1元/hm2，表現(xiàn)較好的是金穗3號(hào)和中黃組合和金穗3號(hào)和隴黃2號(hào)組合，其次是金穗3號(hào)和晉豆19、金穗3號(hào)和XD2015-6間的組合，表現(xiàn)較差是龍?jiān)?號(hào)和冀豆17的組合。

3 小結(jié)與討論

因品種生育特性的差異，各品種農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量在不同海拔條件下不同。間作玉米品種金穗 3號(hào)在皋蘭縣（1 754 m）、榆中縣（1 879 m）和永登縣 （2 032 m）表現(xiàn)均最好，產(chǎn)量平均分別為12 561.8 kg/hm2、11 954.3 kg/hm2和11 011.8 kg/hm2。間作大豆品種晉豆19在皋蘭縣和榆中縣產(chǎn)量最高，分別為1 941.7 kg/ hm2和1 691.7 kg/hm2；中黃30和XD2015-6在海拔較高的永登縣表現(xiàn)較好，產(chǎn)量分別是1 523.1 kg/ hm2和1 505.2 kg/hm2。

間套作體系內(nèi)作物合理的搭配和組合是其增產(chǎn)的重要保證，共生期體系內(nèi)兩種作物必然發(fā)生相互作用，且間套作作物的相對(duì)競(jìng)爭(zhēng)能力受環(huán)境影響較大，特定環(huán)境條件下的最佳作物組合及品種搭配并不一定適應(yīng)于所有的種植區(qū)域[10 - 11 ]。大豆為喜光作物，在大豆的總干物質(zhì)中，光合產(chǎn)物積累量占到了91.32%，且整個(gè)生育期對(duì)光照的反映都很敏感[12 ]。而在玉米/大豆間作模式中，大豆處于群體光能截獲的劣勢(shì)，高層作物的遮蔭是制約大豆增產(chǎn)的主要原因，因此本試驗(yàn)選擇了3個(gè)株型緊湊的玉米與大豆間作，可減緩其弱光傷害，保證體系產(chǎn)量。

近年來，由于勞動(dòng)力成本的上升和農(nóng)村勞動(dòng)力缺乏的局面逐漸加劇，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化迫在眉睫。間套作種植充分的利用了光、熱、水、肥時(shí)空生態(tài)位的差異，實(shí)現(xiàn)了多種作物在資源上的時(shí)空互補(bǔ)利用，提高了資源利用效率和土地生產(chǎn)率，增加了農(nóng)民收入，是生態(tài)農(nóng)業(yè)與可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要方向。本研究中涉及的玉米/大豆帶狀復(fù)合種植模式適宜于機(jī)械化作業(yè)，因此，對(duì)品種的選擇更加嚴(yán)格。綜合考慮玉米、大豆適宜機(jī)械收獲的農(nóng)藝指標(biāo)及產(chǎn)值和利潤(rùn)，建議在該區(qū)域（海拔 1 700 m～2 000 m）選用玉米品種金穗3號(hào)和大豆品種中黃30或XD2015-6間作組合為好。

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（本文責(zé)編：陳 珩）