門洪文，郭守鵬，朱 利，康振強(qiáng)，王寶國(guó)

(濟(jì)南市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，山東濟(jì)南 250316)

間套作是我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的一種種植方式。間套作系統(tǒng)通過合理配置作物群體，使作物高矮分層、相間成行，改善作物的通風(fēng)透光條件，提高對(duì)光、熱、水、肥的利用率，以實(shí)現(xiàn)最佳的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。玉米與綠豆或紅小豆間作是我國(guó)常見的一種種植模式。在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。

玉米與綠豆、紅小豆間作時(shí)，產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀均會(huì)互相影響。馬秀杰[1]研究表明，綠豆與玉米間作單株莢數(shù)和莢粒數(shù)均少于綠豆單作，單株產(chǎn)量減少20.6%。李培等[2]研究表明，紅小豆株高、主莖分枝、主莖節(jié)數(shù)、莢長(zhǎng)、莢粒數(shù)以及百粒重變化均不大，而單株莢數(shù)和產(chǎn)量隨著種植密度增加呈拋物線變化。蔡麗麗[3]通過6個(gè)不同處理的綠豆和玉米間作試驗(yàn)，得到了綠豆和玉米間作最大經(jīng)濟(jì)效益的間作比例是2∶1。閆峰等[4]研究表明，綠豆與玉米的間作比例為6∶4時(shí)復(fù)合群體的總經(jīng)濟(jì)效益最高；綠豆與玉米間作，邊際效應(yīng)使玉米的一些農(nóng)藝性狀得到改善，而綠豆的一些性狀減弱。劉振興等[5]認(rèn)為小豆玉米間作最佳的種植模式為2行玉米4行小豆，小豆的種植密度為13.5萬(wàn)株/hm2。張春明等[6]研究表明，5∶3的小豆-玉米間作模式收益最高，達(dá)31 378元/hm2。

李少明等[7]認(rèn)為，玉米、豆類間作模式下玉米能從豆類作物的根際中獲得部分氮。李淑敏等[8]認(rèn)為玉米菌根所形成的菌絲橋有利于豆類作物對(duì)磷的吸收。田耀加等[9]認(rèn)為間作生境中捕食性天敵蜘蛛和瓢蟲類群的個(gè)體數(shù)量均明顯增加，間作綠豆對(duì)甜玉米田具有一定的控害增益作用。房增國(guó)[10]研究表明間作能顯著增加蠶豆籽粒產(chǎn)量，促進(jìn)蠶豆對(duì)氮、磷的吸收，對(duì)成熟期玉米氮、磷吸收影響不大。黨晶晶等[11]認(rèn)為豆科植物通過與雜草的空間競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)玉米田中經(jīng)常發(fā)生的雜草馬唐、牛筋草、反枝莧、馬齒莧等具有明顯的控制效果，并對(duì)玉米有一定的增產(chǎn)作用。

長(zhǎng)期以來(lái)，玉米與豆科作物，尤其是大豆等的間作受到高度重視，但是對(duì)玉米與綠豆、紅小豆在相同條件下間作的研究較少。為了研究比較玉米與綠豆或紅小豆在相同種植模式下的經(jīng)濟(jì)效益，筆者于2017年進(jìn)行了玉米與綠豆、玉米與紅小豆不同種植模式的對(duì)比試驗(yàn)，以期篩選出適宜山東內(nèi)陸地區(qū)玉米與綠豆或紅小豆的最佳間作模式，使農(nóng)民實(shí)現(xiàn)增收。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況試驗(yàn)于2017年夏季在山東省濟(jì)南市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗(yàn)地進(jìn)行，該地年平均氣溫14.7 ℃，年平均降水量671.1 mm，年日照時(shí)數(shù)2 616.8 h。6—9月降雨量為509.4 mm。土壤類型為壤土，土壤有機(jī)質(zhì)含量19.21 g/kg，全氮含量1.20 g/kg，水解氮243 mg/kg，速效磷0.155 mg/kg，pH 7.5。

1.2試驗(yàn)材料玉米品種選擇鄭單958，購(gòu)買于北京德農(nóng)種業(yè)有限公司；綠豆品種選擇濰綠7號(hào)，引自濰坊市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院；紅小豆品種為冀紅16，引自河北省農(nóng)林科學(xué)院。

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)與田間管理試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，小區(qū)面積為8.0 m×2.4 m，行距60 cm，每個(gè)小區(qū)播種4行作物，間作處理2個(gè)邊行播種玉米，中間2行播種綠豆或紅小豆，每個(gè)處理設(shè)3個(gè)重復(fù)。為了便于機(jī)械化播種及收獲，所有處理均設(shè)置等行距播種，行距60 cm。試驗(yàn)地的田間管理均與大田生產(chǎn)相同。試驗(yàn)共設(shè)8個(gè)處理如下：

處理①：玉米6.75萬(wàn)株/hm2+綠豆5.55萬(wàn)株/hm2。玉米株距12.5 cm，綠豆株距15 cm，2行玉米之間播種2行綠豆，60 cm等行距種植。

處理②：玉米3.375萬(wàn)株/hm2+綠豆5.550萬(wàn)株/hm2。玉米株距25 cm，綠豆株距15 cm，2行玉米之間播種2行綠豆，60 cm等行距種植。

處理③：玉米6.75萬(wàn)株/hm2+紅小豆5.55萬(wàn)株/hm2。玉米株距12.5 cm，紅小豆株距15 cm，2行玉米之間播種2行紅小豆，60 cm等行距種植。

處理④：玉米3.375萬(wàn)株/hm2+紅小豆5.550萬(wàn)株/hm2。玉米株距12.5 cm，紅小豆株距15 cm，2行玉米之間播種2行紅小豆，60 cm等行距種植。

處理⑤：玉米6.75萬(wàn)株/hm2。株距25 cm，60 cm等行距種植。

處理⑥：玉米13.50萬(wàn)株/hm2。株距12.5 cm，60 cm等行距種植。

處理⑦：綠豆11.10萬(wàn)株/hm2。株距15 cm，60 cm等行距種植。

處理⑧：紅小豆11.10萬(wàn)株/hm2。株距15 cm，60 cm等行距種植。

在玉米收獲期從每小區(qū)選取10 株玉米，調(diào)查株高、穗位高、基部節(jié)間粗等指標(biāo)，并按小區(qū)收獲計(jì)產(chǎn)。在綠豆和紅小豆成熟期從每小區(qū)選取10 株綠豆，調(diào)查株高、主莖分枝、單株莢數(shù)、莢長(zhǎng)、莢粒數(shù)、產(chǎn)量。

1.4數(shù)據(jù)處理采用SPSS和Microsoft Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1不同種植模式對(duì)玉米農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響合理間作和適當(dāng)?shù)姆N植密度是間作復(fù)合體系獲得高產(chǎn)的前提。由表1可知，在不同的種植模式下，處理②基部節(jié)間最粗，而處理⑥基部節(jié)間最細(xì)，其余處理基部節(jié)間差異不顯著。從穗位高度和株高來(lái)看，處理②和④均低于其他處理，處理⑥最高，為111.4和235.7 cm，無(wú)論何種種植模式，玉米株高和穗位高度均隨密度增加而升高。從千粒重來(lái)看，處理①和⑤千粒重最高，其他處理千粒重較低且各處理之間差異不顯著。從產(chǎn)量來(lái)看，處理⑤產(chǎn)量最高，達(dá)到7 243.5 kg/hm2，而處理⑥產(chǎn)量為6 931.5 kg/hm2，低于處理⑤，但二者差異不顯著，分析原因可能是在6.75萬(wàn)株/hm2的密度條件下，玉米田間通風(fēng)透光條件較好，而在13.50萬(wàn)株/hm2的密度下玉米生長(zhǎng)郁閉，導(dǎo)致植株較高且莖稈細(xì)弱，植株較空棵率和倒伏率上升，產(chǎn)量下降。在間作處理的條件下，處理①產(chǎn)量最高，達(dá)6 567.0 kg/hm2，其余3個(gè)間作處理均顯著低于處理①。

表1 不同種植模式對(duì)玉米產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀的影響

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示處理間在0.05水平差異顯著

Note： Different lowercases in the same column indicated significant differences at 0.05 level

2.2不同種植模式對(duì)綠豆、紅小豆農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響由表2可知，從株高上看，紅小豆顯著高于綠豆，與玉米間作之后，綠豆株高顯著增加；且玉米密度越大，綠豆株高增加越多，而紅小豆株高隨玉米密度增加呈上升趨勢(shì)。綠豆和紅小豆單作時(shí)，分枝最多，單株莢數(shù)最多，豆莢最長(zhǎng)，莢粒數(shù)也最多，紅小豆與玉米間作時(shí)，主莖分枝、單株莢數(shù)顯著減少，而莢長(zhǎng)和莢粒數(shù)相差不大；綠豆與玉米間作時(shí)，主莖分枝、單株莢數(shù)略有降低，各處理之間莢長(zhǎng)和莢粒數(shù)差距不明顯。處理⑦單作時(shí)，綠豆產(chǎn)量最高，達(dá)到1 819.5 kg/hm2，顯著高于間作時(shí)的綠豆產(chǎn)量。處理⑧單作時(shí)，紅小豆產(chǎn)量最高，達(dá)到1 408.5 kg/hm2，顯著高于間作時(shí)紅小豆的產(chǎn)量。

2.3不同種植模式的經(jīng)濟(jì)效益分析農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在滿足人類食物需求的同時(shí)，對(duì)農(nóng)民增收起到至關(guān)重要的作用。通過對(duì)不同間作模式的產(chǎn)出效益進(jìn)行分析，能有效的為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供借鑒。隨著農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)的改革，普通玉米價(jià)格維持在較低價(jià)位，而雜糧生產(chǎn)逐步受到重視，通過查詢市場(chǎng)上玉米、綠豆以及紅小豆的價(jià)格，得出了不同種植模式的經(jīng)濟(jì)效益。由表3可知，按2017 年玉米2元/kg、綠豆9元/kg，紅小豆9元/kg的價(jià)格來(lái)分析各種植模式的經(jīng)濟(jì)效益，結(jié)果表明無(wú)論是玉米單作或者是綠豆、紅小豆單作其經(jīng)濟(jì)效益均不是最高的。通過計(jì)算可得，玉米6.75萬(wàn)株/hm2+綠豆5.55萬(wàn)株/hm2的經(jīng)濟(jì)效益最高，較玉米單作增效26.9%，較綠豆單作增效12.3%。在玉米與綠豆間作模式中，雖然玉米的產(chǎn)量以及相關(guān)農(nóng)藝性狀有所下降，但通過復(fù)合群體結(jié)構(gòu)的合理布局與調(diào)整，增收綠豆的產(chǎn)量彌補(bǔ)了玉米產(chǎn)量降低造成的經(jīng)濟(jì)損失，在整體上提高了單位面積的經(jīng)濟(jì)效益。在玉米與紅小豆間作模式下，玉米產(chǎn)量顯著低于玉米單作的產(chǎn)量，而且紅小豆在間作模式下產(chǎn)量極低，可能原因是紅小豆冀紅16莖稈較長(zhǎng)，間作造成田間通風(fēng)透光條件急劇惡化，導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)旺盛、生殖生長(zhǎng)受到影響。

表2 不同種植模式對(duì)綠豆、紅小豆產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀的影響

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示處理間在0.05水平差異顯著

Note： Different lowercases in the same column indicated significant differences at 0.05 level

表3 不同種植模式經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比

3 結(jié)論與討論

與玉米、綠豆單作的種植模式相比，玉米間作綠豆的種植模式通過犧牲部分玉米的產(chǎn)量為代價(jià)，增加一茬綠豆，從而在整體上達(dá)到了增效的目的。在玉米與綠豆、紅小豆間作的種植模式中，玉米減產(chǎn)程度顯著低于綠豆、紅小豆的減產(chǎn)程度，這是因?yàn)橛衩自陂g作種植模式中，通過合理增加株距維持了玉米生產(chǎn)的適宜密度，且玉米根系較發(fā)達(dá)，株高為綠豆株高的4～6倍，為紅小豆株高的2～3倍，在對(duì)光、熱、水、肥等因素的吸收中處于優(yōu)勢(shì)地位。由于玉米對(duì)綠豆、紅小豆植株的生長(zhǎng)產(chǎn)生嚴(yán)重的陰蔽作用，極大影響了綠豆和紅小豆的光合作用，導(dǎo)致綠豆和紅小豆莖稈徒長(zhǎng)、細(xì)弱，分枝少，結(jié)莢少。紅小豆對(duì)光照的敏感度更高，因此間作導(dǎo)致紅小豆產(chǎn)量急劇降低，間作效果低于玉米、紅小豆單作的效果。

綠豆、紅小豆與玉米間作是山東省內(nèi)陸地區(qū)玉米和綠豆、紅小豆生產(chǎn)中一種典型的種植方式。該研究是在總結(jié)了多年來(lái)玉米與綠豆、紅小豆間作的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)而開展的。試驗(yàn)結(jié)果表明，在相同的地理?xiàng)l件及合理的田間管理措施下，玉米間作綠豆的種植模式能夠通過合理配置復(fù)合群體的結(jié)構(gòu)，充分挖掘出綠豆和玉米各自的生產(chǎn)力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)較高的綜合效益。隨著我國(guó)種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，玉米單作效益越來(lái)越低，玉米間作豆類作物能有效提高經(jīng)濟(jì)效益、保障農(nóng)民收入。由于試驗(yàn)條件限制，該試驗(yàn)對(duì)玉米間作綠豆、紅小豆進(jìn)行了初步探索，對(duì)玉米間作綠豆、紅小豆的一些適宜品種、適宜密度以及大田管理技術(shù)仍需要不斷地完善和細(xì)化。

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