陳曉蓉，晏文武，龔秋林，易新奇，陳健萍，王富強(qiáng)，楊冬發(fā)

(江西省宜春市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江西 宜春 336000)

紫山藥屬薯蕷科(Dioscoreaceae)薯蕷屬(DioscoreaL.)參薯種[1-2]，是一種肉質(zhì)呈紫色的參薯。我國薯蕷屬植物有60多種，主要有參薯、山藥、懷山藥等，其中紫參薯目前只在我國南方的江西、浙江、福建、廣西、湖南等地的山區(qū)種植[3]。因其富含花青素、薯蕷皂苷元等營養(yǎng)成分，其市場(chǎng)價(jià)格一直較高且平穩(wěn)。江西省山藥種植歷史悠久，是我國重要的山藥生產(chǎn)基地之一，常年種植面積在5000 hm2以上，產(chǎn)品供應(yīng)國內(nèi)外市場(chǎng)。江西的紫山藥逐漸從初級(jí)階段向快速發(fā)展階段轉(zhuǎn)變，產(chǎn)業(yè)化趨勢(shì)加快，已成為江西省主要特色經(jīng)濟(jì)作物。

在江西省農(nóng)業(yè)提倡調(diào)優(yōu)農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)為重點(diǎn)的背景下，以特色經(jīng)濟(jì)作物紫山藥為突破口，采用間套作方式以求經(jīng)濟(jì)效益最大化[4-5]。山藥可與旱地作物、經(jīng)濟(jì)作物、果樹等間套作，國內(nèi)外對(duì)山藥間套作增產(chǎn)及栽培技術(shù)方面已有研究，但未見紫山藥間作生姜高值高效及資源利用方面的相關(guān)報(bào)道。紫山藥間作生姜目前已在宜春萬載、銅鼓、宜豐等地推廣種植多年，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)收入，極大地提高了農(nóng)民種植紫山藥的積極性。

隨著江西省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)高效種植正向高經(jīng)濟(jì)效益和高資源效率方向深入發(fā)展，本研究從紫山藥生姜間作的平衡生產(chǎn)系統(tǒng)角度出發(fā)，研究了紫山藥‖生姜種植模式的平衡生產(chǎn)力和物質(zhì)生產(chǎn)效率及經(jīng)濟(jì)收益，以期了解其增產(chǎn)潛力和生態(tài)效能機(jī)制，探索更高效、高產(chǎn)的生產(chǎn)技術(shù)體系，為江西省主產(chǎn)區(qū)紫山藥生姜種植結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性調(diào)整、區(qū)域化布局和規(guī)?；N植提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料紫山藥、生姜由宜春市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所山藥課題組提供。紫山藥種為江西省宜春市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所選育的贛紫山藥1號(hào)；生姜種為市場(chǎng)購買，經(jīng)3年試種篩選的肉厚飽滿、大塊的地方品種。

1.2 試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)采用3種不同的栽培模式進(jìn)行對(duì)比，模式1：紫山藥；模式2：生姜；模式3：紫山藥‖生姜。

試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理：(1)H1紫山藥單作(CK1)；(2)H2生姜單作(CK2)；(3)H3紫山藥‖生姜(小區(qū)兩邊各種1行紫山藥、中間種4行生姜，即紫山藥寬1.4 m，生姜寬1.8 m)；(4)H4紫山藥‖生姜(小區(qū)兩邊各種2行紫山藥、中間種2行生姜，即紫山藥寬2.4 m，生姜寬0.8 m)。小區(qū)面積25.6 m2(3.2 m×8.0 m)，每處理3次重復(fù)，隨機(jī)排列。

本試驗(yàn)于2016～2017年在宜春市農(nóng)科所試驗(yàn)基地進(jìn)行，試驗(yàn)地的位置：緯度27°78′55″、經(jīng)度114°41′65″、海拔高度96 m，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，溫光資源豐富，降水充沛。供試土壤為紅壤土，其基本理化性質(zhì)為：pH值5.55、有機(jī)質(zhì)含量19.02 g/kg、水解氮147.0 mg/kg、有效磷74.9 mg/kg、速效鉀210.0 mg/kg、全氮1.05 g/kg、全磷0.26 g/kg、全鉀9.02 g/kg。

1.3 項(xiàng)目測(cè)定與方法

1.3.1 生育期記載及氣象資料收集 在紫山藥、生姜生長期間，記載其主要生育期(表1)，試驗(yàn)地當(dāng)年氣象資料(日平均氣溫、降雨量等)由宜春市氣象局提供。

表1 紫山藥、生姜各生育期時(shí)間

1.3.2 產(chǎn)量和干物質(zhì)積累 在紫山藥、生姜的收獲期，對(duì)每個(gè)小區(qū)分別進(jìn)行測(cè)產(chǎn)；同時(shí)每個(gè)測(cè)產(chǎn)小區(qū)按間隔法取樣6株，按地上莖葉、地下塊莖分樣裝袋，放入烘箱中105 ℃條件下殺青30 min，然后在80 ℃條件下烘干72 h至恒重，冷卻，用電子天平(感量0.01 g)稱各器官干重。

1.3.3 物質(zhì)生產(chǎn)效率 物質(zhì)生產(chǎn)效率以單位面積干物質(zhì)的產(chǎn)量表示。參照王美云[6]和戴明宏[7]等的方法計(jì)算。

物質(zhì)生產(chǎn)效率/(kg/hm2)

1.3.4 溫度生產(chǎn)效率 為生育期間有效積溫生產(chǎn)的干物質(zhì)重量，不同作物有效積溫不一樣。

溫度生產(chǎn)效率/[kg/(hm2·℃)]

1.3.5 降水生產(chǎn)效率 為生育期間的自然降雨量生產(chǎn)的干物質(zhì)重量。

降水生產(chǎn)效率/[kg/(hm2·mm)]

1.3.6 經(jīng)濟(jì)效益 分別統(tǒng)計(jì)紫山藥、生姜生產(chǎn)過程中的物質(zhì)及用工成本，結(jié)合實(shí)際情況按每公頃進(jìn)行換算。通過年總產(chǎn)值和總成本計(jì)算產(chǎn)投比。

總成本=單位面積總物質(zhì)費(fèi)用+單位面積人工費(fèi)用

年總產(chǎn)值=各種作物的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量×銷售價(jià)格

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 各模式生產(chǎn)力表現(xiàn)

3種模式的生產(chǎn)力表現(xiàn)如圖1所示，不同年份紫山藥‖生姜模式H4的生產(chǎn)力顯著高于傳統(tǒng)紫山藥單作、生姜單作模式，其紫山藥折合產(chǎn)量分別為31290.0和33079.5 kg/hm2，生姜折合產(chǎn)量分別為27351.0和29010.0 kg/hm2。在2年的平均產(chǎn)量中，模式3的H4處理生產(chǎn)力顯著高于傳統(tǒng)模式1和模式2，其中紫山藥為32184.6 kg/hm2，比傳統(tǒng)模式1提高了33.5%；生姜產(chǎn)量為28180.5 kg/hm2，比傳統(tǒng)模式2提高了42.5%；模式3的H3處理中紫山藥產(chǎn)量27966.7 kg/hm2和生姜產(chǎn)量22537.5 kg/hm2，分別比傳統(tǒng)模式1、2增產(chǎn)16.0%和14.0%。在同種模式下，H3、H4處理中紫山藥產(chǎn)量有差異，紫山藥H4處理比H3增產(chǎn)15.1%，而生姜因不同的箱寬比例對(duì)產(chǎn)量有明顯影響，H4處理比H3處理增產(chǎn)25.0%。表明模式3中H4的生產(chǎn)力優(yōu)勢(shì)高，該模式紫山藥增產(chǎn)較大，主要還得益于生姜產(chǎn)量的大幅度提高，說明紫山藥間種生姜后表現(xiàn)出更大的增產(chǎn)潛力，紫山藥‖生姜平衡增產(chǎn)效果顯著。

圖1 不同種植模式的作物產(chǎn)量比較

2.2 干物質(zhì)生產(chǎn)效率

從表2可以看出，3種模式的干物質(zhì)生產(chǎn)效率差異顯著，H4處理的2年平均干物質(zhì)生產(chǎn)效率為13837.6 kg/hm2，顯著高于對(duì)照，比傳統(tǒng)紫山藥單作和生姜單作分別提高了22.14%和221.1%。同一年份均表現(xiàn)為模式3>模式1、模式2。模式3的H4的干物質(zhì)生產(chǎn)效率優(yōu)勢(shì)顯著，主要原因是紫山藥‖生姜模式充分利用了2種作物生理生長的互補(bǔ)特點(diǎn)，合理設(shè)定間作種植行寬比，結(jié)合優(yōu)良品種選擇和栽培技術(shù)的配套(紫山藥提早播種，地膜覆蓋等)，有效調(diào)節(jié)了其生育期間的資源合理吸收分配，大大提高資源利用效率，促進(jìn)了作物平衡增產(chǎn)。

表2不同種植模式的作物干物質(zhì)生產(chǎn)差異kg/hm2

年份處理紫山藥地上秸稈地下薯塊生姜地上秸稈地下姜塊總生物量2016H15401.8±503.34933.2±419.4∕∕10335.0±922.8H2∕∕1949.4±188.22523.9±198.14473.3±504.2H33323.6±283.82639.4±205.71171.2±153.11500.7±159.58634.9±875.3H46749.3±760.75143.5±529.0717.9±78.1841.1±74.413451.6±1213.4?2017H16686.5±787.55636.8±605.8∕∕12323.3±935.5H2∕∕1806.3±183.02338.7±192.64145.0±372.0H33430.3±260.42724.1±188.71315.4±179.31618.0±186.89087.8±639.3H47095.5±354.85437.8±248.1797.8±77.1892.1±70.114223.2±858.7?2年平均H16044.2±561.45285.0±444.7∕∕11329.2±1006.0H2∕∕1877.9±98.02431.3±103.14309.2±356.1H33377.0±166.62681.8±120.71243.3±125.11559.4±130.38861.5±547.5H46922.4±306.55290.7±213.0757.9±67.6866.6±62.913837.6±811.7?

注：*表示在0.05水平上的差異顯著性。下同。

2.3 溫度利用效率

>10 ℃的有效積溫是作物生長所需的基礎(chǔ)熱量。表3結(jié)果顯示，模式3的有效積溫明顯高于對(duì)照模式；在溫度生產(chǎn)效率上，H4的平均溫度生產(chǎn)效率比H1提高了10.2%，H3的平均溫度生產(chǎn)效率比H2提高了86.0%。由此可見，間作模式能充分利用有效積溫，其溫度生產(chǎn)效率表現(xiàn)突出，當(dāng)然不同作物溫度生產(chǎn)率因季節(jié)和模式的不同而有差異。

2.4 水分利用效率

水分利用效率反映了降水量對(duì)作物產(chǎn)量形成的貢獻(xiàn)，是衡量作物水分消耗和物質(zhì)生產(chǎn)間關(guān)系的重要指標(biāo)。由表4可知，H4的平均水分利率效率比H1提高了14.3%，H3的平均水分利用效率比H2提高了86.4%。表明模式3的水分利用效率優(yōu)勢(shì)顯著，是一種高效的節(jié)水種植模式。

2.5 紫山藥‖生姜模式的經(jīng)濟(jì)效益分析

3種模式的作物產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)效益比較見表5。在2016年和 2017年，間作H4的總產(chǎn)量明顯高于傳統(tǒng)H1，其增幅分別達(dá)34.6%和24.7%；H3的產(chǎn)量與H1比較增幅不大，分別提高了7.7%和-0.5%；H4的產(chǎn)量與H2比較，分別增產(chǎn)高達(dá)47.7%和67.8%；H3的產(chǎn)量與H2比較，分別增產(chǎn)18.1%和34.5%。模式3的H4處理的2年總產(chǎn)值和總成本分別為296999.1和139350.0元/hm2，分別比H3提高了41.8%和17.6%；H4的總產(chǎn)值分別比H1和H2提高了18.1%和130.4%，H4的總成本分別比H1和H2提高了-10.6%和55.9%；H4的產(chǎn)投比較高，為2.10，比H1、H2、H3分別提高了30.4%、45.8%和18.6%。由此可知，同種間作模式中因紫山藥和生姜間作行寬比例的不同導(dǎo)致2個(gè)處理間的產(chǎn)量差異明顯，不同種植模式中產(chǎn)量差異表現(xiàn)不盡相同，分化明顯，模式中的總投入和總產(chǎn)出因種植作物的不同也表現(xiàn)出不同的差異。因此，不同模式中作物選擇和間作生產(chǎn)的不同在很大程度上影響著單位面積土地的產(chǎn)投比，要獲得較高投入產(chǎn)出比，應(yīng)以經(jīng)濟(jì)效益較高的作物為主作物，再間作與主作物相適應(yīng)的其他作物。

表3 2016～2017年不同種植模式作物有效積溫和溫度利用效率比較

表4 2016～2017年不同種植模式作物的水分利用效率

表5 不同種植模式作物產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)效益比較

注：2016年紫山藥、生姜的平均批發(fā)收購價(jià)分別為5.0元kg和3.5元kg；2017年紫山藥、生姜的平均批發(fā)收購價(jià)分別為5.4元kg和3元kg。

3 高產(chǎn)高效栽培的主要技術(shù)要點(diǎn)

將紫山藥‖生姜模式配套高產(chǎn)高效栽培技術(shù)要點(diǎn)歸納如下，其他生產(chǎn)種植技術(shù)及日常管理與紫山藥單作、生姜單作生產(chǎn)技術(shù)一致。

3.1 選種催芽

紫山藥和生姜都要選用優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)抗病品種。紫山藥要比傳統(tǒng)種植提早催芽，于3月底在大棚內(nèi)(或搭小拱棚)集中切塊育苗，種皮朝下，切口朝上，種薯塊緊密整齊排列后撒上一層柴灰或石灰；4月初從地窖內(nèi)取出生姜種，用蛇皮袋(內(nèi)有一層薄膜)裝好，稍扎口置于溫暖朝陽的房間催芽，等芽長出小指蓋大小時(shí)開始栽種。

3.2 種植規(guī)格

采用2.0～2.2 m為一種植帶。每畦帶兩邊各種植1行(一架)紫山藥，山藥采用寬行密植栽培，株距20 cm左右，紫山藥3.45萬～3.75萬株/hm2；在兩架山藥之間間作2行生姜，生姜小行距35～40 cm，株距20 cm，5.55萬～6.00萬株/hm2。

3.3 開溝起壟

紫山藥、生姜種植都為南北走向。將已腐熟的豬、牛糞等農(nóng)家肥足量撒施于土壤里，15000～22500 kg/hm2，深翻整地開挖栽植溝后，在每畦的兩邊(紫山藥種植區(qū))起高壟30～40 cm，結(jié)合回填起壟施少量復(fù)混肥料，再鋪上80 cm寬的地膜，以保證紫山藥地下塊莖良好疏松的生長環(huán)境。生姜種植行溝要深30 cm，姜芽隨土朝下放入，種姜上直接蓋上腐熟牛糞或草木灰，有條件的再鋪點(diǎn)稻草以防太陽直曬種姜。

3.4 及時(shí)澆灌

紫山藥地下塊莖在7月中下旬開始進(jìn)入生長旺盛期，遇干旱時(shí)要及時(shí)灌水但不能漬澇，紫山藥在濕潤疏松的土壤中才能順直生長，不易畦形。生姜在紫山藥的蔭蔽、潮濕的環(huán)境中生長旺盛。

3.5 病害防治

炭疽病、褐斑病是紫山藥發(fā)生最廣泛、最常見的病害，以防為主。一定要掌握好5月底至6月上旬后的第一場(chǎng)雨,在雨后及時(shí)用藥預(yù)防。在第1次用藥后,若持續(xù)干旱則15 d左右噴第2次藥,若遇陰雨天氣，應(yīng)做到1周用藥1次。7月和8月是山藥炭疽病、褐斑病發(fā)病的高峰期，不能等到病害大發(fā)生出現(xiàn)嚴(yán)重落葉和大面積病斑融合時(shí)再防治，而一定要在6月份第一場(chǎng)雨后噴上第一遍藥。進(jìn)入6～8月份汛期，應(yīng)選擇在雨前用藥，雨前沒有及時(shí)噴藥的雨后必須補(bǔ)噴?？捎?0%代森錳鋅可濕性粉劑600倍液、75%百菌清800倍液、50%的甲基托布津700～800倍液或杜邦克露800倍液均勻噴施。以上藥劑最好交替使用。

生姜的主要病害姜瘟病是土傳病害，在姜塊膨大期最容易發(fā)病，導(dǎo)致植株枯死，并迅速蔓延。姜瘟病要以防為主，一旦染發(fā)病，就很難控制，也很難治愈。可以結(jié)合培土施肥時(shí)加入生物菌肥。每次每株施50 g左右。能提高植株抗姜瘟病的能力，有效地抑制姜瘟病的發(fā)生和為害。

4 討論

4.1 發(fā)展紫山藥‖生姜平衡增產(chǎn)模式的可行性

平衡增產(chǎn)模式是指將山藥生姜兩種作物間作作為一個(gè)栽培整體來考慮,依據(jù)氣候與作物的時(shí)空統(tǒng)一性及山藥、生姜栽培生理的互補(bǔ)規(guī)律，合理利用溫、熱、水、肥資源，將單一作物的高產(chǎn)栽培技術(shù)優(yōu)化整合，實(shí)現(xiàn)2種作物的平衡增產(chǎn)目的。紫山藥和生姜都是江西省重要的經(jīng)濟(jì)作物，也是南方的主要經(jīng)濟(jì)作物。

本試驗(yàn)結(jié)果表明(圖2)：紫山藥‖生姜模式在平衡生產(chǎn)力上優(yōu)勢(shì)明顯，與傳統(tǒng)紫山藥單作、生姜單作比較，其紫山藥產(chǎn)量和物質(zhì)生產(chǎn)效率分別提高了33.5%和22.14%，生姜的產(chǎn)量和物質(zhì)生產(chǎn)效率分別提高了42.5%和221.1%。紫山藥和生姜產(chǎn)量的大幅提高，說明在2種作物的合理間作距離和高產(chǎn)栽培條件下，紫山藥‖生姜模式H4表現(xiàn)出顯著的間作優(yōu)勢(shì)，同時(shí)具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。H4的產(chǎn)投比比H1、H2、H3分別提高了30.4%、45.8%和18.6%，具有高產(chǎn)、高效的特點(diǎn)。其主要原因是將生姜引入紫山藥種植區(qū)內(nèi)，充分利用了2種作物空間上的高矮特性，紫山藥有了良好的通風(fēng)透光條件，有效地減少了炭疽病等病害的傳播途徑，生姜在高溫干旱時(shí)借助紫山藥的蔭蔽較好地避免直曬和保持土壤的濕潤，有利于2種作物同時(shí)增產(chǎn)增效；同時(shí)錯(cuò)開了播種時(shí)間和收獲期，紫山藥提早育苗提前收獲，減輕了季節(jié)性矛盾，因而是一種具有較好推廣前景的種植模式。

圖2 不同種植模式作物效果對(duì)照

4.2 紫山藥‖生姜是資源高效生產(chǎn)種植模式

溫?zé)帷⒔邓Y源是影響一個(gè)區(qū)域種植制度的關(guān)鍵因素。本研究結(jié)果表明，模式中2種作物從播種到成熟收獲期間的有效積溫(>10 ℃)為1938.5 ℃·d，降雨量1167.6 mm，完全滿足了紫山藥、生姜生長發(fā)育所需，為間作高產(chǎn)提供了重要的自然資源基礎(chǔ)。紫山藥‖生姜模式的高資源生產(chǎn)效率還與品種的適應(yīng)性相關(guān)，在紫山藥‖生姜模式高產(chǎn)高效技術(shù)體系中，良種選擇是關(guān)鍵之一，在3～4月低溫多雨期，采用紫山藥提早育苗和地膜覆蓋對(duì)資源分配進(jìn)行調(diào)節(jié)；在生育中期6～8月高溫逼熟的氣候環(huán)境下，紫山藥高架的枝葉調(diào)節(jié)了生姜的溫?zé)豳Y源；10月初紫山藥收獲后生姜充分地吸收自然光溫，使其整個(gè)生育期處于一個(gè)協(xié)調(diào)的溫水資源小環(huán)境，充分吸收和利用自然資源，同時(shí)提高了2種作物的生產(chǎn)效率，提質(zhì)增效效果顯著。