占亞楠 湯玉煊 楚宗艷 吳 超 杜玉倍 常明娟

（開封市農(nóng)林科學(xué)研究院，河南開封 475004）

近年來(lái)，棉花收購(gòu)價(jià)格偏低，加之棉花整個(gè)生育期農(nóng)事管理繁雜，機(jī)械化程度低、用工多，投入大、效益差，導(dǎo)致植棉面積逐步減少[1]。近年來(lái)一直在推廣棉花綠色化輕簡(jiǎn)化機(jī)械化栽培技術(shù)，同時(shí)開展棉花高產(chǎn)示范，但是植棉面積減少的趨勢(shì)并未改變。另外，一些花生主產(chǎn)區(qū)由于常年單作重茬種植，導(dǎo)致土傳病蟲害加重、產(chǎn)量和品質(zhì)下降等連作障礙問(wèn)題，嚴(yán)重限制了花生產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展[2]。

我國(guó)耕地資源有限，可供農(nóng)業(yè)種植的土地越來(lái)越少，作物間相互爭(zhēng)地的矛盾日益突出，這就要求提高土地的利用率，農(nóng)作物間套種是目前比較流行的一種集約型立體種植模式[3]。為優(yōu)化種植業(yè)結(jié)構(gòu)，推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，實(shí)現(xiàn)棉油生產(chǎn)“節(jié)本增效、綠色生態(tài)”，提高農(nóng)戶抵御風(fēng)險(xiǎn)的能力，可采用棉花與花生間套作這一綠色高效生產(chǎn)模式，一是充分利用空間；二是增加了采光數(shù)量；三是改善通風(fēng)條件與CO2的供應(yīng)狀況；四是利用花生根系的固氮特性，減少肥料施用[4]。但在實(shí)際生產(chǎn)中也出現(xiàn)了一些問(wèn)題，一是多熟制形成的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，共生作物多，其地上小環(huán)境和地下土壤都為病蟲草害發(fā)生增添了條件；二是間套作作物的整地播種和田間管理比單作需要更多的勞動(dòng)力，且不便于進(jìn)行機(jī)械化作業(yè)[5]。棉花與花生間套作是否有利于2 種作物生長(zhǎng)發(fā)育與農(nóng)戶增收增產(chǎn)這問(wèn)題有待于進(jìn)一步的分析。為此，本文整合分析了目前已有相關(guān)的研究結(jié)果，探究棉花、花生間套作模式的總體效應(yīng)與效益。

1 材料與方法

1.1 文獻(xiàn)收集

在Web of Science 和中國(guó)知網(wǎng)（CNKI）等數(shù)據(jù)庫(kù)中，以“棉花（cotton）”“花生（peanut）”“間套作（intercropping）”為關(guān)鍵詞，對(duì)2000 年后發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行檢索。收集到的文獻(xiàn)需符合以下標(biāo)準(zhǔn)：①試驗(yàn)中必須有處理和對(duì)照，處理組為棉花花生間套作種植模式，對(duì)照組為單作模式，其他因素（如田間管理、生態(tài)條件等）必須一致；②研究數(shù)據(jù)包含多年結(jié)果時(shí)，每年數(shù)據(jù)均收集；③研究結(jié)果均來(lái)自大田試驗(yàn)。最終獲得17 篇有效文獻(xiàn)、77 組數(shù)據(jù)。

1.2 數(shù)據(jù)整理與分析

對(duì)每篇文獻(xiàn)中相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，包括對(duì)照和處理的均值、標(biāo)準(zhǔn)差（SD）和樣本大?。╪）。表格中的數(shù)據(jù)，直接提取；圖中的數(shù)據(jù)，用GetData軟件讀取。使用MetaWin2.0 軟件進(jìn)行Meta 分析。整合分析的結(jié)果是指處理相對(duì)于對(duì)照的變幅大小，經(jīng)過(guò)自然對(duì)數(shù)（ln）轉(zhuǎn)換為響應(yīng)比（RRx）：

式中，Xt、Xc分別表示處理和對(duì)照（如純收入）的平均值。如果RRx＜0，說(shuō)明相較于單作棉花，棉花、花生間套作降低純收入；RRx＞0，則表明相較于單作棉花，棉花、花生間套作增加純收入；如果RRx=0，則說(shuō)明相較于單作棉花，棉花、花生間套作無(wú)影響。每一組的數(shù)據(jù)分析均采用隨機(jī)效應(yīng)模型。

響應(yīng)比的變異由以下公式求得：

式中，St、Sc分別為處理和對(duì)照的標(biāo)準(zhǔn)差，nt、ne分別為處理和對(duì)照的樣本量（即試驗(yàn)的重復(fù)數(shù)）。如果RRx的95%置信區(qū)間（CI）與“0”重疊，則認(rèn)為影響不顯著；反之亦然。為了更直觀地比較效應(yīng)大小，將RRx轉(zhuǎn)換為平均變化百分比。所有的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果用Origin Pro 2018軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

整合分析結(jié)果表明（圖1）：與棉花單作相比，棉花、花生間套作種植模式可以顯著降低棉田僵瓣率，降幅為54.1%，顯著提高棉花霜前花率，增幅為5.3%，相應(yīng)棉花理論產(chǎn)量顯著增加30.8%，總產(chǎn)出值顯著提高33.1%，減去物化和人工投入成本，純收入增幅顯著，增加60.8%，而對(duì)棉花單株鈴數(shù)和單鈴重影響不顯著。由于僵瓣率的樣本容量較少，相應(yīng)誤差較大。

圖1 棉花、花生間作種植模式對(duì)棉花性狀、產(chǎn)量和效益的影響

整合分析結(jié)果表明（圖2）：與花生單作相比，棉花、花生間套作種植模式可以顯著降低花生的單株果重和百果重，降幅分別為10.9%、5.9%；降低花生百仁重、出仁率和純收入，增加花生理論產(chǎn)量、產(chǎn)出值，但效應(yīng)均不顯著。由于樣本容量較小，花生理論產(chǎn)量、產(chǎn)出值和純收入的誤差幅度較大。

圖2 棉花、花生間作種植模式對(duì)花生性狀、產(chǎn)量和效益的影響

3 討論與結(jié)論

棉田間套作模式下，棉花僵瓣率、霜前花率增加，單株鈴數(shù)和單鈴重增加，其原因如下：一是由于時(shí)空的差異，間套棉田不同高度都有綠色面積，形成一個(gè)波狀復(fù)合受光群體，達(dá)到分層采光、交錯(cuò)用光，變平面采光為立體采光，增加了受光面積，提高了光能利用率和光合效率[6]。二是該種植模式改善了通風(fēng)條件與CO2的供應(yīng)狀況。棉花單作時(shí)，由于組成群體的個(gè)體在株高、葉形以及葉片空間伸展位置基本一致，通風(fēng)透光條件較差，往往限制了光合作用的進(jìn)行[7]，而采用高、矮作物間套作，下位作物的生長(zhǎng)帶成了上位作物通風(fēng)透光的“走廊”，有利于空氣的流通與擴(kuò)散，減少爛鈴，促進(jìn)棉鈴提前吐絮，在陰雨年份表現(xiàn)尤為明顯，有利于穩(wěn)產(chǎn)增收。三是花生根系的固氮特性也會(huì)補(bǔ)償棉花對(duì)養(yǎng)分的需求，在保證棉花產(chǎn)量不減的前提下，減少次年棉花種植的氮肥施用量，做到減肥不減產(chǎn)，物化和人工投入明顯降低[8]。因此，棉花理論產(chǎn)量、產(chǎn)出值和純收入增幅明顯。

相較于對(duì)棉花的正面影響，對(duì)花生的影響是負(fù)面的，這可能與以下幾個(gè)因素有關(guān)：一是棉花是直立型的，花生是匍匐型的，由于2種作物帶寬設(shè)置不合理，后期棉株生長(zhǎng)高大、枝葉繁密，會(huì)遮蔽相鄰花生陽(yáng)光的照射，影響花生有機(jī)物的積累；二是棉花根系的下扎能力較強(qiáng)，而花生果根埋藏較淺的生長(zhǎng)特性，相應(yīng)2 種作物對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收能力不同，在供養(yǎng)不足的情況下，棉花生長(zhǎng)吸收大部分營(yíng)養(yǎng)，勢(shì)必影響花生生長(zhǎng)[9]。因此，棉花品種宜選擇株型緊湊、豐產(chǎn)性好、抗病抗逆性強(qiáng)、吐絮通暢、纖維品質(zhì)優(yōu)良、適合與花生間作的早熟或中早熟品種?；ㄉ贩N宜選擇適宜當(dāng)?shù)胤N植、耐陰、綜合抗性好、適宜機(jī)械化的早熟或早中熟品種。同時(shí)，建立棉花、花生間套作種植模式要立足當(dāng)?shù)刭Y源優(yōu)勢(shì)，因地制宜開展棉花、花生間套作高產(chǎn)示范，促進(jìn)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村種植結(jié)構(gòu)調(diào)整。通過(guò)高產(chǎn)高效立體間套種示范，引進(jìn)示范新品種新技術(shù)，使種植良種化、區(qū)域化、規(guī)?；l(fā)展，提高農(nóng)民種植的積極性和種植水平，進(jìn)而全面提高農(nóng)業(yè)整體效益，帶動(dòng)農(nóng)民增收致富，提升產(chǎn)業(yè)發(fā)展能力。