李紅梅，冒宇翔，章慧敏，周廣飛，張振良，郝德榮，陸虎華，陳國清,3，薛 林,3，石明亮，黃小蘭，宋旭東*

（1.江蘇省如皋市磨頭鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村和社會事業(yè)局，江蘇 如皋 226551；2.江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇 如皋 226012；3.江蘇省現(xiàn)代作物生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京 210014）

玉米- 大豆帶狀復(fù)合種植模式，即采取田間玉米條帶套種大豆的方法，能充分利用邊行優(yōu)勢，合理地分帶或者分幅種植，以協(xié)調(diào)多熟作物之間對光照和肥水的需求，可進(jìn)一步提高土地資源利用效率和糧油作物單位面積產(chǎn)量和總產(chǎn)[1-4]，目前已成為我國主推的農(nóng)作物種植技術(shù)模式之一。為進(jìn)一步夯實糧食安全根基，更好地保障我國糧食和油料安全，近年來中央一號文件和江蘇一號文件均指出，要進(jìn)一步加大玉米、大豆間作新農(nóng)藝技術(shù)推廣的支持力度，提高土地資源利用效率和單位面積糧食產(chǎn)量。2022 年，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部《“十四五”全國種植業(yè)發(fā)展規(guī)劃》明確提出，開展玉米- 大豆帶狀復(fù)合種植技術(shù)示范行動，在穩(wěn)定現(xiàn)有大豆種植面積的基礎(chǔ)上，大力推廣玉米- 大豆帶狀復(fù)合種植模式，力爭到2025 年新增玉米- 大豆帶狀復(fù)合種植面積333.3 萬hm2。

鮮食糯玉米是重要的特糧特經(jīng)作物，是農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化、推進(jìn)綠色高效農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵作物[5-6]。近年來，隨著人們生活水平的提高，大眾的膳食保健意識逐漸增強(qiáng)，糯玉米因其獨(dú)特的風(fēng)味和食用價值，已逐漸成為一種廣受歡迎的保健休閑食品。江蘇及東南沿海地區(qū)是國內(nèi)較早開展鮮食糯玉米種植生產(chǎn)的地區(qū)，糯玉米產(chǎn)業(yè)一直位居全國前列。江蘇年種植面積近10 萬hm2，糯玉米已發(fā)展成為江蘇省優(yōu)勢特色產(chǎn)業(yè)[6-7]。2023 年江蘇省大豆- 玉米帶狀復(fù)合種植計劃任務(wù)7.3 萬hm2，結(jié)合本省玉米生產(chǎn)和發(fā)展實際，“鮮食玉米+鮮食大豆”已成為江蘇南部和沿江地區(qū)大豆- 玉米帶狀復(fù)合種植的主推模式。

不同行比間作配置在大豆- 玉米帶狀間套作系統(tǒng)中對提高群體產(chǎn)量效益和品質(zhì)起著至關(guān)重要的作用[9-10]。目前，江蘇省關(guān)于鮮食玉米、鮮食大豆的間作套種產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的研究相對滯后，制約了鮮食玉米- 鮮食大豆間作模式的推廣和應(yīng)用。為探索玉米- 大豆帶狀復(fù)合種植模式下最佳行比間作模式，本研究選用目前主推的2 個鮮食糯玉米品種，通過設(shè)置不同鮮食糯玉米和鮮食大豆行比，研究不同間作行比對鮮食糯玉米和鮮食大豆生長和產(chǎn)量的影響，并對其進(jìn)行綜合效益評價，以期為江蘇省鮮食玉米和鮮食大豆帶狀復(fù)合種植增產(chǎn)增效模式提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與材料

試驗于2022 年4—8 月在江蘇現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系海門示范基地（121.11°E、31.83°N）進(jìn)行。試驗地前茬為冬閑地，有機(jī)質(zhì)含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）14.40 g/kg，全氮含量1.01 g/kg，有效磷含量9.26 mg/kg，有效鉀含量94 mg/kg，pH 值為7.40，土壤肥力中等偏上，地力均勻一致。供試玉米品種為蘇玉糯11 和蘇甜糯818，株高分別為210、201 cm，均由江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所提供。大豆品種為蘇新6 號，株高37.5 cm，由江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所提供。

1.2 試驗設(shè)計

如圖1 所示，試驗設(shè)置了1 行玉米3 行大豆間作（1M3S）、1 行玉米4 行大豆間作（1M4S）、2 行玉米3 行大豆間作（2M3S）、2 行玉米4 行大豆間作（2M4S）、凈作玉米（CK）共5 個種植模式。每個模式種植3 個完整帶，帶寬3.6 m，3 次重復(fù)，玉米種植密度為5.25 萬株/hm2，大豆種植密度為13.5 萬株/hm2。收獲時取中間1 個完整帶進(jìn)行測產(chǎn)與考種。

圖1 間作種植示意圖

2022 年4 月22 日播種，播種時玉米、大豆分別施緩釋復(fù)合肥（N、P2O5、K2O 質(zhì)量比為27∶9∶9）60、10 kg/667 m2作基肥。玉米大喇叭口期追施尿素20 kg/667m2，大豆不追肥。其他田間管理與大田一致。7 月19 日對鮮食糯玉米和鮮食大豆進(jìn)行鮮穗（粒）測產(chǎn)與考種。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 玉米形態(tài)和產(chǎn)量指標(biāo)。在玉米采收前，選取中間行連續(xù)10 株鮮食糯玉米測定株高和穗位高；采收時小區(qū)全部收獲進(jìn)行計產(chǎn)，考查每個小區(qū)玉米果穗總數(shù)，同時選取10 個果穗考種，測定穗長、穗粗、禿尖長、穗行數(shù)和行粒數(shù)等產(chǎn)量構(gòu)成因素。

1.3.2 大豆形態(tài)和產(chǎn)量指標(biāo)。在大豆采收前，同樣選取中間行測定連續(xù)10 株鮮食大豆株高和分枝數(shù)；測定豆莢秕莢率、一粒莢率、二粒莢率、三粒莢率和產(chǎn)量等指標(biāo)，具體計算方法參照涂冰潔的研究[11]。

1.3.3 效益評價。根據(jù)鮮食玉米、鮮食大豆整個生育期單位面積生產(chǎn)資料費(fèi)用及人工管理費(fèi)用，計算帶狀復(fù)種模式下的總支出。

總支出=整地費(fèi)用+購買種子費(fèi)用+化肥農(nóng)藥費(fèi)用+采收費(fèi)用+全生育期管理費(fèi)用。

根據(jù)7 月份帶苞葉鮮食玉米2 元/kg，帶莢鮮食大豆3 元/kg 的市場價格，分析玉米- 大豆帶狀復(fù)合種植經(jīng)濟(jì)收益。

總收入＝玉米產(chǎn)量×玉米單價＋大豆產(chǎn)量×大豆單價。

綜合效益=總收入－總支出。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2016 整理和匯總試驗數(shù)據(jù)，使用SPSS 17.0 對數(shù)據(jù)作統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同行比玉米- 大豆帶狀復(fù)合種植模式對玉米與大豆植株性狀的影響

由表1 可知，與玉米凈作（CK）相比，不同間作模式下2 個鮮食糯玉米品種的株高和穗位高均升高，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義。不同種植模式對同一糯玉米品種穗長、穗粗、行數(shù)、行粒數(shù)影響不同。與對照相比，不同間作模式對穗長的影響不顯著，但顯著影響果穗的禿尖長，表現(xiàn)為1M4S 處理下蘇玉糯11 和蘇甜糯818 果穗禿尖最長，1M3S 和CK 處理下禿尖較短。比較不同間作模式下單穗質(zhì)量發(fā)現(xiàn)，2個鮮食糯玉米品種在1M3S 和CK 處理下單穗質(zhì)量相對較高。

表1 不同行比玉米-大豆帶狀復(fù)合種植模式對糯玉米形態(tài)和穗部性狀的影響

由表2 可知，不同行比間作對大豆植株各性狀的影響不同，1M3S 處理下大豆的株高最矮，2M3S處理下株高均最高；1M3S 處理下大豆的分枝數(shù)最多，2M3S 處理下分枝數(shù)最少。比較結(jié)莢情況發(fā)現(xiàn)，秕莢率在1M3S 處理下最低，2 種處理模式分別為23.11%、25.32%；二粒莢率在1M3S 處理下占比最高，2 種處理模式分別為41.07%、38.30%。

表2 不同行比玉米-大豆帶狀復(fù)合種植模式對蘇新6 號植株性狀的影響

2.2 不同行比玉米- 大豆帶狀復(fù)合種植模式對玉米、大豆產(chǎn)量及綜合效益的影響

由表3 可知，不同行比間作對2 個糯玉米品種產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響不同，蘇玉糯11 帶苞葉產(chǎn)量和去苞葉產(chǎn)量表現(xiàn)為CK＞1M3S＞2M3S≥2M4S≥1M4S，且凈作處理（CK）與不同行比間作差異均有統(tǒng)計學(xué)意義，說明鮮食玉米- 大豆不同行比間作顯著降低了鮮食玉米產(chǎn)量。玉米- 大豆帶狀復(fù)合種植玉米產(chǎn)量均低于凈作處理（CK），其中行比1M4S 減產(chǎn)最多，1M3S 減產(chǎn)最少。玉米- 大豆帶狀復(fù)合種植對玉米出籽率和百粒質(zhì)量影響不大。比較蘇玉糯11 和蘇甜糯818 發(fā)現(xiàn)，玉米- 大豆帶狀復(fù)合種植條件下，蘇玉糯11 平均減產(chǎn)36.38%，蘇甜糯818 平均減產(chǎn)13.46%。

表3 不同行比玉米-大豆帶狀復(fù)合種植模式對鮮食糯玉米產(chǎn)量影響

由表4 可知，1M3S 和1M4S 處理下，大豆單株鮮莢質(zhì)量顯著高于2M3S 處理的大豆單株莢質(zhì)量。從鮮莢質(zhì)量、籽粒產(chǎn)量上看，2M3S 處理最低；從出仁率上看，1M3S 處理出仁率最高。從鮮籽百粒質(zhì)量來看，2M3S 處理最低，除蘇甜糯818＋蘇新6 號模式2M3S 處理外，不同行比之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。比較2 個品種發(fā)現(xiàn)，蘇甜糯818 和蘇新6 號帶狀復(fù)合種植的單株鮮莢質(zhì)量、鮮莢質(zhì)量、籽粒產(chǎn)量和鮮籽百粒質(zhì)量均高于相同行比條件下蘇玉糯11 號和蘇新6 號帶狀復(fù)合種植模式。

表4 不同行比玉米-大豆帶狀復(fù)合種植模式對蘇新6 號產(chǎn)量表現(xiàn)

由表5 可知，就玉米和大豆產(chǎn)量而言，相同行比下蘇甜糯818 高于蘇玉糯11，因而蘇甜糯818 與蘇新6 號帶狀復(fù)合種植模式下，大豆和玉米的收益要高于蘇玉糯11 與蘇新6 號帶狀復(fù)合種植模式。比較不同行比發(fā)現(xiàn)，不同行比下總收益存在一定的差異，其中行比1M3S 凈收益最高。

表5 不同行比玉米-大豆帶狀復(fù)合種植模式下經(jīng)濟(jì)效益分析

3 討論

玉米- 大豆帶狀復(fù)合種植模式具有資源高效利用、生態(tài)安全等優(yōu)點。通過協(xié)調(diào)復(fù)合種植系統(tǒng)中玉米和大豆田間行比配置，改善通風(fēng)透光條件，促進(jìn)不同生態(tài)位作物和諧生長，對實現(xiàn)玉米- 大豆帶狀種植群體最大產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義[10]。優(yōu)化帶狀復(fù)合種植行比配置，可為鮮食玉米和鮮食大豆高產(chǎn)高效模式的田間配置提供理論指導(dǎo)。前人研究表明，在成都平原地區(qū)，行比2∶3 的鮮食玉米- 鮮食大豆帶狀間作系統(tǒng)有利于提高作物產(chǎn)量和群體經(jīng)濟(jì)效益[12]。本研究發(fā)現(xiàn)，行比1M3S 種植模式下單位面積玉米產(chǎn)量和大豆總產(chǎn)量均高于其他行比配置，因此1M3S 行比可獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。本研究與前人研究結(jié)果不同的原因可能是當(dāng)?shù)氐奶囟夂驐l件和選用品種的差異造成的。1M3S 行比下取得較高的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，可能與單行玉米種植增加了玉米的邊際效應(yīng)、減少了過度蔭蔽效應(yīng)對大豆生長發(fā)育的負(fù)面影響、提高了光能利用率等因素有關(guān)[13-14]。

玉米- 大豆帶狀復(fù)合種植模式增產(chǎn)增效的基本邏輯是“玉米不減產(chǎn)，增收一季豆”，然而在本研究中，2 個鮮食玉米品種（蘇玉糯11 和蘇甜糯818）與鮮食大豆帶狀復(fù)合種植下產(chǎn)量與凈作相比降低幅度分別為36.38%、13.46%，這可能是由于在帶狀復(fù)合種植過程中，株距過小，加大了玉米行內(nèi)對陽光的競爭，導(dǎo)致玉米株高和穗位升高，影響了玉米的生長和干物質(zhì)的分配效率，降低了產(chǎn)量構(gòu)成因素，增加了禿尖長度，最終表現(xiàn)為玉米產(chǎn)量的降低。此外，通過比較蘇玉糯11 和蘇甜糯818 的帶狀復(fù)合種植發(fā)現(xiàn)，蘇甜糯818 在各行比復(fù)合種植條件下大豆產(chǎn)量和綜合經(jīng)濟(jì)效益均高于蘇玉糯11。前人研究發(fā)現(xiàn)，對于帶狀復(fù)合種植模式，株高太高的玉米對低位作物大豆遮蔭嚴(yán)重，大豆受光不足，相應(yīng)的光合產(chǎn)物積累減少，大豆株高增加，秕莢率升高，生長發(fā)育受阻[15-16]。玉米是間作系統(tǒng)中群體產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的主導(dǎo)作物，本研究中蘇甜糯818 株高較矮、株型較緊湊，減少了行內(nèi)和行間的蔭蔽效應(yīng)，提高了光能利用率，導(dǎo)致矮稈型鮮食玉米（蘇甜糯818）間作系統(tǒng)下的經(jīng)濟(jì)效益高于高稈型鮮食玉米（蘇玉糯11）間作系統(tǒng)。

本研究對鮮食玉米- 鮮食大豆帶狀復(fù)合種植模式下高產(chǎn)高效田間行比配置進(jìn)行了研究，但結(jié)果是基于1 年的數(shù)據(jù)得到的，可能會受當(dāng)年環(huán)境、土壤地力條件等因素的影響，因此，適宜當(dāng)?shù)氐膹?fù)合種植行比模式還需要進(jìn)一步研究驗證。

4 結(jié)論

蘇甜糯818 和蘇玉糯11 與大豆帶狀復(fù)合種植下，與凈作相比產(chǎn)量降低幅度分別為13.46%、36.38%。1 行玉米3 行大豆間作（1M3S）行比下能取得最佳的經(jīng)濟(jì)效益，蘇玉糯11 和蘇甜糯818 間作系統(tǒng)凈收益分別達(dá)到882.5、1239.1 元/667 m2，而凈作收益分別僅為640.6、731.4 元/667 m2，說明株高較矮的蘇甜糯818 與大豆間作系統(tǒng)下玉米和大豆產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益更好，蘇甜糯818 可能更適合作為鮮食玉米- 鮮食大豆復(fù)合間作的優(yōu)選品種進(jìn)行推廣。