王 偉, 王亞萍, 李榮玉, 劉惠芳

(1.貴州省惠水縣種植業(yè)發(fā)展中心, 貴州 惠水 550600; 2.貴州省茶葉研究所, 貴陽(yáng) 550006;3.貴州大學(xué)作物保護(hù)研究所, 貴陽(yáng) 550025)

西南山區(qū)獨(dú)特的生態(tài)環(huán)境和傳統(tǒng)種植結(jié)構(gòu),主要是以大豆和玉米進(jìn)行復(fù)合種植[1]。間作、套作是提高土地利用率,促進(jìn)農(nóng)作物高產(chǎn)、高效、持續(xù)增產(chǎn)的重要技術(shù)措施。與傳統(tǒng)的單一種植方式相比間套作有明顯的產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)[2],在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有越來(lái)越重要的地位[3]。玉米與大豆間套作是一種十分普遍的種植方式,可充分利用該地區(qū)的光、熱、水、土資源[4],能體現(xiàn)出相互作用優(yōu)勢(shì)[5],大幅提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率[6],提高單位面積產(chǎn)出效率,實(shí)現(xiàn)糧油同步增產(chǎn)[7]。在玉米與大豆間作種植下可以有效地改變土壤群落生物[8-10]、提高根系對(duì)水分的利用效率[9]、改善土壤的物理性能等[11],同時(shí)對(duì)草地貪夜蛾的危害也有一定的防治作用[12]。

惠水縣位于貴州省中南部,有2 000 hm2的大豆玉米帶狀復(fù)合種植基地,由于地理環(huán)境和品種區(qū)域適應(yīng)性對(duì)作物生長(zhǎng)及栽培制度的制定均有較大影響。為此,在喀斯特盆地地貌和生態(tài)環(huán)境下,研究玉米與大豆適宜的間作模式,結(jié)合前人試驗(yàn)研究結(jié)果,探明惠水縣玉米和大豆在合理的帶行配比下的經(jīng)濟(jì)性狀、玉米農(nóng)藝和經(jīng)濟(jì)性狀影響[13],旨在為本地區(qū)玉米大豆間作的高產(chǎn)優(yōu)化復(fù)合群落的田間配置提供合理的技術(shù)參數(shù)[14]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

玉米品種為真玉8號(hào),由貴州真好農(nóng)業(yè)發(fā)展有限責(zé)任公司選育,生育期121 d,株型半緊湊,株高293 cm,穗位高125 cm,穗長(zhǎng)19.5 cm,穗行數(shù)17.2行,禿尖0.6 cm,百粒重33 g。適宜在貴州省的貴陽(yáng)市、遵義市、銅仁市、黔南州、黔東南州、金沙縣海拔1 500 m以下的中上等肥力土壤種植。

大豆品種為齊黃34,由山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所選育,夏播生育期平均105 d,株型收斂,有限結(jié)莢習(xí)性。株高87.6 cm,主莖17.1節(jié),有效分枝1.3個(gè),底莢高度23.4 cm,單株有效莢數(shù)38.0個(gè),單株粒數(shù)89.3粒,單株粒重23.1 g,百粒重28.6 g。適宜在北京、天津、河北中部和東南部、山東北部地區(qū)夏播種植。

1.2 試驗(yàn)方案與方法

1.2.1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)于2022年3月22日至2022年7月26日在惠水縣濛江街道半坡村(海拔1 036.6 m,東經(jīng)106.706 4°,北緯26.200736°)進(jìn)行。采用小區(qū)隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),試驗(yàn)共設(shè)置3個(gè)處理:處理1:玉米∶大豆=2∶2;處理2:玉米∶大豆=2∶3;處理3:玉米∶大豆=2∶4。各處理為3次重復(fù),共9個(gè)小區(qū),各小區(qū)間留走道50 cm,區(qū)組間留走道1 m。各小區(qū)種植兩個(gè)完整帶(如:2行玉米+3行大豆+2行玉米+3行大豆)。試驗(yàn)小區(qū)各處理田間配置如表1所示。

表1 試驗(yàn)小區(qū)各處理田間配置

1.2.2田間管理

1) 播種:采用玉米帶和大豆帶分別開溝條播。玉米播種可采取直播或者育苗移栽的方式,大豆播種采取直播。在3月22日播種,當(dāng)天氣溫9～15 ℃,土壤濕度70%左右。采取人工點(diǎn)播方式播種,下種后用細(xì)土蓋2～3 cm。

2) 施肥:3月22日播種前在2行玉米帶中間挖條溝施基肥復(fù)合肥(N∶P∶K=15∶15∶15),按30 kg/667 m2的量施用。5月8日玉米拔節(jié)期追施尿素,按15 kg/667 m2的量施用。整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中大豆帶均不施肥料。

3) 田間管理:及時(shí)勻苗,出苗后及時(shí)按田間配置的行株距要求進(jìn)行補(bǔ)種或者勻苗(玉米可采取移栽,將過(guò)密的苗移栽至缺窩斷行處)。及時(shí)中耕,大豆玉米出苗后15～40 d,選擇晴天人工中耕1次,結(jié)合對(duì)玉米施追肥(尿素10～15 kg/667 m2),并鏟拔除雜草。再隔25～40 d,對(duì)玉米進(jìn)行第二次追肥(尿素15～20 kg/667 m2),并鏟拔除雜草?？赝赖?玉米7～10片展葉時(shí)旺長(zhǎng)田塊噴施乙烯利、胺鮮·乙烯利等控制株高。大豆在V2～V3(3個(gè)三小葉)、V5(分枝期)、R1(初花期)三個(gè)時(shí)期,用5%的烯效唑可濕性粉劑25～50 g/667 m2(苗期劑量可小至20 g/667 m2),兌水40～50 kg噴施莖葉實(shí)施控旺。

在此期間,4月11日玉米出苗后及時(shí)按田間配置的行株距進(jìn)行勻苗,將過(guò)密的苗移栽至苗不足處。5月8日玉米拔節(jié)期在追肥時(shí)進(jìn)行1次人工中耕,并鏟拔除雜草。大豆于7月26日收獲;玉米于8月15日收獲。

1.3 樣品采集和數(shù)據(jù)處理

1.3.1樣品采集

大豆和玉米均在晴天收獲,每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)收獲中間1帶的玉米和大豆(小區(qū)兩邊的玉米和大豆帶不計(jì)入試驗(yàn)測(cè)定數(shù)據(jù)范圍),采取實(shí)割實(shí)收方式,分小區(qū)大豆、玉米分別收獲裝袋,籽粒大豆在葉片完全脫落、莖變黃、莢變褐、籽粒呈現(xiàn)橢圓時(shí)收獲。籽粒玉米在玉米苞葉變黃,籽粒飽滿變硬時(shí)收獲。產(chǎn)量均為出田重量折干(85%)后數(shù)據(jù)。

1.3.2數(shù)據(jù)處理

利用Excel2019軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和繪圖,用IBM SPSS Statistics25軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和差異顯著性檢驗(yàn)(Duncan’s test)。在處理中,每667 m2大豆或玉米所占面積=大豆或玉米實(shí)際收割面積×2×667 m2/小區(qū)面積),大豆(玉米)折合產(chǎn)量=收割實(shí)測(cè)產(chǎn)量×每667 m2大豆(玉米)所占面積/實(shí)際收割面積。

三個(gè)處理的玉米實(shí)際收割面積均為4.14 m2(0.9 m×4.6 m)。處理1大豆實(shí)際收割面積為5.06 m2(1.1 m×4.6 m),每667 m2大豆所占面積為366.67 m2,每667 m2玉米所占面積為300 m2。處理2大豆實(shí)際收割面積為6.44 m2(1.4 m×4.6 m),每667 m2大豆所占面積為405.80 m2,每667 m2玉米所占面積為260.87 m2。處理3大豆實(shí)際收割面積為7.82 m2(1.7 m×4.6 m),每667 m2大豆所占面積為435.90 m2,每667 m2玉米所占面積為230.77 m2。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植模式對(duì)大豆玉米產(chǎn)量的影響

如圖1所示,不同種植模式下每667 m2的大豆、玉米產(chǎn)量分別為:處理1大豆54.78 kg,玉米536.23 kg;處理2大豆71.28 kg,玉米466.29 kg;處理3大豆86.02 kg,玉米411.56 kg。大豆產(chǎn)量呈遞增趨勢(shì),玉米產(chǎn)量呈遞減趨勢(shì)。結(jié)果表明,大豆玉米帶狀復(fù)合種植,大豆、玉米產(chǎn)量與其所占面積成正比。

注:圖中數(shù)據(jù)表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差(n=3),小寫字母表示不同種植模式大豆玉米產(chǎn)量的差異顯著(p<0.05)。下同。圖1 不同種植模式對(duì)大豆玉米產(chǎn)量的影響

2.2 不同種植模式對(duì)大豆經(jīng)濟(jì)性狀、玉米農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀的影響

2.2.1對(duì)大豆經(jīng)濟(jì)性狀的影響

如表2所示,處理1株高51.61 cm,有效莢數(shù)39,總莢數(shù)41,單株總粒數(shù)76,單株粒重5.85 g,20株粒重117.07 g,百粒重19.70 g;處理2株高50.13 cm,有效莢數(shù)31,總莢數(shù)33,單株總粒數(shù)55,單株粒重6.66 g,20株粒重133.17 g,百粒重20.80 g;處理3株高50.89 cm,有效莢數(shù)38,總莢數(shù)39,單株總粒數(shù)71,單株粒重7.36 g,20株粒重147.20 g,百粒重20.93 g。因此,不同種植模式對(duì)大豆經(jīng)濟(jì)性狀的影響差異不顯著。

表2 不同種植模式對(duì)大豆經(jīng)濟(jì)性狀的影響

2.2.2對(duì)玉米農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀的影響

如表3所示,處理1株高262.78 cm,穗位高122.11 cm,穗長(zhǎng)20.67 cm,穗粗5.00 cm,穗重188.97 g,禿尖長(zhǎng)3.56 cm,穗行數(shù)17.11,行粒數(shù)36.89,百粒重27.17 g,穗粒重9.06 g;處理2株高257.78 cm,穗位高117.78 cm,穗長(zhǎng)19.33 cm,穗重159.64 g,禿尖長(zhǎng)4.44 cm,穗行數(shù)18.00,行粒數(shù)31.11,百粒重25.70 g,穗粒重8.57 g;處理3株高246.00 cm,穗位高115.44 cm,穗長(zhǎng)20.33 cm,穗重186.48 g,禿尖長(zhǎng)5.00 cm,穗行數(shù)18.67,行粒數(shù)32.56,百粒重26.20 g,穗粒重8.73 g。除了禿尖長(zhǎng),不同種植模式對(duì)玉米農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀的影響均不顯著。

表3 不同種植模式對(duì)玉米農(nóng)藝和經(jīng)濟(jì)性狀的影響

3 結(jié)論與討論

玉米大豆復(fù)合種植是我國(guó)西南山區(qū)的主要方式,合理的密度搭配能協(xié)調(diào)玉米、大豆個(gè)體與群體矛盾,建立良好的群體結(jié)構(gòu)[15]。玉米大豆間作是一種既能減肥減藥、又能固氮減排的綠色種植模式[16]。在保證玉米產(chǎn)量的同時(shí),最大限度地提高大豆產(chǎn)量,是實(shí)現(xiàn)玉米大豆復(fù)合種植體系群體增產(chǎn)增收的重要措施[17]。

在本次研究中,總共采用了三種復(fù)合模式進(jìn)行種植,分別為2行玉米∶2行大豆種植模式、2行玉米∶3行大豆種植模式、3行玉米∶4行大豆種植模式。

2行玉米∶2行大豆種植模式大豆所占面積為366.67 m2,產(chǎn)量為54.78 kg;玉米所占面積為300 m2,產(chǎn)量為536.23 kg。2行玉米∶3行大豆種植模式下每667 m2大豆所占面積為405.80 m2,產(chǎn)量為71.28 kg;玉米所占面積為260.87 m2,產(chǎn)量為466.29 kg。3行玉米∶4行大豆種植模式大豆所占面積為435.90 m2,產(chǎn)量為86.02 kg;玉米所占面積為230.77 m2,產(chǎn)量為411.56 kg。研究結(jié)果表明,大豆、玉米產(chǎn)量與其所占畝面積成正比,不同模式大豆玉米帶狀復(fù)合種植對(duì)大豆經(jīng)濟(jì)性狀、玉米農(nóng)藝和經(jīng)濟(jì)性狀的影響差異均不顯著。在生產(chǎn)過(guò)程中,可根據(jù)實(shí)際需要選擇大豆玉米帶狀復(fù)合種植。

姚云昌等[16]研究表明,大豆玉米間作種植以 3∶2 或 4∶2 條帶種植收益最高,效果最佳。在本次試驗(yàn)中,可能沒有充分發(fā)揮該玉米品種產(chǎn)量潛力,忽略了該品種大豆與玉米種植帶的最佳寬度,抑制大豆增產(chǎn)潛力的發(fā)揮,導(dǎo)致大豆群體產(chǎn)量低[19],對(duì)產(chǎn)量造成一定的影響[14]。