蕪菁甘藍(lán)馬鈴薯間作對(duì)其產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響

韋貞偉，陳 超，熊先勤，張 園，李復(fù)煒

（1.貴州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，貴州 貴陽(yáng)550025；2.貴州省草業(yè)研究所，貴州 貴陽(yáng)550006）

間套作是指在同一土地上種植兩種或兩種以上的農(nóng)作物按一定比例合理分帶種植，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有悠久的歷史，合理的間套作能充分利用作物在生長(zhǎng)周期不同形態(tài)學(xué)和生態(tài)學(xué)等方面的差異，可提高作物對(duì)溫度、養(yǎng)分、光等各種自然資源的利用效率，增加間套作作物的產(chǎn)量從而提高單位土地面積的利用率；提高復(fù)種指數(shù)，減少農(nóng)藥的使用，降低管理成本從而實(shí)現(xiàn)增收增產(chǎn)的目的［1－4］，因此，間作在我國(guó)糧食增長(zhǎng)與農(nóng)業(yè)增收中發(fā)揮著重要的作用。

貴州省威寧縣屬于典型旱作雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)，降水少，水分虧缺嚴(yán)重，是限制該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的關(guān)鍵因素。馬鈴薯（Sol anum tuberosu m）是貴州省種植的重要糧食、蔬菜和飼料兼用作物，常年種植面積在1.0×107h m2以上，產(chǎn)量約9.0×106t。蕪菁甘藍(lán)（Brassica napobr assica）是貴州省威寧縣重要的冬春多汁飼料作物品種，常年種植面積在6 666.67 h m2左 右［5－6］。將 馬 鈴 薯 與 蕪 菁 甘 藍(lán)兩種作物間作，從生育期上來(lái)看，蕪菁甘藍(lán)前期生長(zhǎng)速度慢，馬鈴薯生長(zhǎng)速度快，兩種作物在生長(zhǎng)發(fā)育的周期里具有疊加互補(bǔ)性，同時(shí)又有交叉性，馬鈴薯和蕪菁甘藍(lán)間作組成的復(fù)合系統(tǒng)中，在馬鈴薯收獲之前，以馬鈴薯利用光、熱、水、氣和空間為主，蕪菁甘藍(lán)以保苗、壯苗為主；在馬鈴薯收獲以后，就以蕪菁甘藍(lán)利用光、熱、水、氣和空間等自然資源為主［7－8］。因此，馬鈴薯和蕪菁甘藍(lán)間作組成的復(fù)合系統(tǒng)因群體的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律不同，復(fù)合群體在生長(zhǎng)發(fā)育周期上出現(xiàn)了時(shí)間空間的交叉期，降低復(fù)合群體內(nèi)部對(duì)光、水、熱等自然資源利用的競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度，有利于增加復(fù)合群體的總產(chǎn)量。目前，蕪菁和馬鈴薯幾種套種模式中以蕪菁甘藍(lán)間作馬鈴薯經(jīng)濟(jì)效益較各自單作有所提高［7］，小麥（Triticum aestivu m）／大 豆（Gl ycine max）和 蠶 豆（Vicia faba）／馬鈴薯兩種間作方式都具有明顯的間作產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)，以籽粒產(chǎn)量為基礎(chǔ)的土地當(dāng)量比（LER）均大于1［9］，雜交油菜套種蕪菁甘藍(lán)栽培技術(shù)中發(fā)現(xiàn)，二者套作比單作油菜增收［10］。為此，本試驗(yàn)以蕪菁甘藍(lán)／馬鈴薯間作體系為對(duì)象，研究幾種種植模式下蕪菁甘藍(lán)馬鈴薯的土地當(dāng)量比及經(jīng)濟(jì)效益，旨在篩選出研究區(qū)蕪菁甘藍(lán)馬鈴薯間作系統(tǒng)中產(chǎn)量最高的栽培模式。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2013年3－12月在貴州省威寧縣農(nóng)業(yè)科技研究所附近進(jìn)行，該試驗(yàn)地與威寧縣城相距約5 k m，位于104°17′E，26°52′N，海拔2 435 m；年平均氣溫10.3℃，極端最高氣溫30.2℃，極端最低氣溫－9.1 ℃，最熱月平均氣溫16.5 ℃，最冷月平均氣－11.9 ℃，≥0 ℃年積溫3 644.1 ℃·d；年降水量800～1 100 mm，多集中在5－9月份，占全年降水量的80%以上。無(wú)霜期180 d，年日照時(shí)數(shù)1 800 h。土壤為黃棕壤土，p H 值約為6.60，有機(jī)質(zhì)為2.25%，全氮0.16%，有效磷30.45 mg·kg－1，速效鉀為50.00 mg·kg－1，土壤總體肥力為中等，質(zhì)地疏松，前作為馬鈴薯和結(jié)球白菜（B.campestris），冬閑。

1.2 材料與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)選用馬鈴薯和蕪菁甘藍(lán)兩種作物為供試材料，馬鈴薯選用馬鈴薯品種（P）威芋3號(hào)，為威寧縣主推馬鈴薯品種。蕪菁甘藍(lán)選用威寧蕪菁甘藍(lán)，該品種為貴州省草業(yè)研究所培育的優(yōu)良地方蕪菁甘藍(lán)品種，是該區(qū)域的主栽地方牧草品種。

試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理：Ⅰ蕪菁甘藍(lán)單作，Ⅱ馬鈴薯單作，Ⅲ蕪菁甘藍(lán)馬鈴薯1∶2間作地下有間隔，Ⅳ蕪菁甘藍(lán)馬鈴薯1∶2間作地下無(wú)間隔。地下間隔部分用塑料薄膜將蕪菁甘藍(lán)帶和馬鈴薯帶間隔開(kāi)來(lái)，阻止間作地下部分水肥等養(yǎng)分競(jìng)爭(zhēng)，試驗(yàn)設(shè)3個(gè)重復(fù)（表1）。馬鈴薯和蕪菁甘藍(lán)于2013年3月20日進(jìn)行人工行播，蕪菁甘藍(lán)千粒重為2.2 g，小區(qū)長(zhǎng)度為6 m，寬度為4 m。間作模式中，蕪菁甘藍(lán)占9.6 m2，馬鈴薯占14.4 m2。單作蕪菁甘藍(lán)，蕪菁甘藍(lán)行距50 c m，窩距為34 c m；單作馬鈴薯，寬窄行種植，寬行為68 c m，窄行為32 c m，窩距為30 c m；間作方式為蕪菁甘藍(lán)與馬鈴薯1∶2式種植，蕪菁甘藍(lán)種植在馬鈴薯寬行之間，種植1行，窩距為50 c m。蕪菁甘藍(lán)與馬鈴薯間距34 c m。

1.3 試驗(yàn)指標(biāo)及產(chǎn)量測(cè)定

1.3.1 土地當(dāng)量比（LER） 土地當(dāng)量比是同一農(nóng)田中兩種或兩種以上作物間混作時(shí)的收益與各個(gè)作物單作時(shí)的收益之比率，是衡量間作比單作增產(chǎn)程度的一項(xiàng)指標(biāo)［11］。LER＞1 表示間作比單作效率高，LER＜1表示間作比單作效率低［12］。

表1 試驗(yàn)種植模式Table 1 The planting patter n

土地當(dāng)量比（LER）＝Y(jié)ip／Ysp＋Yib／Ysb

式中，Yip和Yib表示間作馬鈴薯和蕪菁甘藍(lán)的生物產(chǎn)量，Ysp和Ysb表示單作馬鈴薯和蕪菁甘藍(lán)的生物產(chǎn)量。

1.3.2 測(cè)產(chǎn)及經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算 2013年9月13日進(jìn)行收獲并對(duì)每個(gè)小區(qū)所有大、小薯分別計(jì)數(shù)、稱重，計(jì)算總薯數(shù)、總薯重，蕪菁甘藍(lán)的收獲方法同馬鈴薯。間作、單作馬鈴薯和間作、單作蕪菁甘藍(lán)的產(chǎn)量均按每個(gè)小區(qū)的實(shí)際收獲量除以小區(qū)總面積計(jì)算。馬鈴薯和蕪菁甘藍(lán)的價(jià)格按貴州省威寧縣市場(chǎng)價(jià)格計(jì)算，其中蕪菁甘藍(lán)價(jià)格為0.5元·kg－1，馬鈴薯價(jià)格為0.7元·kg－1。種子、化肥、農(nóng)藥、薄膜等按市場(chǎng)購(gòu)買價(jià)格計(jì)算，計(jì)算經(jīng)濟(jì)效益時(shí)將試驗(yàn)地產(chǎn)量總收入減去勞動(dòng)力等生產(chǎn)成本。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)收集的數(shù)據(jù)用SPSS 16.0 和Microsoft Excel 2003統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植模式下的產(chǎn)量差異

處理Ⅳ比處理Ⅱ的馬鈴薯產(chǎn)量降低了13.6%，處理Ⅲ比處理Ⅱ降低了17.8%；處理Ⅳ比處理Ⅰ蕪菁甘藍(lán)的產(chǎn)量降低了9.4%，處理Ⅲ比處理Ⅰ蕪菁甘藍(lán)單作產(chǎn)量降低了19.0%（表2），表明間作模式下的這兩種作物的單一產(chǎn)量均低于各自單作時(shí)的產(chǎn)量。但以這兩種間作模式下的產(chǎn)量計(jì)算間作的土地當(dāng)量比（LER）均大于1。說(shuō)明該間作模式較各自單作在產(chǎn)量上具有一定的產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)，間作模式在單位面積相同的情況下，作物的總產(chǎn)量均大于單作時(shí)總產(chǎn)量。且以處理Ⅳ的總產(chǎn)量最高，達(dá)到159 411.30 kg·h m－2；處理Ⅳ與處理Ⅲ土地當(dāng)量各為1.76和1.63，表明這兩種種植模式都可以提高土地利用率，增加單位土地面積的產(chǎn)值。

2.2 蕪菁甘藍(lán)／馬鈴薯間作與單作成本、效益比較

間作在化肥和種子等方面的投入比都小于或等于單作模式，但是在產(chǎn)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值上均比單作有所提高（表3）。處理Ⅲ和處理Ⅳ這兩個(gè)處理的經(jīng)濟(jì)效益分別較處理Ⅰ與處理Ⅱ這兩種單作模式的經(jīng)濟(jì)效益提高了158%和200%。由此可見(jiàn)，間作具有一定的產(chǎn)量和資源利用優(yōu)勢(shì)，還在一定程度上減少農(nóng)藥的施用和人力資源的浪費(fèi)，在相同條件下可以提高單位土地面積的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

表2 威寧蕪菁甘藍(lán)／馬鈴薯間作與單作產(chǎn)量和土地當(dāng)量比Table 2 Yield of B.napobr assica／S.tuber osum intercr opping and monocultured B.napobr assica and S.tuberosum and land equivalent ratio of the intercropping system

表3 蕪菁甘藍(lán)／馬鈴薯間作與單作成本、效益比較Table 3 Cost and benefit comparison of B.napobr assica／S.tuberosum intercropping with monoculturedCNY·h m－2

3 討論

間作模式作為一種農(nóng)業(yè)推廣技術(shù)，它的推廣應(yīng)以經(jīng)濟(jì)效益的高低作為衡量這種農(nóng)業(yè)技術(shù)優(yōu)劣的客觀標(biāo)準(zhǔn)［13］，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中采用間作模式，可以增加單位土地面積的復(fù)種指數(shù)和產(chǎn)投比，減少生產(chǎn)成本的投入，提高作物的總產(chǎn)量，從而達(dá)到增加經(jīng)濟(jì)收入的目的［14］。間作系統(tǒng)中的作物在空間分布、根系深淺和生育期、種植和行距等的不同，能夠在生物學(xué)特性上起到一定的互利共生作用，并能夠整合利用土地資源和光熱資源、集約利用時(shí)間空間，提高單位面積產(chǎn)量，從而獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益［15］。本研究表明，蕪菁甘藍(lán)／馬鈴薯間作在經(jīng)濟(jì)效益上較單作有提高，實(shí)施寬窄行蕪菁甘藍(lán)馬鈴薯間作種植能在一定程度上改良田間小氣候，增加間作系統(tǒng)作物的抗性，減少農(nóng)藥的投入，同時(shí)促進(jìn)系統(tǒng)的上層葉和下層葉對(duì)光合有效輻射的利用，增加系統(tǒng)作物產(chǎn)量，這與甘蔗／玉米間作［16］、甘蔗單間作［13］和甘蔗寬窄行種植［17］的研究結(jié)果相一致。本研究表明，處理Ⅳ的經(jīng)濟(jì)效益最高，達(dá)到50 802元·h m－2。肖繼坪等［18］從研究馬鈴薯／玉米套作中發(fā)現(xiàn)套作作物高矮配對(duì)可以使得作物凈光合速率、葉片氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率和胞間CO2濃度提高，從而增加作物的產(chǎn)量，本試驗(yàn)選擇的也是一高一低作物搭配，產(chǎn)量的增加與其研究結(jié)果一致。作物高低搭配，馬鈴薯的上層葉可以更好地利用光合有效輻射，增加光能利用率，同時(shí)蕪菁甘藍(lán)的下層葉，可以將從上層葉漏下來(lái)的光輻射也用于光合作用，增加了間作系統(tǒng)的光輻射截獲率。本研究表明，蕪菁甘藍(lán)／馬鈴薯間作具有間作優(yōu)勢(shì)，同時(shí)間作的LER值大于1，且處理Ⅳ的土地當(dāng)量比最大，達(dá)到1.76，總產(chǎn)量達(dá)到159 411.30 kg·h m－2，這與甘蔗／大豆間作產(chǎn)量增加的結(jié)果相一致［19］，說(shuō)明蕪菁甘藍(lán)／馬鈴薯間作不僅能夠提高土地利用率，還能提高群體的經(jīng)濟(jì)效益，而且以處理Ⅳ模式下經(jīng)濟(jì)效益尤為顯著。

4 結(jié)論

蕪菁甘藍(lán)／馬鈴薯1∶2間作地下無(wú)間隔，在總產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益上均優(yōu)于單作。蕪菁甘藍(lán)／馬鈴薯在土地當(dāng)量比、作物相互競(jìng)爭(zhēng)力、作物產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益中表現(xiàn)出套作優(yōu)勢(shì)，宜在貴州省威寧縣馬鈴薯種植區(qū)生產(chǎn)中推廣種植。

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