不同油桐套種模式對農(nóng)作物農(nóng)藝性狀及經(jīng)濟效益的影響

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摘要：為探索適宜油桐（Vernicia fordii Hemsl.）幼林套種的農(nóng)作物，分析不同套種模式對作物主要農(nóng)藝性狀及經(jīng)濟效益的影響。結果表明，套種對紅薯農(nóng)藝性狀（主莖蔓長除外）無明顯影響，對黃豆株高、有效分枝數(shù)、有效莢數(shù)、單株產(chǎn)量等農(nóng)藝性狀有顯著影響，對玉米穗粒重有顯著影響；與單作相比，套種會導致黃豆產(chǎn)量下降29.02%、玉米產(chǎn)量下降14.47%。3種套種模式以油桐+玉米經(jīng)濟效益最好，每公頃收益8 850元，其次為油桐+黃豆和油桐+紅薯，每公頃收益分別為6 300元和6 150元。

關鍵詞：油桐（Vernicia fordii Hemsl.）；套種模式；農(nóng)作物；農(nóng)藝性狀；經(jīng)濟效益

中圖分類號：S727.32；S794.3 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）03-0486-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.03.023

The Effects of Different Intercropping Patterns of Vernicia fordii on Agronomic Characteristics and Economic Efficiency of Crops

DU Yang-wen1， ZENG Xiang-fu1， DENG Xian-zhen1， XIANG Xiang-lai2， LI Shuang-long3

（1.Hubei Academy of Forestry， Wuhan 430075， China； 2.Laifeng Forestry Bureau， Laifeng 445700， Hubei， China；

3.Enshi Autonomous Prefecture Forestry Research Institute， Enshi 445000， Hubei， China）

Abstract：Aiming to explore the efficient intercropping crops of Vernicia fordii，the effects of different intercropping patterns on agronomic characteristics and economic efficiency of crops were studied. The results showed that， the agronomic characteristics（except the main stem rength） of sweet potato were not changed. The agronomic characteristics of soybean were changed that including tree height，effective branches number，effective pod and yield. The grains weights per ear on relay cropping maize were significantly changed. Compared with single culture，the yield of soybean and maize was declined by 29.02% and 14.47%，respectively. The economic efficiency of the intercropping pattern（Vernicia fordii+maize） was the better to soybean and sweet potato，it was 8 850 yuan/hm2， others were 6 300 yuan/hm2 and 6 150 yuan/hm2.

Key words：Vernicia fordii Hemsl.； intercropping pattern； crop； agronomic characteristics； economic efficiency

油桐（Vernicia fordii Hemsl.）是中國特有的木本油料樹種，主要分布在長江流域及其以南地區(qū)，包括湖南、湖北、貴州、重慶、四川、廣西、廣東等省（市、自治區(qū)）[1-3]，以四川、湖南、湖北和貴州較為集中。油桐具有豐富的品種資源，中國約有184個[4]。從油桐種子榨取或提取的油稱為桐油，桐油是世界上最優(yōu)質的干性油，是重要的工業(yè)用油，廣泛用于油墨、冶金、鑄造、橡膠、塑料、人造革、建筑、交通運輸、國防、造船、漁業(yè)、農(nóng)業(yè)等領域，是中國重要的油料出口物質之一[5]。中國桐油品質優(yōu)良，出口產(chǎn)量和質量均居世界第一[4]。在現(xiàn)代林業(yè)經(jīng)營中，油桐是復合農(nóng)林栽培中一種難得的經(jīng)濟與用材樹種。農(nóng)林間作是把農(nóng)作物與林木按照一定的排列方式種植于同一土地單元，從而形成長期共生、互助的農(nóng)林復合生態(tài)系統(tǒng)[6]。套作不僅能夠減少水、土、肥的流失[7，8]，還能夠改善土壤養(yǎng)分狀況，促進林木生長[9]，以及提高林地利用率，增加林地經(jīng)濟效益，實現(xiàn)一地多用[10]。

目前，有關農(nóng)林套種的研究較多，如，楊樹-小麥[11]、桑樹-大豆[12]、棗-棉[13]、油茶-大綠豆（Phaseolus aureua）、花生[14]等。但有關油桐套種方面的研究鮮有報道[15]。本研究在油桐幼林中開展套種不同農(nóng)作物試驗，對套種作物主要農(nóng)藝性狀及套種經(jīng)濟效益進行分析，旨在篩選出既能促進農(nóng)作物健康生長，又能提高農(nóng)作物產(chǎn)量、增加經(jīng)濟效益的套種模式，以期為實現(xiàn)油桐高效栽培經(jīng)營提供理論依據(jù)及技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于湖北省恩施州來鳳縣（109°00′-109°27′E，29°06′-29°40′N），地處湖北西南部，平均海拔680 m，土壤主要為紅壤和黃壤。來鳳縣屬亞熱帶大陸性季風濕潤型山地氣候，年平均降雨量1 400 mm，年均日照時數(shù)1 234.9 h，平均溫度10～17 ℃，年極端最低氣溫-7～-15 ℃，>10 ℃積溫3 310～5 130 ℃，無霜期207～293 d，相對濕度81%。

1.2 試驗材料與設計

試驗材料為兩年生油桐幼林，株行距3 m×4 m，55株/hm2，林相整齊，長勢良好，造林后采用正常的周年撫育管理措施，每年5月和8月各中耕施肥1次（以氮磷鉀速效肥為主），不定期除草和病蟲害防治。2013年4月開展不同套種農(nóng)作物試驗研究，套種模式為油桐+玉米、油桐+黃豆和油桐+紅薯，3種模式分別設置對應的玉米、黃豆、紅薯單作為對照。選擇地勢、土壤條件、油桐長勢等條件基本一致的油桐幼林進行試驗，設置3個區(qū)組，每個區(qū)組3個處理，每處理300 m2。

各處理分別如下：①紅薯為一般農(nóng)家品種，株行距15 cm×40 cm，基本完全覆蓋裸露土地，距離油桐20 cm。4月下旬栽插，移栽成活后新蔓長5～10 cm和50～60 d時分兩次追肥；②玉米品種為鄂玉30號，株行距40 cm×60 cm，距離油桐20 cm。2月中下旬至3月上中旬播種，施底肥和追肥，追肥在拔節(jié)期和孕穗期分兩次追肥；③黃豆密度20 cm×20 cm，距離油桐20 cm。6月上旬播種，在黃豆初花期追肥，進入結莢期可用0.05%～0.10%的鉬酸銨溶液或2%的過磷酸鈣溶液葉面噴施，可加入0.15%的磷酸二氫鉀和0.1%的尿素溶液一同噴施。除草、施肥、病蟲害防治等撫育管理措施根據(jù)各作物要求實時管理。

1.3 指標調查測定

各作物主要農(nóng)藝性狀分別在其收獲時調查，各取樣調查50株。紅薯[16]主要農(nóng)藝性狀為主莖蔓長、單株莖葉重、單株分枝數(shù)、莖粗、單株結薯數(shù)和單株鮮薯重，玉米[17-19]主要農(nóng)藝性狀為株高、穗長、穗行數(shù)和穗粒重（鮮重），黃豆[20，21]主要農(nóng)藝性狀為株高、有效分枝數(shù)、有效夾數(shù)、株粒數(shù)和單株產(chǎn)量（鮮重）。并計算套種與單作的平均單株產(chǎn)量。

作物單位面積（hm2）產(chǎn)量=每公頃株數(shù)×平均單株產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用SPSS 18.0及Excel 2003對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，并對各農(nóng)作物套種與單作的農(nóng)藝性狀進行獨立樣本t檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同套種模式對作物農(nóng)藝性狀的影響

2.1.1 油桐+紅薯模式對作物農(nóng)藝性狀的影響 由表1可知，經(jīng)t檢驗，紅薯套種與單作紅薯主莖蔓長（t=-2.788 8*，P=0.012 1）差異顯著，莖葉重、分枝數(shù)、莖粗、結薯數(shù)、鮮薯重差異不顯著。與單作相比，紅薯與油桐套種主莖蔓長顯著降低，單株莖葉重、單株結薯數(shù)和單株鮮薯重也略有降低，單株分枝數(shù)和莖粗略有增加。因此，紅薯套種與單作對紅薯產(chǎn)量影響不明顯。

2.1.2 油桐+黃豆模式對作物農(nóng)藝性狀的影響 油桐+黃豆套種與單作黃豆株高（t=-2.138 2*，P=0.047 3）、有效分枝數(shù)（t=-3.441 8**，P=0.003 7）、有效莢數(shù)（t= -2.254 8*，P=0.039 1）、單株產(chǎn)量（t=3.053 1**，P=0.006 0）等農(nóng)藝性狀差異顯著（表2）。套種與單作相比，黃豆株高、有效分枝數(shù)、有效莢數(shù)和單株產(chǎn)量均比單作有所降低，其中有效分枝數(shù)比單作降低29.85%，有效莢數(shù)比單作降低31.58%，單株產(chǎn)量比單作降低29.02%。因此，與單作相比，套種會使黃豆大幅減產(chǎn)。

2.1.3 油桐+玉米模式對作物農(nóng)藝性狀的影響 油桐+玉米套種與單作玉米株高、穗長、穗行數(shù)無顯著差異，單株穗粒重（t=-2.120 3*，P=0.038 3）差異顯著（表3）。套種與單作相比，玉米單株穗粒重降低14.47%，其余性狀二者差異較小。因此，與單作相比，套種會導致玉米顯著減產(chǎn)。

2.2 不同套種模式對作物經(jīng)濟效益的影響

油桐+黃豆、油桐+紅薯和油桐+玉米不同套種模式農(nóng)作物經(jīng)濟效益存在明顯差異（表4）。從總投入來看，以種植紅薯投入最多，其次為玉米，最少的是黃豆，種植紅薯比玉米投入增加20.4%，比黃豆增加22.9%。從總收入來看，黃豆、紅薯和玉米收入差異顯著（F=27.36**，P=0.001 0），以種植玉米收入最高，其次為紅薯，種植黃豆收入最低，種植玉米收入比紅薯增加8.0%，比黃豆增加20.0%。從純收益來看，黃豆、紅薯和玉米收入差異明顯（F=474.46**，P=0.001 0），以種植玉米純收益最高，與黃豆和紅薯相比差異顯著，純收益比黃豆增加40.5%，比紅薯增加43.9%，黃豆和紅薯純收益差異不顯著。從上述分析可知，種植紅薯投入成本高，純收益最少；種植玉米投入成本低，純收益最高；而種植黃豆投入較少，純收益也較少。因此在3種套種模式中，以在油桐幼林中套種玉米收益較好。

3 小結與討論

玉米產(chǎn)量構成因素主要有百粒重、行粒數(shù)、穗行數(shù)、穗粗、穗長等性狀[22]。研究表明，構成因子對玉米產(chǎn)量的影響程度為單位面積穗數(shù)>穗粒數(shù)>千粒重[23-25]；陳國平等[26]提出，高產(chǎn)玉米的產(chǎn)量取決于穗粒數(shù)和穗粒重，增加穗粒數(shù)是提高穗粒重的關鍵。張丹等[22]研究了玉米產(chǎn)量與各構成因子的相關性，表明玉米產(chǎn)量與百粒重、行粒數(shù)和穗行數(shù)與產(chǎn)量的遺傳相關系數(shù)達到了正極顯著或顯著水平，說明增加玉米的穗行數(shù)、行粒數(shù)以及百粒重有助于增加玉米產(chǎn)量。而且，穗行數(shù)和行粒數(shù)的環(huán)境相關系數(shù)達到負極顯著水平，說明這2個因素受環(huán)境影響較大。本試驗中套種改變了玉米原有的單作生長環(huán)境，必然對產(chǎn)量產(chǎn)生一定影響。套種與單作穗行數(shù)差異不顯著，而產(chǎn)量差異顯著，可能是套種對行粒數(shù)影響的結果。

前人對大豆的套種研究有很多報道，其中玉米-大豆套作模式研究較多[27-29]。本試驗通過油桐-大豆套作模式研究對大豆株高、有效分枝數(shù)、有效莢數(shù)、單株產(chǎn)量等農(nóng)藝性狀的影響，結果表明在油桐林地套作大豆會顯著影響其農(nóng)藝性狀，導致其大幅減產(chǎn)。大豆產(chǎn)量是一個受多基因控制的數(shù)量性狀，會受品種遺傳特性（栽培條件和環(huán)境條件）等多種因素的影響[30]。套作大豆產(chǎn)量與分枝粒重、最高分枝數(shù)、有效分枝數(shù)極顯著正相關[31]。分枝能力是套作大豆產(chǎn)量形成的保證，分枝質量直接影響大豆產(chǎn)量。Board等[32]發(fā)現(xiàn)大豆多數(shù)分枝形成于花期開始之后的R1至R5期，這對套作后對分枝的發(fā)生及分枝產(chǎn)量的形成極為有利。張君等[33]認為單株粒數(shù)是影響單株產(chǎn)量的最大因子，其次是單株莢數(shù)和主莖節(jié)數(shù)，而分枝數(shù)和株高對單株產(chǎn)量的影響較小。單彩云等[34]認為對黑龍江省大豆產(chǎn)量影響最大的是單株粒數(shù)，而株高對產(chǎn)量的影響卻較小。包海剛等[35]、譚春燕等[36]認為影響大豆產(chǎn)量的最大因子是株高。本試驗套種株高與單株產(chǎn)量的變化是一致的，可初步認為株高和產(chǎn)量是有關聯(lián)的，這和包海剛等[35]、譚春燕等[36]的結論相吻合，尚需要進一步的研究。

油桐林地套種紅薯、黃豆、玉米，可從3個方面對其經(jīng)濟效益進行分析，一是3種套種模式間以油桐+玉米套種模式經(jīng)濟效益最好，其次為油桐+黃豆和油桐+紅薯；二是農(nóng)作物套種與單作相比，油桐+紅薯套種產(chǎn)量降低，經(jīng)濟效益高于單作，但不明顯，油桐+玉米和油桐+黃豆套種產(chǎn)量比單作都有所降低，油桐+玉米降低14.47%，油桐+黃豆降低29.02%；三是套種與不套種相比，不論何種套種模式，都有一定的經(jīng)濟效益。適宜的套種模式不僅能夠改善土壤養(yǎng)分狀況，促進林木生長，提高林地利用率，也能增加林地經(jīng)濟效益，實現(xiàn)一地多用。因此，油桐幼林地選擇種植玉米是更為適宜的套種模式，既能增加經(jīng)濟效益，也能實現(xiàn)油桐高效栽培經(jīng)營。

油桐林地套種紅薯、黃豆、玉米與其單作相比，套種對作物農(nóng)藝性狀影響各有差異。套種紅薯對其莖葉重、分枝數(shù)、莖粗、結薯數(shù)、鮮薯重等農(nóng)藝性狀影響不明顯，套種黃豆對其株高、有效分枝數(shù)、有效莢數(shù)、單株產(chǎn)量等農(nóng)藝性狀有顯著或極顯著影響，套種會使其大幅減產(chǎn)，套種玉米對其穗粒重有顯著影響，也會導致其減產(chǎn)。

油桐林地套種紅薯、黃豆、玉米，所獲得的純經(jīng)濟效益以油桐+玉米種植模式最高，其次是油桐+黃豆和油桐+紅薯；總收入以油桐+玉米最高，其次是油桐+紅薯和油桐+黃豆。建議油桐林地套種玉米更為適宜。

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