遼寧地區(qū)綠豆玉米間作試驗(yàn)研究

王洪皓 ，喬 輝，趙 秋，何偉鋒*

（1.遼寧省經(jīng)濟(jì)作物研究所，遼寧遼陽 111000；2.燈塔市國有糧食資產(chǎn)管理中心，遼陽燈塔 111300）

玉米作為遼寧省第一大糧食作物，從20世紀(jì)90年代到2016年，遼寧省的玉米種植面積從133.3萬hm2已經(jīng)發(fā)展到233.3萬hm2。2015年，由于玉米價格下降，導(dǎo)致玉米庫存大量積壓，玉米價格持續(xù)走低，2016年根據(jù)農(nóng)業(yè)部公布的相關(guān)信息顯示，預(yù)計未來5年內(nèi)全國玉米種植面積將減少333.3萬hm2，遼寧省宣布調(diào)減玉米種植面積13.3萬hm2。該試驗(yàn)針對種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，研究食用豆輪作與機(jī)械化生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)，為抵御綠豆-綠豆、玉米-玉米等單一種植結(jié)構(gòu)對農(nóng)田生態(tài)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的潛在風(fēng)險提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐，形成綠色創(chuàng)新、周年高產(chǎn)高效、適合于大規(guī)模機(jī)械化生產(chǎn)，并且可復(fù)制的輪作生產(chǎn)模式，促進(jìn)遼寧省食用豆產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，為精準(zhǔn)扶貧做出積極貢獻(xiàn)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)選擇。試驗(yàn)點(diǎn)選在遼寧省阜新市阜蒙縣舊廟鄉(xiāng)試驗(yàn)地，該地地力均勻，地勢平坦，土壤為壤土。

1.1.2 試驗(yàn)材料。玉米雜交種為遼單565，綠豆品種為經(jīng)遼綠29號。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計

玉米清種行距50 cm，株距38 cm，密度為52 500株/hm2，小區(qū)面積333.5 m2。綠豆清種行距50 cm，株距 12 cm，密度 165 000株/hm2，小區(qū)面積 333.5 m2。玉米綠豆分別采用 2∶2 間作、4∶4 間作、4∶8 間作。隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。

1.3 田間管理

玉米于5月3日播種，綠豆于6月14日播種，玉米播種時一次性施復(fù)合肥750 kg/hm2，綠豆播種時一次性施復(fù)合肥225 kg/hm2，田間管理同一般大田。玉米于10月12日收獲并計產(chǎn)，綠豆于9月17日收獲并計產(chǎn)。

1.4 調(diào)查記載

玉米間作綠豆成熟時全區(qū)收獲，然后脫粒計產(chǎn)。田間調(diào)查在收獲前進(jìn)行，玉米每個小區(qū)隨機(jī)選取20株調(diào)查有關(guān)性狀，綠豆每個小區(qū)隨機(jī)選取20株調(diào)查有關(guān)性狀。

1.5 效益計算

種子、化肥、農(nóng)藥、勞動用工等均按當(dāng)?shù)厥袌鰞r格計算。產(chǎn)出的玉米和綠豆的市場價格分別為1.60元/kg和7.60元/kg。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量

由于各種種植方式的小區(qū)面積不盡一致，因此統(tǒng)一采用667 m2的產(chǎn)量進(jìn)行比較（表1）。

表1 不同種植方式的產(chǎn)量結(jié)果kg/hm2

從表1可以看出，玉米清種產(chǎn)量達(dá)到最高8 811 kg/hm2，隨著間作綠豆行距的增加，玉米實(shí)際播種面積減少，玉米產(chǎn)量隨之下降。當(dāng)玉米與綠豆間作的比例分別為 2∶2、4∶4 和 4∶8 時，玉米產(chǎn)量分別占清種玉米的87.9%、81.5%和70.4%。當(dāng)玉米間作行距增大時，邊際效應(yīng)帶來的增產(chǎn)效果無法彌補(bǔ)綠豆占用面積造成的產(chǎn)量損失。綠豆產(chǎn)量變化趨勢與玉米相同，清種達(dá)到1 538 kg/hm2，當(dāng)玉米與綠豆間作的比例分別為 2∶2、4∶4 和 4∶8 時，綠豆產(chǎn)量分別占清種綠豆的24.9%、60.9%和73.7%。說明矮稈作物與高稈作物間作，高稈作物過多產(chǎn)生的遮陰作用減弱了光照度，使矮稈作物減產(chǎn)。從整個試驗(yàn)來看，總產(chǎn)量玉米清種時最高，隨著間作綠豆行距的增加，總產(chǎn)量逐漸下降，綠豆清種時達(dá)到最低，整個間作體系中，玉米是優(yōu)勢作物，綠豆與玉米間作處于不利地位。

2.2 產(chǎn)量構(gòu)成因素比較

從表2可以看出，玉米與綠豆2∶2間作，株高、穗位高、穗長、穗粗、千粒重提高，禿尖減少。隨著綠豆行距的增加，果穗禿尖增加，株高、穗位高、穗長、穗粗、千粒重等隨之降低。說明玉米種植密度過高不利于高產(chǎn)，但從產(chǎn)量上看，玉米行寬增大產(chǎn)生的邊際效應(yīng)不足以抵消播種面積減少造成的產(chǎn)量影響。

表2 不同種植方式玉米產(chǎn)量構(gòu)成因素

表3 不同種植方式綠豆產(chǎn)量構(gòu)成因素

從表3可以看出無論采用哪種比例間作，玉米與綠豆間作后綠豆的產(chǎn)量性狀都受到不同程度的影響，表現(xiàn)為有效分枝、單株莢數(shù)、單莢粒數(shù)、百粒重均有所下降，以玉米與綠豆2∶2間作時影響最大。說明與高稈作物間作比例過小對綠豆生長不利，玉米在這個復(fù)合體系中處于優(yōu)勢地位，其遮陰作用影響綠豆光合作用，造成綠豆植株徒長，結(jié)莢少，百粒重降低。

2.3 生產(chǎn)成本及效益分析比較

從表4可以看出，綠豆清種總產(chǎn)值和純收入最低，玉米與綠豆4∶4間作總產(chǎn)值最高，分別比清種玉米和清種綠豆時增加32.0%和59.3%。玉米與綠豆4∶8間作時，雖然總產(chǎn)值低于玉米與綠豆4∶4間作，但由于綠豆生產(chǎn)成本低，其純收入最高，分別比清種玉米和清種綠豆增加68.3%和73.4%。

表4 不同種植模式的經(jīng)濟(jì)效益分析

3 討論和結(jié)論

豆類與玉米間作是一種典型的種植模式，該研究表明，采用玉米與綠豆立體種植模式能充分利用光、熱、水、肥等資源，在同一土地上取得較高的經(jīng)濟(jì)效益和較好的生態(tài)效益。在間作比例上，玉米與綠豆4∶4或4∶8間作都是比較理想的種植模式，玉米與綠豆4∶4間作總產(chǎn)值最高，玉米與綠豆4∶8間作純收入最高。遼西地區(qū)干旱少雨，較適宜綠豆生長，宜采用玉米與綠豆4∶8間作模式，遼南地區(qū)雨水充沛，較適宜玉米生長，宜采用玉米與綠豆4∶4間作模式，在實(shí)際生產(chǎn)過程中可根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況選擇間作模式。