木薯與紅籽瓜間套種模式研究及效益分析

陳海生 何文 楊海霞 梁振華 張秀芬 郭素云 劉連軍 黎萍 盧美瑛 李恒銳

摘? ? 要：為探究最優(yōu)的木薯與紅籽瓜間套種模式及其經(jīng)濟(jì)效益，試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理，即3個(gè)不同間套種處理及2個(gè)純種處理，并綜合分析了土壤理化性狀、主要農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益。結(jié)果表明，間套種模式的土壤養(yǎng)分含量和土壤酶活性要優(yōu)于單作;以T2處理（2行紅籽瓜之間種植3行木薯）綜合表現(xiàn)最優(yōu)，木薯單株薯質(zhì)量達(dá)（5.21±0.05）kg，塊根淀粉含量達(dá)（31.98±0.45）%，紅籽瓜種仁蛋白質(zhì)含量達(dá)（37.42±0.31）g·kg-1;經(jīng)濟(jì)效益總利潤(rùn)達(dá)57 711.8元·hm-2。在間套種模式下，以T2處理間套種模式最合理，經(jīng)濟(jì)效益最高。

關(guān)鍵詞：紅籽瓜;木薯;間套種;經(jīng)濟(jì)效益

Abstract： In order to explore the optimal intercropping model and economic benefits between cassava and red seed melon， five different treatments were carried out， including three different intercropping treatments and 2 control groups， the soil physicochemical characters， main agronomic traits， yield quality and economic benefits were analyzed. The results showed that the soil nutrient content and enzyme activity of the intercropping model were better than those of the monoculture. The T2 treatment of "2 rows red seed melon planted with 3 rows cassava" exhibited the best comprehensive characters. The single plant weight of cassava was up to 5.21 kg， the starch content of roots was 31.98%， and the protein content of seeds in red seed watermelon fruit reached to 37.42 g·kg-1. Furthermore， the economic benefit reached to 46 292.8 yuan·hm-2. In the intercropping mode， T2 test was the best mode and showed the highest economic benefit.

Key words： Red- seed edible seed watermelon;Cassava;Intercrop;Economic benefit

作物間套種可以通過(guò)改變土壤濕度、土壤養(yǎng)分狀況、物理性狀等因子， 進(jìn)而導(dǎo)致土壤化學(xué)性質(zhì)、微生物和酶活性等的變化， 改善根際微生態(tài)和提高土壤質(zhì)量， 促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育[1-3]。紅籽瓜是廣西傳統(tǒng)名牌土特產(chǎn)，有較強(qiáng)的地域性和產(chǎn)品特色優(yōu)勢(shì)，經(jīng)濟(jì)效益較高，平均667 m2產(chǎn)值3 000元，且是一種優(yōu)質(zhì)的植物蛋白資源及植物油資源[4]，在西南地區(qū)廣泛種植。隨著我國(guó)能源需求快速的增長(zhǎng)和《關(guān)于擴(kuò)大生物燃料乙醇生產(chǎn)和推廣使用車用乙醇汽油的實(shí)施方案》的頒布，利用木薯根塊淀粉生產(chǎn)酒精成為我國(guó)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要途徑。廣西是木薯種植和生產(chǎn)第一大省份，種植面積和產(chǎn)量均占全國(guó)60%左右。但近年來(lái)，由于木薯種植經(jīng)濟(jì)效益低，農(nóng)戶農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)輸入減少，降低了木薯種植的積極性，導(dǎo)致木薯種植面積逐年減少[5]。因此，研究木薯與紅籽瓜間套種模式及效益分析，對(duì)當(dāng)前廣西木薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。近年來(lái)，木薯間套種模式得到了國(guó)內(nèi)研究者的廣泛關(guān)注，例如木薯與花生、西瓜、大豆、穿心蓮、黃花菜、甘薯等[6-12]套種模式，大多數(shù)研究者均認(rèn)為木薯間作套種高效栽培模式，不僅提高土地利用率，增加復(fù)種指數(shù)，而且能有效增加木薯種植的經(jīng)濟(jì)效益，提高農(nóng)民收入，有利于木薯產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[13-15]。其中，李春光等[16]通過(guò)對(duì)西瓜和木薯間套種栽培模式的研究，得出此模式凈收入為純種木薯的3.1倍;廖浩培等[17]調(diào)查發(fā)現(xiàn)，香瓜、毛節(jié)瓜套種木薯的凈收入分別是純種木薯的4.7倍和4.9倍。目前木薯與紅籽瓜間套種模式研究較少，特別是間套種后對(duì)土壤理化性狀方面的研究更少，大多集中在其經(jīng)濟(jì)效益研究方面，因此開(kāi)展木薯與紅籽瓜間套種模式研究及效益分析具有重大意義。通過(guò)對(duì)木薯與紅籽瓜間套種模式的土壤理化性狀、主要農(nóng)藝性狀及品質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，并結(jié)合相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益開(kāi)展綜合評(píng)價(jià)，探究最優(yōu)的木薯與紅籽瓜間套種模式，為廣西木薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

木薯品種為‘桂墾09-11，由廣西南亞熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所選育并提供;紅籽瓜為當(dāng)?shù)仄贩N，購(gòu)于龍州縣農(nóng)資交易市場(chǎng)。

1.2 方法

試驗(yàn)于 2016年在廣西南亞所東北三區(qū)試驗(yàn)基地進(jìn)行，前茬作物為甘薯。試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理，即T1處理：2行紅籽瓜間種4行木薯（紅籽瓜行株距5 m×0.6 m，1 hm2種植約3 335株;木薯行株距1 m×0.8 m，1 hm2種植約10 005株）;T2處理：2行紅籽瓜間種3行木薯（紅籽瓜行株距4 m×0.6 m，1 hm2種植密度約4 169株;木薯行株距1 m×0.8 m，1 hm2種植約9 380株）;T3處理：2行紅籽瓜間種2行木薯（紅籽瓜行株距3 m×0.6 m，1 hm2種植約5 558株;木薯行株距1 m×0.8 m，1 hm2種植約8 337株）;CK1處理：純種5行木薯（木薯行株距1 m×0.8 m，1 hm2種植約12 510株）、CK2處理：純種5行紅籽瓜（紅籽瓜行株距1.5 m×0.6 m，1 hm2種植約11 115株）。設(shè)3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每小區(qū)面積60 m2。各處理紅籽瓜均種于畦面，木薯種于畦溝。基肥1 hm2施腐熟有機(jī)肥25 t、硫酸鉀復(fù)合肥450 kg;木薯于2月15日播種，將成熟種莖切成15 cm長(zhǎng)的莖段，在壟溝內(nèi)采用平放方式播種;紅籽瓜于3月5日播種，播種前對(duì)種子進(jìn)行催芽處理，采用地膜種植，在蓋膜后打洞穴播，播后蓋種并堵嚴(yán)膜孔，每穴3粒種子，深度3 cm;4月15日進(jìn)行中耕除草;8月15日進(jìn)行追肥，1 hm2用復(fù)合肥（15-15-15）300 kg、硫酸鉀450 kg;紅籽瓜采收期為6月28日;木薯收獲期為12月18日。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 土壤理化性狀及酶活性測(cè)定 在收獲期采用傳統(tǒng)挖掘法，S形多點(diǎn)采集0～20 cm土壤混合，每個(gè)小區(qū)作為一個(gè)土壤樣品。堿解氮采用堿式擴(kuò)散法測(cè)定，速效磷采用鉬銻抗比色法測(cè)定，速效鉀采用火焰光度計(jì)法測(cè)定，有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法（外加熱法）測(cè)定。過(guò)氧化氫酶活性采用高錳酸鉀滴定法測(cè)定（以0.1 mol·L-1 KMnO4計(jì)），脲酶活性采用苯酚鈉比色法測(cè)定，蔗糖酶活性采用二硝基水楊酸比色法測(cè)定，磷酸酶活性采用磷酸苯二鈉比色法測(cè)定[18～20]。

1.3.2 主要農(nóng)藝性狀及品質(zhì)測(cè)定 在紅籽瓜收獲期每小區(qū)隨機(jī)取10株測(cè)定主要農(nóng)藝性狀，包括單株坐果數(shù)、單瓜質(zhì)量、單瓜籽粒數(shù)、單瓜種子質(zhì)量、種仁質(zhì)量、千粒重等指標(biāo)，紅籽瓜種仁蛋白含量采用半微量凱氏法測(cè)定，脂肪含量采用索氏提取法測(cè)定[21-23];在木薯收獲期每小區(qū)隨機(jī)取10株測(cè)定主要農(nóng)藝性狀，包括株高、莖粗、單株結(jié)薯數(shù)、單株薯長(zhǎng)、單株薯粗以及單株薯質(zhì)量等指標(biāo)，木薯塊根淀粉含量采用氯化鈣-旋光法測(cè)定，干物質(zhì)含量采用烘干法測(cè)定[24-26]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Office Excel 2007軟件對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行整理計(jì)算，采用DPS 7.05軟件對(duì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，數(shù)據(jù)均為均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同間套種模式對(duì)土壤理化性狀的影響

從表1可知，間套種處理（即T1、T2、T3）各項(xiàng)土壤養(yǎng)分指標(biāo)均優(yōu)于單作處理（CK1、CK2）;以T2處理最優(yōu)，各項(xiàng)指標(biāo)均顯著高于其他處理。從表2可知，間套種處理各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于單作處理，其中過(guò)氧化氫酶、脲酶、磷酸酶活性以T2處理最高，分別為（11.66±0.41）、（0.34±0.01）、（26.65±0.21）mg·g-1·d-1;蔗糖酶活性以T1處理最高，為（3.67±0.02）mg·g-1·d-1，顯著高于其他處理。由此說(shuō)明，在間套種模式下，土壤養(yǎng)分含量要優(yōu)于單作，土壤酶活性也優(yōu)于單作（圖1～2）。

2.2 不同間套種模式對(duì)木薯與紅籽瓜農(nóng)藝性狀及品質(zhì)的影響

從表3可知，木薯主要農(nóng)藝性狀以T2處理綜合表現(xiàn)最優(yōu)，莖粗、塊根直徑、塊根長(zhǎng)度、單株薯質(zhì)量指標(biāo)顯著高于其他處理。T2處理的單株薯質(zhì)量（5.21±0.05）g較CK1處理單株薯質(zhì)量（4.52±0.14）g，增幅15.27%。以T3處理綜合表現(xiàn)最差，除莖粗、塊根直徑外其他指標(biāo)均低于T1、T2、CK1處理。從表4可知，不同處理的紅籽瓜主要農(nóng)藝性狀存在一定差異，其中T2處理的各項(xiàng)指標(biāo)均高于其他處理，且差異顯著。對(duì)主要性狀指標(biāo)單瓜種子質(zhì)量、出仁率、產(chǎn)籽率進(jìn)行比較，單瓜種子質(zhì)量、出仁率（T2>T1>CK2>T3）、產(chǎn)籽率（T2>TI=CK2>T3）。

對(duì)5個(gè)不同處理進(jìn)行品質(zhì)測(cè)定。從表5可知，T2處理的木薯塊根干物質(zhì)與淀粉含量，紅籽瓜種仁蛋白與脂肪含量最高。其中，T2處理的木薯塊根干物質(zhì)含量（36.48±0.82）%較CK1（單作）干物質(zhì)含量（35.36±0.24）%提高1.12個(gè)百分點(diǎn)，淀粉含量（31.98±0.45）%較CK1（單作）淀粉含量（30.57±0.83）%提高1.41個(gè)百分點(diǎn)，淀粉含量數(shù)值越高意味著塊根的品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益越高。T2處理的紅籽瓜種仁蛋白質(zhì)含量（37.42±0.31）%較CK2（單作）蛋白質(zhì)含量（37.22±0.35）%提高0.2個(gè)百分點(diǎn)，脂肪含量（47.53±0.72）%較CK2（單作）脂肪含量（46.65±0.21）%提高0.88個(gè)百分點(diǎn)。

2.3 不同間套種模式經(jīng)濟(jì)效益分析

從表6可以得出，以T2處理的經(jīng)濟(jì)效益最高，間套種模式最合理。其中T2處理的木薯利潤(rùn)達(dá)23 564.8元·hm-2，紅籽瓜利潤(rùn)達(dá)34 147元·hm-2，總利潤(rùn)達(dá)57 711.8元·hm-2，較T1處理的木薯利潤(rùn)、紅籽瓜利潤(rùn)及總利潤(rùn)均增收較多;較T3處理的木薯利潤(rùn)、紅籽瓜利潤(rùn)及總利潤(rùn)均增收更多;較CK1處理（純作木薯）、較CK2處理（純作紅籽瓜）的利潤(rùn)更是大幅度提高。

2.4 各示范輻射區(qū)產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益分析

通過(guò)關(guān)鍵技術(shù)集成，在崇左市龍州縣開(kāi)展了木薯與紅籽瓜間套種模式試驗(yàn)示范。示范基地和輻射區(qū)產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)效益分別見(jiàn)表7～8。示范基地平均1 hm2總經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)73 334.5元;輻射種植區(qū)平均1 hm2總經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)57 261.8元。

2016—2017年，間套種模式獲得效益的變化主要來(lái)源于木薯和紅籽瓜的價(jià)格波動(dòng)，2017年比2016年紅籽瓜1 kg價(jià)格下降2元，木薯1 kg價(jià)格下降0.06元，使間套種1 hm2總經(jīng)濟(jì)效益下降2 600～5 600元。木薯效益和紅籽瓜效益比例也出現(xiàn)明顯差別，示范區(qū)紅籽瓜效益占總效益的比重從53.46%升高至55.07%，輻射區(qū)紅籽瓜效益占總效益的比重從56.54%升高至58.75%。這說(shuō)明木薯間種紅籽瓜可以適當(dāng)降低純種木薯的價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)。

3 討論與結(jié)論

不同處理間土壤養(yǎng)分含量和土壤酶活性均存在一定差異，合理的間套種模式不僅可以提高土壤養(yǎng)分，還有助于增加土壤酶活性[27-29]。土壤酶活性受土壤溫度、水分、微生物、有機(jī)質(zhì)等多種因素影響，前人對(duì)間作模式下土壤酶活性變化的情況報(bào)道不一。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，木薯間套種紅籽瓜有利于土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和過(guò)氧化氫酶活性的提高;匡石滋等[30]研究表明，香蕉間作（香蕉/大豆，香蕉/花生，香蕉/生姜）可提高土壤脲酶、堿性磷酸酶、蔗糖酶活性， 而過(guò)氧化氫酶活性低于單作香蕉;唐秀梅等[31]研究表明，木薯與花生套種可增加過(guò)氧化氫酶活性、降低脲酶活性;韋家少等[32]研究表明，土壤肥力和土壤酶活性均以間作膠園高于純作膠園;而這些研究說(shuō)明間作模式下土壤酶活性變化因土壤酶類型、作物種類及間作模式的不同而異，相互作用的關(guān)系尚未明確。

木薯間套種紅籽瓜模式能有效改善土壤養(yǎng)分狀況，提升土壤質(zhì)量，土壤中的堿解氮、速效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量都相應(yīng)有所提高，與譚忠良等[33]研究結(jié)果一致，紅籽瓜套種林地土壤的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素和有機(jī)質(zhì)含量比不套種林地有較大幅度的提高。在示范區(qū)采用木薯與紅籽瓜間套種模式，大約比純種木薯增收250%，比純種紅籽瓜增收84%;在輻射區(qū)采用木薯與紅籽瓜間套種模式，大約比純種木薯增收177%，比純種紅籽瓜增收43%，與廖浩培等[17]、韋民政等[24]研究結(jié)果一致，木薯套種模式的經(jīng)濟(jì)效益比純種木薯大幅度提高。

本研究結(jié)果表明，木薯套種紅籽瓜模式可以改善土壤質(zhì)量，提高土壤速效養(yǎng)分含量和土壤酶活性，增加經(jīng)濟(jì)效益，在間套種模式下，以T2處理間套種模式最合理，經(jīng)濟(jì)效益最高。

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