黃河三角洲鹽堿地不同復(fù)種模式產(chǎn)量和效益比較

秦基皓 安振 張夢坤 胡恒宇 寧堂原

摘要：適宜的種植模式是提高鹽堿地經(jīng)濟效益的關(guān)鍵。本研究以小麥和小黑麥為越冬作物，以玉米、高粱、花生為夏播作物，組合成小麥-玉米、小麥-高粱、小麥-花生和小黑麥-玉米、小黑麥-高粱、小黑麥-花生6種復(fù)種模式，比較不同模式的產(chǎn)量及經(jīng)濟效益。結(jié)果表明，夏播作物相同時，復(fù)種的產(chǎn)量和效益表現(xiàn)為小黑麥﹥小麥;越冬作物相同時，周年產(chǎn)量效益表現(xiàn)為花生﹥高粱﹥玉米。經(jīng)濟效益表現(xiàn)為小黑麥-花生、小麥-花生、小黑麥-高粱、小麥-高粱、小黑麥-玉米比小麥-玉米每公頃分別增收13 822、8 506、8 325、4 297、2 933元。因此，將鹽堿地傳統(tǒng)的小麥-玉米復(fù)種模式升級為冬種飼用小黑麥，夏種花生、高粱等高價值作物，不僅有利于黃河三角洲鹽堿地綠色高效開發(fā)，也利于提高農(nóng)民收入、促進鄉(xiāng)村振興。

關(guān)鍵詞：鹽堿地;復(fù)種模式;產(chǎn)量;經(jīng)濟效益;黃河三角洲

中圖分類號：S510.1+S565.201 ?文獻標識號：A ?文章編號：1001-4942（2019）08-0034-05

Abstract Appropriate cropping pattern is the key to improve economic benefit of saline-alkali land. In this study， using wheat and triticale as overwintering crops， and corn， sorghum and peanut as summer sowing crops， 6 multiple cropping patterns were combined， including wheat-maize， wheat- sorghum， wheat-peanut， triticale-maize， triticale-sorghum and triticale-peanut， to compare their yields and economic benefits. The results showed that the yields and benefits of multiple cropping patterns from more to less were triticale and wheat when the summer sowing crop was same. With the same overwintering crop， the annual yields and benefits showed as peanut﹥sorghum﹥corn. The economic benefits of triticale-peanut， wheat-peanut， triticale-sorghum， wheat- sorghum and triticale-maize were 13 822， 8 506， 8 325， 4 297， 2 933 yuan per hectare higher than that of wheat-maize， respectively. Thus， upgrading the traditional wheat-maize multiple cropping mode in saline-alkali land to the patterns that planting triticale in winter and high-value crops such as peanut and sorghum in summer was not only conducive to the green and efficient development of saline-alkali land in the Yellow River delta， but also help improve farmers income and promote rural revitalization.

Keywords Saline-Alkali land; Multiple cropping pattern; Yield; Economic benefit; The Yellow River delta

近年來，人均耕地面積不斷減少[1]，耕地質(zhì)量下降嚴重[2]且土壤鹽漬化加強[3]，使我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和國家糧食安全面臨著巨大挑戰(zhàn)。我國鹽堿土資源總面積大約9 000×104 hm2[4]，其中，黃河三角洲的中輕度鹽堿地面積約為30×104 hm2[5]。該地區(qū)是我國重點經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，中輕度鹽堿地是山東省重要的后備耕地資源[6]。黃河三角洲年降水量波動大，季節(jié)分布不均勻[7]，氣候條件變化嚴重影響小麥產(chǎn)量[8]，傳統(tǒng)的小麥玉米輪作模式利潤逐年降低。因為受海水影響，鹽堿地返鹽嚴重[9]，再加上技術(shù)和經(jīng)濟原因等[10]，所以治理難度大、成本高、效果差。

在鹽堿地改良過程中，采用工程、物理、化學(xué)等各種措施都具有工程量大、經(jīng)濟效益低等缺點，而利用生物措施治理鹽堿地不但具有良好的改良效果，而且能夠提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益[10]。因此，開展鹽堿地不同復(fù)種模式研究對提高土地利用率和增加農(nóng)民收入都具有重要意義。為此，以當?shù)胤N植的小麥、小黑麥、玉米、花生、高粱等主要作物為試驗對象，比較不同復(fù)種模式對黃河三角洲鹽堿地周年產(chǎn)量和經(jīng)濟效益的影響，以期找出適合該區(qū)鹽堿地推廣種植的周年農(nóng)作物復(fù)種模式。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2017—2018年在山東省東營市利津縣渤海農(nóng)場（118°36′E，37°41′N）進行。該地屬華北濕潤大陸性季風(fēng)氣候，年均氣溫12℃，極端最高氣溫41℃，極端最低氣溫-23℃，年降水量約600 mm，年蒸發(fā)量約1 800 mm，全年無霜期為202～210 d。供試土壤為黏壤土，中度鹽堿，播前0～10 cm土層含有機質(zhì)3.8 g/kg、全氮0.9 g/kg、速效氮23.4 mg/kg、速效磷10.4 mg/kg、速效鉀178.8 mg/kg。

1.2 試驗設(shè)計與栽培措施

以小黑麥（農(nóng)大小黑麥01）、小麥（濟麥22）、花生（山花108）、玉米（登海605）、高粱（黃河高粱）為試驗材料，設(shè)置6種模式：小黑麥-花生、小黑麥-高粱、小黑麥-玉米和小麥-花生、小麥-高粱、小麥-玉米。每處理小區(qū)長17 m，寬7 m，重復(fù)3次。

小麥、小黑麥于10月10日按行距20 cm統(tǒng)一機播，播量均為262.5 kg/hm2?；ㄉ鷨瘟＞?，行距35 cm，株距30 cm。高粱條播，播量為15 kg/hm2，苗期間苗，株距25 cm。玉米單粒精播，行距60 cm，每公頃密度67 500株。小黑麥5月30日刈割，小麥6月20日收獲籽粒。小黑麥、小麥收獲后第二天整地施肥，第三天播種下茬作物。小麥、小黑麥播種前每公頃施磷酸二銨分別為600、300 kg。玉米、高粱播種前每公頃施N-P2O5-K2O比例為3∶ 6∶ 5的玉米專用復(fù)合肥525 kg，花生播種前每公頃施花生專用復(fù)合肥750 kg。

1.3 測定項目和方法

1.3.1 植株干物質(zhì)測定 小黑麥飼用，因此測定干物質(zhì)產(chǎn)量。隨機取3個1 m2樣方，齊地刈割。鮮樣105℃下殺青30 min 后，75℃烘干至恒重，測定干物質(zhì)量。

1.3.2 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素測定 小麥成熟后隨機量取3個1 m2樣方，收獲麥穗，測算穗數(shù);隨機選取20穗，測定穗粒數(shù)和結(jié)實率，曬干后脫粒，測千粒重，選3組求平均值?；ㄉ墒旌竺刻幚黼S機取3個1 m2樣方，收獲莢果，曬干后測產(chǎn)，重復(fù)3次。高粱成熟后隨機取3個1 m2樣方，收獲穗子，測算穗數(shù);隨機選取20穗，曬干后脫粒，測千粒重，選3組求平均值。玉米成熟后采用10 m雙行法收獲考種，籽粒含水量降至15%時稱干重，各處理重復(fù)3次。

1.3.3 經(jīng)濟效益計算 生產(chǎn)成本包括直接成本和間接成本。直接成本包括土地、種子、化肥、農(nóng)藥等購買費用;間接成本有田間管理時人工費等。根據(jù)當?shù)貎r格因素，比較不同種植模式的利潤（產(chǎn)出-投入）和產(chǎn)投比（產(chǎn)出/投入）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Microsoft Excel 2010、DPS 7.05進行數(shù)據(jù)處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同復(fù)種模式對越冬作物產(chǎn)量的影響

由表1可知，小黑麥干物質(zhì)產(chǎn)量為1 050.9 g/m2，干草產(chǎn)量為12 610.76 kg/hm2（含水量以20%計）。小麥平均穗粒數(shù)為27.23粒，千粒重為33.41 g，公頃穗數(shù)為505萬，籽粒產(chǎn)量4 599.45 kg/hm2。

2.2 不同復(fù)種模式對夏播作物產(chǎn)量的影響

2.2.1 對玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀的影響 與前茬種植小麥相比，前茬種植小黑麥可以顯著提高夏玉米產(chǎn)量（P﹤0.01），玉米增產(chǎn)18.29%（表2）。兩種模式穗粒數(shù)與千粒重呈極顯著差異（P﹤0.01），前茬種植小黑麥比小麥分別高出4.42%和12.25%，這說明千粒重與穗粒數(shù)提高是玉米產(chǎn)量增加的主要因素。兩種模式之間夏玉米公頃穗數(shù)也表現(xiàn)出前茬種植小黑麥時較高，但差異不顯著，因此它不是促成夏玉米高產(chǎn)的主要因素。

2.2.2 對高粱產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀的影響 由表3可知，小麥-高粱、小黑麥-高粱兩種復(fù)種方式對夏高粱產(chǎn)量影響極顯著（P<0.01）。與前茬種植小麥相比，前茬種植小黑麥可以顯著提高夏高粱產(chǎn)量14.81%。兩處理穗粒數(shù)呈顯著差異（P<0.05），前茬種植小黑麥的高3.42%。千粒重呈現(xiàn)極顯著差異（P<0.01），前茬種植小黑麥高9.40%。這說明千粒重與穗粒數(shù)提高是促成產(chǎn)量增加的重要因素，但千粒重貢獻更大。高粱公頃穗數(shù)也表現(xiàn)出前茬種植小黑麥的較高，但差異不顯著，不是高粱高產(chǎn)的主要因素。模式間高粱的穗長無顯著差異。

2.2.3 對花生產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響 由表4可知，小麥-花生和小黑麥-花生兩種復(fù)種模式對花生產(chǎn)量影響極顯著。與前茬種植小麥相比，前茬種植小黑麥可以顯著提高夏花生莢果產(chǎn)量（P﹤0.01）和籽仁產(chǎn)量（P﹤0.01），莢果增產(chǎn)15.76%，籽仁增產(chǎn)20.52%，籽仁增產(chǎn)比例高于莢果。小黑麥-花生模式下花生的單株結(jié)果數(shù)、百果重、百仁重分別比小麥-花生模式下的花生高8.33%、6.86%、13.33%，百仁重增加量高于百果重。

2.3 不同復(fù)種模式對單季和周年經(jīng)濟效益的影響

2.3.1 對單季經(jīng)濟效益的影響 由表5可知，前茬作物為小麥時玉米、高粱、花生的每公頃利潤分別為-1 947、2 349、6 558元，表現(xiàn)為花生﹥高粱﹥玉米，花生的利潤是高粱的2.79倍。投入中，人工費用在所有項目投入中支出最大，租地費用次之，農(nóng)藥所占支出比例最低。其中花生耗工最多，每公頃費用達3 150元?？偼度氩町愡€來源于種子費用與機械費用的不同，種子投入中高粱最低、花生最高;機械投入中花生最低、高粱最高。從產(chǎn)出來看，玉米最低、花生最高。單季產(chǎn)投比表現(xiàn)為花生﹥高粱﹥玉米，分別為1.64、1.24和0.79。

前茬作物為小黑麥時，玉米、高粱、花生的每公頃利潤分別為-1 233、4 159、9 656元，表現(xiàn)為花生﹥高粱﹥玉米，花生效益是高粱的2.32倍。投入中，人工費用在所有項目投入中支出最多，租地費用次之，農(nóng)藥占比最低。其中花生耗工最多，每公頃費用達2 700元。其它差異主要是由種子費用與機械費用不同而導(dǎo)致，種子投入中高粱最低、花生最高;機械投入中花生最低、高粱最高。從產(chǎn)出分析，玉米產(chǎn)出最低、花生最高，產(chǎn)量是導(dǎo)致收益差異的主要因素。單季產(chǎn)投比表現(xiàn)為花生﹥高粱﹥玉米，分別為1.96、1.42和0.87。

2.3.2 對周年經(jīng)濟效益的影響 由表6可知，前茬種植小黑麥比種植小麥的年利潤高，小黑麥-玉米比小麥-玉米每公頃高出2 933元，小黑麥-高粱比小麥-高粱每公頃高出4 028元，小黑麥-花生比小麥-花生每公頃高出5 316元。不管前茬作物為小麥還是小黑麥，周年經(jīng)濟效益均為夏播作物花生﹥高粱﹥玉米。經(jīng)濟效益表現(xiàn)為小黑麥-花生、小麥-花生、小黑麥-高粱、小麥-高粱、小黑麥-玉米比小麥-玉米每公頃分別增收13 822、8 506、8 325、4 297、2 933元?？梢?，為了提高效益越冬作物應(yīng)該選用小黑麥替代小麥，夏播作物應(yīng)該用花生、高粱替代玉米。

3 討論與結(jié)論

3.1 越冬作物篩選

本研究結(jié)果表明，小黑麥經(jīng)濟效益高于小麥。原因之一是小黑麥抗逆性強于小麥。2018年濱州市春季小麥生長時受到凍害、低溫和干旱的影響，導(dǎo)致小麥群體低于往年。加上小麥生長后期受到干熱風(fēng)及大風(fēng)大雨天氣的影響，導(dǎo)致其千粒重降低，最終導(dǎo)致小麥減產(chǎn)[11]。與小麥相比，小黑麥耐瘠薄、耐干旱以及新器官分化能力均強于小麥，因此表現(xiàn)出更佳的穩(wěn)產(chǎn)能力[12]。小黑麥生物量高于小麥，且飼料價值較高，這也是其經(jīng)濟效益較高的重要原因之一。本研究發(fā)現(xiàn)，小黑麥不僅單位面積經(jīng)濟效益高于小麥，而且以小黑麥作為前茬作物的夏季玉米、高粱、花生的產(chǎn)量和效益均顯著高于以小麥作為前茬作物。原因是小黑麥作為前茬作物收獲干草，與小麥收獲籽粒相比收獲期提前20 d，從而使夏季作物獲得充足的生長時間，玉米和高粱的千粒重、穗粒數(shù)和花生的單株莢果數(shù)、百果重均得到顯著提升。因此，越冬作物選擇產(chǎn)量較高、營養(yǎng)價值高且生育期較短的飼用作物是鹽堿地種植制度優(yōu)化的重要對策之一。

3.2 夏季作物篩選

復(fù)種可以提高經(jīng)濟效益。6種復(fù)種模式相比，經(jīng)濟效益表現(xiàn)為小黑麥-花生>小麥-花生>小黑麥-高粱>小麥-高粱>小黑麥-玉米>小麥-玉米。投入產(chǎn)出分析看，高粱、花生、玉米3種夏季作物的投入相差不大，花生因為較高的產(chǎn)量和單價從而顯著提高了經(jīng)濟效益。因此，在復(fù)種模式中，除了選擇好越冬作物外，選擇好配套的夏播作物也很重要。為了實現(xiàn)鹽堿地小麥-玉米傳統(tǒng)種植模式的升級增效，夏播作物應(yīng)該選擇適宜鹽堿地、增產(chǎn)潛力大、附加值高的經(jīng)濟作物。

綜上所述，為了提高鹽堿地的種植效益，可以將傳統(tǒng)的小麥-玉米復(fù)種模式升級為冬種飼用小黑麥，夏種花生、高粱等高價值作物。這不僅有利于黃河三角洲鹽堿地綠色高效開發(fā)，也利于提高農(nóng)民收入、促進鄉(xiāng)村振興。

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