間作芳香植物在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

許越，崔雨薇，王源，王雨，郭榮慧，陶月，吳恒梅*

(1.佳木斯大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154007；2.佳木斯大學(xué)外國(guó)語(yǔ)學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154007)

蔬菜是人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚氖澄镏?，具有豐富的維生素，微量元素等物質(zhì)是對(duì)人體有益的營(yíng)養(yǎng)食品。我國(guó)土地資源目前處于緊缺狀態(tài)，因此農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的連作現(xiàn)象是十分普遍的。長(zhǎng)期連作會(huì)產(chǎn)生一系列生產(chǎn)問題，如病蟲害發(fā)生嚴(yán)重，根據(jù)大量生產(chǎn)調(diào)查和查閱資料顯示黑龍江地區(qū)白菜主要病蟲害有黃條跳甲、菜蚜、小菜蛾、菜粉蝶4種[1]。經(jīng)過數(shù)十年的土地種植，使得土壤養(yǎng)分嚴(yán)重失調(diào)，肥料利用率也逐年下降，作物質(zhì)量降低等問題。芳香植物是指含有較多的芳香性物質(zhì),可利用自身的天然香氣成分去驅(qū)避害蟲、排斥雜草、抗菌防腐、抵御病蟲害的侵?jǐn)_[2]。利用芳香植物驅(qū)蟲的特性,不需使用農(nóng)藥防治葉部病蟲害,防止了農(nóng)藥污染,為十字花科植物的有機(jī)生產(chǎn)建立了新的模式。

1 菜園間作的研究進(jìn)展

間作是同一生長(zhǎng)地種植兩種以上作物的方法，它是中國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的繼承和發(fā)展，在世界農(nóng)業(yè)史上享有很高的聲譽(yù)[3]，與單作相比，“近距離栽培效果”“施工效果”“不均衡效果”“邊緣效果”“補(bǔ)償效果”顯著[4]。土壤、時(shí)間、光能、熱能明顯提高營(yíng)養(yǎng)素的利用率，大大提高作物的產(chǎn)量和土地利用效率[5]。合理的間作也可以改善農(nóng)田的氣候環(huán)境，限制病害和害蟲的病害環(huán)境和病蟲害環(huán)境，從而抑制病害和害蟲的發(fā)生[6]。是持續(xù)控制作物病蟲害的有效措施之一[7-9]。在2015年時(shí)糧食生產(chǎn)高位護(hù)盤，實(shí)現(xiàn)“十二連增”。雖然取得這樣的成績(jī)，但我國(guó)土地也存在用地緊張，更要著力加強(qiáng)農(nóng)業(yè)供給測(cè)結(jié)構(gòu)性改革?！笆濉币?guī)劃建設(shè)稿也首次提出，探索實(shí)行耕地輪作制度試點(diǎn)。所以我們就要采用輪作、間作、休耕、退耕等對(duì)土地進(jìn)行治理[10]。

1.1 不同蔬菜的間作

利用不同種蔬菜進(jìn)行間種從而提高蔬菜養(yǎng)分吸收利用率，減少蔬菜種植空間。在哈爾濱市呼蘭區(qū)康金鎮(zhèn)利用圓蔥套種秋白菜，充分利用土地空間，提高土地利用率。從選苗到收獲經(jīng)過多重管理合理的套種。圓蔥套中秋白菜栽培模式效益可觀，深受當(dāng)?shù)剞r(nóng)民歡迎[11]。華章[12]等人將平菇間作蔬菜。平菇可以被蔬菜遮陰保濕。園地土壤富含多種養(yǎng)分，適宜平菇生長(zhǎng)。同時(shí)，改善蔬菜的通風(fēng)透光條件，使獲得雙豐收。伊寧縣蘆筍種植已有幾十年，但當(dāng)時(shí)市場(chǎng)不好，種植效益不好。因此，伊寧縣決定加強(qiáng)種植業(yè)調(diào)整，鼓勵(lì)發(fā)展蔬菜種植業(yè)，推進(jìn)蔬菜套種和糧食經(jīng)濟(jì)套種，鼓勵(lì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧民發(fā)展蘆筍種植。經(jīng)過近年來(lái)青年農(nóng)場(chǎng)示范種植，經(jīng)濟(jì)效益可觀，已成為農(nóng)牧民今后增收的好項(xiàng)目[13]。

1.2 蔬菜與糧食作物的間作

民以食為天。對(duì)于任何一個(gè)國(guó)家來(lái)說(shuō)，糧食的重要性是不言而喻的，有足夠的存糧，老百姓才能生活有保障。自古以來(lái)我國(guó)就很重視發(fā)展農(nóng)業(yè)，也是糧食產(chǎn)量大國(guó)。將糧食與蔬菜合理間種從而達(dá)到雙豐收。將馬鈴薯與玉米間作，其馬鈴薯干物質(zhì)積累量較馬鈴薯單作增加了22.28%，葉面積指數(shù)在淀粉積累前期增加了36.43%，葉片葉綠素相對(duì)含量比單作增加了7.54%。與單作相比，間作栽培模式下土壤全磷、速效鉀含量及土壤pH值都?jí)埣恿?，土壤全氮、堿解氮、速效磷、有機(jī)質(zhì)的含量有明顯下降[14]。在南澗縣小灣東鎮(zhèn)龍門村[15]將玉米與白菜、甘藍(lán)合理間種，后期加強(qiáng)管理，改善了農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，減少了病蟲草害。改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，打破病蟲草發(fā)生流行規(guī)律。蔬菜病蟲害減少。與凈耕地相比，各種病蟲害均有不同程度的減少。為實(shí)現(xiàn)糧食增產(chǎn)、農(nóng)民增收和農(nóng)業(yè)增效。技術(shù)人員和農(nóng)戶根據(jù)當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)、技術(shù)專長(zhǎng)、市場(chǎng)信息和交通便利情況選擇種植模式。在生產(chǎn)技術(shù)組裝中，重點(diǎn)突出秋整地、秋施農(nóng)家肥；選擇優(yōu)良高產(chǎn)品種；適時(shí)播種；合理密植；配方施肥；加強(qiáng)田間管理等技術(shù)措施。以玉米為主的間、套種經(jīng)濟(jì)作物、雜糧雜豆作物、蔬菜作物等新型技術(shù)模式，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。海倫市2007～2009年推廣玉米間種、套種馬鈴薯、蕓豆等矮稈作物面積140萬(wàn)畝，玉米平均單產(chǎn)292.8 kg，蕓豆等矮稈作物平均單產(chǎn)104.4 kg，間套種平均畝純效益681.2元，140萬(wàn)畝總效益96537萬(wàn)元。寧安市2005～2009年5年累計(jì)推廣29萬(wàn)畝，采用玉米與矮棵經(jīng)濟(jì)作物間作玉米平均畝產(chǎn)達(dá)673 kg。增產(chǎn)糧食1682.1萬(wàn)kg，增加收入2683.8萬(wàn)元，甜葉菊、白瓜子等經(jīng)濟(jì)作物總純收入達(dá)15000萬(wàn)元。尚志市2007～2009年經(jīng)過多年生產(chǎn)實(shí)踐，累計(jì)推廣玉米套種紅小豆種植模式8.1萬(wàn)畝，玉米平均畝產(chǎn)438.7 kg，紅小豆平均畝產(chǎn)128.2 kg，畝增收568.0元，畝純收入554.9元，新增加純收入4494.4萬(wàn)元。綏化市北林區(qū)2001年以來(lái)累計(jì)示范應(yīng)用11.78萬(wàn)畝，新增效益2970.64萬(wàn)元[16-17]。

2 間作芳香植物在蔬菜生產(chǎn)中的應(yīng)用

近年來(lái)，蔬菜安全性日益受到人們的重視，解決蔬菜中農(nóng)藥殘留超標(biāo)的問題已刻不容緩。生物防治技術(shù)以其安全、無(wú)毒、防效好等特點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。芳香植物的揮發(fā)性成分對(duì)害蟲的生物活性很高，并且作用方式有較多樣，已經(jīng)報(bào)道的作用方式有熏蒸、忌避、拒食、觸殺、殺卵、抑制生長(zhǎng)等[18]。有機(jī)農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定禁止使用任何人工合成的化學(xué)投入作物，在病蟲害防治方面強(qiáng)烈倡導(dǎo)依賴自然生態(tài)系統(tǒng)，因此利用芳香蔬菜特有的氣味及抗菌物質(zhì)來(lái)防控作物病蟲害是符合有機(jī)農(nóng)業(yè)理念的。

2.1 間作芳香植物對(duì)蔬菜病害的影響

Kéita等研究了羅勒 (OcifimumbasilicumL.) 、丁香羅勒 (O.gratissimumL.) 對(duì)四紋豆象 (CallosobruchusmaculatesFabricus)[2],都具有驅(qū)蟲效果。因此利用芳香植物的這一特性，選擇適宜種類作為伴生地被植物為經(jīng)濟(jì)作物，對(duì)植物無(wú)公害生產(chǎn)提供了有效途徑。以迷迭香(Rosmarinusofficinatis) 、茴香(Foeniculumvulgare) 、薄荷(Menthahaplocalyx) 等 3 種芳香草本植物為材料，采取與蕹菜間作種植方式，探討 3 種芳香植物中特殊的揮發(fā)性成分對(duì)蕹菜生長(zhǎng)及害蟲的驅(qū)避作用。研究結(jié)果表明，茴香、迷迭香、薄荷與蕹菜間作后，對(duì)蕹菜的株高、株幅、葉片數(shù)、分株、產(chǎn)量均有一定的影響。芳香植物驅(qū)避蟲害效果顯著，與芳香植物間種的蕹菜蟲害明顯有減少，且隨著蕹菜的生長(zhǎng)，芳香植物的防蟲效果更加顯著。其中，迷迭香防蟲效果最佳且穩(wěn)定，茴香次之，薄荷的效果不穩(wěn)定[19]。利用各蔬菜種類間的化感關(guān)系，促進(jìn)蔬菜田的生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定平衡，抑制病蟲草害發(fā)生，從而減少蔬菜田化學(xué)農(nóng)藥的施用，從生產(chǎn)源頭保護(hù)蔬菜食品安全。將黃瓜與小茴香、蔥鄰作時(shí)表現(xiàn)對(duì)煙粉虱具有一定的趨避性，黃瓜與茼蒿、蔥鄰作時(shí)對(duì)其薊馬數(shù)量減少。番茄與黃瓜、田七鄰作時(shí)其薊馬數(shù)量減少且產(chǎn)量提高，而與生菜、茼蒿鄰作時(shí)數(shù)量增加。選擇合適的蔬菜進(jìn)行空間鑲嵌種植對(duì)蔬菜上的害蟲具有一定的防治效果，在害蟲未侵染蔬菜時(shí)，周圍采用對(duì)害蟲具有趨避性的蔬菜鄰作；當(dāng)害蟲已經(jīng)侵染蔬菜時(shí)，周圍選擇對(duì)害蟲具有引誘性的蔬菜鄰作[20]。

2.2 間作芳香植物對(duì)菜地土壤微生態(tài)的影響

為揭示間作作物種間關(guān)系、探究間作栽培方式對(duì)土壤的影響以“紅瑪瑙”大櫻桃作為試材，采用隨機(jī)區(qū)組排列設(shè)計(jì)方法，以清耕為對(duì)照，在果園建植第2年研究了果園間作綠豆、豇豆、豆角、紅小豆、黑小豆和大豆后大櫻桃樹生長(zhǎng)指標(biāo)、果園土壤理化性質(zhì)和微生物區(qū)系的變化，間作不同豆類作物后土壤全磷、硝態(tài)氮、有效錳、有效鋅含量和pH呈上升趨勢(shì)，電導(dǎo)率(EC)與對(duì)照持平,全鉀、銨態(tài)氮、速效鉀、全硒含量和陽(yáng)離子交換量(CEC)呈下降趨勢(shì),土壤含水量也顯著減少,全氮、有效磷和有機(jī)質(zhì)含量變化則因作物不同而異。間作各處理土壤真菌數(shù)量均顯著增加，除綠豆處理與對(duì)照無(wú)顯著差異外，其他處理組土壤放線菌數(shù)量顯著增加；綠豆處理的土壤細(xì)菌數(shù)量與對(duì)照無(wú)顯著差異，但豇豆處理顯著減少，其他處理組顯著增加[21]。

綜上所述,間作不僅可以促進(jìn)作物的生長(zhǎng)，有效增加作物產(chǎn)量，還可以防治病蟲害。間作方式大多數(shù)都是茄科與豆科，禾本科與豆科，唇形科與旋花科等。而研究十字花科蔬菜與薰衣草、羅馬洋甘菊間作較少。芳香植物具有揮發(fā)性成分，對(duì)害蟲的生物活性影響很大，其中芳樟醇，龍腦，β-水芹烯等具有驅(qū)蟲、殺菌功效，報(bào)道的作用模式包括熏蒸、忌避、拒食、接觸殺滅、殺卵和生長(zhǎng)抑制[22]。薰衣草和羅馬洋甘菊是芳香植物。薰衣草[23]是一種重要的觀賞香草植物，是集觀賞、食用、藥用于一體的都市農(nóng)業(yè)種植香料植物。薰衣草是一種常綠亞灌木，灰藍(lán)色，叢生。耐寒、耐旱、耐光、耐澇，對(duì)土壤無(wú)嚴(yán)格要求。羅馬洋甘菊具有耐寒性、味道濃郁等特點(diǎn)，具有治療失眠，降血壓，降低膽固醇等功效；其中，苧烯、3-辛酮、反式-β-別羅勒烯、順式-β-別羅勒烯等具有水果香氣，能與醇醚相混溶，可作為芳香劑。1,8-桉葉素，龍腦，薄荷腦等具有提神，醒神的功效；并且能和洋蔥、黃瓜進(jìn)行間作，具有驅(qū)蟲功效，受到廣泛關(guān)注。

韓明鄭等[24]為了研究蘋果幼樹間作芳香植物對(duì)土壤碳庫(kù)的影響。利用空白(CK)、清耕(Trl)、間作苜蓿(Tr2)、間作薄荷(Tr3)、間作薄荷與苜蓿(Tr4)共5個(gè)處理，進(jìn)行測(cè)定土壤總有機(jī)碳、易氧化有機(jī)碳、可溶性有機(jī)碳等不同形態(tài)有機(jī)碳含量及碳庫(kù)管理指數(shù)中結(jié)果表明，間作芳香植物能有效提高土壤總有機(jī)碳、可溶性有機(jī)碳和易氧化有機(jī)碳的含量，分別比免耕提高3.83%、14.74%和8.43%，有機(jī)碳含量分別提高19.23%，可溶性有機(jī)碳含量提高91.69%，碳庫(kù)管理指數(shù)提高24.78%。因此，間作芳香植物能有效地提高土壤有機(jī)碳含量，改變土壤碳庫(kù)組成，增強(qiáng)碳儲(chǔ)量。由于長(zhǎng)期掠奪性種植方式，連作頻繁，土地利用與土地耕作結(jié)合不足，土壤微生物數(shù)量混亂，酵素活性減少，土壤肥料減少等，制約著烤煙的可持續(xù)栽培和發(fā)展[25]。唐世凱等[26]研究了煙草與草木樨間作對(duì)土壤養(yǎng)分的影響。結(jié)果表明，間作草木樨對(duì)土壤堿解氮和速效磷含量無(wú)顯著影響，但能提高土壤速效鉀含量，對(duì)植煙土壤養(yǎng)分起到一定的平衡和協(xié)調(diào)作用。

3 問題與展望

間作在一定程度上提高了土地利用率，但是并不是所有的農(nóng)作物都可以間作，所以限制性也是存在的，在特定的實(shí)施過程中會(huì)有許多問題。對(duì)于一些不適合實(shí)行規(guī)?；?、機(jī)械化種植地區(qū)的糧農(nóng)來(lái)說(shuō)，間作、套種這類種植方式，能一定程度的提高他們的收入，以及積極性，這對(duì)于國(guó)家來(lái)說(shuō)，保證糧農(nóng)的積極性，是保證國(guó)家耕地面積，防范風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)。土地利用率更高效；農(nóng)業(yè)產(chǎn)能增量的重要點(diǎn)；生態(tài)微策略的重要手段之一；要強(qiáng)調(diào)間種的科學(xué)性和輔助性等。合理的間套種可以減少連作的危害，抑制病蟲害的發(fā)生，為了有效地提高作物的產(chǎn)量和收入，將一種作物種植在一個(gè)土地上的方法單作，為便于造林和管理，有利于干田工作的機(jī)械化。目前的趨勢(shì)是旱地、低產(chǎn)田、人畜共育、豆科和禾本科作物間作越來(lái)越頻繁。因此，通過合理選擇種植方式，可以獲得最佳的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。