蕪菁甘藍(lán)與不同豆科作物間套作的產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益

牟 瓊，羅 維，吳佳海，3*，李 娟，韓永芬，冉偉男，楊義成

(1.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 草業(yè)研究所，貴州 貴陽 550006； 2.貴州大學(xué) 動(dòng)物科學(xué)學(xué)院 高原山地動(dòng)物遺傳育種與繁殖教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽 550025； 3.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 果樹科學(xué)研究所，貴州 貴陽 550006； 4.貴州金農(nóng)富平生態(tài)農(nóng)牧科技有限公司，貴州 貴陽550006)

隨著農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和完善，發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)、提高土地利用率是當(dāng)前農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的研究熱點(diǎn)。研究表明，林下種植、間作、套種、果林復(fù)合經(jīng)營等模式可提高土地利用，增加作物產(chǎn)量[1-3]。間作是在同一土地種植2種或2種以上農(nóng)作物，可充分利用土地資源，提高土地利用率，不同物種可以充分利用光能和養(yǎng)分，獲得比單作更顯著的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益[4]。套種指在前季作物生長(zhǎng)后期的株行間播種或移栽后季作物的種植方式，對(duì)比單作其不僅能階段性地充分利用空間，更重要的是能延長(zhǎng)后季作物的生長(zhǎng)季節(jié)，提高復(fù)種指數(shù)，提高年總產(chǎn)量。豆科植物與根瘤菌共生，能固定大氣中的氮為自身提供氮素營養(yǎng)，并提高土壤肥力，常兼用作綠肥。將豆科植物與其他植物進(jìn)行套種，不僅可以充分利用光能，而且豆科牧草的根瘤菌可以固氮，改善牧草的品質(zhì)并提高產(chǎn)量[5]。蕪菁甘藍(lán)(Brassicanapus)屬十字花科蕓苔屬二年生草本植物，是一種極易種植的塊根類飼料作物,在我國高寒地區(qū)栽培具有適應(yīng)性強(qiáng)、產(chǎn)量高的特性,在貴州引種生產(chǎn)已有70多年歷史。蕪菁甘藍(lán)不僅可作飼用植物，也可作蜜源植物。因蕪菁甘藍(lán)的多用途，在貴州的推廣面積越來越大。近年來，蕪菁甘藍(lán)種植單一，管理粗放，產(chǎn)量和效益不佳，為進(jìn)一步提高蕪菁甘藍(lán)的產(chǎn)量和效益，合理搭配種植其他作物可增強(qiáng)互補(bǔ)作用，削弱競(jìng)爭(zhēng)作用，從而發(fā)揮間作產(chǎn)物優(yōu)勢(shì)[6]。黔中地區(qū)光照資源欠缺[7]，復(fù)合農(nóng)業(yè)種植模式是該地區(qū)提高農(nóng)作物產(chǎn)量的重要方法，前人多采用禾本科與豆科的間套種模式。為充分利用自然資源，提高蕪菁甘藍(lán)在山區(qū)種植的產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益，開展蕪菁甘藍(lán)與不同豆科作物間套作大田試驗(yàn)，分析不同間套種模式蕪菁甘藍(lán)的產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益和土地利用率，以期為蕪菁甘藍(lán)在山地農(nóng)業(yè)中推廣利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)于 2019—2020年在貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院草業(yè)研究所試驗(yàn)基地進(jìn)行。試驗(yàn)點(diǎn)地處北緯 26°50′ 93″，東經(jīng) 106°65′ 54″，海拔1 097.93 m。土壤養(yǎng)分含量：全氮 1.69 g/kg，有效磷 47.10 mg/kg，速效鉀 333.00 mg/kg，有機(jī)質(zhì) 29.05 g/kg。供試作物品種為蕪菁甘藍(lán)、光葉紫花苕、箭筈豌豆、蠶豆和豌豆，供試作物種子蕪菁甘藍(lán)來源于貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院草業(yè)研究所，其他品種為貴州金農(nóng)富平生態(tài)農(nóng)牧科技有限公司供種。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 以蕪菁甘藍(lán)間套作模式為研究對(duì)象，設(shè)置蕪菁甘藍(lán)分別與光葉紫花苕、箭筈豌豆、蠶豆和豌豆間作4種組合，以蕪菁甘藍(lán)單作為對(duì)照(CK)，共5個(gè)處理，每處理3次重復(fù)，共15個(gè)小區(qū)，隨機(jī)區(qū)組排列。試驗(yàn)小區(qū)長(zhǎng)5 m，寬4 m，種植4個(gè)間作組合帶，每個(gè)間作帶寬1 m，種植1行蕪菁甘藍(lán)。蕪菁甘藍(lán)播種方式為點(diǎn)播，行距0.5 m，株距0.4 m。在蕪菁甘藍(lán)行中間作1行其他作物，間作作物行距0.5 m。光葉紫花苕和箭筈豌豆播種方式為撒播，播幅0.15 m；蠶豆和豌豆播種方式為點(diǎn)播，株距0.2 m；單作蕪菁甘藍(lán)等行距種植，行距 0.5 m，株距0.4 m。2019年9月5日播種，播前基施油枯100 kg/667m2，復(fù)合肥50 kg/667m2。

1.2.2 測(cè)定指標(biāo) 在蕪菁甘藍(lán)塊根停止生長(zhǎng)即達(dá)最大化飼料利用期，分別測(cè)量5種不同種植方式下蕪菁甘藍(lán)的株高、葉片數(shù)、莖葉重量及塊根重量等指標(biāo)。根據(jù)各間作模式的土地當(dāng)量比(LER)和時(shí)空當(dāng)量比(ATER)計(jì)算不同種植模式的土地利用率(LUE)[8-9]。

式中，Xa和Xb為間作某種作物的產(chǎn)量，XA和XB為單作某種作物的產(chǎn)量，ta和tb為2種間作作物的生長(zhǎng)期，T為土地全部占用時(shí)間(以天為單位)。若LER>1,則說明間作比單作有優(yōu)勢(shì)。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

采用Excel 2010對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理并作圖，用Spass 19.0進(jìn)行方差分析及多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同間作模式蕪菁甘藍(lán)的農(nóng)藝性狀

由表1可知，在相同管理水平下，不同間作模式對(duì)蕪菁甘藍(lán)農(nóng)藝性狀影響不同。至塊根停止生長(zhǎng)時(shí)(10月5日)，不同種植方式蕪菁甘藍(lán)的農(nóng)藝性狀表現(xiàn)為：株高，蕪菁甘藍(lán)-蠶豆(36.25 cm)>蕪菁甘藍(lán)-光葉紫花苕(35.20 cm)>蕪菁甘藍(lán)-箭筈豌豆(35.00 cm)>蕪菁甘藍(lán)-豌豆(31.34 cm)>蕪菁甘藍(lán)(30.20 cm)；莖葉重量，蕪菁甘藍(lán)-蠶豆(0.81 kg/株)>蕪菁甘藍(lán)-光葉紫花苕(0.73 kg/株)>蕪菁甘藍(lán)-箭筈豌豆(0.72 kg/株)=蕪菁甘藍(lán)-豌豆(0.72 kg/株)>蕪菁甘藍(lán)(0.50 kg/株)；塊根重量，蕪菁甘藍(lán)-箭筈豌豆(1.25 kg/株)=蕪菁甘藍(lán)-光葉紫花苕(1.25 kg/株)>蕪菁甘藍(lán)-豌豆(1.06 kg/株)>蕪菁甘藍(lán)-蠶豆(1.01 kg/株)>蕪菁甘藍(lán)(0.81 kg/株)。不同間作模式對(duì)蕪菁甘藍(lán)的葉片數(shù)沒有影響。

2.2 不同間作模式蕪菁甘藍(lán)的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益

由表2可知，蕪菁甘藍(lán)-箭筈豌豆、蕪菁甘藍(lán)-紫花苕子、蕪菁甘藍(lán)-蠶豆、蕪菁甘藍(lán)-豌豆4種間作模式的產(chǎn)量比蕪菁甘藍(lán)單作分別高1 094 kg/667m2、1 077 kg/667m2、1 315 kg/667m2和1 417 kg/667m2，而4種間作模式年產(chǎn)值比蕪菁甘藍(lán)單作分別增加186.4元/667m2、84.2元/667m2、18.6元/667m2和-756.6元/667m2，除去成本之外，純收入分別增加126.4元/667m2、24.2元/667m2、-235.4元/667m2和-1 216.6元/667m2。由于間作作物占用一定的土地面積，與其他4種作物間作時(shí)導(dǎo)致蕪菁甘藍(lán)減產(chǎn)，但適宜的間作模式可提高產(chǎn)值，其中，蕪菁甘藍(lán)-箭筈豌豆、蕪菁甘藍(lán)-紫花苕子2種間作方式有利于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值增加。

表2 不同種植模式蕪菁甘藍(lán)的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益

2.3 不同間作模式的土地利用率

由表3可知，不同間作模式的土地當(dāng)量比存在明顯差異，表現(xiàn)為蕪菁甘藍(lán)-蠶豆>蕪菁甘藍(lán)-箭筈豌豆>蕪菁甘藍(lán)-豌豆>溪蕪菁甘藍(lán)-光葉紫花苕，且4種間作方式土地當(dāng)量比均大于1，說明蕪菁甘藍(lán)與箭筈豌豆、光葉紫花苕、蠶豆及豌豆間作，具有明顯的間作優(yōu)勢(shì)。除蕪菁甘藍(lán)-豌豆間作的時(shí)空當(dāng)量比和土地利用率小于1外，其余3種間作方式都大于1，說明該3種間作模式對(duì)土地的利用優(yōu)于單一種植。

表3 不同種植模式的土地當(dāng)量比、時(shí)空當(dāng)量比和土地利用率

3 結(jié)論與討論

當(dāng)2種作物同時(shí)播種，一定存在競(jìng)爭(zhēng)作用和促進(jìn)作用，只有競(jìng)爭(zhēng)作用小于促進(jìn)作用時(shí)才表現(xiàn)出間作優(yōu)勢(shì)。許多研究表明，不同混播方式在資源利用和生產(chǎn)性能方面優(yōu)于單作。采用混合播種或套種方式，不僅節(jié)約土地資源與成本，還可發(fā)揮不同作物間的互補(bǔ)效應(yīng)，提高作物產(chǎn)量，改善品質(zhì)，利于加工調(diào)制，同時(shí)提高土壤肥力，減輕病蟲害和雜草的危害。特別是豆科植物和禾本科植物進(jìn)行混播，植物間有互補(bǔ)共生的關(guān)系發(fā)生，同時(shí)也可以提高光能利用率[10]。

將蕪菁甘藍(lán)分別與箭筈豌豆、光葉紫花苕子、蠶豆、豌豆4種豆科植物間作，研究結(jié)果表明，蕪菁甘藍(lán)與4種豆科植物間作，均導(dǎo)致蕪菁甘藍(lán)有不同程度減產(chǎn)，但蕪菁甘藍(lán)-箭筈豌豆、蕪菁甘藍(lán)-光葉紫花苕子、蕪菁甘藍(lán)-蠶豆的產(chǎn)值高于蕪菁甘藍(lán)單作，只有蕪菁甘藍(lán)-豌豆的產(chǎn)值較單作低。前2種方式的純收入分別較單作增加126.4元/667m2和24.2元/667m2，與韋貞偉[11]的研究結(jié)果一致；后2種方式收益較低，推測(cè)有可能是其播種比例的影響。土地利用方面，4種間作模式的土地當(dāng)量(LER)比分別為1.08、1.04、1.30、1.05，說明蕪菁甘藍(lán)與箭筈豌豆、光葉紫花苕子、蠶豆、豌豆間作時(shí)，具有明顯的間作優(yōu)勢(shì)。蕪菁甘藍(lán)與箭筈豌豆、光葉紫花苕子、蠶豆間作時(shí)土地利用率(LUE)分別是107.5%、104.5%、117.5%，均大于1，說明蕪菁甘藍(lán)與此3種作物間作時(shí)的土地利用高于蕪菁甘藍(lán)單作。另外，由于試驗(yàn)的混播比例為1∶1，未進(jìn)行其他混播比例的研究，因此，后續(xù)將繼續(xù)開展不同比例播種對(duì)蕪菁甘藍(lán)產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益影響的研究。