黃河流域棉區(qū)棉花與辣椒間作種植模式的可行性研究

趙文超　史加亮　李鳳瑞　王汝明　王宏棟　董靈艷　齊洪鑫　楊秀鳳　張東樓

摘要：通過(guò)在山東德州對(duì)棉花與辣椒間作種植模式和棉花單作種植模式的比較，研究其對(duì)棉花農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀的影響，探索了棉花與辣椒間作種植模式的可行性。結(jié)果表明：與單作棉花相比，棉花與辣椒間作種植模式對(duì)棉花的株高、果枝數(shù)、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素和纖維品質(zhì)均沒(méi)有顯著影響。由此可見(jiàn)，在不與糧棉爭(zhēng)地的前提下，棉花與辣椒間作種植模式同當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)植棉（棉花單作）產(chǎn)量及纖維品質(zhì)相當(dāng)，又凈增加了種植一季辣椒的收益。表明棉花與辣椒間作種植模式在黃河流域棉區(qū)是可行的，并有廣闊的推廣前景。

關(guān)鍵詞：黃河流域棉區(qū);棉花;辣椒;間作種植模式

中圖分類(lèi)號(hào)：S562.047? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：2095-3143（2020）01-022-05

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2020.01.003

Abstract： The effects of intercropping and single-cropping patterns on agronomic and economic traits of cotton were studied by the comparison of cotton and pepper intercropping mode and cotton single cropping mode in Dezhou， and the feasibility of intercropping patterns of cotton/pepper was explored. The results showed that， compared with single-cropping cotton， the cotton/pepper intercropping pattern had no significant effect on cotton plant height， sympodial branch number， yield and yield components， and fiber quality .It can be seen that， on the premise of not competing with grain and cotton for land， the cotton/pepper intercropping pattern is equivalent to the yield of local conventional cotton planting， and it has also increased the net income of planting a season of pepper.Thus， the cotton/pepper intercropping pattern is feasible and has broad prospects for promotion.

Key words： The Yellow River basin cotton region; Cotton; Pepper; Intercropping pattern

0? 引言

棉花是全國(guó)1億多棉農(nóng)收入的主要來(lái)源，是紡織工業(yè)的主要原料，也是廣大人民的生活必需品，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位舉足輕重。近年來(lái)，我國(guó)棉花的種植面積不斷減少，其中黃河流域棉區(qū)植棉面積和長(zhǎng)江流域棉區(qū)植棉面積減少尤為嚴(yán)重。棉花生產(chǎn)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)[1-2]，究其原因，一方面，棉花種植過(guò)程中日常管理用工繁多，每公頃用工量高達(dá)300個(gè)以上[3-4]。農(nóng)村勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移和人工成本增加，導(dǎo)致植棉成本增加[5-7]。另一方面，棉花種棉補(bǔ)貼和支持政策不穩(wěn)定，棉農(nóng)植棉積極性不高[8]。再者，我國(guó)內(nèi)地植棉區(qū)棉花發(fā)展機(jī)械化程度低，且棉花一年只種一季，耕地空置時(shí)間長(zhǎng)，綜合收益低，土地資源浪費(fèi)嚴(yán)重，糧棉爭(zhēng)地矛盾突出。因此，現(xiàn)階段必須改革傳統(tǒng)棉花種植方式，是破解當(dāng)前棉花產(chǎn)業(yè)困境的重要技術(shù)途徑。

黃河流域是我國(guó)主要產(chǎn)糧產(chǎn)棉區(qū)，具有富足的光溫?zé)豳Y源，也是重要的氣候適宜棉區(qū)。在大宗農(nóng)作物如糧棉油菜飼中，只有棉花是唯一性的單類(lèi)型作物，不可替換種植，同時(shí)，棉花在一年的生長(zhǎng)中其前、后期均可適于套種或復(fù)種，因此，由棉花和其他農(nóng)作物組成的兩熟種植是保證中國(guó)棉花生產(chǎn)戰(zhàn)略任務(wù)的重要種植制度，其發(fā)展和變化總是與中國(guó)農(nóng)業(yè)政策和棉花自身的科技創(chuàng)新息息相關(guān)的，一直影響中國(guó)棉花的發(fā)展，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植中具有重要地位。

當(dāng)前在黃河流域棉區(qū)兩熟制棉田種植模式中，主要以麥棉兩熟和油棉兩熟制為主，另外也在穩(wěn)步發(fā)展棉花與大蒜等高效作物的兩熟制[8]。山東省產(chǎn)棉區(qū)普遍采用的高效種植模式是麥（油、蔥、蒜）后移栽春棉和麥（油、蔥、蒜）棉套種，多采用育苗移栽和稀松大棵的栽培管理模式，用工多，經(jīng)濟(jì)效益低。因此，進(jìn)一步因時(shí)就地結(jié)合棉花的生長(zhǎng)特點(diǎn)和時(shí)代的發(fā)展特點(diǎn)，探索棉花與其它作物輪作種植模式很有必要。逐步推行油（麥、蒜）后直播棉或者研究新作物接茬直播棉花的種植模式，優(yōu)化棉田周年的配置組合， 合理銜接茬口和季節(jié)，進(jìn)行棉田種植模式的優(yōu)化，在保證國(guó)家棉花安全、推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化進(jìn)程方面具有較高的可行性和科學(xué)性。

棉花與辣椒間作模式為農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整做出了有益探索，但是，當(dāng)前在德州地區(qū)關(guān)于這種新型種植模式系統(tǒng)研究比較少。因此，系統(tǒng)的研究棉花與辣椒間作（簡(jiǎn)稱(chēng)棉/辣）種植制度及其配套栽培技術(shù)，探索“棉花與辣椒間作”種植模式的可行性?？蔀槊藁ǜ弋a(chǎn)、高效、可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)，對(duì)提高農(nóng)業(yè)效益、增加農(nóng)民收入、發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì)具有很重要的意義。

1? 材料與方法

1.1? 試驗(yàn)地點(diǎn)概況

試驗(yàn)于2018年在德州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院科技園試驗(yàn)基地進(jìn)行。試驗(yàn)地為沙壤土，播種前選取5個(gè)樣點(diǎn)，采集 0～20 cm 土層基礎(chǔ)土樣，混合后風(fēng)干、磨碎過(guò)篩，用來(lái)測(cè)定土壤的地力，土壤有機(jī)質(zhì)為1.78%、全氮1.24 g/kg、速效磷25.56 mg/kg、速效鉀144.05 mg/kg。前茬作物是韭菜，因土壤地力肥沃，因此2018年未施肥。

試驗(yàn)點(diǎn)的氣候類(lèi)型屬于暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，特點(diǎn)是冬季寒冷干燥，夏季高溫多雨，降雨量主要集中在7～8月。圖1為德州市氣象局提供的棉花生育期（4～10月）月平均氣象資料，2018年棉花生長(zhǎng)季節(jié)（4～10月）的累積降雨量和平均月氣溫分別為628.3 mm和23.7℃。

1.2? 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)的供試品種棉花為德棉16，種植密度為45000株/hm2;辣椒為德紅2號(hào)朝天椒，種植密度為150000株/hm2。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組排列，設(shè)計(jì)2個(gè)種植模式，棉花單作（CK），棉花與辣椒間作（棉/辣）。其中間作模式中棉花的種植密度與單作的相同。試驗(yàn)設(shè)3次重復(fù)，共計(jì)6個(gè)小區(qū)。

在棉花/辣椒間作體系中，每個(gè)小區(qū)由4個(gè)棉花/辣椒間作帶幅組成，每個(gè)間作帶寬1.6 m，種植2行棉花，1行辣椒，2行棉花和1行辣椒組成一個(gè)完整的棉花/辣椒帶幅（見(jiàn)圖2）。其中棉花的行距為0.4 m，株距 0.28 m，辣椒行距為0.6 m，株距 0.11 m。小區(qū)行寬為4.8 m，行長(zhǎng)為10 m，小區(qū)種植面積為64 m2。

1.3? 田間管理

播種采用膜上點(diǎn)播的方式，打孔后人工放籽覆土，并適時(shí)補(bǔ)水。棉花于2018年4月28日播種，田間6月中旬（棉花蕾期）整枝，去掉果枝下面的葉枝和主莖葉片，7月15日打頂，10月1日和10月31日兩次收花，其他田間管理如間苗、定苗、化學(xué)調(diào)控、施肥、病蟲(chóng)害防治、脫葉催熟等按照常規(guī)高產(chǎn)田進(jìn)行。辣椒在2018年5月25日移栽，在10月20日收獲。

1.4? 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.4.1? 農(nóng)藝性狀

在收獲前對(duì)棉花的株型性狀進(jìn)行調(diào)查，在每小區(qū)中間兩行選取10株棉花進(jìn)行掛牌定株，測(cè)量并記錄株高、果枝數(shù)等株型指標(biāo)。

1.4.2? 棉花產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素

每小區(qū)選5株代表性棉株進(jìn)行定株，進(jìn)行單株收獲。統(tǒng)計(jì)單株有效鈴數(shù)，計(jì)算鈴數(shù)和鈴重。小區(qū)所有棉株實(shí)際收獲量（正常吐絮鈴和僵瓣重）加上小區(qū)的5株定株的重量作為實(shí)收產(chǎn)量。2018年10月1日進(jìn)行第一次收獲，10月31日進(jìn)行第二次收獲。并在其中隨機(jī)選取0.5 kg的吐絮棉鈴軋花后測(cè)定衣分，計(jì)算皮棉產(chǎn)量。

1.4.3? 纖維品質(zhì)

第一次收獲時(shí)，每小區(qū)隨機(jī)選取30朵中部?jī)?nèi)圍吐絮棉鈴，收獲軋花后，選取15g皮棉送農(nóng)業(yè)部質(zhì)量檢測(cè)中心（安陽(yáng)）測(cè)定纖維品質(zhì)。

1.5? 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析

用Microsoft Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)編輯和計(jì)算，用SPSS 21.0一般線(xiàn)性模型程序（GLM）進(jìn)行方差分析（ANOVA），用新復(fù)極差法（Duncans）檢驗(yàn)平均數(shù)（P<0.05）。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 棉花/辣椒間作種植模式對(duì)棉花株高和果枝數(shù)的影響

由圖3可知，與單作棉花（CK）相比，棉花/辣椒間作種植模式對(duì)株高和果枝數(shù)均沒(méi)有顯著影響。棉花/辣椒間作種植模式的株高和果枝數(shù)略低于CK，降幅分別為3.3%和1.1%，但是差異均沒(méi)有達(dá)到顯著水平。此研究結(jié)果表明，棉花/辣椒間作種植模式不會(huì)影響棉花的農(nóng)藝性狀。

2.2? 棉花/辣椒間作種植模式對(duì)棉花產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由圖4可知，與單作棉花（CK）相比，棉花/辣椒間作種植模式對(duì)產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素均沒(méi)有顯著影響。棉花/辣椒間作種植模式的產(chǎn)量和衣分略低于CK，降幅分別為2.5%和2.2%，棉花/辣椒間作種植模式的鈴數(shù)和單鈴重略高于CK，增幅分別為0.8%和2.2%，但是其差異均沒(méi)有達(dá)到顯著水平。此研究結(jié)果表明，棉花/辣椒間作種植模式不會(huì)影響棉花的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素。

2.3? 棉花/辣椒間作種植模式對(duì)棉花纖維品質(zhì)的影響

由表1可知，與單作棉花（CK）相比，棉花/辣椒間作種植模式對(duì)纖維品質(zhì)均沒(méi)有顯著影響。此研究結(jié)果表明，棉花/辣椒間作種植模式不會(huì)影響棉花的纖維品質(zhì)。

3? 討論與結(jié)論

3.1? 棉花/辣椒間作種植模式具有良好的生態(tài)效益

山東德州地區(qū)每年的6～8月份是雨水多的生長(zhǎng)季節(jié)，不利于辣椒的開(kāi)花和結(jié)果，但是此時(shí)棉花正處于生殖生長(zhǎng)與營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)并進(jìn)階段， 是需水高峰期。棉株通過(guò)大量吸收水分，為辣椒的正常生長(zhǎng)創(chuàng)造了有利條件，使其病害減輕，爛葉辣椒減少。另外，棉花株型高大，也可以為辣椒遮陰降溫，避免了辣椒的強(qiáng)光直射，減少日灼病的發(fā)生，從而提高辣椒的品質(zhì)。因此，棉花/辣椒間作種植模式可以實(shí)現(xiàn)作物間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，充分的利用光照和水分條件，具有良好的生態(tài)效益。

3.2? 棉花/辣椒間作種植模式具有良好的經(jīng)濟(jì)效益

棉花/辣椒間作種植模式可以在原來(lái)只生產(chǎn)一季棉花的土地上多生產(chǎn)一季辣椒，投入產(chǎn)出比比單種棉花或單種辣椒的都高[9]，本研究結(jié)果同樣表明，棉花/辣椒間作種植模式與當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)植棉產(chǎn)量相當(dāng)[10]，在不與糧棉爭(zhēng)地的前提下，又凈增加了種植一季辣椒的收益，這大大增加單位面積土地的經(jīng)濟(jì)效益和農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入，該模式經(jīng)濟(jì)效益顯著。

棉花/辣椒間作種植模式可以較好的利用光、熱和土地資源，充分利用了生長(zhǎng)季節(jié)，増加了單位土地產(chǎn)出和利用率，能緩解作物爭(zhēng)地矛盾，它解決中國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中棉糧爭(zhēng)地問(wèn)題，又是中國(guó)棉區(qū)增糧、增棉和增效的重要途徑，具有經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義。因此棉花/辣椒間作種植模式具有可行性，并有廣闊的推廣前景。

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