灰鈣土灌區(qū)胡麻、大豆立體栽培帶幅寬度尋優(yōu)試驗

杜世坤，李雨陽，楊繼忠

（白銀市農(nóng)業(yè)科學研究所，甘肅白銀730900）

白銀市東南部山區(qū)土壤為典型的屈吳山垂直帶灰鈣土，也是典型的北方農(nóng)業(yè)栽培區(qū)，地處河谷地帶，沖洪母質(zhì)，土壤肥沃，有效積溫高，無霜期長，一季有余兩季不足[1]。胡麻、大豆作為北方地區(qū)重要的油料作物和經(jīng)濟作物，在白銀市廣大的灰鈣土灌區(qū)有廣泛的種植，栽培歷史悠久。隨著人們對土地產(chǎn)出率追求的提高，單種胡麻或大豆未能有效提高土地利用率，被冠以“低產(chǎn)作物”，在種植規(guī)模上有所擠壓。本試驗通過胡麻、大豆立體栽培模式延長土地有效利用時間，用好有效積溫和光照，提高土地當量，達到高產(chǎn)高效的目的[2]。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗設在白銀市農(nóng)科所試驗場，地理坐標為東經(jīng)104°38′、北緯36°32′，海拔1 470 m，平均氣溫8.5℃，無霜期170多d，≥10℃的有效活動積溫3 100℃，年平均降雨量224 mm，屬干旱區(qū)。試驗地前茬作物為小麥，地力中等，有機質(zhì)10.81 g/kg，堿解氮65 mg/kg，速效磷44.21 mg/kg，速效鉀78 mg/kg。地勢平坦，農(nóng)作物栽培歷史悠久[3]。

1.2 供試品種

供試胡麻品種為隴亞10號，大豆品種為銀豆4號。

1.3 試驗方法

試驗共設5個處理（見表1），3次重復，每小區(qū)種2個帶幅，行長4 m。不同處理采用統(tǒng)一的管理措施，耬播，大豆下籽量75 kg/hm2，胡麻下籽量67.5 kg/hm2。施農(nóng)家肥30 000 kg/hm2、純氮150 kg/hm2、五氧化二磷75 kg/hm2，有機肥和磷肥全部作基肥，氮肥2/3作基肥，1/3追肥。根據(jù)田間實際情況防治病蟲害[4]。

表1 胡麻大豆立體栽培不同規(guī)格處理

1.4 觀察記載

胡麻、大豆成熟后，每小區(qū)分別取20株考種，并按小區(qū)收獲，脫粒后折合成相同面積的產(chǎn)量計算經(jīng)濟效益。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量結(jié)果

2.1.1 大豆產(chǎn)量差異 從表2可以看出，C處理大豆產(chǎn)量水平最高，平均折合產(chǎn)量2 750 kg/hm2，經(jīng)5個處理、3次重復的大豆產(chǎn)量進行單因素方差分析，5個處理的大豆小區(qū)平均產(chǎn)量間差異達極顯著水平。差異顯著性測驗結(jié)果：處理C、處理B、處理D、處理E間差異均達5%的顯著水平；C處理與其他4個處理小區(qū)大豆平均產(chǎn)量間差異極顯著[5]。

2.1.2 胡麻產(chǎn)量差異 從表2可以看出，A處理胡麻產(chǎn)量水平最高，平均折合產(chǎn)量2 520 kg/hm2，經(jīng)5個處理、3次重復的混合產(chǎn)量進行單因素方差分析，5個處理的胡麻小區(qū)平均產(chǎn)量間差異達極顯著水平。差異顯著性測驗結(jié)果：處理C與其他4個處理小區(qū)胡麻平均產(chǎn)量間差異極顯著；處理A和處理D小區(qū)胡麻產(chǎn)量間差異不顯著，與其他3個處理間差異極顯著（5%）[6]。

2.1.3 混合產(chǎn)量差異 從表2可以看出，混合產(chǎn)量處理C最高，平均折合產(chǎn)量5 140 kg/hm2，經(jīng)5個處理、3次重復的混合產(chǎn)量進行單因素方差分析，5個處理的小區(qū)平均混合產(chǎn)量間差異達極顯著水平。差異顯著性測驗結(jié)果：處理C與其他4個處理小區(qū)混合產(chǎn)量間差異極顯著；處理A和處理D小區(qū)混合產(chǎn)量間差異不顯著，與其他3個處理間差異極顯著（5%水平）。

表2 不同處理的大豆、胡麻和混合產(chǎn)量差異及顯著性測驗（LSD法）

2.2 帶幅寬度與作物產(chǎn)量的關(guān)系

因套田作物產(chǎn)量隨帶幅變化呈二次拋物線關(guān)系，通過數(shù)學模擬，可得出胡麻產(chǎn)量與帶幅寬度的曲線模型：

式中，y為胡麻產(chǎn)量；x為帶幅寬度。

大豆產(chǎn)量與帶幅寬度的曲線模型：

式中，y為大豆產(chǎn)量；x為帶幅寬度。

胡麻大豆混作產(chǎn)量與帶幅寬度的曲線模型：

式中，y為胡麻、大豆混合產(chǎn)量；x為帶幅寬度。

3個方程擬合良好，對產(chǎn)量隨帶幅變化的實際情況能做出正確的反應，進一步分析就可得到準確的適宜帶幅和最大產(chǎn)量（見圖1）。

對回歸方程分別求一階導數(shù)，并令其等于零，則得：x＝110.423、107.526和106.360時，即帶幅寬為110.423 cm、107.526 cm和106.360 cm時，套田胡麻產(chǎn)量、大豆產(chǎn)量和混合產(chǎn)量有最大值。由此可見，在白銀市灰鈣土灌區(qū)，胡麻立體栽培大豆總帶幅為106.360 cm左右時，套田作物的混合產(chǎn)量有最大值，為5 010 kg/hm2。5個處理中處理C的總帶幅110 cm與模擬方程值106.360 cm最接近，說明處理C為胡麻立體栽培大豆的最佳模式。

2.3 生物學性狀差異

2.3.1 胡麻性狀差異 株高處理B最高，平均75.8 cm，其他處理株高略低，平均為75.4～75.5 cm，差異不顯著。主莖分枝數(shù)處理B最多，平均5.58個。處理B果層厚度最厚，平均為11.2cm。胡麻種植行數(shù)多的處理C和處理D果層厚度最薄，平均10.8cm（見表3）。

2.3.2 大豆性狀差異 株高處理A最高，平均70.1 cm，其他處理株高略低，平均64～66.1 cm，差異不顯著。節(jié)數(shù)處理B最多，平均18.8個，處理C居第二，平均18.4個。處理A有效分枝最多，平均2.3個，其他處理平均1.5～1.9個。處理A和處理C單株莢數(shù)、單株粒重、百粒重等普遍較高，大豆生長優(yōu)勢明顯（見表3）。

表3 不同處理胡麻生物學性狀

3 結(jié)論

胡麻大豆立體栽培混合產(chǎn)量處于最高水平的帶幅帶型結(jié)構(gòu)：總帶幅為110 cm，帶型結(jié)構(gòu)為4行胡麻60 cm//2行大豆50 cm。在本試驗中，該帶幅帶型結(jié)構(gòu)的處理C平均折合產(chǎn)量5 140 kg/hm2，較其他處理增產(chǎn)5.3%～17.0%。

在上述立體栽培結(jié)構(gòu)中，大豆產(chǎn)量是單種的80%左右，因胡麻影響比單種減產(chǎn)20個百分點；胡麻占地面積比例為50%，而胡麻產(chǎn)量是單種的70%以上，邊行優(yōu)勢提高胡麻單產(chǎn)20個百分點；混合產(chǎn)量均高于胡麻或大豆單種產(chǎn)量。

試驗結(jié)果表明：胡麻大豆立體栽培由于2種作物的株型差異明顯，胡麻株型緊湊，大豆分枝中等，使胡麻帶邊行通風透光暢通，農(nóng)田群體構(gòu)形呈多向雙層立體結(jié)構(gòu)，從而增大了作物群體的受光面積，不但能吸收直射光，還能吸收散射光，從而提高了光能利用率。同時，單位面積上的光合葉面積增加和光合作用時間延長，使套田的能量產(chǎn)投比高于單種田。胡麻、大豆帶狀輪作，用養(yǎng)結(jié)合，培肥土壤，實現(xiàn)了經(jīng)濟效益、生態(tài)效益、社會效益相統(tǒng)一[7]。