套種甘薯對蔗田草害及產(chǎn)量的影響

何文 張秀芬 黎萍 黃珍玲 黃小娟 李恒銳 何洪良 郭素云

摘 要：為探究甘蔗套種甘薯對蔗田草害及產(chǎn)量影響，以甘蔗桂糖42號和甘薯西瓜紅品種為材料，本試驗(yàn)設(shè)計了1.2 m行距（SS1）、1.4 m行距（SS2）和1.6 m行距（SS3） 三種不同行距甘蔗套種甘薯處理和單作甘蔗CS1和單作甘薯CS2兩種常規(guī)單作對照處理。結(jié)果表明，與CS1相比，套種甘薯顯著減少了蔗田雜草生物量，但未減少雜草種類;與對照 CS1相比，三種套種模式下甘蔗株高和莖粗影響不顯著，與對照CS2甘薯地上部分鮮重顯著增加且蔓薯比（T/R）變大。三種套種模式下土地當(dāng)量比（Land equivalent ratio，LER）均大于1，較CS1增加了49.14%～60.76%。經(jīng)濟(jì)效益方面，三種套種模式較CS1純收益增加了36.17%～112.76%。綜上所述SS3套種模式最為合理且經(jīng)濟(jì)效益最高。

關(guān)鍵詞：甘蔗 套種 雜草 經(jīng)濟(jì)效益 甘薯

中圖分類號：S533? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Effects of Sugarcane-Sweet Potato Interplanting Pattern on Sugarcane Yield and Field Weeds

HE Wen，ZHANG Xiufen，LI Pin，HUANG Zhenling，

HUANG Xiaojuan，LI Hengrui，HE Hongliang，GUO Suyun*

（Longzhou Scientific Observation and Experiment Station of Tropical Crops， Ministry of

Agriculture and Rural Affairs/ Guangxi South Subtropical Agricultural Science Research

Institute， Longzhou， Guangxi 532415， China）

Abstract：To explore the effects of sugarcane-sweet potato interplanting pattern on field weeds and sugarcane yield， using sugarcane Guitang 42 and sweet potato Xiguahong as materials to conduct experiment by designing sugarcane-sweet potato interplanting pattern with three row spacings： 1.2 m（SS1），1.4 m （SS2） and 1.6 m （SS3）， two conventional patterns： monoculture of sugarcane （CS1） and monoculture of sweet potato as control. The results showed that compared with CS1， interplanting sweet potato significantly reduced the biomass of weeds in sugarcane field， but did not reduce the species of weed; compared with the control CS1， the effect of interplanting pattern on plant height and stem diameter of sugarcane was not significant; and compared with the control CS2， the fresh weight of the above-ground part of sweet potato increased significantly and the T/R increased in interplanting pattern. The land equivalence ratios （LER） in three interplanting patterns were all greater than one， which increased by 49.14%～60.76% than that of CS1. The net income of three interplanting patterns increased by 36.17%～112.76% than that of CS1. In summary， the SS3 interplanting pattern with the highest economic benefits is the most reasonable.

Key words： Sugarcane; interplanting; weeds; economic benefits; sweet potato

甘蔗是我國主要的經(jīng)濟(jì)作物和糖料作物，廣西崇左地區(qū)由于地處熱帶亞熱帶地區(qū)，每年都有種植大面積甘蔗的戰(zhàn)略儲備需求[1]，因此甘蔗成為當(dāng)?shù)刂饕r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)來源。提高甘蔗種植戶農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)收入對崇左地區(qū)攻堅脫貧及鄉(xiāng)村振興具有重要的推進(jìn)作用[2]。

甘蔗具有周期長、前期出苗慢且生長緩慢加上種植行間距大[3]，導(dǎo)致在甘蔗苗期，甘蔗地塊常常形成“草盛甘蔗稀”的情景，雜草和甘蔗產(chǎn)生土壤營養(yǎng)競爭，從而影響甘蔗苗期生長，同時又增加了甘蔗除草成本。目前甘蔗雜草防控技術(shù)大多使用除草劑封閉處理，長期使用或者不恰當(dāng)使用除草劑不僅會對甘蔗生長及產(chǎn)量造成嚴(yán)重影響[3-7]，還會對甘蔗田土壤生態(tài)環(huán)境及土壤微生物造成不可避免的損傷[8]。

間套作是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的一種栽培方式[9]。甘蔗間套作就是利用甘蔗未封行之前，通過套種其他作物，減少裸露甘蔗田地表面積，達(dá)到增加單位土地有效利用率和光溫利用率[10-11]，減少田間雜草發(fā)生，達(dá)到增加單位土地面積農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出。甘薯屬于短期矮小作物，適合春季甘蔗套種栽培[12]。在理論上甘薯具有封行快，可以在一定程度上減少甘蔗田間雜草生物量，從而減少農(nóng)業(yè)除草劑使用或人工除草勞動量。目前關(guān)于甘蔗套種花生[13]、大豆[14-16]、玉米[17]等作物的產(chǎn)量和土壤理化性質(zhì)改良的相關(guān)研究較多，尚未有關(guān)于甘蔗套種甘薯對蔗田雜草防控及甘蔗產(chǎn)量研究。本文通過研究不同行距下甘蔗套種甘薯對蔗田雜草防控效果、農(nóng)藝性狀及蔗地經(jīng)濟(jì)效益的影響，探尋最佳的甘蔗套種甘薯模式，以期為崇左地區(qū)甘蔗合理套種甘薯提供合理參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于廣西崇左市龍州縣廣西南亞熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所科研實(shí)驗(yàn)用地，屬南亞熱帶和亞熱帶的過渡地帶。日照充足，年均氣溫22.2℃，年降雨量1273.6 mm，年均相對濕度82%。

1.2 實(shí)驗(yàn)材料

供試甘蔗品種為桂糖42號，由廣西南亞熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所生物技術(shù)團(tuán)隊提供;試供甘薯品種為西瓜紅，甘薯苗由本單位廣西壯族自治區(qū)崇左市薯類試驗(yàn)站提供。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

甘蔗甘薯同時種植于當(dāng)年4月，種植前進(jìn)行深翻土壤后整地。按照試驗(yàn)小區(qū)設(shè)計進(jìn)行開行，甘蔗種植在溝中，甘薯種植在壟上。甘蔗套種甘薯設(shè)置三個行距分別是1.2 m（SS1）、1.4 m（SS2）和1.6 m（SS3），其中1.2 m為當(dāng)?shù)厣a(chǎn)上甘蔗常規(guī)種植行。每小區(qū)長5 m，設(shè)置3個種植帶，每帶種植一行甘蔗一行甘薯，每個小區(qū)周圍設(shè)置保護(hù)行，甘蔗采用雙芽品字型種植，播種量每行為60個芽眼，甘薯株距為20 cm，每行種植25株甘薯。同時設(shè)置甘蔗單作常規(guī)種植（行距1.2 m， CS1）和甘薯單作常規(guī)種植（CS2）作為對照。每個處理重復(fù)，3次，采用隨即區(qū)組排列。

水肥管理：種植帶甘蔗每行底肥復(fù)合肥0.225 kg，拔節(jié)期追肥復(fù)合肥0.675 kg，甘薯每行底肥復(fù)合肥0.225 kg， 30 d后追肥硫酸鉀0.225 kg，上述中復(fù)合肥為2-1-2海藻酸復(fù)合肥，其余田間管理同當(dāng)?shù)卣?biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，試驗(yàn)前不使用除草劑封閉。

1.4 測定指標(biāo)及方法[12，18]

田間雜草生物量測定：在甘薯追肥和中耕除草時，每單位小區(qū)單獨(dú)進(jìn)行雜草鑒定[19]并挖取全株洗凈晾干稱重。

甘蔗株高、莖徑、有效莖數(shù)在甘蔗工藝成熟期進(jìn)行調(diào)查，其中株高、莖徑分別從每個小區(qū)第二行連續(xù)選取15株甘蔗進(jìn)行測量，有效莖數(shù)分別從每個小區(qū)抽取第二行整行進(jìn)行統(tǒng)計。

甘薯和甘蔗實(shí)際產(chǎn)量測定：甘薯在生長120 d收獲時每個小區(qū)選擇未被破壞的甘薯種植帶進(jìn)行測產(chǎn)，以小區(qū)面積換算成甘薯產(chǎn)量。甘蔗在工藝成熟期選擇未被破壞的種植帶進(jìn)行測產(chǎn)，以小區(qū)面積換算成甘薯產(chǎn)量。

株高：用鋼卷尺測定甘蔗基部到蔗莖頂端處高度。

莖徑：用游標(biāo)卡尺測定蔗莖基部的直徑。

單莖重：單蔗莖用電子稱稱其質(zhì)量。

甘薯莖葉鮮重和鮮薯重：用電子稱稱其質(zhì)量。

商品率=商品薯數(shù)量/結(jié)薯數(shù)量（商品薯>50g）。

蔓薯比（T/R）=甘薯莖葉鮮重/甘薯薯塊鮮重。

土地當(dāng)量比（LER）常被用作衡量套作優(yōu)勢的指標(biāo)LER=Yim/Ym+Yis/Ys;套作的增產(chǎn)率（%）=（LER-1）×100（Yim 和 Yis 分別代表套作甘蔗、套作甘薯的產(chǎn)量;Ym 和 Ys 分別代表凈作甘蔗、凈作甘薯的產(chǎn)量。當(dāng) LER>1，表示套作系統(tǒng)有產(chǎn)量優(yōu)勢;LER<1，則無產(chǎn)量優(yōu)勢）。

1.5 數(shù)據(jù)分析

用SPSS? 22.0軟件和Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，采用單因素方差分析（Duncan檢驗(yàn)）進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 套種對雜草防控效果

由圖1可知，在各栽培模式中以純種甘蔗田地雜草種類最多，同其他栽培模式相比差異不顯著。但是在套種甘薯后甘蔗田地中雜草生物量顯著減少，達(dá)到顯著差異，說明套種甘薯并不能減少蔗田中雜草種類，但是可以減少雜草生物量，控制雜草爆發(fā)生長危害的作用。

2.2 套種對農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響

由表1可知，與對照相比，套種模式對甘蔗株高、莖粗影響差異不顯著，但是對甘蔗單株質(zhì)量影響顯著，以SS3中單株質(zhì)量最大;單位面積中甘蔗有效莖數(shù)隨著行距變大而逐漸減小，且與對照差異顯著。

由表2可知，套種模式下甘薯單株莖葉鮮重顯著高于對照CS2，差異顯著。與對照相比單株鮮薯重差異不顯著，其中SS1甘薯鮮重最小，SS3甘薯鮮重最大。商品率種以對照甘薯商品率最大，因?yàn)閷φ罩懈适硎韷K長勢比較均勻，而套種模式下，甘薯薯塊差異較大導(dǎo)致。在套種模式下蔓薯比均高于CS2。

由表3可知，套種模式中土地當(dāng)量比（LER）均大于1，說明甘蔗套種甘薯的生長效益高于甘蔗單作或者甘薯單作，能充分利用單位面積中土壤空間資源來滿足生長需求，提高了單位面積農(nóng)業(yè)產(chǎn)出。綜合表1至表3可知，雖然套種中甘蔗和甘薯相比于甘蔗單作和甘薯單作，甘蔗和甘薯農(nóng)藝性狀有不同程度的影響，甚至減少，但未產(chǎn)生顯著影響，其中有一些影響是由于行距變大和套種模式交互作用產(chǎn)生的影響，因此尋找合適的行距及套種模式將更加充分提高土地當(dāng)量比。

2.3 套種對經(jīng)濟(jì)效益的影響

由表4可知，套種模式比單作投入資金更多，主要是由于套種種苗、復(fù)合肥、人工資金投入比較多，而隨著套種行距變寬而投入資金逐漸減少，同樣是由于種苗、復(fù)合肥、人工資金減少，但是總產(chǎn)值也是套種模式高于單作，純收益中，套種模式收益均高于CS1，SS1、SS2 和SS3純收益分別是18150.77元/hm2、22804.08元/hm2和28359.73元/hm2，比對照CS1增收36.17%～112.76%。說明甘蔗套種甘薯來增產(chǎn)是可行的，且SS3套種模式經(jīng)濟(jì)效益最佳。

3 討論與結(jié)論

雜草是蔗田生態(tài)系統(tǒng)中的主要生態(tài)位，既能減少水土流失，增加田間生物多樣性，促進(jìn)土壤營養(yǎng)元素和能量循環(huán)，又能與甘蔗競爭土壤養(yǎng)分，若不合理控制會導(dǎo)致甘蔗生長受阻，甚至減產(chǎn)減收，影響農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出。長期使用化學(xué)除草劑既會破壞土壤生態(tài)環(huán)境，降低土壤肥力，還會在土壤中殘留[20]，超過土壤安全閾值時會抑制甘蔗正常生長[4]，同時長期使用化學(xué)除草劑會不斷提高雜草抗性導(dǎo)致達(dá)不到理想效果[21]。本研究通過甘蔗套種甘薯試驗(yàn)研究蔗田雜草變化，試驗(yàn)結(jié)果說明套種不能減少雜草種類，但是可以顯著減少了蔗田雜草生物量，減少對甘蔗生長的影響，也降低了人工除草成本，其原因可能是甘薯對雜草的抑制主要是通過其苗期生長速度快，封行快，減少了蔗田裸露面積，對雜草形成了遮蔽作用，限制了雜草的生長，也有可能是甘薯分泌的代謝物質(zhì)對雜草存在一定的化感作用，從而抑制雜草生長。

合理的間套種可以充分利用農(nóng)田立體空間資源，豐富農(nóng)田生物多樣性，改善生態(tài)環(huán)境，達(dá)到增產(chǎn)增收的效果[22]。間套種改變了農(nóng)田群體結(jié)構(gòu)，也導(dǎo)致兩種作物在一定空間范圍內(nèi)發(fā)生競爭關(guān)系，而主要影響因素是作物間的立體分布[23]，種植方式[24]，行距[25]等。本研究結(jié)果表明，套種模式下LER>1，即說明套種甘薯較單作具有產(chǎn)量增益，可以通過套種甘薯來增加單位土地產(chǎn)值。本研究還顯示甘蔗套種甘薯隨著行距增加，甘蔗和甘薯之間的競爭逐漸降低，單株農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和品質(zhì)得到相應(yīng)提升，但套種模式間單位面積上生物產(chǎn)量沒有相應(yīng)增加，LER差別不大，說明套種模式下，甘蔗和甘薯發(fā)生了資源競爭，可能是隨著作物生長，由最開始的地下根部營養(yǎng)競爭，轉(zhuǎn)變成地上光照和二氧化碳的競爭。從本研究結(jié)果可以推測套種對甘蔗的影響主要是來自于地下部，而對甘薯的影響主要來自地上部。當(dāng)套種作物間產(chǎn)生資源競爭時，可以通過調(diào)節(jié)優(yōu)化田間配置來減小群體間競爭。因此有必要進(jìn)一步研究套種模式中最佳的行距及種植密度，探明最佳的套種模式。

綜上所述，套種甘薯可以顯著控制蔗田雜草生長，且有明顯的增產(chǎn)效果（LER>1）。套種不僅提高了土地復(fù)種指數(shù)，合理配置群體，增加生物多樣性，改善蔗田生態(tài)環(huán)境，還提高了單位蔗田農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，其中SS3模式甘蔗和甘薯綜合農(nóng)藝性狀最佳且經(jīng)濟(jì)效益最高。因此甘蔗套種甘薯可以作為一種增加蔗田農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)收益的種植模式進(jìn)行推廣。

參考文獻(xiàn)

[1]? ? ? 張愛加，周明明，林文雄.不同種植模式對甘蔗根際土壤生物學(xué)特性的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2013，19（6）：152-1532.

[2]? ? ? 劉文秀. 淺談我國糖料蔗收獲質(zhì)量現(xiàn)狀及標(biāo)準(zhǔn)[J].廣西農(nóng)業(yè)機(jī)械化，2009（3）：5-7.

[3]? ? ? 陳慶華，周小剛，鄭仕軍，等.68% 2甲4氯·敵草隆·莠滅凈WP等防除甘蔗田雜草的效果[J].雜草科學(xué)，2012，30（4）：52-54.

[4]? ? ? 羅志明，趙勇，尹炯，等.25%硝磺草酮·莠去津OD對蔗田雜草防除效果及其安全性[J].農(nóng)藥，2019，58（10）：752-755.

[5]? ? ? 尹炯，李文鳳，黃應(yīng)昆，等.72%異丙甲草胺乳油對蔗田雜草的防除效果[J]. 中國農(nóng)學(xué)通

報，2013，29（21）：175-178.

[6]? ? ? 方峰，周潔成，梁元耀，等.73% 2甲4氯鈉·莠滅凈·敵草隆WP防除蔗田雜草藥效試驗(yàn)[J]. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報，2011，42（10）：1225- 1228.

[7]? ? ?楊鵬艷.30%氯吡·莠滅凈可分散油懸浮劑及其防除甘蔗田雜草應(yīng)用技術(shù)研究[D].南寧：廣西大學(xué)，2017.

[8]? ? ?馬永林，馬躍峰，郭成林，等.甲磺草胺除草活性及對甘蔗的安全性研究[J].熱帶作物學(xué)

報，2019，40（4）：741-745.

[9]? ? ?鐘昌松，閆飛燕，石達(dá)金，等.播期和密度對套作甘蔗的糯玉米產(chǎn)量和干物質(zhì)積累的影響[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2014，27（01）：71-75.

[10]? ? 韋貴劍，陸文娟，彭天緣，等.甘蔗間套種花生最佳模式探討[J]. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報，2015，46

（6）：1007-1011.

[11]? ? 趙自東，賈應(yīng)明，李言春，等.甘蔗與不同花生品種間套種試驗(yàn)總結(jié)[J]. 甘蔗糖業(yè)，2012

（2）：21-23.

[12]? ? 熊軍，唐秀樺，潘文興，等.春植蔗套種不同品種甘薯不同行距比較試驗(yàn)[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科

技，2017（2）：3-4.

[13]? ? 蘇天明，何鐵光，蘇利榮，等.兩種有機(jī)肥在甘蔗-花生套種模式中的施用效果[J].土壤通報，2016，47（1）：112-117.

[14]? ? 韋貴劍，梁景文，陸文娟，等.甘蔗間種大豆最佳模式探討[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報，2013，44（1）：49-53.

[15]? ? 陳文杰，梁江，湯復(fù)躍，等.適合與甘蔗間套種春大豆品種篩選初報[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報，

2012，43（3）：311-314.

[16]? ? 孟慶寶，方鋒學(xué)，劉海斌，等.甘蔗間種菜用大豆對甘蔗產(chǎn)量、品質(zhì)及間種后綜合經(jīng)濟(jì)效益的影響[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報，2011，27（24）：169-

173.

[17]? ?侯本軍，林力，王敏芬，等.套種玉米對甘蔗的影響及經(jīng)濟(jì)效益分析[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，

2012，39（15）：9-10，13.

[18]? ?單翔宇，謝如林，李伏生.氮肥運(yùn)籌提升宿根蔗產(chǎn)量和氮素利用[J]. 熱帶作物學(xué)報，2020， 41（12）：2446-2453.

[19]? ?中國雜草志[J].植物雜志，2000（01）：44.

[20]? ?簡秋，鄭尊濤，宋穩(wěn)成.三元除草劑二甲四氯·莠滅凈·敵草隆在甘蔗及土壤中的消解特性研究[J]. 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2015，37（5）：

825-831.

[21]? ?彥輝，楊彩英，馬永林，等.廣西甘蔗田馬唐對莠去津抗性水平檢測及機(jī)理初探[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2017，30（8）：1790-1794.

[22]? ?洪德星.? 不同套種作物對甘蔗生長和土壤理化性質(zhì)的影響[D].福州：福建農(nóng)林大學(xué)，2011.

[23]? ?Berger U，Piou C，Schiffers K，et al.Competition among plants：Concepts，individual-based modelling approaches，and a proposal for a future research strategy.Perspectives in Plant Ecology Evolution & Systematics，2008，9（3）：121-135.

[24]? ?楊峰，婁瑩，廖敦平，等.玉米–大豆帶狀套作行距配置對作物生物量、根系形態(tài)及產(chǎn)量的影響[J].作物學(xué)報，2015，41（4）：642-650.

[25]? ? 王貝貝，廖敦平，范元芳，等.玉米大豆套作窄行距對作物競爭效應(yīng)及物質(zhì)分配的影響[J].中國油料作物學(xué)報，2020，42（5）：734-742.