油麥間作對小麥產(chǎn)量優(yōu)勢分析

唐明明,趙飛揚(yáng),賀瑞龍,董楠

（信陽農(nóng)林學(xué)院,河南 信陽 464000）

間作是我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要手段之一，在保障糧食安全、應(yīng)對氣候變暖等方面具有重要意義。合理的間作種植模式能夠影響作物生長和發(fā)展的環(huán)境，改變不同個體和群體利用時空間資源的效率［1］。間作是利用作物間的生態(tài)位差異，即利用作物間的空間、時間、光能等多種資源的合理配置，使土壤水分、熱量、空氣、養(yǎng)分等資源得到有效利用，達(dá)到高產(chǎn)高效目的［2］。間套作研究中，國際上通常用土地當(dāng)量比（Land equivalent ratio，LER）來衡量間作是否具有產(chǎn)量優(yōu)勢。土地當(dāng)量比是指單位面積上間作兩種或兩種以上的作物所獲得產(chǎn)量或收獲物，與單作中生產(chǎn)相同產(chǎn)量或者收獲物需要的土地面積之比。在花生和玉米間作模式中，間作玉米的產(chǎn)量明顯高于單作，尤其是籽粒產(chǎn)量顯著提高，偏土地當(dāng)量比達(dá)0.881＞F（0.4），間作模式能有效提高玉米產(chǎn)量［3］。油菜是我國主要油料作物之一，其生產(chǎn)直接關(guān)系到食用油安全問題［4］。油菜與玉米或大豆間作時，可顯著增加間作體系的籽粒產(chǎn)量，其基于籽粒產(chǎn)量的土地當(dāng)量比LER的2年平均值分別為1.54和1.80，均大于1.5，油菜參與的間作模式具有時間生態(tài)位分離特征［5］，這與唐明明等［6］通過對玉米-油菜、大豆-油菜等間作模式作物產(chǎn)量的研究發(fā)現(xiàn)相似，但該研究中的油菜-馬鈴薯間作模式不具有產(chǎn)量優(yōu)勢。小麥-油菜種植模式能促進(jìn)資源高效利用、增強(qiáng)天敵群落和提高生物害蟲控制能力［7］。但白菜型油菜（Brassica rapa，AA）和甘藍(lán)型油菜（Bras?sica napus，AACC）因遺傳基礎(chǔ)不同，其表觀性狀具有很大差異［8］，因此選擇適宜品種的作物組合對提高種植群體的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。以大別山區(qū)常見的油菜與小麥間作為研究對象，探討油菜與小麥間作對小麥產(chǎn)量的影響，以期為探索信陽地區(qū)小麥的高產(chǎn)高效種植新模式提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

2021年在河南省信陽市平橋區(qū)洋河鎮(zhèn)洋河村試進(jìn)行試驗(yàn)。地處東經(jīng)114°13′，北緯32°14′，為亞熱帶至暖溫帶的過渡區(qū)域。春季天氣多變，陰雨連綿；夏季高溫高濕，日照多，降水多；秋季涼爽，氣候晴朗；冬季氣候干燥，降水量少。日平均氣溫≥0℃的活動積溫為6 085.4℃，日平均氣溫≥10.0℃的活動積溫為5 570.8℃，年降雨量為993～1 294 mm，年平均氣溫為15.3～15.8℃。無霜期220～230 d。

1.2 供試品種

小麥為寧麥13，油菜1和油菜2分別為秦雜油王4號（甘藍(lán)型）、圣母斯（白菜型），均購自于市場。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計

試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組排列設(shè)計，設(shè)5個處理，重復(fù)3次，共15個小區(qū)。設(shè)置2種作物間作和1種作物單作，即小麥-油菜1、小麥-油菜2兩種間作模式，小麥單作模式。小區(qū)長5 m，寬4.8 m，小區(qū)面積為24 m2。間作種植小區(qū)種植3個組合帶，單個帶幅1.6 m。播前施復(fù)合肥作基肥，田間管理與當(dāng)?shù)靥镩g管理水平一致。

1.4 測定項(xiàng)目與方法

1.4.1 偏土地當(dāng)量比 小麥偏土地當(dāng)量比PLER-W=YiW/YsW。式中，YiW為間作小麥產(chǎn)量；YsW為單作小麥產(chǎn)量［9］。

1.4.2 間作優(yōu)勢評價FW為間作小麥所占間作體系中的面積比例，試驗(yàn)中小麥-油菜1（甘藍(lán)型）和小麥-油菜（2白菜型）間作行比為4∶2，小麥行距0.2 m，油菜行距0.4 m，2種模式的FW均為0.5。當(dāng)PLER-W＞FW時，間作小麥具有產(chǎn)量優(yōu)勢；當(dāng)PLER-W＜FW時，間作小麥表現(xiàn)出產(chǎn)量劣勢［9］。

1.4.3 收獲指數(shù) 收獲指數(shù)=籽粒產(chǎn)量/生物學(xué)產(chǎn)量。

1.4.4 經(jīng)濟(jì)效益 經(jīng)濟(jì)效益是總生產(chǎn)量的價值與投入總成本的差值。投入成本包括種子、肥料成本。各項(xiàng)投入和收益均按照當(dāng)?shù)仄骄接嬎恪＝?jīng)濟(jì)效益=總生產(chǎn)成果－總投入成本。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植模式對小麥偏土地當(dāng)量比的影響

由表1可知，小麥-油菜1間作模式中，以生物學(xué)產(chǎn)量和籽粒產(chǎn)量為基礎(chǔ)的偏土地當(dāng)量比分別為0.57和0.72，均大于FW（0.5），小麥基于生物學(xué)產(chǎn)量的偏土地當(dāng)量（PLER-W）增幅為14%，基于籽粒產(chǎn)量的偏土地當(dāng)量比（PLER-W）增幅為44%，表明該間作模式能夠增加小麥產(chǎn)量。小麥-油菜2間作模式中，以生物學(xué)產(chǎn)量和籽粒產(chǎn)量為基礎(chǔ)的偏土地當(dāng)量比分別為0.34和0.30，均小于FW（0.5），其中，基于生物學(xué)產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量的偏土地當(dāng)量比分別較小麥單作減少32%、40%，表明該間作模式中小麥不具有產(chǎn)量優(yōu)勢。

表1 不同種植模式的小麥偏土地當(dāng)量比

2.2 不同種植模式對小麥生物學(xué)產(chǎn)量的影響

由圖1可知，生物學(xué)產(chǎn)量小麥-油菜1間作模式與小麥-油菜2間作模式相比，顯著增加40.6%（P＜0.05）；小麥-油菜1間作模式與單作小麥模式相比，生物學(xué)產(chǎn)量增加13.2%。單作小麥模式與小麥-油菜1間作模式模式或小麥-油菜2間作模式相比，均無顯著差異。

圖1 不同種植模式的小麥生物學(xué)產(chǎn)量

2.3 不同種植模式對小麥籽粒產(chǎn)量的影響

由圖2可知，在小麥-油菜1間作模式中，間作小麥籽粒產(chǎn)量比單作小麥顯著增加44.3%（P＜0.05）。小麥-油菜2間作模式中，間作小麥籽粒產(chǎn)量與單作小麥相比，無顯著差異。表明，小麥-油菜1間作模式能增加小麥籽粒產(chǎn)量。

圖2 不同種植模式的小麥籽粒產(chǎn)量

2.4 不同種植模式下小麥的經(jīng)濟(jì)效益

由表2可知，小麥單作、小麥-油菜1間作、小麥-油菜2間作的總產(chǎn)值分別為6 760元/hm2、9 753元/hm2、4 108元/hm2。小 麥 單 作、小麥-油菜1間作和小麥-油菜2間作的平均經(jīng)濟(jì)效 益 分 別 為4 261元/hm2、7 254元/hm2、1 609元/hm2。與小麥單作相比，小麥-油菜1間作的平均經(jīng)濟(jì)效益增加70.24%，表明該間作模式的經(jīng)濟(jì)效益大于小麥單作，具有較高的推廣價值。小麥-油菜2間作的平均經(jīng)濟(jì)效益較小麥單作降低62.24%，生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益值較低，不適宜推廣種植。

表2 不同種植模式的小麥經(jīng)濟(jì)效益

3 結(jié)論

合理的間作模式能有效提高生物產(chǎn)量，增加經(jīng)濟(jì)收益［6，10］。小麥-油菜2間作中，偏土地當(dāng)量比（PLER-W）＜FW（0.5），該模式中小麥不具有間作產(chǎn)量優(yōu)勢，該間作模式不適合推廣。在小麥-油菜1間作模式中，以生物學(xué)產(chǎn)量和籽粒產(chǎn)量為基礎(chǔ)的偏土地當(dāng)量比（PLER-W）分別為0.57和0.72，均大于FW（0.5），該模式具有間作產(chǎn)量優(yōu)勢；與單作小麥相比，間作小麥生物學(xué)產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益分別增加13.2%、44.3%、70.24%，籽粒產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益值高于相同面積下的單作小麥，表現(xiàn)出較好的豐產(chǎn)性和間作優(yōu)勢，該間作模式可在信陽地區(qū)小麥生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。