鮮食糯玉米- 鮮食大豆不同間作行比配置下產量與綜合效益分析

李紅梅，冒宇翔，章慧敏，周廣飛，張振良，郝德榮，陸虎華，陳國清,3，薛 林,3，石明亮，黃小蘭，宋旭東*

（1.江蘇省如皋市磨頭鎮(zhèn)農業(yè)農村和社會事業(yè)局，江蘇 如皋 226551；2.江蘇沿江地區(qū)農業(yè)科學研究所，江蘇 如皋 226012；3.江蘇省現代作物生產協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京 210014）

玉米- 大豆帶狀復合種植模式，即采取田間玉米條帶套種大豆的方法，能充分利用邊行優(yōu)勢，合理地分帶或者分幅種植，以協(xié)調多熟作物之間對光照和肥水的需求，可進一步提高土地資源利用效率和糧油作物單位面積產量和總產[1-4]，目前已成為我國主推的農作物種植技術模式之一。為進一步夯實糧食安全根基，更好地保障我國糧食和油料安全，近年來中央一號文件和江蘇一號文件均指出，要進一步加大玉米、大豆間作新農藝技術推廣的支持力度，提高土地資源利用效率和單位面積糧食產量。2022 年，農業(yè)農村部《“十四五”全國種植業(yè)發(fā)展規(guī)劃》明確提出，開展玉米- 大豆帶狀復合種植技術示范行動，在穩(wěn)定現有大豆種植面積的基礎上，大力推廣玉米- 大豆帶狀復合種植模式，力爭到2025 年新增玉米- 大豆帶狀復合種植面積333.3 萬hm2。

鮮食糯玉米是重要的特糧特經作物，是農業(yè)產業(yè)結構調整優(yōu)化、推進綠色高效農業(yè)發(fā)展的關鍵作物[5-6]。近年來，隨著人們生活水平的提高，大眾的膳食保健意識逐漸增強，糯玉米因其獨特的風味和食用價值，已逐漸成為一種廣受歡迎的保健休閑食品。江蘇及東南沿海地區(qū)是國內較早開展鮮食糯玉米種植生產的地區(qū)，糯玉米產業(yè)一直位居全國前列。江蘇年種植面積近10 萬hm2，糯玉米已發(fā)展成為江蘇省優(yōu)勢特色產業(yè)[6-7]。2023 年江蘇省大豆- 玉米帶狀復合種植計劃任務7.3 萬hm2，結合本省玉米生產和發(fā)展實際，“鮮食玉米+鮮食大豆”已成為江蘇南部和沿江地區(qū)大豆- 玉米帶狀復合種植的主推模式。

不同行比間作配置在大豆- 玉米帶狀間套作系統(tǒng)中對提高群體產量效益和品質起著至關重要的作用[9-10]。目前，江蘇省關于鮮食玉米、鮮食大豆的間作套種產量和經濟效益的研究相對滯后，制約了鮮食玉米- 鮮食大豆間作模式的推廣和應用。為探索玉米- 大豆帶狀復合種植模式下最佳行比間作模式，本研究選用目前主推的2 個鮮食糯玉米品種，通過設置不同鮮食糯玉米和鮮食大豆行比，研究不同間作行比對鮮食糯玉米和鮮食大豆生長和產量的影響，并對其進行綜合效益評價，以期為江蘇省鮮食玉米和鮮食大豆帶狀復合種植增產增效模式提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與材料

試驗于2022 年4—8 月在江蘇現代農業(yè)產業(yè)體系海門示范基地（121.11°E、31.83°N）進行。試驗地前茬為冬閑地，有機質含量（質量分數，下同）14.40 g/kg，全氮含量1.01 g/kg，有效磷含量9.26 mg/kg，有效鉀含量94 mg/kg，pH 值為7.40，土壤肥力中等偏上，地力均勻一致。供試玉米品種為蘇玉糯11 和蘇甜糯818，株高分別為210、201 cm，均由江蘇沿江地區(qū)農業(yè)科學研究所提供。大豆品種為蘇新6 號，株高37.5 cm，由江蘇省農業(yè)科學院經濟作物研究所提供。

1.2 試驗設計

如圖1 所示，試驗設置了1 行玉米3 行大豆間作（1M3S）、1 行玉米4 行大豆間作（1M4S）、2 行玉米3 行大豆間作（2M3S）、2 行玉米4 行大豆間作（2M4S）、凈作玉米（CK）共5 個種植模式。每個模式種植3 個完整帶，帶寬3.6 m，3 次重復，玉米種植密度為5.25 萬株/hm2，大豆種植密度為13.5 萬株/hm2。收獲時取中間1 個完整帶進行測產與考種。

圖1 間作種植示意圖

2022 年4 月22 日播種，播種時玉米、大豆分別施緩釋復合肥（N、P2O5、K2O 質量比為27∶9∶9）60、10 kg/667 m2作基肥。玉米大喇叭口期追施尿素20 kg/667m2，大豆不追肥。其他田間管理與大田一致。7 月19 日對鮮食糯玉米和鮮食大豆進行鮮穗（粒）測產與考種。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 玉米形態(tài)和產量指標。在玉米采收前，選取中間行連續(xù)10 株鮮食糯玉米測定株高和穗位高；采收時小區(qū)全部收獲進行計產，考查每個小區(qū)玉米果穗總數，同時選取10 個果穗考種，測定穗長、穗粗、禿尖長、穗行數和行粒數等產量構成因素。

1.3.2 大豆形態(tài)和產量指標。在大豆采收前，同樣選取中間行測定連續(xù)10 株鮮食大豆株高和分枝數；測定豆莢秕莢率、一粒莢率、二粒莢率、三粒莢率和產量等指標，具體計算方法參照涂冰潔的研究[11]。

1.3.3 效益評價。根據鮮食玉米、鮮食大豆整個生育期單位面積生產資料費用及人工管理費用，計算帶狀復種模式下的總支出。

總支出=整地費用+購買種子費用+化肥農藥費用+采收費用+全生育期管理費用。

根據7 月份帶苞葉鮮食玉米2 元/kg，帶莢鮮食大豆3 元/kg 的市場價格，分析玉米- 大豆帶狀復合種植經濟收益。

總收入＝玉米產量×玉米單價＋大豆產量×大豆單價。

綜合效益=總收入－總支出。

1.4 數據分析

采用Excel 2016 整理和匯總試驗數據，使用SPSS 17.0 對數據作統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 不同行比玉米- 大豆帶狀復合種植模式對玉米與大豆植株性狀的影響

由表1 可知，與玉米凈作（CK）相比，不同間作模式下2 個鮮食糯玉米品種的株高和穗位高均升高，但差異無統(tǒng)計學意義。不同種植模式對同一糯玉米品種穗長、穗粗、行數、行粒數影響不同。與對照相比，不同間作模式對穗長的影響不顯著，但顯著影響果穗的禿尖長，表現為1M4S 處理下蘇玉糯11 和蘇甜糯818 果穗禿尖最長，1M3S 和CK 處理下禿尖較短。比較不同間作模式下單穗質量發(fā)現，2個鮮食糯玉米品種在1M3S 和CK 處理下單穗質量相對較高。

表1 不同行比玉米-大豆帶狀復合種植模式對糯玉米形態(tài)和穗部性狀的影響

由表2 可知，不同行比間作對大豆植株各性狀的影響不同，1M3S 處理下大豆的株高最矮，2M3S處理下株高均最高；1M3S 處理下大豆的分枝數最多，2M3S 處理下分枝數最少。比較結莢情況發(fā)現，秕莢率在1M3S 處理下最低，2 種處理模式分別為23.11%、25.32%；二粒莢率在1M3S 處理下占比最高，2 種處理模式分別為41.07%、38.30%。

表2 不同行比玉米-大豆帶狀復合種植模式對蘇新6 號植株性狀的影響

2.2 不同行比玉米- 大豆帶狀復合種植模式對玉米、大豆產量及綜合效益的影響

由表3 可知，不同行比間作對2 個糯玉米品種產量和產量構成因素的影響不同，蘇玉糯11 帶苞葉產量和去苞葉產量表現為CK＞1M3S＞2M3S≥2M4S≥1M4S，且凈作處理（CK）與不同行比間作差異均有統(tǒng)計學意義，說明鮮食玉米- 大豆不同行比間作顯著降低了鮮食玉米產量。玉米- 大豆帶狀復合種植玉米產量均低于凈作處理（CK），其中行比1M4S 減產最多，1M3S 減產最少。玉米- 大豆帶狀復合種植對玉米出籽率和百粒質量影響不大。比較蘇玉糯11 和蘇甜糯818 發(fā)現，玉米- 大豆帶狀復合種植條件下，蘇玉糯11 平均減產36.38%，蘇甜糯818 平均減產13.46%。

表3 不同行比玉米-大豆帶狀復合種植模式對鮮食糯玉米產量影響

由表4 可知，1M3S 和1M4S 處理下，大豆單株鮮莢質量顯著高于2M3S 處理的大豆單株莢質量。從鮮莢質量、籽粒產量上看，2M3S 處理最低；從出仁率上看，1M3S 處理出仁率最高。從鮮籽百粒質量來看，2M3S 處理最低，除蘇甜糯818＋蘇新6 號模式2M3S 處理外，不同行比之間差異無統(tǒng)計學意義。比較2 個品種發(fā)現，蘇甜糯818 和蘇新6 號帶狀復合種植的單株鮮莢質量、鮮莢質量、籽粒產量和鮮籽百粒質量均高于相同行比條件下蘇玉糯11 號和蘇新6 號帶狀復合種植模式。

表4 不同行比玉米-大豆帶狀復合種植模式對蘇新6 號產量表現

由表5 可知，就玉米和大豆產量而言，相同行比下蘇甜糯818 高于蘇玉糯11，因而蘇甜糯818 與蘇新6 號帶狀復合種植模式下，大豆和玉米的收益要高于蘇玉糯11 與蘇新6 號帶狀復合種植模式。比較不同行比發(fā)現，不同行比下總收益存在一定的差異，其中行比1M3S 凈收益最高。

表5 不同行比玉米-大豆帶狀復合種植模式下經濟效益分析

3 討論

玉米- 大豆帶狀復合種植模式具有資源高效利用、生態(tài)安全等優(yōu)點。通過協(xié)調復合種植系統(tǒng)中玉米和大豆田間行比配置，改善通風透光條件，促進不同生態(tài)位作物和諧生長，對實現玉米- 大豆帶狀種植群體最大產量和經濟效益具有重要意義[10]。優(yōu)化帶狀復合種植行比配置，可為鮮食玉米和鮮食大豆高產高效模式的田間配置提供理論指導。前人研究表明，在成都平原地區(qū)，行比2∶3 的鮮食玉米- 鮮食大豆帶狀間作系統(tǒng)有利于提高作物產量和群體經濟效益[12]。本研究發(fā)現，行比1M3S 種植模式下單位面積玉米產量和大豆總產量均高于其他行比配置，因此1M3S 行比可獲得最大的經濟效益。本研究與前人研究結果不同的原因可能是當地的特定氣候條件和選用品種的差異造成的。1M3S 行比下取得較高的產量和經濟效益，可能與單行玉米種植增加了玉米的邊際效應、減少了過度蔭蔽效應對大豆生長發(fā)育的負面影響、提高了光能利用率等因素有關[13-14]。

玉米- 大豆帶狀復合種植模式增產增效的基本邏輯是“玉米不減產，增收一季豆”，然而在本研究中，2 個鮮食玉米品種（蘇玉糯11 和蘇甜糯818）與鮮食大豆帶狀復合種植下產量與凈作相比降低幅度分別為36.38%、13.46%，這可能是由于在帶狀復合種植過程中，株距過小，加大了玉米行內對陽光的競爭，導致玉米株高和穗位升高，影響了玉米的生長和干物質的分配效率，降低了產量構成因素，增加了禿尖長度，最終表現為玉米產量的降低。此外，通過比較蘇玉糯11 和蘇甜糯818 的帶狀復合種植發(fā)現，蘇甜糯818 在各行比復合種植條件下大豆產量和綜合經濟效益均高于蘇玉糯11。前人研究發(fā)現，對于帶狀復合種植模式，株高太高的玉米對低位作物大豆遮蔭嚴重，大豆受光不足，相應的光合產物積累減少，大豆株高增加，秕莢率升高，生長發(fā)育受阻[15-16]。玉米是間作系統(tǒng)中群體產量和經濟效益的主導作物，本研究中蘇甜糯818 株高較矮、株型較緊湊，減少了行內和行間的蔭蔽效應，提高了光能利用率，導致矮稈型鮮食玉米（蘇甜糯818）間作系統(tǒng)下的經濟效益高于高稈型鮮食玉米（蘇玉糯11）間作系統(tǒng)。

本研究對鮮食玉米- 鮮食大豆帶狀復合種植模式下高產高效田間行比配置進行了研究，但結果是基于1 年的數據得到的，可能會受當年環(huán)境、土壤地力條件等因素的影響，因此，適宜當地的復合種植行比模式還需要進一步研究驗證。

4 結論

蘇甜糯818 和蘇玉糯11 與大豆帶狀復合種植下，與凈作相比產量降低幅度分別為13.46%、36.38%。1 行玉米3 行大豆間作（1M3S）行比下能取得最佳的經濟效益，蘇玉糯11 和蘇甜糯818 間作系統(tǒng)凈收益分別達到882.5、1239.1 元/667 m2，而凈作收益分別僅為640.6、731.4 元/667 m2，說明株高較矮的蘇甜糯818 與大豆間作系統(tǒng)下玉米和大豆產量和經濟效益更好，蘇甜糯818 可能更適合作為鮮食玉米- 鮮食大豆復合間作的優(yōu)選品種進行推廣。