麻豆輪作對作物農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響

摘要 為探索適合黑龍江地區(qū)推廣的耕地輪作制度，本試驗(yàn)對漢麻、大豆進(jìn)行連作和輪作處理，分析不同處理對大豆、漢麻農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響。結(jié)果表明，輪作提高了大豆的株高、莖粗、主莖節(jié)數(shù)、有效節(jié)數(shù)、單株有效莢數(shù)、單株重、單株莖重、單株莢重、單株莢皮重、單株粒數(shù)、單株粒重和百粒重，以及漢麻的株高、莖粗、分枝高、分枝數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重和千粒重，降低了大豆的底莢高和單株癟莢數(shù)。相關(guān)性分析結(jié)果表明，大豆除底莢高和單株癟莢數(shù)與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)，其余農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量均呈正相關(guān)；漢麻的株高、單株粒數(shù)與產(chǎn)量呈明顯正相關(guān)（Plt;0.01）。輪作提高了大豆、漢麻產(chǎn)量和產(chǎn)值，凈收益比連作分別增加了1 877.95和2 636.40元/hm2。

關(guān)鍵詞 大豆；漢麻；輪作；農(nóng)藝性狀；產(chǎn)量；耕地輪作制度

中圖分類號 S563.3" " 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A" " 文章編號 1007-7731（2024）15-0030-04

DOI號 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.15.008

Effects of hemp bean rotation on crop agronomic traits and yield

ZHANG Xiaoyan" " LI Xuehai" " CAO Kun" " BIAN Jing

（Daqing Branch of Heilongjiang Academy of Sciences， Daqing 163319， China）

Abstract In order to explore a suitable farmland rotation system for promotion in Heilongjiang Province， this experiment conducted continuous cropping and rotation treatments on hemp and soybean， the effects of different treatments on the agronomic traits， yield， and economic benefits of soybean and hemp were analyzed. The results showed that crop rotation increased the plant height， stem thickness， number of main stem nodes， effective nodes， number of effective pods per plant， plant weight， plant stem weight， plant pod weight， plant pod skin weight， plant grain number， plant grain weight， hundred grain weight of soybean， as well as the plant height， stem thickness， branching height， branching number， plant grain number， plant grain weight， and thousand grain weight of hemp， while reducing the bottom pod height and number of deflated pods per plant of soybean. Relevant analysis showed that， except for the height of bottom pods and the number of flattened pods per plant， soybean had a negative correlation with yield， while other agronomic traits were positively correlated with yield. The height and number of grains per plant of hemp were significantly positively correlated with yield（Plt;0.01）. Crop rotation had increased the yield and output value of soybeans and hemp， with a net income of 1 877.95 and 2 636.40 yuan/hm2， respectively， compared to continuous cropping.

Keywords soybean; hemp; crop rotation; agronomic traits; yield; farmland rotation system

現(xiàn)階段糧食產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，農(nóng)業(yè)資源配置朝著均衡化方向發(fā)展，部分地區(qū)開始實(shí)施耕地輪作制度[1-2]。作物輪作有利于提高土地利用效率，同時(shí)在一定程度上可以平衡土壤養(yǎng)分，減少病蟲害發(fā)生。黑龍江是重要的糧食生產(chǎn)基地及商品糧基地之一，保護(hù)與提升該地區(qū)耕地生產(chǎn)力對于保障糧食安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

大豆含有人體必需的多種氨基酸，是優(yōu)質(zhì)蛋白來源之一。黑龍江年產(chǎn)大豆450萬t以上，是重要的大豆生產(chǎn)基地之一[3]。漢麻的韌皮、籽粒和葉花等均有較高的開發(fā)利用價(jià)值[4]。劉健等[5]研究了漢麻韌皮纖維提取物對金黃色葡萄球菌和綠膿桿菌的抑菌效果，結(jié)果顯示，漢麻韌皮纖維提取物具有優(yōu)良的廣譜抑菌效果；楊陽等[6]研究表明，工業(yè)大麻纖維具有吸濕透氣、堅(jiān)牢耐用、抗靜電和防紫外線等優(yōu)良特性，是天然纖維之一；杜光輝等[7]研究指出，大麻籽仁、籽油等可開發(fā)食品，具有改善人體營養(yǎng)結(jié)構(gòu)、增進(jìn)健康的作用。本研究通過調(diào)查漢麻與大豆輪作種植制度中，漢麻與大豆的農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和品質(zhì)等狀況，從種植結(jié)構(gòu)和生態(tài)環(huán)境角度選擇一條適合該地區(qū)的輪作模式，為提高作物產(chǎn)量、合理調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試大豆品種為合豐53，長葉，白花，亞有限結(jié)莢習(xí)性，株高78.7 cm，單株有效莢數(shù)34.8個(gè)，百粒重18.70 g。籽粒圓形，種皮黃色，黃臍。粗蛋白含量39.68%，粗脂肪含量21.49%。

供試漢麻品種為龍麻1號，株高140.0～160.0 cm，種子卵圓形，種皮灰褐色，千粒重16.00～18.00 g。四氫大麻酚含量0.021%，粗脂肪含量（干基）32.01%，粗蛋白含量（干基）28.40%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 大豆" 以前茬種植大豆為對照處理（CK），以前茬種植漢麻為處理R，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，采用壟作方式，種植10行，小區(qū)面積65 m2。機(jī)械播種，播種密度30株/m2，播前統(tǒng)一施肥，其他田間管理同當(dāng)?shù)卮蠖垢弋a(chǎn)田。

1.2.2 漢麻" 以前茬種植漢麻為對照處理（CK1），以前茬種植大豆為處理R1，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，采用壟作方式，種植10行，小區(qū)面積65 m2。機(jī)械播種，播種密度3.8株/m2，播前統(tǒng)一施肥，其他田間管理同當(dāng)?shù)貪h麻高產(chǎn)田。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

1.3.1 大豆農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及品質(zhì)" 大豆成熟期，各處理小區(qū)選取具有代表性的植株10株，室內(nèi)考察株高、莖粗和百粒重等農(nóng)藝性狀；各小區(qū)選取符合試驗(yàn)設(shè)計(jì)密度的地塊收獲2 m2進(jìn)行測產(chǎn)；用Infratec 1255x型近紅外分析儀測定大豆粗脂肪、粗蛋白質(zhì)含量。

1.3.2 漢麻農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及品質(zhì)" 漢麻成熟期，各處理小區(qū)選取具有代表性的植株10株，室內(nèi)考察株高、莖粗和千粒重等農(nóng)藝性狀；各小區(qū)選取符合試驗(yàn)設(shè)計(jì)密度的地塊收獲1 m2進(jìn)行測產(chǎn)；用Infratec 1255x型近紅外分析儀測定漢麻籽粗脂肪、粗蛋白質(zhì)含量。

1.3.3 經(jīng)濟(jì)效益" 根據(jù)產(chǎn)量分別計(jì)算產(chǎn)值，凈收益=產(chǎn)值-整地成本-其他費(fèi)用-地租。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用Excel 2016軟件整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用SPSS 20.0軟件進(jìn)行方差分析和相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 麻豆輪作對大豆農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

2.1.1 農(nóng)藝性狀" 由表1可知，處理R的大豆株高、莖粗、主莖節(jié)數(shù)、有效節(jié)數(shù)、單株有效莢數(shù)、單株重、單株莖重、單株莢重、單株莢皮重、單株粒數(shù)、單株粒重及百粒重均高于CK，而底莢高和單株癟莢數(shù)低于CK，其中處理R與CK的株高、主莖節(jié)數(shù)、有效節(jié)數(shù)、底莢高、單株有效莢數(shù)、單株重、單株莖重、單株莢重、單株粒數(shù)和單株粒重之間的差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05），而莖粗、單株癟莢數(shù)、單株莢皮重和百粒重之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Pgt;0.05）。

2.1.2 產(chǎn)量及品質(zhì)" 由圖1可知，處理R的大豆產(chǎn)量較CK增加16.42%，差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）。處理R的粗蛋白含量和粗脂肪含量分別比CK增加了1.60%和0.44%，處理間差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Pgt;0.05）。說明輪作能明顯增加大豆產(chǎn)量，但對大豆品質(zhì)影響不大。

2.1.3 農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性" 從表2可以看出，大豆不同農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量之間存在不同程度的相關(guān)性。株高、莖粗、主莖節(jié)數(shù)、有效節(jié)數(shù)、單株有效莢數(shù)、單株重、單株莖重、單株莢重、單株莢皮重、單株粒數(shù)、單株粒重和百粒重與產(chǎn)量呈正相關(guān)，其中株高、主莖節(jié)數(shù)、單株有效莢數(shù)、單株重、單株莖重、單株莢重、單株粒數(shù)和單株粒重與產(chǎn)量的相關(guān)性存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.01），莖粗、有效節(jié)數(shù)與產(chǎn)量的相關(guān)性存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）；底莢高和單株癟莢數(shù)與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)，其中底莢高與產(chǎn)量的相關(guān)性存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.01）。

2.1.4 經(jīng)濟(jì)效益" 如表3所示，在相同的投入下，處理R較CK的產(chǎn)值提高了16.42%，凈收益增加了1 877.95元/hm2，方差分析結(jié)果表明，處理R和CK的產(chǎn)值和凈收益間差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）。即輪作可以提高大豆的產(chǎn)值，增加凈收益。

2.2 麻豆輪作對漢麻農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

2.2.1 農(nóng)藝性狀" 由表4可知，處理R1的漢麻株高、莖粗、分枝高、分枝數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重和千粒重均比CK1高，其中處理R1與CK1的株高、莖粗、分枝高、分枝數(shù)、單株粒數(shù)和單株粒重間差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05），而千粒重間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Pgt;0.05）。

2.2.2 產(chǎn)量與品質(zhì)" 由圖2可知，處理R1漢麻籽粒產(chǎn)量比CK1提高17.61%，差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）。處理R1的粗蛋白含量和粗脂肪含量分別比CK1增加了0.88%和1.87%，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Pgt;0.05）。說明輪作能明顯增加漢麻籽粒的產(chǎn)量，但對漢麻籽粒品質(zhì)影響不大。

2.2.3 農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性" 從表5可以看出，漢麻的株高、莖粗、分枝高、分枝數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重和千粒重均與產(chǎn)量呈正相關(guān)，其中株高、單株粒數(shù)與產(chǎn)量的相關(guān)性存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.01），分枝高與產(chǎn)量的相關(guān)性存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）。

2.2.4 經(jīng)濟(jì)效益" 如表6所示，在相同的投入下，處理R1較CK1的漢麻產(chǎn)值提高了17.61%，凈收益增加了2 636.40元/hm2，方差分析結(jié)果表明，處理R1和CK1的產(chǎn)值和凈收益間差異均存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）。即輪作可以提高漢麻的產(chǎn)值，增加凈收益。

3 結(jié)論與討論

輪作能夠改善和平衡作物生長發(fā)育的養(yǎng)分及周邊生態(tài)環(huán)境，對促進(jìn)作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)十分有利。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上長期連續(xù)種植某一作物，可能造成該作物生長發(fā)育不良、病蟲草害加重以及產(chǎn)量品質(zhì)下降等問題[8]。合理輪作可以提高土壤養(yǎng)分，改善生態(tài)環(huán)境，降低病蟲害的發(fā)生，從而促進(jìn)作物的生長發(fā)育，提高產(chǎn)量及品質(zhì)[9]。徐雪風(fēng)等[10]研究發(fā)現(xiàn)，馬鈴薯與油葵輪作有利于提高馬鈴薯株高、莖粗和地上部干質(zhì)量；宋佳承[11]通過研究馬鈴薯多年的輪作、連作定位試驗(yàn)表明，輪作提高了馬鈴薯總根長、總根體積和根尖數(shù)；張陽等[12]研究表明，在保證輪作周年施肥總量不變的情況下，大豆-玉米輪作可增加作物產(chǎn)量，降低土壤養(yǎng)分的盈余，有效提高了肥料的利用率。丁素榮等[13]研究表明，輪作增加了大豆的株高、單株莢數(shù)及百粒重，產(chǎn)量提高了13.06%。

本試驗(yàn)對漢麻、大豆進(jìn)行連作和輪作處理，分析了不同處理對大豆、漢麻農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響。結(jié)果表明，麻豆輪作提高了大豆的株高、莖粗、主莖節(jié)數(shù)、有效節(jié)數(shù)、單株有效莢數(shù)、百粒重，以及漢麻的株高、莖粗、分枝高、分枝數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重和千粒重；且麻豆輪作增加了大豆和漢麻的產(chǎn)量和品質(zhì)，凈收益比連作分別增加了1 877.95和2 636.40元/hm2。漢麻-大豆輪作提高了大豆、漢麻的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，適合大面積推廣。

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（責(zé)任編輯：李 媛）