我国甘蔗间种不同作物的研究进展

唐红琴 ，汪 淼 ，方锋学 ，翁梦玲 ，吴建明

（1.广西农业科学院甘蔗研究所/广西甘蔗遗传改良重点实验室/农业部广西甘蔗生物技术与遗传改良重点实验室，南宁 530007；2.中国农业科学院甘蔗研究中心，南宁 530007）

甘蔗是我国的主要糖料作物，2009—2010年种植面积148.8万hm2。甘蔗种植行距一般为1～1.2m，行距较宽，而且甘蔗前期生长较慢，种植后需要3～4个月才封行。因此，甘蔗适合与多种作物间种，开展甘蔗间种是一项开拓内涵挖潜，稳定甘蔗生产，提高综合效益的有效途径。利用甘蔗的时空差，采取有规则的间种不同作物，能较充分利用甘蔗田光、热、气、肥等自然资源，以及时间和空间优势，做到分层分时交错采光和波状立体采光，充分发挥边际效应，从而为提高光能利用率和开拓新的商品生产领域提供了可能。虽然甘蔗间种不同作物已经有较多的研究报道，在我国甘蔗主产区已经得到示范推广应用，但目前甘蔗主产区还存在间种不合理等问题，间作物与甘蔗生长发育产生争肥、争水、争光等现象，导致两种作物均减产。因此，本文综述了甘蔗间作不同作物的研究进展及其示范推广情况，并对甘蔗间种不同作物进行了一些论述，旨在为甘蔗间作不同作物的筛选提供参考，也为资源的系统合理利用与优化管理提供依据。

1 甘蔗间种不同作物研究

1.1 甘蔗间种油料作物

1.1.1 甘蔗间种大豆 甘蔗主产区的农民也有间种大豆的习惯，甘蔗前期生长缓慢，叶面积系数小，光能利用率低，容易滋生杂草，在甘蔗行间间种一季春大豆，可充分利用地力，改善田间生态条件，创造蔗田多熟高产高效益。我国的主产蔗区，主要分布在北纬24°以南的热带、亚热带地区，包括广东、台湾、广西、福建、四川、云南、江西、贵州、湖南、浙江、湖北南方11个省、自治区。这些地方蔗农均有间套种大豆的习惯。广西是我国甘蔗主产区，近年来甘蔗种植不断扩大，面积稳定在100万hm2左右，而南方大豆相对于其他作物产量较低，在效益上没有竞争优势,纯种大豆面积不断减少，间种面积不断增加。

甘蔗间种大豆的研究已经有大量的相关报道，研究方向主要有栽培技术、不同品种选择、间种对土壤环境的影响等。在栽培技术研究方面已经得到较系统的研究[1-6]。不同品种方面，主要进行甘蔗和大豆不同品种的筛选，间种的甘蔗选株形紧凑，叶片窄直，前期生长较慢，分蘖力强，丰产性能好，抗倒伏的品种。间种选用的大豆品种要求早熟、高产、耐阴性强等特性。而近年来，对于不同甘蔗品种或大豆品种的间种筛选已有一些相关报道。陈怀珠等[7]以9个早熟春大豆新品种（系）与甘蔗间种，桂早一号、S97-17、S97-101三个品种（系），早熟、高产、耐阴性强，比较适合与甘蔗间种；其次为稍迟熟、高产、耐阴性中等偏上的桂98-1和桂199。甘蔗与大豆行比以1∶2为宜。吴文才等[22]分析了8个甘蔗品种春植栽种后间种大豆的技术研究。结果表明：甘蔗栽植后即间种大豆，造成甘蔗显著减产；出苗初期间种大豆，甘蔗、大豆双丰收，但不同品种的间种效应不完全一致。曾维英等[8]进行不同春大豆品种与甘蔗间种对比试验，结果表明，在参试的6个春大豆品种中，以桂816的综合表现最好、产量最高，其次是桂春1号和桂春2号，这3个春大豆品种均适合与甘蔗进行间种。吴才文等[9]研究了8个甘蔗品种栽种后不同时间播种黄豆对甘蔗田间性状的影响，结果表明，不同间种时间对甘蔗分蘖、有效茎数和产量的影响差异较大，且8个品种表现趋势一致；苗期间种黄豆不影响甘蔗的株高、茎径和后期锤度；栽后即间种黄豆，甘蔗分蘖和后期有效茎显著降低，造成甘蔗大幅度减产；出苗初期间种，甘蔗无效分蘖数显著降低，成茎率高，有效茎多，甘蔗的产量高。谭裕模等[10]研究不同甘蔗基因型间种相同品种的大豆，结果表明，对大豆的农艺性状、生物产量和豆荚产量都有不同的影响；在甘蔗间套种大豆合理的模式条件下，间种大豆对甘蔗的生长和产量影响较少或者没明显的影响，可以取得一定的增收增效作用，但在间种不合理时也会对甘蔗生长和产量导致负向的影响，间种对不同基因型甘蔗分蘖有较大影响；2种作物的播种期安排是甘蔗间套种取得成功的关键。施肥对间种的影响方面，李志贤等[11]研究了减量施氮对广州地区不同甘蔗/大豆间作模式下甘蔗产量、品质、生物量动态变化及甘蔗群体经济效益的影响。结果表明，不同施氮水平的甘蔗/大豆间作系统较单作甘蔗提高了土地利用率，其土地当量比（LER）为1.36～2.12，各处理甘蔗总生物量的动态积累随生育期的推进均符合“S”型生长曲线，低氮处理甘蔗/大豆间作系统经济效益比高氮处理高3.2%～26.3%，甘蔗/大豆1∶2间作模式的经济效益最好。

甘蔗间种大豆对土壤环境的影响研究方面还属于初始阶段，这方面还鲜有报道。孟庆宝等[12]研究不同大豆品种、不同播期及不同间种密度对蔗田土壤N、P、K及有机质等的影响。结果表明，间作蔗田土壤养分含量都有不同程度的提高；甘蔗单作后，土壤氮、磷、钾和有机质含量明显下降，甘蔗间种大豆则有利于降低相应养分含量的下降幅度，提高有机质含量；综合3个因素来看，以2月中旬间种1行中熟大豆品种的效果最好。洪德星[13]研究表明，甘蔗套种大豆能改善蔗地土壤的部分化学性质，土壤pH值提高了0.16～0.19；显著提高土壤的全氮含量；真菌数量显著提高；甘蔗根际土壤脲酶、酸性磷酸酶和碱性磷酸酶的活性影响较小；但在苗期和分蘖期套种大豆处理的蔗糖酶活性明显高于其它处理；套种处理的Shannon指数与对照相比提高1.14%～2.08%，而McIntosh指数与对照相比则降低了3.89%～14.74%，各套种处理间的Simpson指数没有达到显著差异。

1.1.2 甘蔗间种花生 花生是丛生型作物，苗矮，甘蔗是高秆作物，直立、生长期长，利用两者植期时间差及其苗期生长的空间来间种，即在已备好的春植蔗地，先种植花生，后种植甘蔗，便多了一造花生的经济收入。甘蔗地间作春花生实现了蔗地的生物多样性，利用甘蔗封行前的100～120d时间，充分利用了自然资源，提高了土地利用率，提高了复种指数，增加了效益[14]。甘蔗主产区的农民也有间种花生的习惯，2011年广西农业科学院甘蔗研究所和广西大学调查组赴南宁、河池、柳城、崇左、百色、来宾6个市的蔗区23个点调查广西蔗区糖料蔗生产情况，也发现有部分蔗区间种花生。

甘蔗间种花生历史悠久，主产区的农民均有间种花生的习惯，但对于甘蔗间种花生的研究方面的报道还较少。冯奕玺等[15]试验结果表明，宽窄行间种花生试验对甘蔗萌芽、分蘖、株高等农艺性状影响不大，甘蔗宽行双行植间种花生,多收了一造作物，因而经济效益高。赖贵生等[16]研究秋花生套种秋植蔗，早造前作收获后,按甘蔗行距开沟起畦，8月上旬在畦面播种花生，9月上旬种蔗，每667m2增产甘蔗1000～1500 kg、花生可收获干荚25～40 kg，高产的达150 kg。余羡良等[17]试验采用早种或套种比迟种（8月中旬）一般增产40%以上，秋植蔗种植品种也是非常重要的，宜选择分蘖力强，全期生长快，成茎率高，宿根性强的品种，结果表现较好的品种有沙窖72/111，其次是71/210的产量最高。

1.2 甘蔗间种玉米

甘蔗间套种玉米技术原理主要是利用甘蔗与玉米生育期和生长速度差异来进行种植的农业生产技术措施。甘蔗生育期长且生长缓慢，而玉米生育期短且生长快。甘蔗行距较宽，在拔节前相当长时间内行裸露，易引起水分蒸发散失，杂草滋生。为提高光能和土地利用率，增加复种指数，增大土地覆盖面，增进地力，适当种植短期作物玉米，可减少水分蒸发和杂草滋生。为了发展甘蔗生产，缓解蔗粮争地矛盾，提高蔗地经济效益，有学者根据甘蔗和玉米的不同生长特点以及生物化学物质合成与外界环境条件的关系和作用，提出了协调好两种作物前期共同生长，互不影响，分蘖期利用玉米生长优势控制甘蔗后期无效分蘖，提前转入伸长期，可提高甘蔗产量，同时增加粮食产量[18]。关于甘蔗间种玉米栽培技术及示范推广方面已经有相关报道，结果也取得了较好的经济效益。唐应虎等[19]1990年和1992年分别进行新植蔗间种玉米新技术试验，结果1990年获得公顷产玉米6105kg，产蔗123.75t；1992年获得公顷产玉米5392.5kg，产蔗127.5t。李曲等[20]调查分析认为甘蔗中套种玉米经济价值非常高，甘蔗套种玉米，既可以在新植蔗行中套种，又可以在宿根蔗行中套种，甘蔗地可生产玉米粒2250～3000 kg/hm2，鲜玉米果9000～11250kg/hm2，采收的玉米秆可作青饲料或作肥料回地。甘蔗套种玉米技术的试验示范及推广应用方面，2009年上思县推广面积5800 hm2，2010年推广10800 hm2，经专家组织验收，平均产鲜玉米苞5196.8 kg/hm2，产鲜玉米秆7302.7 kg/hm2[18]。另外马冬萍等[21]也对甘蔗间种玉米高产栽培技术进行一些总结和研究。张红叶等[22]调查分析了甘蔗玉米间作对甘蔗绵蚜Ceratovacuna lanigera Zehntner及捕食性瓢虫种群的影响。结果表明，甘蔗净种田与间作田绵蚜的虫情指数变化趋势一致，但净种田绵蚜虫情指数显著高于间作田，表明间作田中捕食性瓢虫在甘蔗绵蚜种群控制中发挥着重要的作用。

但也有相反观点，岑华[23]认为，甘蔗、玉米均是禾本科高秆作物，甘蔗间套种玉米是不合理的；从生物学观点看，甘蔗和玉米均属于高光效率的C4类型作物，对光的敏感性极强；甘蔗间套种玉米，由于玉米净光合强度比甘蔗高，因而，玉米长速要比甘蔗快得多，出现“喧宾夺主”的不正常现象，甘蔗不同程度地受到荫蔽，影响到甘蔗的光合作用。甘蔗间套种玉米，由于玉米生长速度比甘蔗快，吸取的养分量大，甘蔗长速较慢而抵不过玉米，造成营养不足。唐桂[24]也认为，玉米是高秆作物，生长期长，需肥多，与甘蔗间种，争光争肥较严重，对甘蔗产量影响较大，减产较多，得不偿失。梁廷玺等[25]研究表明，间种受荫蔽的甘蔗既矮又细，特别春植蔗，株高比不间种的甘蔗矮13.5～22.5cm，宿根蔗株高比不间种的甘蔗矮15～41.8cm，茎径小0.04～1.46cm。

1.3 甘蔗间种西瓜

甘蔗间套种西瓜既能提高土地综合利用率，一亩地种植两种作物，产出两亩地的产值，最大限度地提高土地产出率；又能实现资源共享，甘蔗间种西瓜除避寒保温，让西瓜种植季节提前外，还可以保水、保肥，实现地膜、水、农药、化肥等资源以及田间管理的共享，减少水肥流失，充分利用了土地及光热资源。

甘蔗间种西瓜目前在广西已经有较大的推广面积，关于甘蔗间种西瓜的推广应用已经在各蔗区进行示范推广，主要的生产模式是“甘蔗＋西瓜”，即在新植甘蔗地里采用地膜拱棚覆盖间种优质西瓜，示范推广的西瓜“三避”模式是避曝晒育苗遮阳网覆盖＋避寒苗期拱棚农膜覆盖＋大田栽培拱棚双膜覆盖，主要套种西瓜品种是抗旱、高产、优质的黑美人系列和小麒麟等[26-33]。甘蔗间种西瓜的栽培技术研究、示范推广方面，在湖南、广东、安徽等也有相关报道。匡翀等人[34]总结了湖南省祁东县甘蔗套种西瓜技术表明，年前挖翻稻田，冬堂晒坯，年后按2.2m宽开厢整地，每厢按0.8m宽开2条甘蔗种植沟，深度12cm左右，再按1.3m宽（含水沟）起垄种一行西瓜；西瓜重点抓三招，一是整枝；二是施肥；三是防治病虫害。谢雪芳[34]总结了湖南省新邵县甘蔗间种西瓜的栽培技术，整地起畦，施足底肥，选地整地选择肥沃疏松、耕层深厚的地块，在春初选晴天深翻细耙。然后分畦开沟，行距按旱地90cm、水田100cm开挖种沟，四周开排水沟。在淮北地区，郭立岭[35]经过多年试验，总结出甘蔗套种西瓜的栽培模式，该模式在甘蔗生长前期套种西瓜，既不影响甘蔗生长，又能多收一茬西瓜，充分利用土地及光资源，比单一种植甘蔗每公顷增加产值15000元以上。广东徐闻县在90年代也研究甘蔗间种西瓜，结果表明，每公顷蔗地可多收甘蔗13.35t，增产15.43%；同时能收到西瓜30.75t[35]。

虽然甘蔗间种西瓜的栽培技术及示范推广已经得到广泛应用，但是基础研究方面还鲜有报道。黄贵琴和陈金洪[36]通过选取两块土壤肥力相同的地块，采用“甘蔗套种西瓜”模式进行系统施肥与常规施肥对比试验。结果表明，系统施肥的西瓜比习惯施肥提早10d收获上市，西瓜、甘蔗平均增产21.7%、10.6%，纯收入增加53.4%。

1.4 甘蔗间种蔬菜作物

随着城镇化的不断发展，带来占地增多，郊区蔬菜地减少。而人民生活的不断改善，又需要蔬菜种植地的扩大，种植出品种多、花样新、质量好的蔬菜。为此，蔗地间作蔬菜对于开辟蔬菜生产新途径有着重大的意义。甘蔗间种蔬菜宜选择矮秆、生育期短、生长势强的浅根型作物，尽量缩短与甘蔗的共生期，并在6月上中旬甘蔗大培土以前能收获结束，以免影响甘蔗大培土及其生长，辣椒、番茄、茄子、本地小黄瓜、马铃薯、矮生菜豆、苤蓝、莴苣等等[37]。

关于甘蔗间种蔬菜已经得到重视，并已有相关研究报道。据果蔗间种辣椒研究表明，辣椒套种果蔗共生期较长，期间既要促进辣椒早发棵、早结果、早上市，又要兼顾果蔗齐苗、壮苗[38]。吴赤忠等[39]开展了改变甘蔗种植方式的试验研究，结果表明，甘蔗间种早夏菜，蔗茎可增产9.8%～34.7%；提高蔗糖分0.17%～2.3%；甘蔗与早夏菜总产值比单种蔗可提高60.6%～116.4%。揭曙彦[40]研究甘蔗间种马铃薯试验结果表明，马铃薯平均每公顷产17.589t，甘蔗平均每公顷产123.80 t。张国赞[41]调查表明，一般甘蔗公顷单产超105t，间种的黄瓜单产22.5～37.5t，产量和产值潜力都很大，如莲溪十九队麦耀明户，1986年在甘蔗田间种了黄瓜874m2，当年黄瓜收获量2188kg，平均单产25t/hm2。

1.5 甘蔗间种食用菌

为了解决发展草菇生产与粮、蔗争地的矛盾，利用蔗地间种草菇是一个很好的办法。甘蔗、草菇都属于喜温爱湿作物。早春往往是阴多于晴，积温不足。而温度是决定它们生育快慢、产量高低的重要因素。春植蔗地经晒白后，土温高、土壤疏松、通气好，种上草菇，有利于菌丝的生长、结菇；而蔗畦堆叠草堆，起到保温、保湿的作用。同时，稻草堆发酵时又产生大量的热量，促进甘蔗的生长发育[42]。利用甘蔗秋季生长成林，有类似于森林的生态条件，间种蘑菇可有效地提高植蔗的经济效益，克服室内种菇因通气较差，投资较大、易遭病菌侵染而造成蘑菇产量不高的弊病，对当年甘蔗的生长和来年宿根的发株均具有良好的促进作用[43]。甘蔗间种食用菌是良好生态农业模式，但要有一定的设施和技术为条件，因此这方面的相关研究报道还较少。李端富等[44]对水稻、甘蔗、鱼、菇间套种养立体农业模式的农田小气候进行研究，结果表明，水田立体农业使农田小气候得到改善，土壤肥力有一定程度提高，土壤通透性增加，全年667m2产果蔗5.61t凤尾菇902 kg。黄汉昆[42]调查表明，间种草菇比单种草菇产量高，增产12.32%;间种草菇的甘蔗比单种甘蔗增产10.91%。张本怀[45]进行甘蔗套种双孢蘑菇研究，试验面积100m2，套种双孢蘑菇22m2，共收秋菇287kg，且甘蔗比对照增产10%以上，甘蔗含糖量增加1.6%。王春生等[46]研究表明，甘蔗行间种蘑菇比未间种的田间锤度提高0.2～0.5度，增加的原因主要是培养料中的氮、磷、钾养分部分被甘蔗根系所吸收，促进了含糖分的增加。

1.6 甘蔗间种其他作物

合理的甘蔗间作作为一种高产高效种植方式，通过与各类生长快速、生长期短的作物组合、搭配构成多作物、多层次、多功能的甘蔗复合群体,可提高光能、养分利用效率[47]。甘蔗除了与油料作物、玉米、蔬菜等作物间种外，也有与小作物如菠萝、绿豆、柽麻、紫云英等进行间种的相关研究报道。杨林洪等[48]以摘果后的常规菠萝老茎留苗地为试验地，以菠萝老茎留苗与甘蔗种进行间种，结果表明：以菠萝大行距间为种植沟，实施隔行间种甘蔗，能使老茎留苗地菠萝留苗平均可达12.81万株/hm2，种苗合格率占94.8%，平均可产甘蔗种31.95 t/hm2；以菠萝大行距间为种植沟，菠萝种苗留苗的数量相对减少，种苗合格率占93.6%，平均每公顷可摘种苗8.30万株，平均可产甘蔗种42.00 t/hm2。梁冠陵等[50]研究甘蔗间种绿豆，结果表明，甘蔗平均单产92.11t/hm2，比对照组甘蔗70.27t/hm2增产21.84t/hm2，平均增产率为32.1%；绿豆平均单产为828kg。另外，还有甘蔗间种其他作物如红瓜子、紫云英、柽麻等相关报道[50-52]。

2 甘蔗间种不同作物比较分析

间作已成为提高土地利用率，促进农作物高产、高效、持续增产的重要技术措施。我国耕地面积在逐年减少，据全国人大农业与农村委员会透露，目前，我国耕地面积约为1.22亿hm2，比1997年的1.30亿hm2减少800万hm2。在未来相当长的一段时间内，如何不断提高单位面积作物产量，进一步挖掘作物产量潜力，保障食物安全和农产品的有效供给，将是中国农业科技的一项艰巨任务[53]。甘蔗的生长周期长，使得原本有限的土地资源显得更加紧张，经济作物与粮食作物争地矛盾突出。近年来，甘蔗间种其他作物越来越受到人们的普遍重视，同时改变着蔗田单纯种蔗的传统低效益的种植模式。因此，大量研究、调查和总结甘蔗套种不同作物一系列切实可行间套种技术，有效利用时间差、空间差，可科学解决经济作物与粮食作物争地的矛盾。

从目前来看，甘蔗间种大豆、花生已经有相关研究报道。特别是间种大豆的研究比较深入，从高产栽培技术、不同品种（甘蔗和大豆）、不同时期、间种对土壤肥力影响等方面均有相关报道。这是由于南方大豆、花生单产水平低、生产成本高的问题尚未从根本上解决，在南方纯种大豆、花生效益较低，而且甘蔗与大豆、花生对土地的要求均不高，在旱坡地、水田等均可种植，甘蔗与大豆、花生间种又是高矮秆作物搭配，结构非常合理。我国甘蔗大部分种植在旱坡地，所以目前来说要大面积进行甘蔗间种，还是大豆、花生是比较理想的作物，但间种大豆、花生的效益又相对间种西瓜、蔬菜等作物的效益低。

甘蔗间种玉米具有不同的争议。一些研究表明，甘蔗生育期长且生长缓慢，而玉米生育期短且生长快，可以进行甘蔗间种玉米提高光能和土地利用率，增加复种指数，提高经济效益。但也有相反观点，认为甘蔗间种玉米得不偿失，甘蔗、玉米均是禾本科高秆作物，且甘蔗和玉米均属于高光效率的C4作物，玉米净光合强度比甘蔗高，甘蔗不同程度地受到荫蔽，影响到甘蔗的光合作用。这方面还需要更深入的研究来验证。但笔者认为，随着我国经济的发展，人民生活水平的提高，市场对鲜食玉米的需求也越来越大，而鲜食玉米的生育期较短，可以往甘蔗间种鲜食玉米的栽培模式发展。

甘蔗间种西瓜、蔬菜、食用菌是一种比较高效益的间种模式，目前已有相关研究报道。但甘蔗间种西瓜、蔬菜、食用菌有较高的技术要求，技术要求相对其他作物要高，而且甘蔗间种西瓜、蔬菜、食用菌对土壤、水源条件要求也比较严格，还需要一定的设施。因此要大面积推广不太现实。

3 甘蔗间种不同作物的建议

随着我国耕地面积的逐渐减少，如何使每一平方米的余地都发挥出最大的效益，已经成为广大人民群众面临的新课题。在20世纪80年代中期，我国的研究人员在借鉴外国种植模式和根据我国基本的土地现状，大力推行立体农业模式，取得了显著的成效。其中，间作与套种是一个重要的方面。通过实践证明，间作套种是我国农业发展的一个重要途径。因此，甘蔗间种对解决耕地资源瓶颈，保障农产品安全供给，提高土壤肥力和土地产出率，促进资源节约和高效利用及可持续发展有极其重要的意义。但如何根据实际情况进行合理的间种，这是我国甘蔗产业发展的重要方向，因为间作不合理，间作物与甘蔗生长发育就会产生矛盾，造成争肥、争水、争光问题，并且妨碍管理，甚至导致病虫害的发生。笔者认为甘蔗间作不同作物应该坚持以下四个基本思路：

（1）坚持以糖为主，兼顾其他作物。甘蔗不仅是一种重要的糖料作物，是我国食糖工业的重要支柱，而且是能源、纤维、糖基化工和饲料的原料，尤其是作为可再生能源作物利用，甘蔗有很大的潜力，是最有竞争力的作物。因此，在间套种时必须在确保甘蔗高产高糖的前提下间套种其他作物,以提高蔗田综合经济效益，避免间种主次不分。（2）坚持理论联系实际。不同蔗区要根据当地气候特点及种植习惯选择与甘蔗间种的作物，避免乱间种影响甘蔗产量。同一蔗区要根据不同类型的蔗田选择相应的作物进行间种，如水肥条件好的蔗地可选择间种西瓜、蔬菜等价值高的作物；旱坡地则应选择适合旱坡地的大豆、花生等作物。（3）以效益为核心提高效益是蔗田立体种植发展的核心。关键要抓好四条：一是选用高产栽培模式，调整茬口组合，提高复种指数。二是选用高产优质高效抗性好的作物品种。三是提高栽培管理水平，普及配套技术，提高每种作物的单季产量和多熟年度单产，稳步提高农产品质量。四是结合当地实际情况间种高价值的作物，提高内涵和外延效益。（4）以互补为保证。蔗田立体种植的茬口安排要互补，前后茬合理搭配；作物上要互补，高矮秆搭配、直根系须根系搭配；时间空间上要互补，减少季节、光能的损失，提高土地、温度、光照的利用率。

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