都市近郊中低产田鲜食玉米/花生间作模式研究
2016-05-14夏海勇丁照华董希文孔玮琳汤艳艳张正
夏海勇 丁照华 董希文 孔玮琳 汤艳艳 张正
摘要:于都市近郊中低产田对鲜食玉米/花生3∶4行比间作种植模式与其单作对比进行了研究。结果表明:鲜食玉米/花生3∶4行比常规间作模式最佳,玉米/花育28间作与玉米单作相比,每公顷增收2 976.0元,与花生单作覆膜相比,每公顷增收11 916.0元,经济效益十分显著。该模式玉米单株产量水平明显高于单作,且鲜食玉米较花生提前一个月收获,使得花生后期生长无玉米遮荫影响且具边行优势,可缩减间作与单作花生单株产量水平的差距(常规间作的小花生单株鲜果重高于单作不覆膜),从而大幅度提高玉米花生间作体系的综合经济效益。
关键词:间作;玉米;花生;种植模式;经济效益
中图分类号:S516.93文献标识号:A文章编号:1001-4942(2016)06-0054-04
玉米、花生间作是缓解粮油争地矛盾的一种重要种植体系,它还能通过花生生物固氮改良土壤环境和减少氮肥投入,避免因氮肥投入过多而导致的环境污染,而且能够提高对土壤难溶性养分(如磷、铁和锌等)的利用能力,改善籽粒营养品质,具有一定的生态优势[5,6]。20世纪60年代中期到70年代末期,全生育期宽幅间作体系(2~4行玉米与2~10行平作/垄作情况下覆膜或不覆膜的花生间作)在我国北方大花生产区有所应用,为增加粮食产量发挥了很大作用,但也造成花生产量大幅度下滑。20世纪80年代以来,北方已很少有这种模式,更多出现了花生与油菜、果林、棉花等有利于产量和效益双提高的间作模式,以及大麦、小麦、油菜等与花生套作的模式[7]。玉米花生全生育期间作体系自身有很多弊端,其中比较突出的问题是:田间与玉米间作的花生受到玉米遮荫的影响,株高、分枝角度等株型结构发生明显改变,生育期推迟,出现晚熟,且单株产量和总产量相对于单作明显降低[2]。花生单株产量的降低,也可能会降低其出油率和油脂品质[8],从而限制玉米花生整个间作体系增产、增质和增效的幅度,最终不利于这种间作体系的推广。
为了解决上述玉米/花生全生育期间作时花生单株和总体产量大幅度降低的技术难题,本研究于都市近郊开展中低产田鲜食玉米/花生间作种植模式试验,目标在于:保证间作玉米单株产量水平明显高于单作的同时,利用鲜食玉米较花生提前一个月收获的特点,使得间作花生后期生长成功避开玉米遮荫的影响,而且具有后期生长的边行优势。这种模式可利用错期收获和边际效益,即时空生态位上的互补,达到缩减间作花生单株产量水平与单作的差距或者实现两者单株产量水平相当甚至间作增产的目的;从而进一步提高玉米花生间作体系增产、增质和增效的幅度,实现“粮油均衡增产、互惠双赢”,在改良中低产田土壤环境的同时,改善都市近郊中低产田种植业结构。
1材料与方法
鲜食玉米/花生间作种植试验在济南市近郊仲宫镇中低肥力地块进行。供试鲜食玉米品种选用商品性较好的京科糯2000,花生选用花育28号(小花生)和花育25号(大花生)。玉米花生间作,行比为3∶4,种植模式共计5种,分别为:玉米常规种植与花生平作覆膜、玉米增密与花生平作覆膜、玉米单作和花生单作(覆膜与不覆膜),重复3次。
玉米常规种植与花生平作覆膜间作方式(简称常规间作):一个作物组合种植带,带宽230 cm,包含3行玉米(密度为32 580.0株/hm2,行距50 cm,株距40 cm)和4行花生(花生行距20 cm,株距20 cm),玉米行与花生行的间距为35 cm;其中,玉米面积占65%,花生面积占35%(如图1)。玉米增密与花生平作覆膜间作(简称增密间作):玉米株距减为30 cm,密度为43 440.0株/hm2,其它同上。花生单作(对照),行距、株距均为20 cm,分覆膜和不覆膜种植。玉米单作(对照),行距50 cm,株距40 cm,密度50 000.0株/hm2。
在4月底或5月初,花生和玉米同时播种,7月底或8月初收获鲜食玉米(果穗和茎秆一起),8月底或9月初收获花生,花生亦可作鲜食。
基施腐熟畜禽粪肥6 000~7 500 kg/hm2。氮肥用尿素(N 46%),花生基施纯氮(N)112.5 kg/hm2。玉米纯氮用量为225 kg/hm2,分为基施和追施,基肥用量和方法与花生相同;追肥时期为拔节期或小喇叭口期,施入量为112.5 kg/hm2。磷肥用过磷酸钙或重过磷酸钙,基施纯磷(P2O5)60 kg/hm2。钾肥用硫酸钾,基施钾(K2O)120 kg/hm2。用复合肥时,则每公顷用氮磷钾复合肥(14∶16∶15) 900 kg,并于玉米拔节或小喇叭口期再每公顷追施尿素244.5 kg。作物整个生长期间,充足灌水,及时除草、防治病虫害,并适时锄地松土。
利用SAS 8.0(SAS Institute,Cary,NC)对数据进行方差分析(ANOVA),用最小显著性差异法(LSD0.05)进行多重比较。
2结果与分析
2.1玉米产量和考种性状
由表1可以看出,玉米花生常规间作,玉米单产显著低于单作(平均减产22.5%),高于增密间作;其单株鲜果穗重分别比增密间作和玉米单作提高47.0%和22.2%。常规间作模式下玉米单株棒数、有效棒数、叶片保绿性和出籽率均高于单作,果穗秃尖长度低于单作,间作玉米鲜果穗具有较好的外观性状和较高的商品价值(表2和表3)。
2.2花生产量和考种性状
由表4可见,增密间作的花生,不论是花育25或是花育28,其单株鲜果重和鲜果产量均显著低于常规间作和单作。大花生品种花育25在常规间作下的单株鲜果重略低于单作,分别比覆膜和不覆膜的降低12.7%和9.4%,产量显著低于单作。小花生品种花育28在常规间作下其单株鲜果重较单作不覆膜显著提高15.9%,而略低于单作覆膜,产量显著低于单作。
由表5可见,花育28在增密间作和单作不覆膜下的主茎高和侧枝长均低于常规间作和单作覆膜。增密间作下花育28双仁果和饱果数均显著低于常规间作和单作。常规间作下的花生虫果、烂果和芽果综合发生率低于增密间作和单作。单作覆膜条件下花生的总分枝数、结果枝个数和秕果数均低于间作和单作不覆膜。
2.3鲜食玉米/花生间作体系的综合经济效益
由表6可见,常规间作模式中,玉米和花生的综合经济效益好于两者单作和增密间作。与玉米单作相比,玉米/花育25间作每公顷增收2 098.5元,玉米/花育28间作增收2976.0元;与覆/不覆膜单作花生相比,玉米/花育25间作每公顷增收12 703.5/10 273.5元,玉米/花育28间作体系每公顷增收11 916.0/18 027.0元,经济效益十分显著。增密间作时,玉米和花生产值较各自单作降幅较大,且其综合经济效益不如单作玉米,花育28仅比覆/不覆膜纯作每公顷增收1 687.5/7 798.5元,经济效益明显不如玉米常规间作。
3小结
本试验条件下,都市近郊中低产田采用鲜食玉米/花生3∶4行比常规间作模式,玉米单株产量水平明显高于单作,且玉米较花生提前一个月收获,花生后期无玉米遮荫,这种错期收获和边际效益,即时空生态位上的互补,可缩减间作与单作花生单株产量水平的差距(常规间作的小花生单株鲜果重高于纯作不覆膜),从而大幅度提高玉米花生间作体系的综合经济效益。该原理也可应用于其它作物间作系统,如油葵/花生和谷子/花生间作等。玉米常规间作体系的产量和经济效益优于玉米增密间作,增密间作的玉米单株生产力减弱,而且加剧对花生遮荫的影响。小花生与玉米间作体系的产量和经济效益稍优于大花生。玉米花生3∶4行比常规间作模式对鲜食玉米和花生籽粒营养品质的影响有待于进一步研究。
参考文献:
[1]
李隆. 间套作体系豆科作物固氮生态学原理与应用[M]. 北京:中国农业大学出版社, 2013.
[2]夏海勇,孟维伟,于丽敏,等. 玉米花生间作在山东地区推广的现状与对策[J]. 山东农业科学,2015,47(3):121-124.
[3]王自奎,吴普特,赵西宁,等. 作物间套作群体光能截获和利用机理研究进展[J]. 自然资源学报,2015,30(6):1057-1066.
[4]赵思毅,魏刚,徐建俊,等. 间套作生态控制病、虫、草害研究进展[J]. 中国麻业科学,2014,36(6):275-279.
[5]王心星,荣湘民,张玉平,等. 以玉米为主的作物间套作模式效果研究进展[J]. 中国农学通报,2015,31(9):13-19.
[6]Xue Y F,Xia H Y,Christie P,et al. Crop acquisition of phosphorus,iron and zinc from soil in cereal/legume intercropping systems:a critical review[J]. Annals of Botany,2016,117(3):363-377.
[7]冯烨,郭峰,李新国, 等. 我国花生栽培模式的演变与发展[J]. 山东农业科学,2013, 45(1):133-136.
[8]李美,孙智明,李朦朦,等. 不同比例玉米花生间作对花生生长及产量品质的影响[J]. 核农学报,2013,27(3):391-397.