间作带型、宽窄行与密植对玉米和花生产量及相关性状的影响

原小燕，张云云，符明联* ，陆建美，王建丽，罗金超，刘 珏，赵凯琴，田正书

(1.云南省农业科学院经济作物研究所，云南昆明 650205;2.砚山县经济作物推广工作站，云南砚山 663100;3.德宏州农业技术推广中心，云南芒市 678400)

【研究意义】种植模式是作物获得高产的重要技术手段之一［1］。近年来随着经济社会的快速发展和人增地减、资源紧缺等一系列问题的出现，探索合理的种植模式成为当下栽培学的一个重点研究方向。花生是中国的重要油料作物之一，具有适应性广、耐瘠、固氮等特点［2］，种植面积仅次于油菜，但其产量位居油料产量的第一位［3］;玉米是全球也是中国第一大作物，在保障国家粮食安全中占有重要地位。花生玉米间作作为中国旱地农业的一种重要栽培模式，近年来在中国黄淮海地区、四川、广东等花生集中产区迅速发展，被认为是缓解粮油争地矛盾的一种重要种植方式［4－5］，在云贵高原也有巨大的发展潜力。花生玉米间作能充分利用耕地、养分、水分、光和热等资源，实现对光的分层、立体高效吸收，提高复种指数和土地利用率［6－10］。【前人研究进展】关于花生、玉米栽培模式的研究已有很多报道，如 2∶4、2∶6、2∶8等不同玉米花生间作模式的比较研究［11－15］、花生玉米间作体系光合特性及根系特征［16－19］。目前多集中在花生玉米不同带型筛选及特定带型间作模式对花生光合特性及根系特征等方面的研究，而针对间作模式、种植密度、宽窄行种植方式3个因素对玉米、花生产量及相关性状的综合影响方面的研究较少。【本研究切入点】采用系列试验研究探索不同间作带型、种植密度及宽窄行种植方式对间作及单作系统玉米花生产量及相关性状的影响。【拟解决的关键问题】探索适宜云南的玉米花生间作最佳种植模式，为玉米花生间作高产高效栽培技术的推广应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

本研究采用两组试验探索宽窄行种植、不同带型及种植密度对间作及单作体系玉米花生产量及相关性状的影响，试验1研究不同带型及宽窄行对玉米花生产量及相关性状的影响，试验2研究不同带型、种植密度对玉米花生产量及相关性状的影响。

试验1于2017年在云南省农业科学院昆明寻甸基地进行，海拔1900 m，气候属低纬高原季风气候，年平均气温14.5℃，供试土壤介于壤土与粘土之间，土壤肥力中等。试验2于2017年在云南省文山州砚山县花生基地进行，海拔1560 m，属于低纬北亚热带高原季风气候，多年平均气温16.1℃，多年降水量1008 mm，降水年内分布不均匀，6－8月为集中降雨期。供试土壤为红壤土，地力均匀、土壤肥力中等。

1.2 试验设计

试验1供试花生品种为云花生15号，试验2供试花生品种为云花生22号(18YD08)，玉米品种均为尚玉3899，花生3月3日起垄覆膜，双粒播种，8月20日收获，玉米3月3日播种，9月12日收获，共生期170 d，2017年播种时间早且本年度云南夏季连续阴雨天气较多，花生生育期较正常年份延长45 d左右。

试验1～2均采用随机区组设计，3次重复，试验1设置8种种植方式，试验2设置6种种植方式(具体种植规格见表1)，文中单作玉米、单作花生、玉米花生间作系统中玉米及花生，分别用SM、SP、IM、IP表示，各处理均施云天化复合肥450 kg/hm2N∶P∶K=15∶15∶5，花生开花期追施尿素225 kg/hm2(云天化股份有限公司生产，总N含量为46%)，盛花期喷施450 g/hm2花生粒粒饱，玉米在拔节期及灌浆期分别追施尿素450 kg/hm2。

1.3 测定项目与方法

成熟收获时测籽粒产量和生物产量，同时在测产带以外随机取10株玉米、花生进行产量性状的考种。

1.4 数据处理分析

数据采用Excel和DPS数据统计分析软件进行分析。

(1)土地当量比(land equivalent ratio，LER)常用来评价间套作体系的产量优势［20］:

式中，Yip表示花生的间作产量，Ysp表示花生的单作产量，Yim表示玉米的间作产量，Ysm表示玉米的单作产量。当LER＞1时，说明间作较单作有增产作用，反之，间作较单作减产。

(2)作物竞争力(aggressivity)指间作体系中一种作物相对于另一种作物对水分、养分等资源的竞争力，是衡量一种作物相对于另一种作物对资源竞争能力大小的指标［21］。

式中，Apm为花生相对于玉米的资源竞争力，Pp和Pm分别为间作中花生和玉米的占地比例，其余符号意义同式(1)。Apm＞0，表明花生竞争力强于玉米;Apm＜0，表明玉米竞争力强于花生。

2 结果与分析

2.1 不同间作带型、宽窄行种植对单/间作系统玉米花生产量及相关性状的影响

由表2可知，试验1总体来看，在相同种植密度条件下，相对于普通匀垄种植模式，适宜的宽窄行种植均能提高单作玉米及单作花生产量。在TR3、TR4、TR5 3种单作玉米模式中，玉米种植密度相同，玉米产量排序为TR3＞TR4＞TR5，宽窄行种植条件下玉米产量显著高于普通匀垄种植模式，其中TR4比TR5高 2231 kg/hm2，TR3比TR5高2407 kg/hm2，TR3玉米产量最高。在 TR6、TR7、TR8 3种单作花生模式中，花生种植密度相同，花生产量排序为TR6＞TR8＞TR7，TR6宽窄行种植模式能显著提高花生产量，TR7产量低于TR8，其中TR6比TR8高143 kg/hm2，TR6花生产量最高。

表1 不同种植方式具体种植规格Table 1 Planting specification of different planting modes

TR1、TR2为在2种玉米宽窄行种植模式中间作花生，TR1为玉米花生2∶4间作，TR2为玉米花生2∶2间作，由表5可知，2种间作模式LER值均大于1，表现为TR1＞TR2＞1，其中TR1的LER最大，达到1.63，总产量最高，间作优势最显著。玉米花生间作体系，其Apm值均小于0，表明不同间作体系中，玉米的资源竞争力均强于花生。在2种间作模式下，花生单产均比单作模式极显著降低，而间作模式下玉米产量则不同，总体来看，在玉米宽行中间作花生，并未显著影响玉米的产量，而且适宜的间作模式还能促进玉米产量的增加。在TR1～TR5处理中，玉米产量排序为TR1＞TR3＞TR4＞TR2＞TR5，与普通匀垄种植模式相比2种间作模式下玉米产量均增加，增产幅度分别为 1269、3484 kg/hm2，且 2∶4间作模式增产达到极显著水平，同时2∶4间作模式下玉米产量略高于2种单作玉米宽窄行种植模式，增产幅度分别为1077、1253 kg/hm2，该模式玉米穗长及穗行数最高。处理TR2(2∶2间作模式)，玉米产量比普通匀垄种植增加但比TR4产量降低，玉米穗长、穗行数、行粒数及收获指数均降低。6种种植模式的总产量表现为TR1＞TR3＞TR4＞TR2＞T5＞TR6＞TR7＞T7，TR1总产量最高，优势最显著。花生产量相关性状及收获指数表现(表4)总体趋势与产量趋势相同，间作条件下，花生有效分枝数、单株有效果数显著下降，百仁重略微降低。

2.2 不同间作带型、种植密度对单/间作系统玉米花生产量及相关性状的影响

由表5可见，总体来看试验2中，玉米花生间作系统具有明显的间作优势，土地当量比(LER)大于1，表现为T1＞T3＞T2＞T4＞1，其中 T1的 LER最大，达到1.65，总产量最高，间作优势最显著。玉米花生间作体系，其Apm值均小于0，表明不同间作体系中，玉米的资源竞争力均强于花生。玉米产量表现在单/间作两种不同种植模式及不同种植密度条件下均存在显著差异，相对于单/间作种植模式，种植密度对玉米产量影响更大，玉米产量随着种植密度的增加而增加，表现为T6＞T1＞T2＞T4＞T3，在相同的种植密度下，玉米花生2∶4间作优于2∶2间作模式。玉米花生间作体系中，相对于种植密度不同间作模式对花生产量影响更大，玉米花生2∶4间作优于2∶2间作模式，该模式下花生产量极显著高于2∶2间作模式，表现为 T6＞T1＞T3＞T4＞T2，花生产量相关性状及收获指数表现(表6)总体趋势与产量趋势相同。6个处理的总产量表现为T1＞T5＞T2＞T3＞T4＞T6，T1总产量最高，间作优势最显著。

表2 试验1各处理经济产量及间作土地当量比、作物竞争力值Table 2 Grain yields，land equivalent ratios(LER)and aggressivity under different treatments in test 1

表3 试验1各处理花生产量相关性状及收获指数表现Table 3 Correlation characteristics and harvest index performance of peanut under different treatments in test 1

表4 试验1各处理玉米产量相关性状及收获指数表现Table 4 Correlation characteristics and harvest index performance of maize under different treatments in test 1

3 讨论

范秀玲等研究表明，玉米宽窄行种植方式，改善了玉米冠层结构，单位面积产量显著高于常规匀垄种植［22］。目前关于花生宽窄行种植的研究较少，本研究表明，在相同种植密度条件下，相对于普通匀垄种植模式，2种宽窄行种植均能提高单作玉米产量，比普通匀垄种植模式平均增产2 319 kg/hm2，相对于花生，宽窄行种植对玉米产量促进效果更显著。宽窄行种植对单作花生增产效果不显著，2种花生宽窄行种植模式与普通匀垄种植相比，处理TR6增产143 kg/hm2，而处理 TR8减产203 kg/hm2，表明高秆作物采用宽窄行种植模式能显著提高产量。在相同密度条件下，玉米产量在2∶4间作模式下最优，远高于普通匀垄单作模式，比处理TR3增产1077 kg/hm2，表明在该模式下，间作在玉米宽行中的花生不仅没有影响玉米产量反而促进其产量的增加;玉米产量在2∶2间作模式下略高于普通匀垄单作产量，而比处理TR4减产，表明在该模式下，间作在玉米宽行中的花生对玉米产量有一定的影响。说明高秆作物玉米与矮秆作物花生间作系统中，采用合理的间作模式，矮秆作物花生并不会影响高秆作物玉米的通风透光性，同时由于花生具有固氮等作用，能促进间作体系中优势作物玉米产量的增加，同时还能保证弱势作物获得相对较高的产量。

表5 试验2各处理经济产量及间作土地当量比、作物竞争力值Table 5 Grain yields，land equivalent ratios(LER)and aggressivity under different treatments in test 2

表6 试验2各处理花生产量相关性状及收获指数表现Table 6 Correlation characteristics and harvest index performance of peanut under different treatments in test 2

前期研究成果表明，玉米花生间作体系具有显著的间作优势［23］。本研究发现，玉米花生在不同的间作带型及不同的种植密度下，大部分间作处理(除T4外)均表现出明显的间作优势，土地当量比(LER)大于1，表示玉米花生间作比单作能更高效地利用土地。处理T4，为玉米花生2∶2间作，且玉米及花生的种植密度均不高，该处理的 LER值为0.98，表明该间作处理比单作土地利用效率低，间作优势不明显，说明合理的间作带型及适宜的种植密度是保证间作优势的关键因素。

高秆作物玉米与矮秆作物花生、大豆等间作体系中，玉米是优势作物［24－25］。本研究表明，不同间作带型、不同种植密度的玉米花生间作处理，花生相对于玉米的资源竞争力均为负值，从作物对资源的竞争力角度来看，玉米是该间作体系的优势作物，高秆作物能有效利用地上空间优势，其产量对该系统的总产量影响较大。不同间作带型及种植密度均能影响单/间作系统中玉米产量，且种植密度对玉米产量影响更大，探索适宜的玉米种植密度，是保证间作系统优势作物的产量，使间作优势最大化的关键因素，在本试验范围内，玉米产量随着种植密度的增加而增加，因此玉米花生间作系统，要保证玉米密度，可采用与单作相同的密度，结合宽窄行种植模式，在玉米宽行中间种花生，采用2∶4间作带型，可获得较好的复合产量，使间作优势最大化。但是，相对于种植密度不同间作带型对花生产量影响更大，增加密度对其产量影响较小，因此玉米花生间作系统，要获得较高的花生产量，选择合适的间作带型是关键，花生可比单作适当降低密度，提高综合效益。

4 结论

本研究表明，选择合理的间作带型、优势作物适当密植、弱势作物适当稀植，是玉米花生间作系统获得高产高效的关键，本研究筛选出玉米花生间作系统的最适种植模式为玉米花生采用2∶4间作带型，玉米种植密度与单作相同(7.69万株/hm2)，宽行行距0.9 m，窄行行距0.4 m，花生密度适当降低，可获得最高复合产量。