黄河三角洲盐碱地不同复种模式产量和效益比较

2019-10-08秦基皓安振张梦坤胡恒宇宁堂原

山东农业科学 2019年8期

秦基皓安振张梦坤胡恒宇宁堂原

摘要：适宜的种植模式是提高盐碱地经济效益的关键。本研究以小麦和小黑麦为越冬作物，以玉米、高粱、花生为夏播作物，组合成小麦-玉米、小麦-高粱、小麦-花生和小黑麦-玉米、小黑麦-高粱、小黑麦-花生6种复种模式，比较不同模式的产量及经济效益。结果表明，夏播作物相同时，复种的产量和效益表现为小黑麦﹥小麦;越冬作物相同时，周年产量效益表现为花生﹥高粱﹥玉米。经济效益表现为小黑麦-花生、小麦-花生、小黑麦-高粱、小麦-高粱、小黑麦-玉米比小麦-玉米每公顷分别增收13 822、8 506、8 325、4 297、2 933元。因此，将盐碱地传统的小麦-玉米复种模式升级为冬种饲用小黑麦，夏种花生、高粱等高价值作物，不仅有利于黄河三角洲盐碱地绿色高效开发，也利于提高农民收入、促进乡村振兴。

关键词：盐碱地;复种模式;产量;经济效益;黄河三角洲

中图分类号：S510.1+S565.201 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2019）08-0034-05

Abstract Appropriate cropping pattern is the key to improve economic benefit of saline-alkali land. In this study， using wheat and triticale as overwintering crops， and corn， sorghum and peanut as summer sowing crops， 6 multiple cropping patterns were combined， including wheat-maize， wheat- sorghum， wheat-peanut， triticale-maize， triticale-sorghum and triticale-peanut， to compare their yields and economic benefits. The results showed that the yields and benefits of multiple cropping patterns from more to less were triticale and wheat when the summer sowing crop was same. With the same overwintering crop， the annual yields and benefits showed as peanut﹥sorghum﹥corn. The economic benefits of triticale-peanut， wheat-peanut， triticale-sorghum， wheat- sorghum and triticale-maize were 13 822， 8 506， 8 325， 4 297， 2 933 yuan per hectare higher than that of wheat-maize， respectively. Thus， upgrading the traditional wheat-maize multiple cropping mode in saline-alkali land to the patterns that planting triticale in winter and high-value crops such as peanut and sorghum in summer was not only conducive to the green and efficient development of saline-alkali land in the Yellow River delta， but also help improve farmers income and promote rural revitalization.

Keywords Saline-Alkali land; Multiple cropping pattern; Yield; Economic benefit; The Yellow River delta

近年來，人均耕地面积不断减少[1]，耕地质量下降严重[2]且土壤盐渍化加强[3]，使我国农业可持续发展和国家粮食安全面临着巨大挑战。我国盐碱土资源总面积大约9 000×104 hm2[4]，其中，黄河三角洲的中轻度盐碱地面积约为30×104 hm2[5]。该地区是我国重点经济开发区，中轻度盐碱地是山东省重要的后备耕地资源[6]。黄河三角洲年降水量波动大，季节分布不均匀[7]，气候条件变化严重影响小麦产量[8]，传统的小麦玉米轮作模式利润逐年降低。因为受海水影响，盐碱地返盐严重[9]，再加上技术和经济原因等[10]，所以治理难度大、成本高、效果差。

在盐碱地改良过程中，采用工程、物理、化学等各种措施都具有工程量大、经济效益低等缺点，而利用生物措施治理盐碱地不但具有良好的改良效果，而且能够提高农业生产的经济效益[10]。因此，开展盐碱地不同复种模式研究对提高土地利用率和增加农民收入都具有重要意义。为此，以当地种植的小麦、小黑麦、玉米、花生、高粱等主要作物为试验对象，比较不同复种模式对黄河三角洲盐碱地周年产量和经济效益的影响，以期找出适合该区盐碱地推广种植的周年农作物复种模式。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2017—2018年在山东省东营市利津县渤海农场（118°36′E，37°41′N）进行。该地属华北湿润大陆性季风气候，年均气温12℃，极端最高气温41℃，极端最低气温-23℃，年降水量约600 mm，年蒸发量约1 800 mm，全年无霜期为202～210 d。供试土壤为黏壤土，中度盐碱，播前0～10 cm土层含有机质3.8 g/kg、全氮0.9 g/kg、速效氮23.4 mg/kg、速效磷10.4 mg/kg、速效钾178.8 mg/kg。

1.2 试验设计与栽培措施

以小黑麦（农大小黑麦01）、小麦（济麦22）、花生（山花108）、玉米（登海605）、高粱（黄河高粱）为试验材料，设置6种模式：小黑麦-花生、小黑麦-高粱、小黑麦-玉米和小麦-花生、小麦-高粱、小麦-玉米。每处理小区长17 m，宽7 m，重复3次。

小麦、小黑麦于10月10日按行距20 cm统一机播，播量均为262.5 kg/hm2。花生单粒精播，行距35 cm，株距30 cm。高粱条播，播量为15 kg/hm2，苗期间苗，株距25 cm。玉米单粒精播，行距60 cm，每公顷密度67 500株。小黑麦5月30日刈割，小麦6月20日收获籽粒。小黑麦、小麦收获后第二天整地施肥，第三天播种下茬作物。小麦、小黑麦播种前每公顷施磷酸二铵分别为600、300 kg。玉米、高粱播种前每公顷施N-P2O5-K2O比例为3∶ 6∶ 5的玉米专用复合肥525 kg，花生播种前每公顷施花生专用复合肥750 kg。

1.3 测定项目和方法

1.3.1 植株干物质测定小黑麦饲用，因此测定干物质产量。随机取3个1 m2样方，齐地刈割。鲜样105℃下杀青30 min 后，75℃烘干至恒重，测定干物质量。

1.3.2 产量及产量构成因素测定小麦成熟后随机量取3个1 m2样方，收获麦穗，测算穗数;随机选取20穗，测定穗粒数和结实率，晒干后脱粒，测千粒重，选3组求平均值。花生成熟后每处理随机取3个1 m2样方，收获荚果，晒干后测产，重复3次。高粱成熟后随机取3个1 m2样方，收获穗子，测算穗数;随机选取20穗，晒干后脱粒，测千粒重，选3组求平均值。玉米成熟后采用10 m双行法收获考种，籽粒含水量降至15%时称干重，各处理重复3次。

1.3.3 经济效益计算生产成本包括直接成本和间接成本。直接成本包括土地、种子、化肥、农药等购买费用;间接成本有田间管理时人工费等。根据当地价格因素，比较不同种植模式的利润（产出-投入）和产投比（产出/投入）。

1.4 数据处理

用Microsoft Excel 2010、DPS 7.05进行数据处理和分析。

2 结果与分析

2.1 不同复种模式对越冬作物产量的影响

由表1可知，小黑麦干物质产量为1 050.9 g/m2，干草产量为12 610.76 kg/hm2（含水量以20%计）。小麦平均穗粒数为27.23粒，千粒重为33.41 g，公頃穗数为505万，籽粒产量4 599.45 kg/hm2。

2.2 不同复种模式对夏播作物产量的影响

2.2.1 对玉米产量及产量性状的影响与前茬种植小麦相比，前茬种植小黑麦可以显著提高夏玉米产量（P﹤0.01），玉米增产18.29%（表2）。两种模式穗粒数与千粒重呈极显著差异（P﹤0.01），前茬种植小黑麦比小麦分别高出4.42%和12.25%，这说明千粒重与穗粒数提高是玉米产量增加的主要因素。两种模式之间夏玉米公顷穗数也表现出前茬种植小黑麦时较高，但差异不显著，因此它不是促成夏玉米高产的主要因素。

2.2.2 对高粱产量及产量性状的影响由表3可知，小麦-高粱、小黑麦-高粱两种复种方式对夏高粱产量影响极显著（P<0.01）。与前茬种植小麦相比，前茬种植小黑麦可以显著提高夏高粱产量14.81%。两处理穗粒数呈显著差异（P<0.05），前茬种植小黑麦的高3.42%。千粒重呈现极显著差异（P<0.01），前茬种植小黑麦高9.40%。这说明千粒重与穗粒数提高是促成产量增加的重要因素，但千粒重贡献更大。高粱公顷穗数也表现出前茬种植小黑麦的较高，但差异不显著，不是高粱高产的主要因素。模式间高粱的穗长无显著差异。

2.2.3 对花生产量及构成因素的影响由表4可知，小麦-花生和小黑麦-花生两种复种模式对花生产量影响极显著。与前茬种植小麦相比，前茬种植小黑麦可以显著提高夏花生荚果产量（P﹤0.01）和籽仁产量（P﹤0.01），荚果增产15.76%，籽仁增产20.52%，籽仁增产比例高于荚果。小黑麦-花生模式下花生的单株结果数、百果重、百仁重分别比小麦-花生模式下的花生高8.33%、6.86%、13.33%，百仁重增加量高于百果重。

2.3 不同复种模式对单季和周年经济效益的影响

2.3.1 对单季经济效益的影响由表5可知，前茬作物为小麦时玉米、高粱、花生的每公顷利润分别为-1 947、2 349、6 558元，表现为花生﹥高粱﹥玉米，花生的利润是高粱的2.79倍。投入中，人工费用在所有项目投入中支出最大，租地费用次之，农药所占支出比例最低。其中花生耗工最多，每公顷费用达3 150元。总投入差异还来源于种子费用与机械费用的不同，种子投入中高粱最低、花生最高;机械投入中花生最低、高粱最高。从产出来看，玉米最低、花生最高。单季产投比表现为花生﹥高粱﹥玉米，分别为1.64、1.24和0.79。

前茬作物为小黑麦时，玉米、高粱、花生的每公顷利润分别为-1 233、4 159、9 656元，表现为花生﹥高粱﹥玉米，花生效益是高粱的2.32倍。投入中，人工费用在所有项目投入中支出最多，租地费用次之，农药占比最低。其中花生耗工最多，每公顷费用达2 700元。其它差异主要是由种子费用与机械费用不同而导致，种子投入中高粱最低、花生最高;机械投入中花生最低、高粱最高。从产出分析，玉米产出最低、花生最高，产量是导致收益差异的主要因素。单季产投比表现为花生﹥高粱﹥玉米，分别为1.96、1.42和0.87。

2.3.2 对周年经济效益的影响由表6可知，前茬种植小黑麦比种植小麦的年利润高，小黑麦-玉米比小麦-玉米每公顷高出2 933元，小黑麦-高粱比小麦-高粱每公顷高出4 028元，小黑麦-花生比小麦-花生每公顷高出5 316元。不管前茬作物为小麦还是小黑麦，周年经济效益均为夏播作物花生﹥高粱﹥玉米。经济效益表现为小黑麦-花生、小麦-花生、小黑麦-高粱、小麦-高粱、小黑麦-玉米比小麦-玉米每公顷分别增收13 822、8 506、8 325、4 297、2 933元。可见，为了提高效益越冬作物应该选用小黑麦替代小麦，夏播作物应该用花生、高粱替代玉米。

3 讨论与结论

3.1 越冬作物筛选

本研究结果表明，小黑麦经济效益高于小麦。原因之一是小黑麦抗逆性强于小麦。2018年滨州市春季小麦生长时受到冻害、低温和干旱的影响，导致小麦群体低于往年。加上小麦生长后期受到干热风及大风大雨天气的影响，导致其千粒重降低，最终导致小麦减产[11]。与小麦相比，小黑麦耐瘠薄、耐干旱以及新器官分化能力均强于小麦，因此表现出更佳的稳产能力[12]。小黑麦生物量高于小麦，且饲料价值较高，这也是其经济效益较高的重要原因之一。本研究发现，小黑麦不仅单位面积经济效益高于小麦，而且以小黑麦作为前茬作物的夏季玉米、高粱、花生的产量和效益均显著高于以小麦作为前茬作物。原因是小黑麦作为前茬作物收获干草，与小麦收获籽粒相比收获期提前20 d，从而使夏季作物获得充足的生长时间，玉米和高粱的千粒重、穗粒数和花生的单株荚果数、百果重均得到显著提升。因此，越冬作物选择产量较高、营养价值高且生育期较短的饲用作物是盐碱地种植制度优化的重要对策之一。

3.2 夏季作物筛选

复种可以提高经济效益。6种复种模式相比，经济效益表现为小黑麦-花生>小麦-花生>小黑麦-高粱>小麦-高粱>小黑麦-玉米>小麦-玉米。投入产出分析看，高粱、花生、玉米3种夏季作物的投入相差不大，花生因为较高的产量和单价从而显著提高了经济效益。因此，在复种模式中，除了选择好越冬作物外，选择好配套的夏播作物也很重要。为了实现盐碱地小麦-玉米传统种植模式的升级增效，夏播作物应该选择适宜盐碱地、增产潜力大、附加值高的经济作物。

综上所述，为了提高盐碱地的种植效益，可以将传统的小麦-玉米复种模式升级为冬种饲用小黑麦，夏种花生、高粱等高价值作物。这不仅有利于黄河三角洲盐碱地绿色高效开发，也利于提高农民收入、促进乡村振兴。

參考文献：

[1] 戈大专，龙花楼，杨忍. 中国耕地利用转型格局及驱动因素研究——基于人均耕地面积视角[J]. 资源科学，2018，40（2）：273-283.

[2] 杨骥，裴久渤，汪景宽. 耕地质量下降与保护研究——基于土地法学的视角[J]. 中国土地，2016（9）：28-29.

[3] 李建国，濮励杰，朱明，等. 土壤盐渍化研究现状及未来研究热点[J]. 地理学报，2012， 67（9）：1233-1245.

[4] 王遵亲.中国盐渍土[M].北京：科学出版社，1993.

[5] 关元秀，刘高焕，刘庆生，等. 黄河三角洲盐碱地遥感调查研究[J]. 遥感学报，2001， 5（1）：46-52，86.

[6] 李晓燕，陈萍. 黄河三角洲生态经济可持续发展研究[J]. 安徽农业科学，2008（5）：1991-1993.

[7] 宋春英，延军平，刘路花. 黄河三角洲地区气候变化特征及其对气候生产力的影响[J]. 干旱区资源与环境，2011，25（7）：106-111.

[8] 王寿元，郑弘. 黄河三角洲气候对小麦产量的影响[J]. 中国农业气象，1985，6（1）：27-28，31.

[9] 魏文杰，程知言，胡建，等. 滨海盐碱地形成及离子附着形态综述[J]. 土壤通报，2017，48（4）：1003-1007.

[10] 丁海荣，洪立洲，杨智青，等. 盐碱地及其生物措施改良研究现状[J]. 现代农业科技， 2010（6）：299-300，308.