灰钙土灌区胡麻、大豆立体栽培带幅宽度寻优试验

杜世坤，李雨阳，杨继忠

（白银市农业科学研究所，甘肃白银730900）

白银市东南部山区土壤为典型的屈吴山垂直带灰钙土，也是典型的北方农业栽培区，地处河谷地带，冲洪母质，土壤肥沃，有效积温高，无霜期长，一季有余两季不足[1]。胡麻、大豆作为北方地区重要的油料作物和经济作物，在白银市广大的灰钙土灌区有广泛的种植，栽培历史悠久。随着人们对土地产出率追求的提高，单种胡麻或大豆未能有效提高土地利用率，被冠以“低产作物”，在种植规模上有所挤压。本试验通过胡麻、大豆立体栽培模式延长土地有效利用时间，用好有效积温和光照，提高土地当量，达到高产高效的目的[2]。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验设在白银市农科所试验场，地理坐标为东经104°38′、北纬36°32′，海拔1 470 m，平均气温8.5℃，无霜期170多d，≥10℃的有效活动积温3 100℃，年平均降雨量224 mm，属干旱区。试验地前茬作物为小麦，地力中等，有机质10.81 g/kg，碱解氮65 mg/kg，速效磷44.21 mg/kg，速效钾78 mg/kg。地势平坦，农作物栽培历史悠久[3]。

1.2 供试品种

供试胡麻品种为陇亚10号，大豆品种为银豆4号。

1.3 试验方法

试验共设5个处理（见表1），3次重复，每小区种2个带幅，行长4 m。不同处理采用统一的管理措施，耧播，大豆下籽量75 kg/hm2，胡麻下籽量67.5 kg/hm2。施农家肥30 000 kg/hm2、纯氮150 kg/hm2、五氧化二磷75 kg/hm2，有机肥和磷肥全部作基肥，氮肥2/3作基肥，1/3追肥。根据田间实际情况防治病虫害[4]。

表1 胡麻大豆立体栽培不同规格处理

1.4 观察记载

胡麻、大豆成熟后，每小区分别取20株考种，并按小区收获，脱粒后折合成相同面积的产量计算经济效益。

2 结果与分析

2.1 产量结果

2.1.1 大豆产量差异 从表2可以看出，C处理大豆产量水平最高，平均折合产量2 750 kg/hm2，经5个处理、3次重复的大豆产量进行单因素方差分析，5个处理的大豆小区平均产量间差异达极显著水平。差异显著性测验结果：处理C、处理B、处理D、处理E间差异均达5%的显著水平；C处理与其他4个处理小区大豆平均产量间差异极显著[5]。

2.1.2 胡麻产量差异 从表2可以看出，A处理胡麻产量水平最高，平均折合产量2 520 kg/hm2，经5个处理、3次重复的混合产量进行单因素方差分析，5个处理的胡麻小区平均产量间差异达极显著水平。差异显著性测验结果：处理C与其他4个处理小区胡麻平均产量间差异极显著；处理A和处理D小区胡麻产量间差异不显著，与其他3个处理间差异极显著（5%）[6]。

2.1.3 混合产量差异 从表2可以看出，混合产量处理C最高，平均折合产量5 140 kg/hm2，经5个处理、3次重复的混合产量进行单因素方差分析，5个处理的小区平均混合产量间差异达极显著水平。差异显著性测验结果：处理C与其他4个处理小区混合产量间差异极显著；处理A和处理D小区混合产量间差异不显著，与其他3个处理间差异极显著（5%水平）。

表2 不同处理的大豆、胡麻和混合产量差异及显著性测验（LSD法）

2.2 带幅宽度与作物产量的关系

因套田作物产量随带幅变化呈二次抛物线关系，通过数学模拟，可得出胡麻产量与带幅宽度的曲线模型：

式中，y为胡麻产量；x为带幅宽度。

大豆产量与带幅宽度的曲线模型：

式中，y为大豆产量；x为带幅宽度。

胡麻大豆混作产量与带幅宽度的曲线模型：

式中，y为胡麻、大豆混合产量；x为带幅宽度。

3个方程拟合良好，对产量随带幅变化的实际情况能做出正确的反应，进一步分析就可得到准确的适宜带幅和最大产量（见图1）。

对回归方程分别求一阶导数，并令其等于零，则得：x＝110.423、107.526和106.360时，即带幅宽为110.423 cm、107.526 cm和106.360 cm时，套田胡麻产量、大豆产量和混合产量有最大值。由此可见，在白银市灰钙土灌区，胡麻立体栽培大豆总带幅为106.360 cm左右时，套田作物的混合产量有最大值，为5 010 kg/hm2。5个处理中处理C的总带幅110 cm与模拟方程值106.360 cm最接近，说明处理C为胡麻立体栽培大豆的最佳模式。

2.3 生物学性状差异

2.3.1 胡麻性状差异 株高处理B最高，平均75.8 cm，其他处理株高略低，平均为75.4～75.5 cm，差异不显著。主茎分枝数处理B最多，平均5.58个。处理B果层厚度最厚，平均为11.2cm。胡麻种植行数多的处理C和处理D果层厚度最薄，平均10.8cm（见表3）。

2.3.2 大豆性状差异 株高处理A最高，平均70.1 cm，其他处理株高略低，平均64～66.1 cm，差异不显著。节数处理B最多，平均18.8个，处理C居第二，平均18.4个。处理A有效分枝最多，平均2.3个，其他处理平均1.5～1.9个。处理A和处理C单株荚数、单株粒重、百粒重等普遍较高，大豆生长优势明显（见表3）。

表3 不同处理胡麻生物学性状

3 结论

胡麻大豆立体栽培混合产量处于最高水平的带幅带型结构：总带幅为110 cm，带型结构为4行胡麻60 cm//2行大豆50 cm。在本试验中，该带幅带型结构的处理C平均折合产量5 140 kg/hm2，较其他处理增产5.3%～17.0%。

在上述立体栽培结构中，大豆产量是单种的80%左右，因胡麻影响比单种减产20个百分点；胡麻占地面积比例为50%，而胡麻产量是单种的70%以上，边行优势提高胡麻单产20个百分点；混合产量均高于胡麻或大豆单种产量。

试验结果表明：胡麻大豆立体栽培由于2种作物的株型差异明显，胡麻株型紧凑，大豆分枝中等，使胡麻带边行通风透光畅通，农田群体构形呈多向双层立体结构，从而增大了作物群体的受光面积，不但能吸收直射光，还能吸收散射光，从而提高了光能利用率。同时，单位面积上的光合叶面积增加和光合作用时间延长，使套田的能量产投比高于单种田。胡麻、大豆带状轮作，用养结合，培肥土壤，实现了经济效益、生态效益、社会效益相统一[7]。