黄淮地区玉米与大豆不同间作模式的产量和效益比较

林平，庞成民，海涛，张涛

（1.菏泽市农业科学院，山东 菏泽 274000；2.菏泽市牡丹区农业局，山东 菏泽 274000；3.山东科源种业有限公司，山东菏泽 274000）

菏泽市地处黄淮腹地，现有人口约800万人，耕 地70万hm2左右，是典型的农业大市和全国重要的粮油生产基地之一。近年来，随着工业的快速发展，耕地面积逐年减少。大豆由于产量低、效益差[1]，种植面积逐年被玉米代替。随着生活水平的不断提高，人们对大豆的需求迅速提升[2，3]，目前全国约85%的大豆需求依赖于进口，已严重威胁到国家食用油安全供给。因此，充分利用土地和光热资源，在确保粮食安全供给的前提下，扩大大豆种植面积，提高油料供应水平，增加单位面积整体产量和效益，实现农业的可持续、高产、高效发展，已成为农技人员必须研究的新课题。

玉米是菏泽市第二大粮食作物，大豆是第三大粮油兼用作物，在当地农业生产中玉米与大豆间作有着悠久的种植历史。该种植模式可以利用不同植物在生长过程中形成的空间差和时间差，有效地发挥光、肥、水、气、热等有限农业资源的生产潜力，弥补单作的不足。玉米与大豆间作所形成的镶嵌结构，不仅有利于光照在群体中的均匀分布与充分利用，还能够充分利用地力和空间以及大豆的固氮功能，成为一个良好的群体组合[4～6]。研究玉米与大豆不同间作模式[7]对玉米和大豆产量以及单位面积经济效益的影响，确定合理的配置模式，形成高功能、髙效益的间作体系，在保证玉米基本不减产的情况下大幅度提高大豆产量，可以确保国家粮油安全供给，并创造良好的综合经济效益。

1 材料与方法

1.1 试验材料

参试玉米品种为郑单958，大豆品种为菏豆13。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 试验于2019年在菏泽市牡丹区种子资源开发保护中心进行。试验地为黏质土壤，地势平坦，地力较好，排灌方便。前茬作物为小麦，产量水平为9 000 kg/hm2左右。

试验采取随机区组排列，设玉米纯作（处理Ⅰ）、大豆纯作（处理Ⅱ）、2行玉米与2行大豆间作（处理Ⅲ）、2行玉米与3行大豆间作（处理Ⅳ）、2行玉米与4行大豆间作（处理Ⅴ）、2行玉米与5行大豆间作（处理Ⅵ）、2行玉米与6行大豆间作（处理Ⅶ）7个处理，每处理均重复3次。玉米纯作采用60 cm等行距栽培，播种密度为67 500株/hm2；大豆纯作采用40 cm等行距栽培，播种密度为19.5万～22.5万株/hm2。间作处理下，不同种植模式的种植带宽和作物种植密度不同：处理Ⅲ～Ⅶ的种植带宽依次为1.8、2.2、2.6、3.0和3.4 m；玉米小行距40 cm，玉米与大豆间距50 cm，大豆行距40cm；玉米种植密度依次为63 000、60 000、57 000、54 000和51 000株/hm2，大豆播种密度为10.5万～18.0万株/hm2。试验田南北向种植，小区长7 m。纯作处理每小区播种9行；间作处理每小区播种5个种植带。

2019年6月9日灭茬旋耕，并撒施三元复合肥（N、P2O5、K2O含量均为15%）500kg/hm2做底肥；6月11日人工开沟播种，6月14日微喷1遍，6月17日出苗；6月25日喷洒4.5%高效氯氰菊酯乳油1 500倍液防治红蜘蛛、蚜虫、灰飞虱、蓟马等；6月27日对玉米和大豆进行间苗、定苗；7月22日玉米追施三元复合肥（N含量30%，P2O5、K2O含量均为5%） 600 kg/hm2，大豆不追肥；6月30日、7月26日各中耕除草1次；7月30日喷洒杀虫剂20%氯虫苯甲酰胺悬浮剂2 000倍液防治玉米螟、豆荚螟等；9月26日收获大豆，9月27日收获玉米。

1.2.2 测定项目与方法

1.2.2.1 株高和干物质积累量。分别在玉米拔节期（7月15日）、抽雄期（7月28日） 和灌浆期（8月18日），测量玉米株高；分别在大豆分枝期（7月19日）、花荚期（7月29日）和鼓粒期（8月27日），测量大豆株高。同时，在小区非计产行（边行除外）随机选择连续植株5株，测定其干物质积累量。

1.2.2.2 产量及其构成因素。玉米、大豆纯作处理，每小区收获中间5行计产；间作处理，每小区收获中间3个种植带计产。依据各小区的实际收获面积和产量折算单位面积产量。统计玉米结实性、穗粒数、千粒重等。采集大豆连续植株10株，统计有效分枝数、结荚数、单株子粒数和百粒重等。

1.2.2.3 经济效益。物资投入为肥料、种子和农药的成本，用工投入包括播种、喷药、除草、收获、晾晒的用工成本。按照大豆价格4元/kg、玉米价格1.7元/kg计、人工费用50元/（人·d），计算各处理作物的总产量（玉米产量＋大豆产量）、总收入（玉米收入＋大豆收入）、总投入（物资投入＋用工投入） 和经济效益（总收入－总投入）。

1.2.3 数据处理与分析 利用Excel软件对试验数据进行方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同间作模式对作物植株性状的影响

2.1.1 对株高的影响 玉米拔节期，所有处理的株高均差异不显著；抽雄期和灌浆期，间作处理的株高均显著＞纯作处理，但不同间作模式处理的指标值差异均不显著（表1）。表明玉米与大豆间作可明显促进抽雄期和灌浆期玉米的株高生长，但不同间作模式的作用效果差别不大。

大豆分枝期，所有处理的株高均差异不显著。花荚期和鼓粒期，间作处理的大豆株高均＞纯作处理，其中处理Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ的指标值与纯作处理差异均达到了显著水平；不同间作模式处理的株高差异显著，其中，处理Ⅲ指标值最高、处理Ⅳ次之，二者差异不显著，但均显著＞其他处理，而其他3个间作模式处理的株高差异均不显著。表明玉米与大豆间作可促进花荚期和鼓粒期大豆的株高生长，其中处理Ⅲ和Ⅳ效果较好，处理Ⅴ次之，三者效果均明显优于纯作处理。

表1 不同种植模式对玉米和大豆各生育期株高的影响Table 1 Effects of different planting modes on plant height of maize and soybean in different growth periods （cm）

2.1.2 对干物质积累的影响 玉米拔节期，所有处理的干物质积累量均差异不显著（表2）。抽雄期和灌浆期，不同间作模式处理的干物质积累量差异显著，其中，处理Ⅲ和Ⅳ的干物质积累量均＞纯作处理，且除处理Ⅳ抽雄期外其他指标值与其纯作处理差异均达到了显著水平；其他间作模式处理的株高差异均不显著，但均＜纯作处理，其中仅处理Ⅵ和Ⅶ灌浆期的指标值与其纯作处理差异达到了显著水平。表明处理Ⅲ可明显促进抽雄期和灌浆期玉米的干物质积累，处理Ⅳ可明显促进灌浆期玉米的干物质积累。

表2 不同种植模式对玉米和大豆各生育期干物质积累的影响 （g/株）Table 2 Effects of different planting modes on dry matter accumulation of maize and soybeans in different growth periods

大豆分枝期，所有处理的干物质积累量均差异不显著。花荚期和鼓粒期，间作处理的大豆干物质积累量均＜纯作处理，指标值随大豆行数的增加而逐渐增加，其中处理Ⅶ的指标值与纯作处理差异均不显著，处理Ⅵ花荚期的指标值与纯作处理差异也不显著；不同间作模式处理的干物质积累量差异显著，其中，花荚期处理Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ三者差异不显著但均显著＞其他2个间作模式处理，鼓粒期处理Ⅶ的指标值最高且显著＞其他间作模式处理。表明玉米与大豆间作均对花荚期和鼓粒期大豆的干物质积累有所抑制，其中处理Ⅶ的抑制效应不显著，大豆干物质积累量与纯作处理基本相当。

2.2 不同间作模式对作物产量性状和产量的影响

2.2.1 对玉米产量性状的影响 所有处理的玉米穗粗、秃尖长度和千粒重差异均不显著（表3）。表明种植形式对玉米穗粗、秃尖长度和千粒重均无显著影响。

间作处理的玉米穗长与纯作处理差异不显著；但不同间作模式处理的穗长差异达到了显著水平，其中处理Ⅲ指标值最大、处理Ⅳ次之，二者差异不显著，但均显著＞除处理Ⅴ之外的其他2个间作模式处理，而处理Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ的穗长差异均不显著。表明处理Ⅲ和Ⅳ有利于玉米穗长的增大。

不同间作模式处理的玉米穗粒数、穗粒重和产量差异显著，且与纯作处理差异也达到了显著水平。间作模式下，随着大豆行数的增加，玉米穗长逐渐缩短，穗粒数逐渐减少，穗粒重和产量逐渐降低。就穗粒数而言，处理Ⅲ和Ⅳ的穗粒数略＞纯作处理，与处理Ⅴ和Ⅵ差异均不显著，但显著＞处理Ⅶ；其他3个间作模式处理的穗粒数均＜纯作处理，其中处理Ⅶ的指标值差异达到了显著水平。就穗粒重而言，处理Ⅲ的穗粒重最大，处理Ⅳ次之，二者差异不显著，但均显著＞其他处理；处理Ⅴ的穗粒重略＜纯作处理，二者差异不显著；处理Ⅵ与Ⅶ的穗粒重差异不显著，但均显著＜其他处理。玉米产量顺序为处理Ⅲ＞处理Ⅰ＞处理Ⅳ＞处理Ⅴ＞处理Ⅵ＞处理Ⅶ，且不同处理间的差异均达到了显著水平。表明除处理Ⅲ能够显著提高玉米产量外，其他处理的玉米产量均较纯作处理明显降低。

表3 不同种植模式对玉米产量性状的影响Table 3 Effects of different planting modes on yield traits of maize

2.2.2 对大豆产量性状和产量的影响 间作处理的大豆有效分枝数、单株结荚数、单株粒数、百粒重、单株粒重和产量均＜纯作处理，除处理Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ的百粒重与纯作处理差异不显著外，其他指标值与纯作处理差异均达到了显著水平（表4）。表明间作对大豆产量性状的抑制作用均较大。间作模式下，大豆产量性状指标值均随大豆行数的增加而逐渐增加，且不同间作模式处理的指标值差异显著。就百粒重而言，处理Ⅵ和Ⅶ的百粒重较大，二者差异不显著，但显著＞除处理Ⅴ之外的其他处理；处理Ⅴ的百粒重与处理Ⅳ差异不显著，但显著＞处理Ⅲ；处理Ⅲ的百粒重最低，仅与处理Ⅳ差异不显著。

2.3 不同间作模式对作物总产量和经济效益的影响

2.3.1 对总产量的影响 玉米和大豆的总产量顺序为处理Ⅲ＞处理Ⅳ＞处理Ⅴ＞处理Ⅰ＞处理Ⅵ＞处理Ⅶ＞处理Ⅱ，其中，处理Ⅲ的总产量为10 317 kg/hm2，显著＞其他处理；处理Ⅴ、Ⅵ和Ⅰ三者差异不显著；处理Ⅵ的总产量与处理Ⅶ差异不显著，但二者均与处理Ⅱ差异达到了显著水平（表5）。

2.3.2 对经济效益的影响 不同间作模式处理的总收入和总投入均＞纯作处理（表6），最终经济效益均显著＞玉米或大豆纯作处理。其中，处理Ⅶ的经济效益（12 413元/hm2）最高，与除处理Ⅲ（11 915元/hm2）之外的其他处理差异均达到了显著水平；处理Ⅲ的经济效益次之，与其他间作处理差异均不显著；其他3个间作模式处理的指标值差异均不显著。表明玉米与大豆不同间作模式处理均可以显著提高经济效益，其中处理Ⅶ的经济效益最高，处理Ⅲ次之。

表5 不同种植模式对玉米和大豆产量和经济效益的影响Table 5 Effects of different planting modes on yield and economic benefits of maize and soybean

表6 不同种植模式的物资和用工投入Table 6 Materials and labor input for different planting modes

3 结论与讨论

本研究结果表明，与玉米或大豆纯作相比，玉米与大豆不同间作模式均可以显著提高经济效益，其中处理Ⅶ（2行玉米与6行大豆间作）的经济效益最高，处理Ⅲ（2行玉米与2行大豆间作）的经济效益次之。处理Ⅲ（2行玉米与2行大豆间作）的作物总产量最高，但该模式下大豆产量及其构成因素明显低于大豆纯作以及其他间作模式，原因是单位面积大豆株数少、株距小，而且玉米中后期遮光等；该模式下玉米产量明显高于玉米纯作，原因可能是间作条件下通风透光条件好、边行优势强、株距及密度适中，其具体机理仍需进一步研究。

为缓解玉米与大豆之间的争地矛盾，建议黄淮夏玉米、大豆主产区在条件允许的情况下，尽量扩大玉米与大豆间作模式的种植面积。以玉米生产为主的地区，尽量采用2行玉米与2行大豆间作模式，这样既增加了玉米产量，又增收了大豆产量，同时还能培肥地力；以夏大豆生产为主的地区，尽量采用2行玉米与6行大豆间作模式，这样在确保一定大豆产量的同时，还能增加玉米产量，提高种植业的整体效益。对于遭受自然灾害的年份，玉米与大豆间作种植的优势会更加显著。