甘蔗间套种/轮种玉米模式调查与分析

周忠凤，范业赓，周慧文，陈荣发，丘立杭，闫海锋，黎正英，罗 霆，邓宇驰，吴建明

（1.广西农业科学院甘蔗研究所/广西甘蔗遗传改良重点实验室/农业农村部广西甘蔗生物技术与遗传改良重点实验室，广西 南宁 530007；2.广西大学农学院，广西 南宁 530004）

0 前言

食糖是关系国计民生的重要战略物资，也是食品工业发展的重要基础原料，甘蔗是我国主要的糖料作物，面积占我国常年糖料面积的85%以上，产糖量占食糖总产量的90%以上。但当前，糖业发展的国际、国内环境发生了重大变化。巴西、澳大利亚等世界产糖大国具有技术和成本领先优势，产量大、出口竞争能力强，占领了很大的市场份额；印度、泰国、巴基斯坦等东南亚产糖大国在国际糖市的竞争力逐步增强。目前，受国际糖价的影响，我国市场供求变化大，价格波动剧烈，近十年来，广西吨糖平均含税成本约6000元，远高于先进蔗糖生产国。因此，如何提高土地利用率和植蔗综合效益，提高甘蔗与其它作物的竞争力，对稳定和发展甘蔗产业具有重大的意义。

我国甘蔗间套种模式多样，主要有甘蔗间套种玉米、甘蔗间套种大豆、甘蔗间套种西瓜、甘蔗间套种南瓜、甘蔗间套种花生、甘蔗间套种马铃薯、甘蔗间套种辣椒等模式，且这些模式在我国的存在历史悠久［1］。在甘蔗轮作方面，我国早期进行了稻蔗轮作、甘蔗花生轮作、甘蔗波萝轮作3种研究方式，结果表明，能改善土壤的通气性，加速速效性养分的释放，增加土壤微生物总量［2］，减少病虫害等［3-4］。虽然甘蔗间套种玉米国内外已经有相关研究报道，但研究结果存在较大分歧，上思县多年的实践证明：合理的间套种可以使甘蔗和玉米协调生长，可提高甘蔗地的复种指数，有效解决甘蔗与玉米争地的问题，实现时间与空间的充分利用，达到钱粮双收的目的［5-8］。也有研究表明，甘蔗行间套种玉米或黄豆、甘蔗减产多，不可取［9-10］。2019年，崇左市400万亩甘蔗产业基地，大力推广甘蔗间套种青饲玉米，提高甘蔗种植综合效益，同时为崇左发展牛羊养殖业提供更为丰富的秸秆资源，2020年全市计划推广甘蔗间套种青饲玉米面积3万亩，力争每亩新增青饲玉米1.5吨、产值450元以上，全市新增青饲玉米4.5万吨、增加产值1350万元以上。到2022年，力争全市甘蔗间套种青饲玉米推广面积达到100万亩。因此，本文结合前人研究基础和实地调研崇左市推广甘蔗间套种青饲料玉米的推广情况进行总结和分析，以期为我国甘蔗主产区推广应用提供技术支撑。

1 调查方法

1.1 调查材料

以广西桂南、桂中和桂西北地区主要蔗区的“双高糖料蔗”基地种植为调查对象，于2020年3～5月分别深入各个蔗区进行详细调查。

1.2 调查内容与方法

调查方法采用面上调查、数据收集和实地调查相结合。面上调查包括查看资料，听取各县蔗区农业局、糖业局等部门关于甘蔗间套种玉米情况介绍；数据收集包括查阅历史资料和实地抽样调查和分析甘蔗间套种生长情况、间套种模式等。

2 结果与分析

2.1 宿根蔗间套种玉米

我国宿根蔗间套种玉米历史悠久，主要有每行间种和隔行间种二行两种方式。早期研究结果表明，一行甘蔗间种一行甜玉米均影响甘蔗产量，间种密度越大，减产越大，与不间种产量比较，每亩间种1646株以上的，差异达显著水平，间种1262株以下的则不显著。隔行甘蔗间种二行甜玉米亩种1686株，虽比每行蔗间种一行玉米亩种1646株多46株，但有边行优势，光照条件得到改善，甘蔗产量不受影响，而比不间种的甘蔗高，这可能有其它因素影响待查，但可说明利用边行优势至少可减少间种带来互相荫蔽的影响［3］。另外，也有开展研究宿根蔗间套种玉米早播（2月10日）、中播（2月25日）、中晚播（3月12日）、晚播（3月27日），不播（对照）4个处理。结果表明，玉米中晚播的土地复合产值最高为75564.57元/hm2，除去玉米农资投入成本5550元/hm2，相对于纯种甘蔗60428.31元/hm2，可增加收益9586.26元/hm2［11］。从前人研究结果说明，宿根甘蔗比春植蔗萌芽早，前期受玉米荫蔽影响时间短，因此宿根甘蔗间种玉米比春植蔗对甘蔗的影响小［6］；而且隔行间种对甘蔗影响小于每行都间种［12］。但是，目前宿根蔗间套种模式只能人工操作，由于随着城镇化的发展，农业劳动力减少，人工成本迅速增长，这种模式只能是家庭分散性推广，规模化发展难度还是比较大。

2.2 新植蔗间套种玉米

2.2.1 甘蔗间套种玉米品种筛选

间套种品种搭配要考虑植株高低、株型、生育期、耐阴等因素，因此间套种品种是基础。甘蔗间套种玉米中，前人对不同玉米品种进行筛选试验，结果表明，不同品种间套种具有不同结果，对甘蔗株高、有效茎数及产量有一定影响，但有些品种如鲜食糯玉米品种、半紧凑型普通玉米早熟种对甘蔗产量影响不大［13］。说明，不同玉米品种间套种甘蔗差异比较大，生产上建议生育期短和株型紧凑的青贮玉米。甘蔗间套种玉米的不同甘蔗品种的筛选，还没有相关报道，还有待进一步研究。但有研究表明，间套种玉米的甘蔗出苗率减少6.4%，分蘖减少了42.7%，比对照减少617条，对照产量最高亩产为7199.6公斤，间套种玉米，亩产6412.5公斤，比对照减产757.1公斤，差异达到显著水平［14］。由此可说明，间套种玉米对于甘蔗分蘖影响比较大，应该选择分蘖力较强的甘蔗品种。

2.2.2 甘蔗间套种玉米方式

2.2.2.1 播种时期

甘蔗间套种玉米，两种作物有共生期，差异在于玉米生长期较短，因此，两种作物的播种期配置决定产量形成的关键。在不同甘蔗主产区播种时间差异比较大。云南蔗区甘蔗间套种玉米的种植时间从当年的10月下旬到次年2月下旬均有相关研究，陇川县甘蔗间套玉米种植时间宜在1月下旬前完成，甘蔗间套种玉米效益明显［15］；保山市在3月下旬种植，结果表明，比单作的甘蔗产量有所下降，降幅达8.9%［16］；德宏县在2月5日种植甘蔗，2月17日种植玉米，结果表明间套种玉米提高甘蔗产量［12］。广西蔗区的北海蔗区甘蔗可分冬植（12月下旬至次年1月上旬）和春植（1 月下旬至2 月下旬），玉米在2月中下旬播种，结果表明间套种不影响甘蔗产量［17］；上思县研究表明，根据当年气候条件，若气温在15℃以上，即可种植，所有间套种工作最好在2月底之前完成，间套种不影响甘蔗产量［15，18］；但也有研究表明，3月16日种植甘蔗，3月17日种植玉米，结果表明，间套种玉米对甘蔗分蘖、产量等影响较大［14］，这是否是种植时间过迟还需要进一步试验验证。甘蔗间套种玉米除了研究具体时间外，也利用叶龄来判断间套种，有研究表明，当新植蔗蔗苗长至2叶1心时是套种玉米的最佳时间［19］。上述研究结果表明，甘蔗间套种时间对于主作物甘蔗的产量有影响，不同蔗区应该根据当年气候条件选择合理播种时间，才能产生利益最大化。

2.2.2.2 种植密度

合理密植是实现甘蔗间套种玉米高产高效的重要技术途径。甘蔗间套种玉米两种作物的产量与种植密度存在必然的关联，随着种植密度的改变对作物的产量起到规定性变化。因此，密度是影响产量的重要因素。前人开展了玉米不同密度试验结果表明，甘蔗间套种合适密度为21000～25000株/hm2［6，12，15，20］。但也有研究结果表明，甘蔗间套种玉米合适密度为15000株/hm2［18］、30000株/hm2［21］。说明甘蔗间套种玉米适合密度差异比较大，这可能与蔗区气候、品种特性等有关。但是间套种密度对玉米的生育进程影响不大。

2.2.2.3 间套种主要模式

甘蔗间套种玉米的主要方式有等行距每行种植、等行距隔行种植和宽窄行种植等方式。据研究表明，甘蔗间套种玉米宽窄行种植模式均能提高甘蔗产量，同时增加玉米收入，效益提高明显［6，12，16］；也有研究表明，采用一行甘蔗间种一行玉米的模式，选择适合的间套种品种和合理种植密度，也能提高甘蔗产量［6，16］。说明甘蔗间套种玉米可以根据蔗区情况选择更理想的模式推广应用。

2.3 甘蔗轮作玉米

广西甘蔗良种繁育一般在5～7月份，而在5月份繁种之前一直以来都是空闲，因此，如何利用广西近40万亩的甘蔗良种繁育基地实行轮作对于企业提高效益具有重要意义。因此，2017～2018年广西农业科学院甘蔗研究所开展了甘蔗良种繁育轮作青饲玉米，结果表明，轮作玉米显著提高土壤全氮、有效磷、过氧化氢酶、脲酶和细菌数，与连作相比分别提高了0.016mg/kg、29.1mg/kg、10.86μmol/d/g、519.11μg/d/g和45.30×104/g；轮作玉米后甘蔗的出苗率、分蘖率、产量和糖分比连作分别提高了3.4%、9.5%、6.2t/hm2和0.63%（数据未发表）。

近来，广西农业科学院甘蔗研究所结合前期试验发明了“一种甘蔗、青贮玉米、小米3种作物轮作和间套作的方法”，该方法是在同一片土地上间作甘蔗和小米或青贮玉米，每隔3～5年就对宿根甘蔗地进行翻新，在原来种甘蔗的区域轮作小米或青贮玉米，在原来种小米或青贮玉米的区域轮作甘蔗，种小米或青贮玉米的位置是每种一茬小米后轮作一茬青贮玉米。因小米和青贮玉米的生长周期短，基本上可以实现每种植一期甘蔗就可以实现种植两茬小米或者两茬青贮玉米或者一茬青贮玉米一茬小米，即实现每年收获一期甘蔗、两期小米或两期青贮玉米或一期青贮玉米和一期小米。因此，本发明的方法结合了轮作和间套作两种种植模式，使土地得到了轮作，避免了连作障碍，同时使土地得到了充分利用，提高了土地产出量，降低了土地成本，实现了甘蔗、青贮玉米和小米3种作物的丰收（专利已经进入实质性审查阶段）。

2.4 甘蔗间套种/轮作玉米推广情况调查

2019年9月中国甘蔗糖都崇左市农业农村局印发了《崇左市2020年甘蔗间套种青饲玉米工作方案》，目标任务要求2020年，全市计划推广甘蔗间套种青饲玉米面积3万亩，力争每亩新增青饲玉米1.5吨、产值450元以上，全市新增青饲玉米4.5万吨、增加产值1350万元以上。针对这个方案广西农业科学院甘蔗研究所派出专家到崇左市蔗区开展培训、技术服务和调研。2020年崇左市甘蔗间套种玉米6个县（区）主要是以新植蔗间套种为主，宿根蔗主要在大新县、龙州县有少量种植，如图1所示。江州区主要推广宽行种植，行距2.4～3.2米，甘蔗和玉米都实行机械化种植，行间种3行玉米，如图2和图3所示。大新县、宁明县、龙州县和天等县主要是开展宽行种植和常规行距种植，宽行种植采用2.4米行距，行间间种2～3行玉米；常规行距为1.2米，行间种植一行玉米，如图4所示。扶绥县主要采用宽行种植和轮作两种模式，宽行种植也是采用2.4～3.2米，行间种3行玉米；而轮作主要结合甘蔗良种繁育基地，先种植玉米收获后6月份再进行甘蔗繁种。

3 甘蔗间套种/轮作玉米讨论与分析

3.1 甘蔗间套种玉米

近年来，随着劳动力、地租和农资成本的提高，甘蔗效益明显降低，严重影响农民种蔗的积极性，如何提高单位面积甘蔗效益是甘蔗产业面临的重大问题。因此，甘蔗间套作最大限度地提高空间利用率，在种植甘蔗的同时利用空隙种植另外一种作物，对于甘蔗产业发展具有促进作用。甘蔗间套种青饲料玉米可以通过以下方式推广应用：一是鼓励和扶持农民、合作社、家庭农场、龙头企业参与发展甘蔗间套种青饲玉米。二是因地制宜、合理布局青饲料加工厂，以降低运输成本。三是推动青饲料加工企业、合作社与种植户签订保价收购合同，实现订单产业，确保种植户种得出卖得好。甘蔗间套种青饲料玉米可以推进青饲加工业与养殖业对接，培育打造从种到加工、养殖的完整产业链，实现种植业与养殖业有机结合，实现种养全产业链发展具有重要意义。

图1 宿根蔗间每行均间套种玉米

图2 新植蔗宽行距2.4米行距间种3行玉米

图3 宽行距3.2米行距间种3行玉米

3.2 甘蔗轮作玉米

长年连作导致蔗株根部的分泌物和残留物在分解过程中产生的有毒有机化合物以及甘蔗病毒，对甘蔗生长不利；随着连作时间的增加，再加上年复一年大量农药化肥施用，土地肥力及相应的营养成分将会越来越低，不利于甘蔗的增产。因此，结合甘蔗良种繁育轮作玉米对于合理利用土地空间、改善土壤和提升甘蔗产量，都具有积极的现实意义。