旱地马铃薯间作玉米、玉米间作大豆效益分析

周永华,符明联,程德荣,赵严林,谢 娟

(1泸西县农业技术推广中心 ,云南泸西 652400;2云南省农业科学院经济作物研究所,昆明 650205)

玉米是全世界最重要的粮食、饲料、经济兼用作物,在国民经济和人民生活中占有愈来愈重要的地位[1]。然而随着市场经济体制的逐步发展,价值规律对玉米生产调节作用日益增强,同时为调整粮食生产的产业结构,玉米间作受到极大重视。据调查,全国约有0.2亿公顷间作面积,如按每公顷增产1 500 kg计算,则可增加粮食 300亿公斤,解决近 1亿人口的粮食问题。鉴于此,玉米立体种植势在必行[2]。玉米与其它作物间作,通过各类作物的不同组合、搭配构成多种作物、多层次、多功能的作物复合群体,巧妙的运用时空差,将夏与秋、高与矮、喜光与耐荫等不同习性作物组合配套,既保证各自发展,又互相促进和补充,从而提高对土地、时间、光能、热能等的利用率[3]。

目前,各地已开展了大量的玉米间作研究。黄高宝研究认为,小麦、玉米带状间作下,籽粒产量分别比单作小麦、玉米提高169.7%和12.11%[4]。黄玉明等研究认为,地膜早熟玉米和大豆间作套种,净产值较单作玉米增收 6 300元 /hm2,较单作大豆增收 5 400元 /hm2,效益十分显著[5]。项觉生等开展苏玉20与豆类、蔬菜、棉花等的多元多熟制种植研究,形成了 4种多元多熟高效立体种植模式,实施了产业化经营,增产增效显著[6]。

泸西县是云南极具代表性的山区县,玉米、马铃薯、豆类是其主要作物和经济来源。泸西县在 2010年间套作技术推广应用中,实施了玉米间豆类 1.33万公顷,马铃薯套玉米 3 300 hm2,每公顷增产粮食 435.75 kg,新增粮食总量 726.35万公斤,取得了较显著的经济和社会效益。本文针对项目实施中的试验结果进行效益分析,以为旱地农业产区开展间作提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 材料

玉米、马铃薯、大豆分别选用当地大面积推广品种路单 3号、合作 88和 8157。

1.2 方法

试验设在泸西县三塘镇 ,地处东经 103°31′34″,北纬 24°27′25″,海拔 1 820 m,年平均气温 14.6℃ ,年平均降雨量1 101.27 mm。黄壤土,肥力中等。试验设马铃薯间作玉米(3月上旬播种马铃薯,4月下旬行间间作玉米)、玉米间作大豆(4月下旬播种玉米,5月上旬行间间作大豆)、净作玉米(4月下旬播种)、净作马铃薯(3月上旬播种)、净作大豆(5月上旬播种)5个处理(各处理具体种植列于表1)。随机区组设计,在5户农户田中各种植 1个重复,共5次重复,小区面积150 m2。

收获时进行各种作物的经济性状考察和小区产量测定,按综合市场价玉米 2.05元 /kg、马铃薯 1.50元 /kg、大豆 5.10元/kg计算产值。在Excel下进行数据整理,采用 DPS数据处理系统进行差异显著性分析。

表 1 各处理具体种植情况Table 1 The planting design of different treatments

2 结果与分析

2.1 不同栽培模式下单位面积产值分析

受 2010年马铃薯价格大幅提升的影响,高产的马铃薯主导了单位面积农作物产值,即使是间作下每公顷增加了1 500 kg的玉米产量,也无法抵消马铃薯的减产损失。但马铃薯间作玉米和玉米间作大豆产值均极显著高于玉米、大豆净作。从充分利用土地,提高单位面积产值来看,马铃薯优势生产区可增加马铃薯生产面积,而玉米、大豆优势区域宜采用间作栽培模式。

表 2 不同栽培模式的产值分析Table 2 Analysis on output of different cultivation modes

2.2 间作下作物产量构成分析

2.2.1 马铃薯玉米间作与净作的产量构成变化

表 2显示,与净作玉米相比,马铃薯间作玉米时玉米的每穗粒数由 553.21粒减少到 493.50粒,降低10.79%,差异显著;百粒重由30.01 g提高到 30.55 g,增加了1.80%,但差异不显著;受单位面积株数大幅度降低的影响,每公顷产量由 6 780.0 kg降到 1 957.8 kg,减少 71.12%,减产极显著;而与净作马铃薯相比较,间作下的马铃薯每塘鲜薯重量由 0.48 kg提高到0.54 kg,增加了12.50%,但差异也不显著。同样受种植塘数的影响,每公顷鲜薯产量由23 400.9 kg降低到18 001.5 kg,减少 23.07%,减产极显著。可见,马铃薯间作玉米时,玉米的籽粒增大,马铃薯的塘重增加,但产量显著下降。

折合粮食产量以玉米净作时最高,为 6 780.0 kg/hm2,其余两种种植方式下的粮食产量差异显著。可见,从提高我国粮食总产量来看,旱地以种植玉米效果最好,考虑作物搭配,可采用间作方式。同时,间作时需要综合考虑两种作物的特性,尽量增加单位面积上的有效植株数(塘数),以提高各种作物的产量,达到增产的目的。

2.2.2 玉米大豆间作与净作的产量构成变化

表 4显示,与净作相比,间作大豆时玉米的每穗粒数由 553.21粒减少到 538.26粒,降低 2.70%,差异不显著;百粒重由 30.01 g降低到 28.00 g,降低了6.70%,差异极显著;由于单位面积植株数量一致,每公顷产量由 6 780.0 kg降低到 6 706.8 kg,仅减少1.08%,减产不显著;而与净作大豆相比较,间作下的大豆百粒重由25.00 g提高到25.74 g,增加了2.96%,差异显著。虽然每公顷种植株数差异不大,但每公顷大豆产量仅345.0 kg,减少了75.25%,减产极显著。

折合每公顷粮食产量以间作最高,为 7 224.3 kg,但与净作玉米的产量无显著差异,两者均与净作大豆的粮食产量差异极显著。可见,玉米间作大豆时,虽然玉米的百粒重降低明显,但对产量影响不大,而大豆的产量较低。

表3 玉米马铃薯间作与净作比较Table 3 Comparative analysis of intercropping mode of maize and potato and single cropping

表 4 玉米大豆间作与净作比较Table 4 Comparative analysis of intercropping mode of maize and soybean and single cropping

3 讨 论

高秆作物与矮秆作物间套作,充分利用土地、光照等自然条件,提高单位面积上农作物的生产量,实现用有限的土地资源生产出更多的粮食,以满足人民的需求,得到了农业专家和农业主管部门的广泛认可,并成为西南山区农业生产的一种主要种植模式。但作物间套作时,不可避免的存在对肥料和光照等资源的竞争。合适的套作方法已成为研究的主要方向。

一般来说,玉米在与马铃薯套作时,马铃薯植株生长旺盛,但结果率降低,每塘产量下降。本研究分析发现,马铃薯套作玉米时,玉米的籽粒增大,马铃薯的塘重增加,但产量显著下降。可见,通过调整玉米和马铃薯的种植密度可以达到一种相对平衡,获得马铃薯和玉米的双丰收。间套作时需要综合考虑玉米和马铃薯各自的特性,尽量增加单位面积上的有效植株数(塘数),以提高各种作物的产量,实现间套作充分利用光照等自然条件,达到增产的目的。

大豆是喜光作物,在与玉米间作时,受玉米遮荫的影响,产量降低。本研究表明,间作大豆时,玉米的百粒重降低明显,但对产量影响不大,而大豆的产量极低。但是,大豆作为固氮作物,在不影响玉米产量的同时,间作大豆可减少氮肥用量并达到适度增产增收的目的,是一种可供采用的间作方法。但应以收获玉米为主,大豆作为补充。

2010年,受马铃薯价格大幅度上升的影响,马铃薯的产值成为作物产值的主要构成部分,虽然玉米马铃薯间作下马铃薯产量较净作下降低23.07%,但增收的玉米产值无法弥补减少的马铃薯产值,单位面积产值仍以净作马铃薯最高。但从增加粮食产量来说,净作玉米或采用马铃薯间作玉米均能获得比净作马铃薯高的产量。要达到马铃薯套作玉米增产增效的目的,需要在尽可能减少对马铃薯产量影响的同时,增加单位面积上玉米的种植密度。

[1]佟屏亚,罗振峰,矫树凯.现代玉米生产 [M].北京:中国农业出版社,1998.

[2]李彩虹,吴伯志.玉米间套作种植方式研究综述 [J].玉米科学,2005,13(2):85-89.

[3]丁黎明,张圣旺,刘裕玲.玉米多元多熟种植模式的特点、效益及栽培技术[J].农业技术经济,1998,(6):61-62.

[4]黄高宝.集约栽培条件下间套作的光能利用理论发展及其应用 [J].作物学报,1999,25(1):16-24.

[5]黄玉明,黄建国,任 琴,等.早熟玉米与大豆间套栽培技术 [J].现代农业科技,2010,(12):66.

[6]项觉生,黄陆飞,袁建华,等.玉米新品种苏玉20间套种高效安全生产配套技术集成与示范 [J].江苏农业科学,2009,(5):111-113.