甘肃兴电灌区油葵与不同作物间作模式研究

王建成，杨思存，车宗贤

（甘肃省农业科学院土壤肥料与节水农业研究所，甘肃 兰州 730070）

油葵自20世纪90年代后期引进推广以来，对调整兴电灌区种植结构和推动区域农业经济发展起到了重要的作用。兴电灌区的油葵种植都以间作、套种为主，种植模式多种多样，收益高低不一。为此，我们评价分析了油葵不同间作方式的优势和经济效益，以期筛选出最适宜当地的种植模式，使农民种植效益最大化，更好地推动当地农业生产。

1 材料与方法

1.1 供试材料

指示油葵品种为法国A15，豌豆品种为中豌4号，胡麻品种为陇亚9号，蚕豆品种为临蚕2号，小麦品种为8132，马铃薯品种为克新6号（中熟）。

1.2 试验地概况

试验设在靖远县北滩乡景滩村。海拔1 645m，年均降水量259mm，蒸发量2 369mm。年平均气温6.6℃，大于0℃和10℃的积温分别为3 208℃和2 622℃，无霜期160～170 d；年日照时数2 919 h，总辐射量616.2 KJ/cm2。供试土壤为灰钙土，耕层土壤（0～20 cm）含有机质8.33 g/kg、全氮0.84 g/kg、全磷1.17 g/kg、碱解氮63.2mg/kg、速效磷9.5mg/kg、速效钾197mg/kg，前茬作物为小麦。

1.3 试验方法

试验共设11个处理，各处理种植模式及施肥量见表1。随机区组排列，3次重复，小区面积均为24m2。试验磷肥全部作基肥于播前一次性施入，单种豌豆、胡麻、蚕豆的氮肥全部作基肥，其余各处理氮肥1/2作基肥，1/2作追肥施入。带田及单种油葵、单种马铃薯全生育期灌水5 700m3/hm2，单种小麦、蚕豆、豌豆、胡麻全生育期灌水4 500 m3/hm2。单种油葵为宽窄行种植，宽行80 cm、窄行40 cm，播量6.0 kg/hm2，保苗8.33万株/hm2。单种豌豆、胡麻、小麦均用行宽15 cm播种机播种，播量豌豆300.0 kg/hm2、胡麻75.0 kg/hm2，小麦337.5 kg/hm2。单种蚕豆为宽窄行种植，宽行40 cm、窄行20 cm，播量150.0 kg/hm2，保苗8.33万穴/hm2。单种马铃薯为覆膜垄作，垄宽60 cm，垄沟宽60 cm，垄上种2行，行宽40 cm，保苗6.00万穴/hm2。间作田带幅均为1.2m，其中油葵+豌豆、油葵+胡麻、油葵+小麦模式中，间作作物种植在油葵宽行内，共种植6行；油葵+蚕豆模式中，油葵宽行内种植2行蚕豆，行距20 cm；油葵+马铃薯模式中，马铃薯种植同单作，垄两侧各点1行油葵。间作处理密度均与相应单作保持一致。油葵4月10日点播，8月中旬收获；豌豆3月15日播种，6月27日收获；胡麻3月27日播种，8月1日收获；蚕豆3月15日播种，8月4日收获；小麦3月15日播种，7月18日收获；马铃薯4月20日点播，8月20日收获。其余管理措施同当地大田。各小区单收计产。

表1 试验处理及施肥量

1.4 计算方法

1.4.1 土地当量比及相对竞争力 计算间作的生物学功效目前普遍采用的是土地当量比（Land E-quivalentRatio，LER）和相对竞争力（Aggressivity，As）。土地当量比是为了获得间作达到的产量所需相应单作的土地面积，其计算公式为

式中Yia和Yib分别代表间作总面积上两种作物的产量，Ysa和Ysb分别代表两种作物单种的产量，当LER值≥1.0时，表明间作相对于单作具有优势，反之则无优势［1～2］。

作物相对竞争力的大小表明了间作作物在系统内部资源利用中所处的地位，其计算公式为

式中As为A作物相对于B作物的竞争力，Pa、Pb分别为两种间作作物所占比例，当As＞0时，表明A作物的竞争力强于B作物；反之，当As＜0时，表明A作物的竞争力弱于B作物［3］。

1.4.2 生产优势度 间作种植模式的总产量由带田中各作物的产量共同组成，可通过各作物的生产优势度和复合群体的生产优势度来评价间作系统的总体结构功能效应。生产优势度（Dominanceof Production）包括各作物生产优势度（A）和复合群体生产优势度（C）两个方面，可通过下列公式计算。

式中A为各作物的生产优势度，ni为各作物产量，N为总产量，C为复合群体的生产优势度［4］。各作物的生产优势度反映出各结构单元为复合群体总产量所做出的贡献，以判定他们的主次从属地位，有利于在生产中从总体上确定合理的种植模式及相应的关键技术措施。

1.4.3 稳定性 稳定性（Stability）主要指在系统以外的物理的、生物的、社会的和经济的变量正常波动与循环所产生的微小干扰情况下，系统生产力所保持的恒定性。从生态学的意义上来讲，富于多样性的生态系统具有较大的稳定性。在间作种植模式中比单种油葵增加了一种作物，间作系统的生产力稳定性可用下面的公式来计算

式中S为稳定性系数，ni为各作物的产量，N为间作系统的总产量。稳定性系数越高，表明系统的自控调节，反馈作用越强，有较大的稳定性［5］。

表2 油葵与不同作物间作的产量和土地当量比及相对竞争力

2 结果与分析

2.1 油葵与不同作物间作的产量

从表2可以看出，油葵产量以油葵+豌豆模式最高，折合产量为3 124.5 kg/hm2；其次为油葵+马铃薯模式，折合产量为3 100.5 kg/hm2；油葵+蚕豆模式、油葵+胡麻模式次之，折合产量分别为3 057.0、2 902.5 kg/hm2；油葵+小麦模式产量最低，折合产量1 683.0 kg/hm2。

2.2 不同间作模式土地当量比及相对竞争力

从表2可以看出，油葵不同间作方式的LER值均大于1.0，表明几种间作方式均有间作优势。其中以油葵+豌豆、油葵+马铃薯间作优势最明显，LER值分别为1.78、1.77；其次为油葵+蚕豆，油葵+胡麻，LER值分别是1.53、1.49；油葵+小麦间作优势相对较小，LER值为1.28。作物的竞争能力油葵明显强于豌豆、胡麻和马铃薯，As值分别为1.50、1.62、1.47；与蚕豆间作的As值为0.08，油葵的竞争能力与蚕豆基本相同；与小麦间作的As值为-0.29，即油葵的竞争能力弱于小麦。

2.3 不同间作模式的生产优势度和稳定性

从表3可以看出，在油葵+豌豆、油葵+小麦、油葵+马铃薯间作模式中，油葵的生产优势度分别为0.459、0.257、0.318，均小于与其间作的豌豆、小麦、马铃薯的生产优势度（分别为0.541、0.743、0.682），说明油葵对间作系统产量的贡献小于豌豆、小麦、马铃薯。在油葵+胡麻、油葵+蚕豆间作模式中，油葵的生产优势度分别为0.624、0.525，大于与其间作的胡麻、蚕豆的生产优势度（分别为0.376、0.475），表明油葵间作系统产量的贡献大于胡麻和蚕豆。间作系统的群体生产优势度以油葵+小麦最高，为0.618；其次是油葵+马铃薯，为0.566；再次是油葵+胡麻，为0.531；油葵+豌豆和油葵+蚕豆最低，分别为0.503和0.501。间作系统的稳定性由大到小依次为油葵+蚕豆、油葵+豌豆、油葵+胡麻、油葵+马铃薯、油葵+小麦。由此可见，油葵+豌豆、油葵+蚕豆种植模式的生产优势度虽然较低，但系统的稳定性却高，对外界环境适应性强，保持高产的稳定性更大，而油葵+小麦种植模式的生产优势度虽较高，但系统的稳定性却较差。

2.4 不同种植模式经济效益

由表4可以看出，不同种植模式的投入为5 988.0～12 912.9元/hm2，由大到小的依次是油葵+马铃薯、单种马铃薯、油葵+小麦、油葵+胡麻、油葵+豌豆、油葵+蚕豆、单种小麦、单种胡麻、单种油葵、单种豌豆、单种蚕豆。纯收益由大到小的次序为油葵+马铃薯、油葵+豌豆、油葵+胡麻、油葵+蚕豆、单种马铃薯、单种油葵、油葵+小麦、单种胡麻、单种小麦、单种豌豆、单种蚕豆。其中油葵+马铃薯模式纯收益达23 137.5元/hm2，产投比为4.44；油葵+豌豆模式纯收益达19 236.6元/hm2，产投比为4.38；油葵+胡麻模式纯收益达15 916.2元/hm2，产投比为3.96；油葵+蚕豆模式纯收益达15 291.3元/hm2，产投比为4.18。单种蚕豆模式纯收益最低，为6 456.6元/hm2，产投比为2.97。

表3 油葵与不同作物间作的生产优势度与稳定性①

表4 不同种植模式经济效益比较

3 小结

1）研究结果表明，在沿黄灌区油葵不同间作模式中，以油葵+豌豆模式的油葵产量最高，为3 124.5 kg/hm2。各间作模式的土地当量比均大于1.0，均有间作优势，其中油葵+豌豆、油葵+马铃薯模式间作优势最明显。带田油葵的竞争力强于豌豆、胡麻、马铃薯，但弱于小麦。带田油葵的生产优势度高于胡麻、蚕豆，但低于豌豆、小麦、马铃薯。间作系统的生产优势度以油葵+小麦模式最高，油葵+马铃薯模式次之，油葵+蚕豆模式最低。间作系统的稳定性油葵+蚕豆、油葵+豌豆模式最高，油葵+胡麻、油葵+马铃薯模式次之，油葵+小麦模式最低。

2）不同间作模式中，油葵+马铃薯模式纯收益达23 137.5元/hm2，产投比为4.44；油葵+豌豆模式纯收益达19 236.6元/hm2，产投比为4.38；油葵+胡麻模式纯收益达15 916.2元/hm2，产投比为3.96；油葵+蚕豆模式纯收益达15 291.3元/hm2，产投比为4.18。这4种模式均有较高的纯收益和产投比，是兴电灌区发展立体农业比较理想的模式。

［1］ 赵建华，孙建好，陈 伟.甘肃河西地区玉米不同套作模式效益研究［J］.甘肃农业科技，2011（3）：13-15.

［2］ 李来祥，刘广才，李 隆．小麦/玉米间作优势及地上部与地下部因素的相对贡献研究［J］．干旱地区农业研究，2008（1）：74-75．

［3］ Willey RW，Rao M R，A competitive ratio for quantifying competition between intercrops［J］.Experimental Agriculture，1980（16）：117-125.

［4］ 王宝山.对草地优势度指标的商榷［J］.草地科学，1996，13（6）：53-54.

［5］ 叶茂新.复合生态经济系统综合效益定量评价方法的研究［J］. 农业现代化研究，1986（2）：11-13.