芜菁甘蓝马铃薯间作对其产量及经济效益的影响

韦贞伟，陈 超，熊先勤，张 园，李复炜

（1.贵州大学动物科学学院，贵州 贵阳550025；2.贵州省草业研究所，贵州 贵阳550006）

间套作是指在同一土地上种植两种或两种以上的农作物按一定比例合理分带种植，在农业生产中具有悠久的历史，合理的间套作能充分利用作物在生长周期不同形态学和生态学等方面的差异，可提高作物对温度、养分、光等各种自然资源的利用效率，增加间套作作物的产量从而提高单位土地面积的利用率；提高复种指数，减少农药的使用，降低管理成本从而实现增收增产的目的［1－4］，因此，间作在我国粮食增长与农业增收中发挥着重要的作用。

贵州省威宁县属于典型旱作雨养农业区，降水少，水分亏缺严重，是限制该地区农业生产发展的关键因素。马铃薯（Sol anum tuberosu m）是贵州省种植的重要粮食、蔬菜和饲料兼用作物，常年种植面积在1.0×107h m2以上，产量约9.0×106t。芜菁甘蓝（Brassica napobr assica）是贵州省威宁县重要的冬春多汁饲料作物品种，常年种植面积在6 666.67 h m2左 右［5－6］。将 马 铃 薯 与 芜 菁 甘 蓝两种作物间作，从生育期上来看，芜菁甘蓝前期生长速度慢，马铃薯生长速度快，两种作物在生长发育的周期里具有叠加互补性，同时又有交叉性，马铃薯和芜菁甘蓝间作组成的复合系统中，在马铃薯收获之前，以马铃薯利用光、热、水、气和空间为主，芜菁甘蓝以保苗、壮苗为主；在马铃薯收获以后，就以芜菁甘蓝利用光、热、水、气和空间等自然资源为主［7－8］。因此，马铃薯和芜菁甘蓝间作组成的复合系统因群体的生长发育规律不同，复合群体在生长发育周期上出现了时间空间的交叉期，降低复合群体内部对光、水、热等自然资源利用的竞争强度，有利于增加复合群体的总产量。目前，芜菁和马铃薯几种套种模式中以芜菁甘蓝间作马铃薯经济效益较各自单作有所提高［7］，小麦（Triticum aestivu m）／大 豆（Gl ycine max）和 蚕 豆（Vicia faba）／马铃薯两种间作方式都具有明显的间作产量优势，以籽粒产量为基础的土地当量比（LER）均大于1［9］，杂交油菜套种芜菁甘蓝栽培技术中发现，二者套作比单作油菜增收［10］。为此，本试验以芜菁甘蓝／马铃薯间作体系为对象，研究几种种植模式下芜菁甘蓝马铃薯的土地当量比及经济效益，旨在筛选出研究区芜菁甘蓝马铃薯间作系统中产量最高的栽培模式。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2013年3－12月在贵州省威宁县农业科技研究所附近进行，该试验地与威宁县城相距约5 k m，位于104°17′E，26°52′N，海拔2 435 m；年平均气温10.3℃，极端最高气温30.2℃，极端最低气温－9.1 ℃，最热月平均气温16.5 ℃，最冷月平均气－11.9 ℃，≥0 ℃年积温3 644.1 ℃·d；年降水量800～1 100 mm，多集中在5－9月份，占全年降水量的80%以上。无霜期180 d，年日照时数1 800 h。土壤为黄棕壤土，p H 值约为6.60，有机质为2.25%，全氮0.16%，有效磷30.45 mg·kg－1，速效钾为50.00 mg·kg－1，土壤总体肥力为中等，质地疏松，前作为马铃薯和结球白菜（B.campestris），冬闲。

1.2 材料与试验设计

试验选用马铃薯和芜菁甘蓝两种作物为供试材料，马铃薯选用马铃薯品种（P）威芋3号，为威宁县主推马铃薯品种。芜菁甘蓝选用威宁芜菁甘蓝，该品种为贵州省草业研究所培育的优良地方芜菁甘蓝品种，是该区域的主栽地方牧草品种。

试验设4个处理：Ⅰ芜菁甘蓝单作，Ⅱ马铃薯单作，Ⅲ芜菁甘蓝马铃薯1∶2间作地下有间隔，Ⅳ芜菁甘蓝马铃薯1∶2间作地下无间隔。地下间隔部分用塑料薄膜将芜菁甘蓝带和马铃薯带间隔开来，阻止间作地下部分水肥等养分竞争，试验设3个重复（表1）。马铃薯和芜菁甘蓝于2013年3月20日进行人工行播，芜菁甘蓝千粒重为2.2 g，小区长度为6 m，宽度为4 m。间作模式中，芜菁甘蓝占9.6 m2，马铃薯占14.4 m2。单作芜菁甘蓝，芜菁甘蓝行距50 c m，窝距为34 c m；单作马铃薯，宽窄行种植，宽行为68 c m，窄行为32 c m，窝距为30 c m；间作方式为芜菁甘蓝与马铃薯1∶2式种植，芜菁甘蓝种植在马铃薯宽行之间，种植1行，窝距为50 c m。芜菁甘蓝与马铃薯间距34 c m。

1.3 试验指标及产量测定

1.3.1 土地当量比（LER） 土地当量比是同一农田中两种或两种以上作物间混作时的收益与各个作物单作时的收益之比率，是衡量间作比单作增产程度的一项指标［11］。LER＞1 表示间作比单作效率高，LER＜1表示间作比单作效率低［12］。

表1 试验种植模式Table 1 The planting patter n

土地当量比（LER）＝Yip／Ysp＋Yib／Ysb

式中，Yip和Yib表示间作马铃薯和芜菁甘蓝的生物产量，Ysp和Ysb表示单作马铃薯和芜菁甘蓝的生物产量。

1.3.2 测产及经济效益计算 2013年9月13日进行收获并对每个小区所有大、小薯分别计数、称重，计算总薯数、总薯重，芜菁甘蓝的收获方法同马铃薯。间作、单作马铃薯和间作、单作芜菁甘蓝的产量均按每个小区的实际收获量除以小区总面积计算。马铃薯和芜菁甘蓝的价格按贵州省威宁县市场价格计算，其中芜菁甘蓝价格为0.5元·kg－1，马铃薯价格为0.7元·kg－1。种子、化肥、农药、薄膜等按市场购买价格计算，计算经济效益时将试验地产量总收入减去劳动力等生产成本。

1.4 数据分析

试验收集的数据用SPSS 16.0 和Microsoft Excel 2003统计分析软件进行处理。

2 结果与分析

2.1 不同种植模式下的产量差异

处理Ⅳ比处理Ⅱ的马铃薯产量降低了13.6%，处理Ⅲ比处理Ⅱ降低了17.8%；处理Ⅳ比处理Ⅰ芜菁甘蓝的产量降低了9.4%，处理Ⅲ比处理Ⅰ芜菁甘蓝单作产量降低了19.0%（表2），表明间作模式下的这两种作物的单一产量均低于各自单作时的产量。但以这两种间作模式下的产量计算间作的土地当量比（LER）均大于1。说明该间作模式较各自单作在产量上具有一定的产量优势，间作模式在单位面积相同的情况下，作物的总产量均大于单作时总产量。且以处理Ⅳ的总产量最高，达到159 411.30 kg·h m－2；处理Ⅳ与处理Ⅲ土地当量各为1.76和1.63，表明这两种种植模式都可以提高土地利用率，增加单位土地面积的产值。

2.2 芜菁甘蓝／马铃薯间作与单作成本、效益比较

间作在化肥和种子等方面的投入比都小于或等于单作模式，但是在产值和经济价值上均比单作有所提高（表3）。处理Ⅲ和处理Ⅳ这两个处理的经济效益分别较处理Ⅰ与处理Ⅱ这两种单作模式的经济效益提高了158%和200%。由此可见，间作具有一定的产量和资源利用优势，还在一定程度上减少农药的施用和人力资源的浪费，在相同条件下可以提高单位土地面积的经济价值。

表2 威宁芜菁甘蓝／马铃薯间作与单作产量和土地当量比Table 2 Yield of B.napobr assica／S.tuber osum intercr opping and monocultured B.napobr assica and S.tuberosum and land equivalent ratio of the intercropping system

表3 芜菁甘蓝／马铃薯间作与单作成本、效益比较Table 3 Cost and benefit comparison of B.napobr assica／S.tuberosum intercropping with monoculturedCNY·h m－2

3 讨论

间作模式作为一种农业推广技术，它的推广应以经济效益的高低作为衡量这种农业技术优劣的客观标准［13］，在农业生产实践中采用间作模式，可以增加单位土地面积的复种指数和产投比，减少生产成本的投入，提高作物的总产量，从而达到增加经济收入的目的［14］。间作系统中的作物在空间分布、根系深浅和生育期、种植和行距等的不同，能够在生物学特性上起到一定的互利共生作用，并能够整合利用土地资源和光热资源、集约利用时间空间，提高单位面积产量，从而获得更好的经济效益和生态效益［15］。本研究表明，芜菁甘蓝／马铃薯间作在经济效益上较单作有提高，实施宽窄行芜菁甘蓝马铃薯间作种植能在一定程度上改良田间小气候，增加间作系统作物的抗性，减少农药的投入，同时促进系统的上层叶和下层叶对光合有效辐射的利用，增加系统作物产量，这与甘蔗／玉米间作［16］、甘蔗单间作［13］和甘蔗宽窄行种植［17］的研究结果相一致。本研究表明，处理Ⅳ的经济效益最高，达到50 802元·h m－2。肖继坪等［18］从研究马铃薯／玉米套作中发现套作作物高矮配对可以使得作物净光合速率、叶片气孔导度、蒸腾速率和胞间CO2浓度提高，从而增加作物的产量，本试验选择的也是一高一低作物搭配，产量的增加与其研究结果一致。作物高低搭配，马铃薯的上层叶可以更好地利用光合有效辐射，增加光能利用率，同时芜菁甘蓝的下层叶，可以将从上层叶漏下来的光辐射也用于光合作用，增加了间作系统的光辐射截获率。本研究表明，芜菁甘蓝／马铃薯间作具有间作优势，同时间作的LER值大于1，且处理Ⅳ的土地当量比最大，达到1.76，总产量达到159 411.30 kg·h m－2，这与甘蔗／大豆间作产量增加的结果相一致［19］，说明芜菁甘蓝／马铃薯间作不仅能够提高土地利用率，还能提高群体的经济效益，而且以处理Ⅳ模式下经济效益尤为显著。

4 结论

芜菁甘蓝／马铃薯1∶2间作地下无间隔，在总产量和经济效益上均优于单作。芜菁甘蓝／马铃薯在土地当量比、作物相互竞争力、作物产量及经济效益中表现出套作优势，宜在贵州省威宁县马铃薯种植区生产中推广种植。

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