豫东棉田不同间作模式的产量与经济效益比较

刘卫星++张金宝++张枫叶++贺群岭++苗友顺

摘要：在豫东棉区采用甘薯、芝麻、花生、糯玉米与棉花间作和棉花单作，分析不同间作模式的产量和经济效益。结果表明，棉花/糯玉米和棉花/芝麻间作对棉花生长的影响较早（6月9日、7月9日），至盛花期（8月8日）棉花株高分别比棉花单作增加17.03 cm和13.94 cm（P<0.01），伏桃较棉花单作分别减少6.60个/株和8.83个/株（P<0.01）；与棉花单作相比，棉花/花生间作的年总产值增加14 909.5元/hm2，纯收入增加11 224.4元/hm2，光能利用率提高25.01%，棉花/芝麻间作的年总产值增加14 352.8元/hm2，纯收入增加11 936.6元/hm2，光能利用率提高7.02%，具有明显的间作优势。

关键词：棉花；间作；产量；效益；光能利用率

中图分类号：S344.2；S562 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）22-5764-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.22.010

Research on Yield and Economic Benefit of Different Intercropping Patterns

in Cotton Field of Yudong Plain

LIU Wei-xing1，ZHANG Jin-bao2，ZHANG Feng-ye1，HE Qun-ling1，MIAO You-shun1，WU Ji-hua1

（1.Shangqiu Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Shangqiu 476003，Henan，China；

2.Institute of Cotton，Henan Institute of Science and Technology，Xinxiang 453003，Henan，China）

Abstract：A field experiment was conducted in Yudong Plain to investigate the effects of intercropping patterns on cottonyield and economic benefit. Cropping patterns included cotton/sweet potato， cotton/sesame， cotton/peanut， cotton/waxy cornintercropping and cotton monoculture. The results showed that effect of cotton/waxy corn and cotton/sesame intercropping on the growth of cotton was earlier（June 9， July 9）， during full-blooming stage（August 8）， cotton plant height under intercropping systems of cotton/waxy corn and cotton/sesame was higher than cotton monoculture by 17.03 cm and 13.94 cm（P<0.01）， the summer boll number per plant was lower by 6.60 bolls and 8.83 bolls（P<0.01）. Compared with monoculture cotton， the cotton/peanut intercropping could increase annual total output value by 14 909.5 yuan/hm2， net income increased by 11 224.4 yuan/hm2，and light use efficiency by 25.01%，the cotton/sesame intercropping could increase annual total output value by 14 352.8 yuan/hm2，net income increased by 11 936.6 yuan/hm2， and light use efficiency by 7.02%， respectively，indicating a significant yield advantage.

Key words： cotton； intercropping； yield； economic benefit； light use efficiency

豫東地区是河南省棉花最适宜种植区之一[1]，在全省棉花生产中占有重要地位，棉花也是当地农民经济收入的主要来源。随着劳动力转移、粮棉比价降低等影响，棉花种植面积持续萎缩，特别是近年来，国家对粮食生产的大力扶持，致使该区粮棉争地矛盾日益突出，棉花种植下滑加速[2]。发展棉田间作种植可有效缓解棉花与粮食及其他作物的争地矛盾，增加棉田整体收益[3]。相关研究表明，棉田间作可有效提高养分的吸收与利用、改善棉花品质、控制病虫害发生、增加农作物产量等[4-10]。同时，在缺水地区发展棉田间作种植，可维持田间水分周年平衡，对地下水资源起到较好的生态补偿作用[11]。

豫东地区温光条件充足，发展棉田间作种植潜力较大，单作棉花已被间套种植取代，但主要为麦棉、瓜棉套种，模式较为单一。本试验在前人研究的基础上，通过不同棉田间作模式的产量、效益探讨，旨在建立合理的棉田多熟复种模式，为区域棉花生产提供借鉴。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2014年在商丘市农林科学院双八试验示范中心进行（商丘市梁园区双八镇）。试验示范中心海拔53 m，年平均日照时数2 204.4～2 247.6 h，无霜期207～214 d，年平均气温13.9～14.3 ℃，年平均积温（≥10 ℃）为4 187～5 155 ℃，年降水量686.5～872.9 mm。供试土壤为黄潮土类黏土土质，耕层土壤（0～20 cm）的主要肥力指标为：有机质14.10 g/kg、水解氮（N）71.24 mg/kg、速效磷（P2O5）36.01 mg/kg、速效钾（K2O）145.02 mg/kg。

供试棉花品种为百棉985，甘薯品种为商薯9号，芝麻品种为郑芝12号，花生品种为商花5号，糯玉米品种为郑黑糯2号。

1.2 试验设计

试验设4种间作组合和棉花单作，分别为棉花/甘薯、棉花/芝麻、棉花/花生、棉花/糯玉米间作和棉花单作。播前基施复合肥（15-15-15）750 kg/hm2。设3次重复，共15个小区，随机区组排列。棉花于4月24日播种，间作作物4月25日播种（移栽）。

试验小区长4 m，宽6 m，种植3个间作组合带，每个间作带宽2 m，种植2行棉花，棉花宽行距1.5 m，窄行距0.5 m，株距0.25 m，在宽行中间作2行其他作物，间作作物行距0.4 m，距棉花0.55 m；间作甘薯株距0.45 m，间作芝麻株距0.2 m，间作花生株距0.2 m，间作糯玉米株距0.3 m；单作棉花等行距种植，行距1 m，株距与间作时相同。

1.3 数据调查

每小区选中间一带为取样点，每带定点连续10株为调查株，于棉花齐苗后调查株高（5月10日），以后每30 d调查1次，直至棉花吐絮。分别于7月15日、8月15日和9月15日调查棉花成铃数，统计伏前桃、伏桃和秋桃。7月22日收获鲜食糯玉米并计数，8月30日收获甘薯（鲜重）、芝麻和花生（鲜重）后称重，棉花于11月10日收获计产截止。间作作物收获后及时去除秸秆并平铺于行间。

1.4 计算方法

光能利用率（E）是表示一年内单位面积上所有作物固定的能量与同期投入该面积上的太阳辐射能之比，公式为E=∑△Wi×4.25/∑S（公式1），式中，E为光能利用率（%）；△Wi为单位面积干物质量（g）；∑△Wi为收获的n茬作物单位面积的总干物质量；4.25为能量转换系数，指每形成1 g物质所需的能量；∑S为全年投射到复合群体的太阳有效辐射能（kJ）[12，13]。以各作物的经济产量和经济系数为依据，根据试验区年平均太阳总辐射量438.859 kJ/cm2[14]，能量生物辐射系数按0.45折算，得出各种植模式光能利用率。

土地当量比（LER）是衡量间混作比单作增产程度的一项重要指标，公式为LER=（Yic/Ysc）+（Yic1/Ysc1）（公式2）。式中，Yic和Yic1分别为间作中棉花和间作作物的产量，Ysc和Ysc1分别为该作物单作时的产量[8]。若LER大于1，即表示间作比单作具有优势。

2 结果与分析

2.1 不同棉田间作模式对棉花农艺性状的影响

2.1.1 对株高的影响 由表1可知，不同间作模式下棉花苗期株高差异不显著，进入现蕾期（6月9日）后，棉花/糯玉米间作模式棉花株高较棉花单作分别高6.72、13.04、17.03、14.67 cm，差异均达极显著水平。芝麻对棉花株高的影响相对较晚，至棉花开花期（7月9日）后，棉花/芝麻间作模式棉花株高较棉花单作分别高7.62、13.94、12.86 cm，差异达极显著水平。棉花/甘薯、棉花/花生间作模式棉花株高与棉花单作相比无显著差异。随间作作物株高的增加，对棉花株高的影响逐渐增加。

2.1.2 对“三桃”的影响 由表2可知，不同棉田间作模式的伏前桃差异不显著。棉花/花生间作的伏桃较棉花单作减少1.40个，差异不显著；棉花/芝麻、棉花/糯玉米、棉花/甘薯间作的伏桃较棉花单作分别减少8.83、6.60、3.60个，差异达极显著水平。4套间作模式除棉花/花生间作外的秋桃个数与棉花单作相比差异均达极显著水平，以棉花/糯玉米间作的秋桃最多，较最低的棉花单作多1.14个。间作作物的植株高度直接影响棉花伏桃和秋桃的结铃数，间作作物越高，棉花伏桃越少，相应的秋桃比例增加。

2.2 不同棉田间作模式的产量和经济效益比较

由表3可知，棉花/糯玉米、棉花/芝麻、棉花/甘薯、棉花/花生间作的棉花子棉产量分别较棉花单作减产1 193.4、1 208.7、818.9、603.1 kg/hm2，差异达极显著水平，而4套间作模式的年总产值分别比棉花单作增加11 673.1、14 352.9、13 060.6、14 909.4元/hm2，年纯收入分别增加9 832.8、11 936.6、7 620.9、11 224.4元/hm2。棉花与不同作物间作，可导致棉花减产，随间作作物株高的增加，减产幅度增大，而总产值和纯收入均高于棉花单作，有利于实现增产增收。

2.3 不同棉田间作模式的光能利用率和土地当量比

根据表3中各作物的产量及各作物的经济系数和折干率，经公式1、公式2可折算出5套栽培模式的光能利用率和土地當量比（表4）。由表4可知，不同棉花间作模式的光能利用率有明显差异，其中棉花/花生>棉花/糯玉米>棉花/甘薯>棉花/芝麻>棉花单作，4种棉花间作模式的光能利用率分别较棉花单作提高了25.01%、20.11%、13.85%、7.02%，表明棉花间作复合群体可有效提高光能利用效率。棉花/甘薯、棉花/芝麻、棉花/花生和棉花/糯玉米间作时的土地当量比分别为1.02、1.28、1.33和1.17，说明棉花与甘薯、芝麻、花生和糯玉米间作时，具有明显的间作优势。

3 小结与讨论

棉花价格低迷，棉农收益减少，为获取更多的土地产出，各种棉田间套模式被广泛应用，主要有棉菜、棉药、棉果、棉油和棉粮（饲）等类型[15-19]，不同作物间作，在光、热、水、肥等资源的吸收利用中具有较强的互补竞争作用[20]，合理的作物搭配可增强互补作用，降低竞争作用，从而充分发挥间作产量优势。棉花与高秆作物玉米、芝麻等间作，棉花受高秆作物争光遮阳影响，易发生徒长，且随间作作物株高的增加，对棉花株高的影响逐渐增加，这与黄齐等[13]的研究结果相似。同时，受间作高秆作物影响，棉花发育延迟，中下部果枝质量差，蕾铃脱落率高，从而使伏桃减少，而上部果枝生长过旺，秋桃比例增加。

棉田间作可充分利用土地资源，使作物布局多样化，提高抵御自然灾害及市场价格多变的能力。选用适宜本地区的间作种植模式，也是实现农业增产、农民增收的主要途径。本研究表明，棉花与不同作物间作，虽可导致棉花不同程度的减产，但年总产值和纯收入均高于棉花单作，其中棉花/花生间作的年总产值和纯收入分别较棉花单作增加14 909.4元/hm2和11 224.4元/hm2，棉花/芝麻间作的年总产值和纯收入分别较棉花单作增加14 352.9元/hm2和11 936.6元/hm2；4种棉田间作模式的光能利用率分别较棉花单作提高7.02%～25.01%，土地当量比在1.02～1.33之间，具有明显的间作优势，可在该地区推广应用。

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