广西春大豆与玉米不同间作模式效益分析

陈文杰　梁江　汤复跃　韦清源　郭小红　陈渊

摘要：【目的】探索适宜广西的春大豆与玉米间作种植模式，为当地推广大豆玉米间套种技术提供参考。【方法】试验设5种间作模式，分别为：玉米宽行120 cm、间种2行大豆（M120S2），玉米宽行160 cm、间种2行大豆（M160S2），玉米宽行160 cm、间种3行大豆（M160S3），玉米宽行200 cm、间种2行大豆（M200S2）和玉米宽行200 cm、间种3行大豆（M200S3）。对照为常规种植的玉米单作模式（CKM）和大豆单作模式（CKS）。调查不同种植模式下春大豆、玉米的农艺性状、产量及其相关性状，并对比分析不同种植模式的综合经济效益。【结果】2013～2014两年试验结果表明，随着玉米宽行行距增加，春大豆的茎粗、主茎节数、单株粒重呈递增趋势，产量随之增加。在相同宽行行距（160和200 cm）条件下，种植3行春大豆较种植2行的产量高。玉米的穗粗和百粒重随着其宽行行距的增加呈逐渐变小趋势，产量逐渐降低。5种间作模式中，以M160S3和M120S2模式的经济效益较好，分别为18345.53和18094.18元/ha。【结论】综合考虑不同种植模式的经济效益及小型机械操作，以在160 cm宽行玉米中间作3行春大豆较适合在广西地区推广应用。

关键词： 春大豆；玉米；间作；产量；效益；广西

中图分类号： S344.2 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2017）04-0633-07

Abstract：【Objective】Proper different spring soybean-maize intercropping patterns for Guangxi were explored in order to provide technical references form promotion of soybean-maize intercropping in Guangxi. 【Method】Five intercropping patterns were set in the experiment： maize wide row spacing 120 cm and planting two lines of soybean（M120S2），maize wide row spacing 160 cm and planting two lines of soybean（M160S2）， maize wide row spacing 160 cm and planting three lines of soybean（M160S3）， maize wide row spacing 200 cm and planting two lines of soybean（M200S2） and maize wide row spacing 200 cm and planting three lines of soybean（M200S3）. The controls were single cropping maize（CKM） and single cropping soybean（CKS）. Agronomic traits， yields and related traits of spring soybean and maize were recorded under different cropping patterns and the comprehensive economic benefits of each pattern were analyzed and compared. 【Result】The two year field experiment during 2013-2014 indicated that， as maize wide row spacing extended， spring soybean stem diameter，caulis node number，grain weight per plant increased，thus the yield was improved. Under the same wide row spacing（160 and 200 cm），the soybean yield of three lines growing between maize wide row was higher than that of two lines. However，as wide row spacing enlarged，maize ear diameter，100-grain weight and yield decreased. Among the five patterns，economic benefits of M160S3 pattern（18345.53 yuan/ha） and M120S2 pattern（18094.18 yuan/ha） were better than the others. 【Conclusion】Considering economic benefits of each cropping pattern and small agricultural machinery operation， maize wide row spacing 160 cm and planting three lines of soybean is suitable for promotion in Guangxi.

Key words： spring soybean； maize； intercropping； yield； benefit； Guangxi

0 引言

【研究意义】大豆是我国重要的粮油兼用作物。近年来，国内大豆市场受进口大豆冲击，国产大豆价格失去优势，加之竞争作物水稻和玉米等处于较高效益优势，导致我国大豆生产低迷，大豆种植面积不断下降（杨树果和何秀荣，2014；谢长城，2014）。合理的间套种既能提高单位土地面积利用效率，又可增加经济效益。玉米是适合与大豆间套作的作物之一，但目前在广西尚缺乏大豆玉米间套作的配套栽培技术。因此，结合广西当地气候特点，探索大豆玉米合理的间作模式，对推动广西大豆产业发展及提高农民收入均具有重要意义。【前人研究进展】大豆和玉米间作种植模式下，适当的行配比（高阳等，2009b；朱星陶等，2014）、种植密度（朱元刚等，2015）、幅宽和间距（Yang et al.，2015）均可提高单位土地面积的产出能力，但受光照、温度等气候条件的影响及大豆和玉米品种的不同，不同地区大豆和玉米间种的种植模式存在一定差异。刘洋等（2011）研究表明，辽宁地区大豆玉米间作行比以4∶4较适宜，可提高产量并增加效益。韦柳佳等（2013）研究表明，云南地区玉米大豆间作以2∶2为行比时其复合产量最高。王志梁等（2014）研究表明，黄土塬区大豆玉米间作行比为2∶4时对玉米增产更有利。朱星陶等（2014，2016）研究指出，贵州地区玉米大豆间作行比为1∶2较合适，此模式下株行距配置组合为大豆带宽25 cm、间距30 cm，大豆和玉米株距分别为10和25 cm；生产上大豆与玉米间作以30～45 cm的行距較合理。【本研究切入点】目前，广西与大豆间套种相关的研究主要集中于春大豆与甘蔗（陈文杰等，2012， 2014）、夏大豆与玉米（汤复跃等，2011，2012b）及大豆与木薯（汤复跃等，2012a）等，而针对春大豆与玉米间作种植模式的研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】结合其他地区大豆玉米间作研究结果，设计5种不同的春大豆与玉米间作模式，筛选综合效益好、适合小型机械收割的春大豆玉米的种植模式，为在广西推广大豆玉米间套种技术提供参考。

1 材料与方法

1. 1 试验方法

供试大豆品种为桂春15号，生育期102 d，由广西农业科学院经济作物研究所提供。供试玉米品种为桂单0810，生育期120 d，由广西兆和种业有限公司提供。

1. 2 试验方法

试验在广西农业科学院明阳科研基地进行。试验地土壤速效氮、速效磷、速效钾含量分别为53、41和28 mg/kg，有机质含量14.5 mg/kg，土壤pH 6.48。

试验采取单因素随机区组设计。以宽窄行模式种植玉米，宽行行距分别设120、160和200 cm，固定窄行行距为40 cm。大豆间种于玉米宽行，分别间种2行或3行，固定行距为40 cm。设5种间作模式，分别为：玉米宽行120 cm、间种2行大豆（M120S2），玉米宽行160 cm、间种2行大豆（M160S2），玉米宽行160 cm、间种3行大豆（M160S3），玉米宽行200 cm、间种2行大豆（M200S2）和玉米宽行200 cm、间种3行大豆（M200S3）。对照为常规种植的玉米单作模式（CKM）和大豆单作模式（CKS），CKM行距70 cm，株距29 cm，CKS行距40 cm，株距20 cm。试验共7个处理，每处理重复3次，小区长5 m，每小区种植3带，小区内大豆和玉米为东西行向。均采取穴播方式播种，种植密度大豆为25.05万株/ha，玉米为4.95万株/ha。各处理具体信息见表1。

大豆和玉米分别于2013年3月5日和2014年3月7日同时播种。施入基肥复合肥（N∶P∶P=18∶18∶18）375 kg/ha。大豆长至4～6片真叶时中耕1次，并于玉米拔节期施用复合肥（N∶P∶P=18∶18∶18）225 kg/ha及尿素（总N含量≥46.3%）75 kg/ha追肥1次。

1. 3 测定项目及方法

记录大豆和玉米的花期和成熟期。成熟时5个间作处理收获中间1带的2个宽行的玉米以及2宽行间的大豆进行测产，单作玉米和大豆分别收获中间4行进行测产，测产结果换算公顷产量。每小区连续取10株大豆进行室内考种，参考邱丽娟和常汝镇（2006）的方法测量样品的株高、茎粗、主茎节数、分枝数、百粒重和单株粒重。每小区内连续收获10株玉米，测定穗粗、穗长、百粒重以及单株粒重（石云素等，2006）。

1. 4 统计分析

利用Excel 2007进行数据整理及初步统计分析，利用SPSS 17.0进行年份、处理间的方差分析，用Duncans对处理间进行差异性比较分析。

2 结果与分析

2. 1 不同间作模式下大豆和玉米的产量表现

2. 1. 1 大豆和玉米产量的联合方差分析结果 由表2可看出，大豆产量在处理间存在极显著差异（P<

0.01，下同），但在年份及年份和处理互作间差异不显著（P>0.05，下同）。玉米产量在处理间、年份间及处理与年份互作均存在极显著差异。2014年玉米平均产量较2013年减产10.41%，可能是由于2014年灌浆期大风致使玉米大面积倒伏所致，同时互作效应极显著，说明不同模式的玉米产量在年份间变化趋势不一致，表现为2014年宽窄行种植的玉米较对照减产严重，其原因可能是大风时间作玉米较对照易倒伏。

2. 1. 2 不同间作模式下大豆产量表现 由表3可知， 5种间作模式的大豆产量均显著低于CKS模式（P<

0.05，下同），两年中均以M120S2模式产量最低，M200S3模式产量最高。随着玉米宽行行距增大，两年大豆产量均呈逐渐增加趋势，且在相同玉米宽行中，间种3行较间种2行大豆产量高，其中M160S3模式比M160S2模式平均高25.41%，M200S3模式比M200S2模式平均高27.63%。 2. 1. 3 不同間作模式下玉米产量表现 从两年平均数据（表3）来看，除M120S2模式玉米产量与CKM模式差异不显著外，其余间作模式的产量均显著低于CKM模式。间作模式中，玉米产量随宽行行距增加而逐渐降低，但相同玉米宽行中种植2行与3行大豆对玉米产量无显著影响。

2. 2 不同间作模式下大豆和玉米的农艺性状和产量性状表现

2. 2. 1 间作模式对大豆农艺性状和产量构成的影响 由表4可看出，大豆农艺性状中，除株高外，间作模式的大豆茎粗、主茎节数和分枝数均较小于CKS模式。2013年M200S2模式茎粗最细，较CKS模式减小23.50%；2014年M120S2模式茎粗最细，较CKS模式减小38.39%。大豆主茎节数在间作模式下随玉米宽行行距缩小而减少，两年中主茎节数最少的均为M120S2模式，最多的均为M200S3模式。两年中间作模式的大豆分枝数均较CKS模式显著减少。

种植模式对大豆产量性状影响显著（表4）。与CKS模式相比，5种间作模式的大豆单株荚数、百粒重和单株粒重均有不同程度的减少。2013～2014年大豆单株荚数减少最少的均为M200S3模式，较CKS模式分别减少了46.68%和36.32%，减少最多的为M160S3和M120S2模式，较CKS模式减少67.33%和71.65%。M160S3模式两年中百粒重降幅均较大，分别较CKS模式降低21.23%和25.19%，M120S2模式降幅相对较小，而M200S3和M160S2模式两年变化差异较明显。两年中大豆单株粒重较CKS模式显著减少，M200S3模式降幅最小，M160S3和M120S2模式降幅较大。

由表5可知，间作模式下，大豆产量与主茎节数呈极显著正相关，相关系数达0.903，与单株荚数和单株粒重呈显著正相关，相关系数分别为0.734，和0.671，与株高、茎粗、分支数和百粒重的相关性未达显著水平。说明间种模式主要通过影响大豆的主茎节数、单株荚数和单株粒重而影响产量。

2. 2. 2 不同种植模式对玉米产量性状的影响 由表6可看出，2013年，各间作模式的玉米穗粗、穗长和单株粒重与CKM模式均无显著差异，百粒重均低于CKM模式，且M160S2、M200S2和M200S3模式与CKM模式差异达显著水平。2014年， 各间作处理的玉米穗粗、穗长、百粒重和单株粒重均低于CKM模式，且随着玉米宽行行距的增加，各性状整体有相对减小的趋势，穗粗、穗长和单株粒重均以M200S3模式最小，百粒重以M200S2模式最小。相关性分析结果（表7）表明，间作模式下玉米产量与穗粗和穗长呈极显著和显著正相关，相关系数分别为0.817和0.608，说明间作模式主要通过影响玉米穗子的大小进而影响产量。

2. 3 不同种植模式经济效益分析结果

以广西2013～2014年大豆和玉米均价（分别为5.5和2.2元/kg）计算不同处理的经济效益。由表8可知，2013年，除M160S2模式外，其他间作模式的经济效益均显著高于CKM模式和CKS模式，其中以M200S3和M160S3模式的经济效益较高，分别比CKM模式增收18.81%和18.22%，比CKS模式增收33.24%和32.57%；玉米宽行行距相同时，间种3行大豆比间种2行大豆的经济效益高。2014年，M200S2和M200S3模式的经济效益显著低于其他间作模式和CKM模式，与CKS模式差异不显著；玉米宽行行距相同时，间种3行大豆与间种2行大豆的经济效益无显著差异。从2013～2014年均值来看，除M200S2模式综合经济效益略低于CKM模式但差异不显著外，其他间作模式经济效益整体高于CKM和CKS模式，其中M160S3模式经济效益最高，达18345.53元/ha，其次为M120S2模式，为18094.18元/ha。

3 讨论

大豆和玉米间作不仅能促进两者根系的生长（宋日等，2002），促进水肥吸收利用，还可以改善作物群体结构和自然资源利用率（高阳等，2009a），增强群体抗性（李潮海等，2002），提高单位土地面积的综合效益。韦柳佳等（2013）研究表明，玉米大豆间作条件下，随着玉米宽行行距增加，间作大豆的分枝数、主茎节数、主茎荚数和总荚数均有增多的趋势，产量增加，株高较对照增高程度减小；而在保持玉米株距不变时，玉米宽行行距增加其单株粒重和百粒重增加。本研究中，随着玉米宽行行距增加，春大豆茎粗、主茎节数、单株粒重递增，产量随之增加，与前者研究结果基本一致。在等密度条件下，随着玉米宽行行距增加，其穗粗和百粒重有逐渐变小的趋势，产量逐渐降低，可能是在密度保持不变条件下玉米宽行行距增加使得玉米单株之间的竞争加剧，进而使得单株粒重和百粒重减少。

在玉米间作大豆行比研究方面，高阳等（2009b）比较了玉米/大豆2∶3和1∶3两种间作模式，结果表明，两种模式的效益均高于对照，且2∶3模式高于1∶3模式。韋柳佳等（2013）研究表明，玉米/大豆2∶2、2∶3和2∶4三种间作模式中，以2∶2模式的效益最高。朱星陶等（2014）通过多年玉米/大豆间作模式筛选，发现1∶2的行比间作更适合贵州地区。本研究中5种间作处理的经济效益均显著高于单作对照模式，其中以玉米宽行160 cm、间种3行大豆（M160S3）和玉米宽行120 cm、间种2行大豆（M120S2）的种植模式经济效益较好。以上研究中经济效益较好的大豆/玉米间作模式均存在差别，可能是由地区间气候环境差异造成，因此，实际生产中应根据当地气候特点筛选适合本地区的间作模式。

大豆和玉米间作时，玉米品种需要紧凑、株高相对较矮的品种，大豆则需要使用抗倒伏、耐荫性好的品种。紧凑型玉米可增加大豆的干物质积累速率，提高间套种大豆群体的干物质积累量，促进大豆营养器官向“库”的转运，提高大豆产量（崔亮等，2015）。由于广西在玉米和大豆间套种方面的研究和应用较少，目前大面积生产中还很少有紧凑型玉米品种。本研究中选用的桂单0810为广西目前主推玉米品种，但试验中发现桂单0810株高较高，为松散型玉米品种，对大豆遮阴较重。因此，推广玉米大豆间作技术，今后需要引进、筛选和选育适合间套种的玉米品种。

大豆玉米间套种模式中大豆处于边际劣势的地位（邹俊林等，2015），且间作条件下大豆受到遮荫胁迫的时间较套作条件更长。本研究中，春大豆初花期前后玉米便开始拔节，春大豆在生殖生长期一直处于严重遮荫条件下，截获的光能减少，干物质积累减少，植株的茎秆变细；从2013年春大豆数据来看，在株高和对照无显著差异的情况下，主茎节数减少，因此单个茎节变长，使植株更易倒伏，进而影响到产量。加之后期遇到高温高湿的气候条件，倒伏后群体通透性变差，使得大豆籽粒更容易劣变。因此，应根据当地大豆品种特性及气候特点，探索出适合广西地区的大豆玉米间套种种植技术。

此外，随着农村劳动力的转移，农业劳动力短缺，间作也应考虑方便机械化操作。另外，为了避免季节性干旱，许多地区还把夏大豆套种于后期的玉米中，因此春大豆和玉米间作模式还应考虑套种夏大豆时的机械化播种。从小型机械化操作难易来看，间套种时玉米宽行行距越大，越有利于小型机械的作业。因此在综合效益相差不明显的M120S2和M160S3两种模式中，后者更有利于小型机械进行机械化作业。

4 结论

不同间作种植模式下春大豆和玉米的农艺性状、产量和产量构成均有一定程度的变化。总体上来看，随着玉米宽行行距的增加，大豆的茎秆变粗、茎节增多，产量增加，玉米则随着宽行行距的增加，产量有减少的趋势。综合考虑不同种植模式的经济效益及小型机械操作，以在160 cm宽行玉米中间种3行春大豆（M160S3模式）较适合在广西地区推广应用。

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（責任编辑 王 晖）