间作芳香植物在农业生产中的应用研究

许越，崔雨薇，王源，王雨，郭荣慧，陶月，吴恒梅*

(1.佳木斯大学生命科学学院，黑龙江 佳木斯 154007；2.佳木斯大学外国语学院，黑龙江 佳木斯 154007)

蔬菜是人们日常生活中必不可少的食物之一，具有丰富的维生素，微量元素等物质是对人体有益的营养食品。我国土地资源目前处于紧缺状态，因此农业生产中的连作现象是十分普遍的。长期连作会产生一系列生产问题，如病虫害发生严重，根据大量生产调查和查阅资料显示黑龙江地区白菜主要病虫害有黄条跳甲、菜蚜、小菜蛾、菜粉蝶4种[1]。经过数十年的土地种植，使得土壤养分严重失调，肥料利用率也逐年下降，作物质量降低等问题。芳香植物是指含有较多的芳香性物质,可利用自身的天然香气成分去驱避害虫、排斥杂草、抗菌防腐、抵御病虫害的侵扰[2]。利用芳香植物驱虫的特性,不需使用农药防治叶部病虫害,防止了农药污染,为十字花科植物的有机生产建立了新的模式。

1 菜园间作的研究进展

间作是同一生长地种植两种以上作物的方法，它是中国传统农业的继承和发展，在世界农业史上享有很高的声誉[3]，与单作相比，“近距离栽培效果”“施工效果”“不均衡效果”“边缘效果”“补偿效果”显著[4]。土壤、时间、光能、热能明显提高营养素的利用率，大大提高作物的产量和土地利用效率[5]。合理的间作也可以改善农田的气候环境，限制病害和害虫的病害环境和病虫害环境，从而抑制病害和害虫的发生[6]。是持续控制作物病虫害的有效措施之一[7-9]。在2015年时粮食生产高位护盘，实现“十二连增”。虽然取得这样的成绩，但我国土地也存在用地紧张，更要着力加强农业供给测结构性改革。“十三五”规划建设稿也首次提出，探索实行耕地轮作制度试点。所以我们就要采用轮作、间作、休耕、退耕等对土地进行治理[10]。

1.1 不同蔬菜的间作

利用不同种蔬菜进行间种从而提高蔬菜养分吸收利用率，减少蔬菜种植空间。在哈尔滨市呼兰区康金镇利用圆葱套种秋白菜，充分利用土地空间，提高土地利用率。从选苗到收获经过多重管理合理的套种。圆葱套中秋白菜栽培模式效益可观，深受当地农民欢迎[11]。华章[12]等人将平菇间作蔬菜。平菇可以被蔬菜遮阴保湿。园地土壤富含多种养分，适宜平菇生长。同时，改善蔬菜的通风透光条件，使获得双丰收。伊宁县芦笋种植已有几十年，但当时市场不好，种植效益不好。因此，伊宁县决定加强种植业调整，鼓励发展蔬菜种植业，推进蔬菜套种和粮食经济套种，鼓励当地农牧民发展芦笋种植。经过近年来青年农场示范种植，经济效益可观，已成为农牧民今后增收的好项目[13]。

1.2 蔬菜与粮食作物的间作

民以食为天。对于任何一个国家来说，粮食的重要性是不言而喻的，有足够的存粮，老百姓才能生活有保障。自古以来我国就很重视发展农业，也是粮食产量大国。将粮食与蔬菜合理间种从而达到双丰收。将马铃薯与玉米间作，其马铃薯干物质积累量较马铃薯单作增加了22.28%，叶面积指数在淀粉积累前期增加了36.43%，叶片叶绿素相对含量比单作增加了7.54%。与单作相比，间作栽培模式下土壤全磷、速效钾含量及土壤pH值都増加了，土壤全氮、碱解氮、速效磷、有机质的含量有明显下降[14]。在南涧县小湾东镇龙门村[15]将玉米与白菜、甘蓝合理间种，后期加强管理，改善了农田生态环境，减少了病虫草害。改善农田生态环境，打破病虫草发生流行规律。蔬菜病虫害减少。与净耕地相比，各种病虫害均有不同程度的减少。为实现粮食增产、农民增收和农业增效。技术人员和农户根据当地特点、技术专长、市场信息和交通便利情况选择种植模式。在生产技术组装中，重点突出秋整地、秋施农家肥；选择优良高产品种；适时播种；合理密植；配方施肥；加强田间管理等技术措施。以玉米为主的间、套种经济作物、杂粮杂豆作物、蔬菜作物等新型技术模式，取得了较好的经济效益。海伦市2007～2009年推广玉米间种、套种马铃薯、芸豆等矮秆作物面积140万亩，玉米平均单产292.8 kg，芸豆等矮秆作物平均单产104.4 kg，间套种平均亩纯效益681.2元，140万亩总效益96537万元。宁安市2005～2009年5年累计推广29万亩，采用玉米与矮棵经济作物间作玉米平均亩产达673 kg。增产粮食1682.1万kg，增加收入2683.8万元，甜叶菊、白瓜子等经济作物总纯收入达15000万元。尚志市2007～2009年经过多年生产实践，累计推广玉米套种红小豆种植模式8.1万亩，玉米平均亩产438.7 kg，红小豆平均亩产128.2 kg，亩增收568.0元，亩纯收入554.9元，新增加纯收入4494.4万元。绥化市北林区2001年以来累计示范应用11.78万亩，新增效益2970.64万元[16-17]。

2 间作芳香植物在蔬菜生产中的应用

近年来，蔬菜安全性日益受到人们的重视，解决蔬菜中农药残留超标的问题已刻不容缓。生物防治技术以其安全、无毒、防效好等特点得到了广泛的应用。芳香植物的挥发性成分对害虫的生物活性很高，并且作用方式有较多样，已经报道的作用方式有熏蒸、忌避、拒食、触杀、杀卵、抑制生长等[18]。有机农业标准规定禁止使用任何人工合成的化学投入作物，在病虫害防治方面强烈倡导依赖自然生态系统，因此利用芳香蔬菜特有的气味及抗菌物质来防控作物病虫害是符合有机农业理念的。

2.1 间作芳香植物对蔬菜病害的影响

Kéita等研究了罗勒 (OcifimumbasilicumL.) 、丁香罗勒 (O.gratissimumL.) 对四纹豆象 (CallosobruchusmaculatesFabricus)[2],都具有驱虫效果。因此利用芳香植物的这一特性，选择适宜种类作为伴生地被植物为经济作物，对植物无公害生产提供了有效途径。以迷迭香(Rosmarinusofficinatis) 、茴香(Foeniculumvulgare) 、薄荷(Menthahaplocalyx) 等 3 种芳香草本植物为材料，采取与蕹菜间作种植方式，探讨 3 种芳香植物中特殊的挥发性成分对蕹菜生长及害虫的驱避作用。研究结果表明，茴香、迷迭香、薄荷与蕹菜间作后，对蕹菜的株高、株幅、叶片数、分株、产量均有一定的影响。芳香植物驱避虫害效果显著，与芳香植物间种的蕹菜虫害明显有减少，且随着蕹菜的生长，芳香植物的防虫效果更加显著。其中，迷迭香防虫效果最佳且稳定，茴香次之，薄荷的效果不稳定[19]。利用各蔬菜种类间的化感关系，促进蔬菜田的生态系统的稳定平衡，抑制病虫草害发生，从而减少蔬菜田化学农药的施用，从生产源头保护蔬菜食品安全。将黄瓜与小茴香、葱邻作时表现对烟粉虱具有一定的趋避性，黄瓜与茼蒿、葱邻作时对其蓟马数量减少。番茄与黄瓜、田七邻作时其蓟马数量减少且产量提高，而与生菜、茼蒿邻作时数量增加。选择合适的蔬菜进行空间镶嵌种植对蔬菜上的害虫具有一定的防治效果，在害虫未侵染蔬菜时，周围采用对害虫具有趋避性的蔬菜邻作；当害虫已经侵染蔬菜时，周围选择对害虫具有引诱性的蔬菜邻作[20]。

2.2 间作芳香植物对菜地土壤微生态的影响

为揭示间作作物种间关系、探究间作栽培方式对土壤的影响以“红玛瑙”大樱桃作为试材，采用随机区组排列设计方法，以清耕为对照，在果园建植第2年研究了果园间作绿豆、豇豆、豆角、红小豆、黑小豆和大豆后大樱桃树生长指标、果园土壤理化性质和微生物区系的变化，间作不同豆类作物后土壤全磷、硝态氮、有效锰、有效锌含量和pH呈上升趋势，电导率(EC)与对照持平,全钾、铵态氮、速效钾、全硒含量和阳离子交换量(CEC)呈下降趋势,土壤含水量也显著减少,全氮、有效磷和有机质含量变化则因作物不同而异。间作各处理土壤真菌数量均显著增加，除绿豆处理与对照无显著差异外，其他处理组土壤放线菌数量显著增加；绿豆处理的土壤细菌数量与对照无显著差异，但豇豆处理显著减少，其他处理组显著增加[21]。

综上所述,间作不仅可以促进作物的生长，有效增加作物产量，还可以防治病虫害。间作方式大多数都是茄科与豆科，禾本科与豆科，唇形科与旋花科等。而研究十字花科蔬菜与薰衣草、罗马洋甘菊间作较少。芳香植物具有挥发性成分，对害虫的生物活性影响很大，其中芳樟醇，龙脑，β-水芹烯等具有驱虫、杀菌功效，报道的作用模式包括熏蒸、忌避、拒食、接触杀灭、杀卵和生长抑制[22]。薰衣草和罗马洋甘菊是芳香植物。薰衣草[23]是一种重要的观赏香草植物，是集观赏、食用、药用于一体的都市农业种植香料植物。薰衣草是一种常绿亚灌木，灰蓝色，丛生。耐寒、耐旱、耐光、耐涝，对土壤无严格要求。罗马洋甘菊具有耐寒性、味道浓郁等特点，具有治疗失眠，降血压，降低胆固醇等功效；其中，苧烯、3-辛酮、反式-β-别罗勒烯、顺式-β-别罗勒烯等具有水果香气，能与醇醚相混溶，可作为芳香剂。1,8-桉叶素，龙脑，薄荷脑等具有提神，醒神的功效；并且能和洋葱、黄瓜进行间作，具有驱虫功效，受到广泛关注。

韩明郑等[24]为了研究苹果幼树间作芳香植物对土壤碳库的影响。利用空白(CK)、清耕(Trl)、间作苜蓿(Tr2)、间作薄荷(Tr3)、间作薄荷与苜蓿(Tr4)共5个处理，进行测定土壤总有机碳、易氧化有机碳、可溶性有机碳等不同形态有机碳含量及碳库管理指数中结果表明，间作芳香植物能有效提高土壤总有机碳、可溶性有机碳和易氧化有机碳的含量，分别比免耕提高3.83%、14.74%和8.43%，有机碳含量分别提高19.23%，可溶性有机碳含量提高91.69%，碳库管理指数提高24.78%。因此，间作芳香植物能有效地提高土壤有机碳含量，改变土壤碳库组成，增强碳储量。由于长期掠夺性种植方式，连作频繁，土地利用与土地耕作结合不足，土壤微生物数量混乱，酵素活性减少，土壤肥料减少等，制约着烤烟的可持续栽培和发展[25]。唐世凯等[26]研究了烟草与草木樨间作对土壤养分的影响。结果表明，间作草木樨对土壤碱解氮和速效磷含量无显著影响，但能提高土壤速效钾含量，对植烟土壤养分起到一定的平衡和协调作用。

3 问题与展望

间作在一定程度上提高了土地利用率，但是并不是所有的农作物都可以间作，所以限制性也是存在的，在特定的实施过程中会有许多问题。对于一些不适合实行规模化、机械化种植地区的粮农来说，间作、套种这类种植方式，能一定程度的提高他们的收入，以及积极性，这对于国家来说，保证粮农的积极性，是保证国家耕地面积，防范风险的基础。土地利用率更高效；农业产能增量的重要点；生态微策略的重要手段之一；要强调间种的科学性和辅助性等。合理的间套种可以减少连作的危害，抑制病虫害的发生，为了有效地提高作物的产量和收入，将一种作物种植在一个土地上的方法单作，为便于造林和管理，有利于干田工作的机械化。目前的趋势是旱地、低产田、人畜共育、豆科和禾本科作物间作越来越频繁。因此，通过合理选择种植方式，可以获得最佳的经济价值。