芜菁甘蓝与不同豆科作物间套作的产量及经济效益

牟 琼，罗 维，吴佳海，3*，李 娟，韩永芬，冉伟男，杨义成

(1.贵州省农业科学院 草业研究所，贵州 贵阳 550006； 2.贵州大学 动物科学学院 高原山地动物遗传育种与繁殖教育部重点实验室，贵州 贵阳 550025； 3.贵州省农业科学院 果树科学研究所，贵州 贵阳 550006； 4.贵州金农富平生态农牧科技有限公司，贵州 贵阳550006)

随着农业结构的调整和完善，发展可持续农业、提高土地利用率是当前农业结构调整的研究热点。研究表明，林下种植、间作、套种、果林复合经营等模式可提高土地利用，增加作物产量[1-3]。间作是在同一土地种植2种或2种以上农作物，可充分利用土地资源，提高土地利用率，不同物种可以充分利用光能和养分，获得比单作更显著的产量和经济效益[4]。套种指在前季作物生长后期的株行间播种或移栽后季作物的种植方式，对比单作其不仅能阶段性地充分利用空间，更重要的是能延长后季作物的生长季节，提高复种指数，提高年总产量。豆科植物与根瘤菌共生，能固定大气中的氮为自身提供氮素营养，并提高土壤肥力，常兼用作绿肥。将豆科植物与其他植物进行套种，不仅可以充分利用光能，而且豆科牧草的根瘤菌可以固氮，改善牧草的品质并提高产量[5]。芜菁甘蓝(Brassicanapus)属十字花科芸苔属二年生草本植物，是一种极易种植的块根类饲料作物,在我国高寒地区栽培具有适应性强、产量高的特性,在贵州引种生产已有70多年历史。芜菁甘蓝不仅可作饲用植物，也可作蜜源植物。因芜菁甘蓝的多用途，在贵州的推广面积越来越大。近年来，芜菁甘蓝种植单一，管理粗放，产量和效益不佳，为进一步提高芜菁甘蓝的产量和效益，合理搭配种植其他作物可增强互补作用，削弱竞争作用，从而发挥间作产物优势[6]。黔中地区光照资源欠缺[7]，复合农业种植模式是该地区提高农作物产量的重要方法，前人多采用禾本科与豆科的间套种模式。为充分利用自然资源，提高芜菁甘蓝在山区种植的产量及经济效益，开展芜菁甘蓝与不同豆科作物间套作大田试验，分析不同间套种模式芜菁甘蓝的产量、经济效益和土地利用率，以期为芜菁甘蓝在山地农业中推广利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于 2019—2020年在贵州省农业科学院草业研究所试验基地进行。试验点地处北纬 26°50′ 93″，东经 106°65′ 54″，海拔1 097.93 m。土壤养分含量：全氮 1.69 g/kg，有效磷 47.10 mg/kg，速效钾 333.00 mg/kg，有机质 29.05 g/kg。供试作物品种为芜菁甘蓝、光叶紫花苕、箭筈豌豆、蚕豆和豌豆，供试作物种子芜菁甘蓝来源于贵州省农业科学院草业研究所，其他品种为贵州金农富平生态农牧科技有限公司供种。

1.2 方法

1.2.1 试验设计 以芜菁甘蓝间套作模式为研究对象，设置芜菁甘蓝分别与光叶紫花苕、箭筈豌豆、蚕豆和豌豆间作4种组合，以芜菁甘蓝单作为对照(CK)，共5个处理，每处理3次重复，共15个小区，随机区组排列。试验小区长5 m，宽4 m，种植4个间作组合带，每个间作带宽1 m，种植1行芜菁甘蓝。芜菁甘蓝播种方式为点播，行距0.5 m，株距0.4 m。在芜菁甘蓝行中间作1行其他作物，间作作物行距0.5 m。光叶紫花苕和箭筈豌豆播种方式为撒播，播幅0.15 m；蚕豆和豌豆播种方式为点播，株距0.2 m；单作芜菁甘蓝等行距种植，行距 0.5 m，株距0.4 m。2019年9月5日播种，播前基施油枯100 kg/667m2，复合肥50 kg/667m2。

1.2.2 测定指标 在芜菁甘蓝块根停止生长即达最大化饲料利用期，分别测量5种不同种植方式下芜菁甘蓝的株高、叶片数、茎叶重量及块根重量等指标。根据各间作模式的土地当量比(LER)和时空当量比(ATER)计算不同种植模式的土地利用率(LUE)[8-9]。

式中，Xa和Xb为间作某种作物的产量，XA和XB为单作某种作物的产量，ta和tb为2种间作作物的生长期，T为土地全部占用时间(以天为单位)。若LER>1,则说明间作比单作有优势。

1.3 数据统计

采用Excel 2010对数据进行整理并作图，用Spass 19.0进行方差分析及多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同间作模式芜菁甘蓝的农艺性状

由表1可知，在相同管理水平下，不同间作模式对芜菁甘蓝农艺性状影响不同。至块根停止生长时(10月5日)，不同种植方式芜菁甘蓝的农艺性状表现为：株高，芜菁甘蓝-蚕豆(36.25 cm)>芜菁甘蓝-光叶紫花苕(35.20 cm)>芜菁甘蓝-箭筈豌豆(35.00 cm)>芜菁甘蓝-豌豆(31.34 cm)>芜菁甘蓝(30.20 cm)；茎叶重量，芜菁甘蓝-蚕豆(0.81 kg/株)>芜菁甘蓝-光叶紫花苕(0.73 kg/株)>芜菁甘蓝-箭筈豌豆(0.72 kg/株)=芜菁甘蓝-豌豆(0.72 kg/株)>芜菁甘蓝(0.50 kg/株)；块根重量，芜菁甘蓝-箭筈豌豆(1.25 kg/株)=芜菁甘蓝-光叶紫花苕(1.25 kg/株)>芜菁甘蓝-豌豆(1.06 kg/株)>芜菁甘蓝-蚕豆(1.01 kg/株)>芜菁甘蓝(0.81 kg/株)。不同间作模式对芜菁甘蓝的叶片数没有影响。

2.2 不同间作模式芜菁甘蓝的产量和经济效益

由表2可知，芜菁甘蓝-箭筈豌豆、芜菁甘蓝-紫花苕子、芜菁甘蓝-蚕豆、芜菁甘蓝-豌豆4种间作模式的产量比芜菁甘蓝单作分别高1 094 kg/667m2、1 077 kg/667m2、1 315 kg/667m2和1 417 kg/667m2，而4种间作模式年产值比芜菁甘蓝单作分别增加186.4元/667m2、84.2元/667m2、18.6元/667m2和-756.6元/667m2，除去成本之外，纯收入分别增加126.4元/667m2、24.2元/667m2、-235.4元/667m2和-1 216.6元/667m2。由于间作作物占用一定的土地面积，与其他4种作物间作时导致芜菁甘蓝减产，但适宜的间作模式可提高产值，其中，芜菁甘蓝-箭筈豌豆、芜菁甘蓝-紫花苕子2种间作方式有利于实现产值增加。

表2 不同种植模式芜菁甘蓝的产量和经济效益

2.3 不同间作模式的土地利用率

由表3可知，不同间作模式的土地当量比存在明显差异，表现为芜菁甘蓝-蚕豆>芜菁甘蓝-箭筈豌豆>芜菁甘蓝-豌豆>溪芜菁甘蓝-光叶紫花苕，且4种间作方式土地当量比均大于1，说明芜菁甘蓝与箭筈豌豆、光叶紫花苕、蚕豆及豌豆间作，具有明显的间作优势。除芜菁甘蓝-豌豆间作的时空当量比和土地利用率小于1外，其余3种间作方式都大于1，说明该3种间作模式对土地的利用优于单一种植。

表3 不同种植模式的土地当量比、时空当量比和土地利用率

3 结论与讨论

当2种作物同时播种，一定存在竞争作用和促进作用，只有竞争作用小于促进作用时才表现出间作优势。许多研究表明，不同混播方式在资源利用和生产性能方面优于单作。采用混合播种或套种方式，不仅节约土地资源与成本，还可发挥不同作物间的互补效应，提高作物产量，改善品质，利于加工调制，同时提高土壤肥力，减轻病虫害和杂草的危害。特别是豆科植物和禾本科植物进行混播，植物间有互补共生的关系发生，同时也可以提高光能利用率[10]。

将芜菁甘蓝分别与箭筈豌豆、光叶紫花苕子、蚕豆、豌豆4种豆科植物间作，研究结果表明，芜菁甘蓝与4种豆科植物间作，均导致芜菁甘蓝有不同程度减产，但芜菁甘蓝-箭筈豌豆、芜菁甘蓝-光叶紫花苕子、芜菁甘蓝-蚕豆的产值高于芜菁甘蓝单作，只有芜菁甘蓝-豌豆的产值较单作低。前2种方式的纯收入分别较单作增加126.4元/667m2和24.2元/667m2，与韦贞伟[11]的研究结果一致；后2种方式收益较低，推测有可能是其播种比例的影响。土地利用方面，4种间作模式的土地当量(LER)比分别为1.08、1.04、1.30、1.05，说明芜菁甘蓝与箭筈豌豆、光叶紫花苕子、蚕豆、豌豆间作时，具有明显的间作优势。芜菁甘蓝与箭筈豌豆、光叶紫花苕子、蚕豆间作时土地利用率(LUE)分别是107.5%、104.5%、117.5%，均大于1，说明芜菁甘蓝与此3种作物间作时的土地利用高于芜菁甘蓝单作。另外，由于试验的混播比例为1∶1，未进行其他混播比例的研究，因此，后续将继续开展不同比例播种对芜菁甘蓝产量和经济效益影响的研究。