套种甘薯对蔗田草害及产量的影响

何文 张秀芬 黎萍 黄珍玲 黄小娟 李恒锐 何洪良 郭素云

摘 要：為探究甘蔗套种甘薯对蔗田草害及产量影响，以甘蔗桂糖42号和甘薯西瓜红品种为材料，本试验设计了1.2 m行距（SS1）、1.4 m行距（SS2）和1.6 m行距（SS3） 三种不同行距甘蔗套种甘薯处理和单作甘蔗CS1和单作甘薯CS2两种常规单作对照处理。结果表明，与CS1相比，套种甘薯显著减少了蔗田杂草生物量，但未减少杂草种类;与对照 CS1相比，三种套种模式下甘蔗株高和茎粗影响不显著，与对照CS2甘薯地上部分鲜重显著增加且蔓薯比（T/R）变大。三种套种模式下土地当量比（Land equivalent ratio，LER）均大于1，较CS1增加了49.14%～60.76%。经济效益方面，三种套种模式较CS1纯收益增加了36.17%～112.76%。综上所述SS3套种模式最为合理且经济效益最高。

关键词：甘蔗 套种 杂草 经济效益 甘薯

中图分类号：S533                文献标识码：A

Effects of Sugarcane-Sweet Potato Interplanting Pattern on Sugarcane Yield and Field Weeds

HE Wen，ZHANG Xiufen，LI Pin，HUANG Zhenling，

HUANG Xiaojuan，LI Hengrui，HE Hongliang，GUO Suyun*

（Longzhou Scientific Observation and Experiment Station of Tropical Crops， Ministry of

Agriculture and Rural Affairs/ Guangxi South Subtropical Agricultural Science Research

Institute， Longzhou， Guangxi 532415， China）

Abstract：To explore the effects of sugarcane-sweet potato interplanting pattern on field weeds and sugarcane yield， using sugarcane Guitang 42 and sweet potato Xiguahong as materials to conduct experiment by designing sugarcane-sweet potato interplanting pattern with three row spacings： 1.2 m（SS1），1.4 m （SS2） and 1.6 m （SS3）， two conventional patterns： monoculture of sugarcane （CS1） and monoculture of sweet potato as control. The results showed that compared with CS1， interplanting sweet potato significantly reduced the biomass of weeds in sugarcane field， but did not reduce the species of weed; compared with the control CS1， the effect of interplanting pattern on plant height and stem diameter of sugarcane was not significant; and compared with the control CS2， the fresh weight of the above-ground part of sweet potato increased significantly and the T/R increased in interplanting pattern. The land equivalence ratios （LER） in three interplanting patterns were all greater than one， which increased by 49.14%～60.76% than that of CS1. The net income of three interplanting patterns increased by 36.17%～112.76% than that of CS1. In summary， the SS3 interplanting pattern with the highest economic benefits is the most reasonable.

Key words： Sugarcane; interplanting; weeds; economic benefits; sweet potato

甘蔗是我国主要的经济作物和糖料作物，广西崇左地区由于地处热带亚热带地区，每年都有种植大面积甘蔗的战略储备需求[1]，因此甘蔗成为当地主要农业经济来源。提高甘蔗种植户农业经济收入对崇左地区攻坚脱贫及乡村振兴具有重要的推进作用[2]。

甘蔗具有周期长、前期出苗慢且生长缓慢加上种植行间距大[3]，导致在甘蔗苗期，甘蔗地块常常形成“草盛甘蔗稀”的情景，杂草和甘蔗产生土壤营养竞争，从而影响甘蔗苗期生长，同时又增加了甘蔗除草成本。目前甘蔗杂草防控技术大多使用除草剂封闭处理，长期使用或者不恰当使用除草剂不仅会对甘蔗生长及产量造成严重影响[3-7]，还会对甘蔗田土壤生态环境及土壤微生物造成不可避免的损伤[8]。

間套作是农业生产中常用的一种栽培方式[9]。甘蔗间套作就是利用甘蔗未封行之前，通过套种其他作物，减少裸露甘蔗田地表面积，达到增加单位土地有效利用率和光温利用率[10-11]，减少田间杂草发生，达到增加单位土地面积农业经济产出。甘薯属于短期矮小作物，适合春季甘蔗套种栽培[12]。在理论上甘薯具有封行快，可以在一定程度上减少甘蔗田间杂草生物量，从而减少农业除草剂使用或人工除草劳动量。目前关于甘蔗套种花生[13]、大豆[14-16]、玉米[17]等作物的产量和土壤理化性质改良的相关研究较多，尚未有关于甘蔗套种甘薯对蔗田杂草防控及甘蔗产量研究。本文通过研究不同行距下甘蔗套种甘薯对蔗田杂草防控效果、农艺性状及蔗地经济效益的影响，探寻最佳的甘蔗套种甘薯模式，以期为崇左地区甘蔗合理套种甘薯提供合理参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于广西崇左市龙州县广西南亚热带农业科学研究所科研实验用地，属南亚热带和亚热带的过渡地带。日照充足，年均气温22.2℃，年降雨量1273.6 mm，年均相对湿度82%。

1.2 实验材料

供试甘蔗品种为桂糖42号，由广西南亚热带农业科学研究所生物技术团队提供;试供甘薯品种为西瓜红，甘薯苗由本单位广西壮族自治区崇左市薯类试验站提供。

1.3 实验方法

甘蔗甘薯同时种植于当年4月，种植前进行深翻土壤后整地。按照试验小区设计进行开行，甘蔗种植在沟中，甘薯种植在垄上。甘蔗套种甘薯设置三个行距分别是1.2 m（SS1）、1.4 m（SS2）和1.6 m（SS3），其中1.2 m为当地生产上甘蔗常规种植行。每小区长5 m，设置3个种植带，每带种植一行甘蔗一行甘薯，每个小区周围设置保护行，甘蔗采用双芽品字型种植，播种量每行为60个芽眼，甘薯株距为20 cm，每行种植25株甘薯。同时设置甘蔗单作常规种植（行距1.2 m， CS1）和甘薯单作常规种植（CS2）作为对照。每个处理重复，3次，采用随即区组排列。

水肥管理：种植带甘蔗每行底肥复合肥0.225 kg，拔节期追肥复合肥0.675 kg，甘薯每行底肥复合肥0.225 kg， 30 d后追肥硫酸钾0.225 kg，上述中复合肥为2-1-2海藻酸复合肥，其余田间管理同当地正常标准执行，试验前不使用除草剂封闭。

1.4 测定指标及方法[12，18]

田间杂草生物量测定：在甘薯追肥和中耕除草时，每单位小区单独进行杂草鉴定[19]并挖取全株洗净晾干称重。

甘蔗株高、茎径、有效茎数在甘蔗工艺成熟期进行调查，其中株高、茎径分别从每个小区第二行连续选取15株甘蔗进行测量，有效茎数分别从每个小区抽取第二行整行进行统计。

甘薯和甘蔗实际产量测定：甘薯在生长120 d收获时每个小区选择未被破坏的甘薯种植带进行测产，以小区面积换算成甘薯产量。甘蔗在工艺成熟期选择未被破坏的种植带进行测产，以小区面积换算成甘薯产量。

株高：用钢卷尺测定甘蔗基部到蔗茎顶端处高度。

茎径：用游标卡尺测定蔗茎基部的直径。

单茎重：单蔗茎用电子称称其质量。

甘薯茎叶鲜重和鲜薯重：用电子称称其质量。

商品率=商品薯数量/结薯数量（商品薯>50g）。

蔓薯比（T/R）=甘薯茎叶鲜重/甘薯薯块鲜重。

土地当量比（LER）常被用作衡量套作优势的指标LER=Yim/Ym+Yis/Ys;套作的增产率（%）=（LER-1）×100（Yim 和 Yis 分别代表套作甘蔗、套作甘薯的产量;Ym 和 Ys 分别代表净作甘蔗、净作甘薯的产量。当 LER>1，表示套作系统有产量优势;LER<1，则无产量优势）。

1.5 数据分析

用SPSS  22.0软件和Excel软件进行数据统计，采用单因素方差分析（Duncan检验）进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 套种对杂草防控效果

由图1可知，在各栽培模式中以纯种甘蔗田地杂草种类最多，同其他栽培模式相比差异不显著。但是在套种甘薯后甘蔗田地中杂草生物量显著减少，达到显著差异，说明套种甘薯并不能减少蔗田中杂草种类，但是可以减少杂草生物量，控制杂草爆发生长危害的作用。

2.2 套种对农艺性状和产量的影响

由表1可知，与对照相比，套种模式对甘蔗株高、茎粗影响差异不显著，但是对甘蔗单株质量影响显著，以SS3中单株质量最大;单位面积中甘蔗有效茎数随着行距变大而逐渐减小，且与对照差异显著。

由表2可知，套种模式下甘薯单株茎叶鲜重显著高于对照CS2，差异显著。与对照相比单株鲜薯重差异不显著，其中SS1甘薯鲜重最小，SS3甘薯鲜重最大。商品率种以对照甘薯商品率最大，因为对照中甘薯薯块长势比较均匀，而套种模式下，甘薯薯块差异较大导致。在套种模式下蔓薯比均高于CS2。

由表3可知，套种模式中土地当量比（LER）均大于1，说明甘蔗套种甘薯的生长效益高于甘蔗单作或者甘薯单作，能充分利用单位面积中土壤空间资源来满足生长需求，提高了单位面积农业产出。综合表1至表3可知，虽然套种中甘蔗和甘薯相比于甘蔗单作和甘薯单作，甘蔗和甘薯农艺性状有不同程度的影响，甚至减少，但未产生显著影响，其中有一些影响是由于行距变大和套种模式交互作用产生的影响，因此寻找合适的行距及套种模式将更加充分提高土地当量比。

2.3 套种对经济效益的影响

由表4可知，套种模式比单作投入资金更多，主要是由于套种种苗、复合肥、人工资金投入比较多，而随着套种行距变宽而投入资金逐渐减少，同样是由于种苗、复合肥、人工资金减少，但是总产值也是套种模式高于单作，纯收益中，套种模式收益均高于CS1，SS1、SS2 和SS3纯收益分别是18150.77元/hm2、22804.08元/hm2和28359.73元/hm2，比对照CS1增收36.17%～112.76%。说明甘蔗套种甘薯来增产是可行的，且SS3套种模式经济效益最佳。

3 讨论与结论

杂草是蔗田生态系统中的主要生态位，既能减少水土流失，增加田间生物多样性，促进土壤营养元素和能量循环，又能与甘蔗竞争土壤养分，若不合理控制会导致甘蔗生长受阻，甚至减产减收，影响农业经济产出。长期使用化学除草剂既会破坏土壤生态环境，降低土壤肥力，还会在土壤中残留[20]，超过土壤安全阈值时会抑制甘蔗正常生长[4]，同时长期使用化学除草剂会不断提高杂草抗性导致达不到理想效果[21]。本研究通过甘蔗套种甘薯试验研究蔗田杂草变化，试验结果说明套种不能减少杂草种类，但是可以显著减少了蔗田杂草生物量，减少对甘蔗生长的影响，也降低了人工除草成本，其原因可能是甘薯对杂草的抑制主要是通过其苗期生长速度快，封行快，减少了蔗田裸露面积，对杂草形成了遮蔽作用，限制了杂草的生长，也有可能是甘薯分泌的代谢物质对杂草存在一定的化感作用，从而抑制杂草生长。

合理的间套种可以充分利用农田立体空间资源，丰富农田生物多样性，改善生态环境，达到增产增收的效果[22]。间套种改变了农田群体结构，也导致两种作物在一定空间范围内发生竞争关系，而主要影响因素是作物间的立体分布[23]，种植方式[24]，行距[25]等。本研究结果表明，套种模式下LER>1，即说明套种甘薯较单作具有产量增益，可以通过套种甘薯来增加单位土地产值。本研究还显示甘蔗套种甘薯随着行距增加，甘蔗和甘薯之间的竞争逐渐降低，单株农艺性状、产量和品质得到相应提升，但套种模式间单位面积上生物产量没有相应增加，LER差别不大，说明套种模式下，甘蔗和甘薯发生了资源竞争，可能是随着作物生长，由最开始的地下根部营养竞争，转变成地上光照和二氧化碳的竞争。从本研究结果可以推测套种对甘蔗的影响主要是来自于地下部，而对甘薯的影响主要来自地上部。当套种作物间产生资源竞争时，可以通过调节优化田间配置来减小群体间竞争。因此有必要进一步研究套种模式中最佳的行距及种植密度，探明最佳的套种模式。

综上所述，套种甘薯可以显著控制蔗田杂草生长，且有明显的增产效果（LER>1）。套种不仅提高了土地复种指数，合理配置群体，增加生物多样性，改善蔗田生态环境，还提高了单位蔗田农业经济效益，其中SS3模式甘蔗和甘薯综合农艺性状最佳且经济效益最高。因此甘蔗套种甘薯可以作为一种增加蔗田农业经济收益的种植模式进行推广。

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