張 磊 巖 所 段雪甜 韓光煜 徐文果③ 王 艷 李榮佳

(1德宏州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所 云南芒市678400;2云南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院 云南昆明650100;3德宏州農(nóng)機(jī)推廣站 云南芒市678400;4勐養(yǎng)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心 云南梁河679200)

甘蔗是我國主要的糖料作物，我國在甘蔗收獲面積和總產(chǎn)方面均位列世界第三，僅次于巴西和印度［1]。廣東、廣西和云南是我國最重要的甘蔗主產(chǎn)區(qū)，其產(chǎn)糖量約占全國甘蔗糖產(chǎn)量的95%［2]。德宏州是云南省最大的糖料基地，蔗糖產(chǎn)業(yè)是德宏州的傳統(tǒng)支柱產(chǎn)業(yè)［3]。近年來，隨著耕地面積逐漸減少和蔗糖市場疲軟等因素，導(dǎo)致全州甘蔗種植面積持續(xù)下滑，已影響德宏經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展［4]。甘蔗種植行距較寬，而且前期生長緩慢，從下種至封行一般需要3～4月，造成大量光熱水肥資源浪費，蔗田雜草滋生［5]。甘蔗可與多種作物間套種，比如大豆［6]、馬鈴薯［7]、花生［8]、玉米［9]和蔬菜［10]等。合理的甘蔗間套種可以提高光合效率、改良土壤性狀、促進(jìn)作物養(yǎng)分吸收、減輕病蟲害及田間雜草危害，從而提高作物產(chǎn)量、改善作物品質(zhì)［11-12]。開展甘蔗間套種，可以有效緩解甘蔗與其他作物的爭地矛盾，對于穩(wěn)定蔗糖產(chǎn)業(yè)，提高土地綜合效益，促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)和農(nóng)民增收具有重要意義。

甘蔗套種玉米是德宏州農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用的種植方式，但長期以來業(yè)界內(nèi)一直存在爭議，認(rèn)為甘蔗和玉米同屬禾本科高稈植物，種植在同一田塊中可能增加病蟲害，彼此蔭蔽影響產(chǎn)量，不應(yīng)提倡。目前，已有不少學(xué)者對甘蔗間套種玉米的可行性、關(guān)鍵技術(shù)、作物得失及經(jīng)濟(jì)效益分析進(jìn)行了探討研究［9，13-18]。包家愛等［13]通過三年實踐證明，合理的間套種可以使甘蔗和玉米協(xié)調(diào)生長，提高土地復(fù)種指數(shù)，降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。岑華［14]將甘蔗套種玉米與套種黃豆的作物得失進(jìn)行比較分析，認(rèn)為間套種玉米效益差，多收的玉米彌補不了甘蔗減產(chǎn)的損失。侯本軍等［15]認(rèn)為，玉米播種過早會造成甘蔗產(chǎn)量減產(chǎn)，一般在新植蔗幼苗2葉1心、宿根甘蔗出苗達(dá)30%時播種玉米，經(jīng)濟(jì)效益較好。盧亞妮等［16]通過甘蔗間種玉米品種篩選試驗，認(rèn)為矮稈、緊湊和早熟的玉米品種適合用于甘蔗間套種。黃小鳳等［9]進(jìn)行了玉米不同種植密度和種植方式比較試驗，認(rèn)為玉米種單穴單株比種單穴雙株的產(chǎn)量高，且玉米密度越大，甘蔗產(chǎn)量越低，以21 000株/hm2總體效益最好。鐘昌松等［17]通過研究不同播期和種植密度條件下套作甘蔗的糯玉米產(chǎn)量和干物質(zhì)積累等變化規(guī)律，認(rèn)為以糯玉米“48 000萬株/hm2＋早播或中播”套作甘蔗的種植模式經(jīng)濟(jì)效益最好。張紅葉等［18]調(diào)查了甘蔗玉米間作對甘蔗綿蚜及捕食性瓢蟲種群的影響，認(rèn)為間作田捕食性瓢蟲蟲口密度顯著高于凈種田，有效降低了間作田甘蔗綿蚜的蟲情指數(shù)。

對甘蔗間套種玉米和在我國甘蔗主產(chǎn)區(qū)進(jìn)行示范推廣應(yīng)用已有較多的研究報道，但是在德宏州甘蔗產(chǎn)區(qū)仍存在盲目套種玉米的問題，導(dǎo)致兩種作物均在不同程度上減產(chǎn)。在一定的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境中，品種搭配、種植密度和播種時間是影響間套種經(jīng)濟(jì)效益最主要的栽培因素。因此，在當(dāng)?shù)貜V泛栽種的品種和傳統(tǒng)的寬窄行栽培模式下，篩選適宜的玉米播期，對于甘蔗套種玉米實現(xiàn)增產(chǎn)增收具有重要意義。

本研究以當(dāng)?shù)貜V泛種植的甘蔗品種‘粵糖93/159’和玉米品種‘會單4號’為材料，在1年宿根甘蔗地設(shè)不同玉米播期處理：早播（2月10日）、中播（2月25日）、中晚播（3月12日）、晚播（3月27日）和不播（CK）。研究不同玉米播期對宿根甘蔗和玉米的農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和產(chǎn)值的變化規(guī)律。篩選套種玉米的最佳播期，為當(dāng)?shù)厣a(chǎn)中的甘蔗套種玉米種植模式提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2015年在德宏州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所科技示范園區(qū)進(jìn)行，海拔913m，土質(zhì)為紅壤土，土壤肥力中等，地勢平坦，排灌水方便。德宏州屬亞熱帶季風(fēng)氣候，全年無霜期達(dá)326～363 d，冬春季節(jié)熱量充足、降雨較少、干旱突出［3]。供試材料為甘蔗品種‘粵糖93/159’和玉米品種‘會單4號’。

1.2 方法

1.2.1 試驗設(shè)計

試驗隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，設(shè)4個玉米播期處理和1個對照，玉米每隔15～18 d播1期，分別為2月10日（B1，早播）、2月25日（B2，中播）、3月12日（B3，中晚播）、3月27日（B4，晚播）和對照（CK，不播），3次重復(fù)，共15個小區(qū)。小區(qū)面積42㎡（10m×4.2m，含3個種植帶），單個種植帶長10m，寬1.4m。甘蔗為1年宿根甘蔗，播幅1.4 m，小行距0.4m，大行距1.0m，大行距間種植1行玉米，株距0.2 cm，每穴播種4粒，玉米出苗后留2株。玉米分3次施肥，播種時開溝穴施復(fù)合肥（15∶15∶15）750 kg/hm2作底肥；苗期追施尿素375 kg/hm2，可溶于水后淋澆；大喇叭口期植株間追施尿素375 kg/hm2并進(jìn)行除草大培土。甘蔗分2次施肥，分蘗期復(fù)合肥（15∶15∶15）225 kg/hm2和尿素225 kg/hm2混勻后撒施于植株間；伸長期復(fù)合肥（15∶15∶15）300 kg/hm2施于蔗苗基部，同時進(jìn)行培土。

1.2.2 農(nóng)藝性狀調(diào)查

調(diào)查宿根甘蔗出苗數(shù)（出苗末期即見分蘗時，調(diào)查實際出苗數(shù)）、有效莖數(shù)（甘蔗成熟期，調(diào)查株高1m以上的蔗株數(shù)量）、單莖重（甘蔗成熟期，在單位面積內(nèi)隨機(jī)選取10株甘蔗，稱量其總質(zhì)量。用各株質(zhì)量之和除以總株數(shù)計算出單莖的平均質(zhì)量）。調(diào)查玉米出苗率，記錄玉米生育進(jìn)程，包括出苗期、拔節(jié)期、抽絲期、收獲期等，計算營養(yǎng)生長期（播種至抽絲期）、生殖生長期（抽絲期至收獲期）和全生育期天數(shù)；測量玉米株高和穗位高；收獲后調(diào)查玉米穗數(shù)、穗粒數(shù)和百粒重。

1.2.3 產(chǎn)量統(tǒng)計

測定小區(qū)玉米和甘蔗的理論產(chǎn)量，并折算每公頃產(chǎn)量。玉米產(chǎn)量（kg/hm2）＝穗數(shù)（穗數(shù)/hm2）×穗粒數(shù)（粒數(shù)/穗）×百粒重（28 g/百粒）×10-5；甘蔗產(chǎn)量（kg/hm2）＝有效莖數(shù)（條數(shù)/hm2）×單莖重（kg/條）［7]。

1.2.4 玉米投入成本核算

‘會單4號’玉米種價格30元/kg、用種量37.5 kg/hm2，投入1 125元/hm2；復(fù)合肥（15∶15∶15）價格3.6元/kg、施用量750 kg/hm2，投入2 700元/hm2；尿素價格2.3元/kg、施用量750 kg/hm2，投入1 725元/hm2。以上各項農(nóng)資投入成本合計5 550元/hm2。

玉米收購價2.1元/kg，甘蔗收購價0.43元/kg。

1.2.5 統(tǒng)計分析

采用IBMSPSSStatistics 22進(jìn)行單因素方差分析，事后多重比較選用Duncan’s進(jìn)行差異顯著性分析；并對播期和各農(nóng)藝性狀之間進(jìn)行相關(guān)性顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 播期對出苗的影響

不同玉米播期下宿根甘蔗的有效苗均不低于90 000株/hm2［9]，且各處理間差異不顯著 （表1），表明不同玉米播期處理不影響宿根甘蔗的出苗率。B3播期處理玉米出苗率僅為55.33%，顯著低于其他播期處理；B4播期處理玉米出苗率最高達(dá)74.33%，但與B1和B2播期處理均無顯著差異（表1）。B3播期處理玉米出苗率低可能與播種時的氣溫較低有關(guān)。

2.2 播期對玉米生育期進(jìn)程的影響

由表2可知，套種甘蔗的玉米全生育期天數(shù)由大到小依次為B1＞B3＞B2＞B4。B1播期處理的玉米全生育期、吐絲前的營養(yǎng)生長期和吐絲后的生殖生長期天數(shù)均是最大，且隨著播期的推遲，玉米的生殖生長期天數(shù)逐漸縮短，這可能是后期光照和溫度逐漸增強(qiáng)導(dǎo)致。

2.3 播期對玉米株高和穗位高的影響

由表3可知，不同播期間玉米的株高和穗位高差異顯著。B1、B2和B3播期處理間的玉米株高無顯著差異，但B2和B3播期處理之間的株高相差約18.47 cm；B4播期處理的株高顯著低于其他播期處理，B3和B4播期處理之間的株高差距懸殊更大，約達(dá)50.63 cm。B1和B2、B1和B3播期處理間的玉米穗位高差異均不顯著，但B2、B3和B4播期處理間的玉米穗位高差異顯著，且播期越晚，玉米的穗位高越低。由此可見，隨著播期的推遲，玉米的株高和穗位高都呈下降趨勢。早播的玉米出苗早，生長前期光溫水肥占得先機(jī)，因此長得高；晚播的玉米由于和甘蔗彼此蔭蔽，因此株高和穗位高較低。

表1 不同播期下甘蔗和玉米的出苗率

表2 不同播期下的玉米生育進(jìn)程

表3 不同播期下的玉米株高和穗位高

2.4 播期對產(chǎn)量的影響

由表4可知，不同播期下玉米的產(chǎn)量指標(biāo)存在顯著差異。B1和B2、B3和B4播期處理的玉米穗數(shù)無顯著差異，但是B1和B2播期處理的玉米穗數(shù)顯著高于B3和B4，且隨著播期的推遲，玉米穗數(shù)呈下降趨勢；B1和B2播期處理的玉米穗粒數(shù)無顯著差異，但是B1和B2、B3、B4播期處理之間的玉米穗粒數(shù)差異顯著，B3最高約500粒，B4最低僅為284粒；B1、B2、B3播期處理間的玉米產(chǎn)量無顯著差異，而B4的玉米產(chǎn)量顯著低于其他播期。玉米產(chǎn)量大小依次為B2＞B1＞B3＞B4。不同玉米播期下甘蔗的各項產(chǎn)量指標(biāo)差異均不顯著，包括宿根甘蔗的有效莖數(shù)、單莖重和產(chǎn)量。甘蔗產(chǎn)量大小依次為B3＞CK＞B2＞B4＞B1。

2.5 播期與農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析

由表5可知，玉米播期與玉米出苗數(shù)、株高、穗位高、穗數(shù)、穗粒數(shù)和產(chǎn)量均存在極顯著的負(fù)相關(guān)性；而玉米產(chǎn)量與玉米出苗數(shù)、株高、穗位高、穗數(shù)和穗粒數(shù)存在極顯著的正相關(guān)性；玉米出苗數(shù)與玉米株高、穗位高、穗數(shù)和穗粒數(shù)存在極顯著的正相關(guān)性；玉米株高與玉米穗位高、穗數(shù)和穗粒數(shù)存在極顯著的正相關(guān)性；玉米穗位高與玉米穗數(shù)、穗粒數(shù)存在極顯著的正相關(guān)性；玉米穗數(shù)與穗粒數(shù)存在極顯著的正相關(guān)性。玉米播期與甘蔗出苗數(shù)、有效莖數(shù)、單莖重和產(chǎn)量的相關(guān)性不顯著，而甘蔗產(chǎn)量與甘蔗有效莖數(shù)、單莖重存在極顯著的正相關(guān)性。

2.6 經(jīng)濟(jì)效益分析

表4 不同播期下的玉米和甘蔗的產(chǎn)量和產(chǎn)值

表5 產(chǎn)量與主要影響因子間相關(guān)系數(shù)

按照當(dāng)?shù)厥袌鍪召弮r玉米2.1元/kg、甘蔗0.43元/kg計算，B3土地復(fù)合產(chǎn)值最高為75 564.57元/hm2，除去玉米農(nóng)資投入成本5 550元/hm2，相對于純種甘蔗60 428.31元/hm2，可增加收益9 586.26元/hm2；B2土地復(fù)合產(chǎn)值為74 392.55元/hm2，除去玉米農(nóng)資投入成本，相對于純種甘蔗，可增加收益8 414.24元/hm2；B1土地復(fù)合產(chǎn)值最高為72 796.14元/hm2，除去玉米農(nóng)資投入成本，相對于純種甘蔗，可增加收益6 817.83元/hm2；B4復(fù)合產(chǎn)值最低為65 185.33元/hm2，除去玉米農(nóng)資投入成本，相對于純種甘蔗，收益反而減少792.98元/hm2。由此可見，甘蔗套種玉米，可增加土地復(fù)合產(chǎn)值，提高種植戶收益，但是選擇適合的玉米播期很重要。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

影響作物生產(chǎn)的主要因素是品種遺傳特性、栽培管理技術(shù)和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境［19]。在甘蔗間套種玉米的品種和栽培管理技術(shù)一定的前提下，如何充分利用光、熱、水、肥等生態(tài)條件，揚長避短，播期的選擇是關(guān)鍵因素。在本試驗中，B3套種玉米的經(jīng)濟(jì)效益比純種甘蔗增收9 586.26元/hm2；B4套種玉米的經(jīng)濟(jì)收益反而比純種甘蔗減少792.98元/hm2。這充分說明適宜的播期對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要性。在本試驗的甘蔗套種玉米模式中，最佳的玉米播種時間是中晚期（B3，3月12日），此時宿根甘蔗開始出苗。這與侯本軍等［15]、唐應(yīng)虎等［20]認(rèn)為“一般在宿根蔗出苗率達(dá)30%時播種玉米，經(jīng)濟(jì)效益最高”的觀點相一致。另外，B3播期玉米的出苗率和穗數(shù)顯著低于B1和B2，但是B3的甘蔗有效莖數(shù)和產(chǎn)量最高，表明玉米密度越大，其蔭蔽使甘蔗分蘗越少，有效莖數(shù)越少，導(dǎo)致甘蔗產(chǎn)量有所降低，這與黃小鳳等［9]的研究結(jié)果一致。

長期以來，甘蔗套種玉米一直存在爭議，岑華［14]和唐桂［21]認(rèn)為，甘蔗套種玉米，導(dǎo)致二者爭光、爭肥矛盾突出，影響甘蔗產(chǎn)量，多收的玉米彌補不了甘蔗減產(chǎn)的損失。隨著間套種研究的廣泛開展，甘蔗間套種玉米的模式逐漸趨于合理。在本試驗中，不同玉米播期對甘蔗的出苗率、有效莖數(shù)、單莖重和產(chǎn)量均無顯著影響，且玉米播期處理與甘蔗的主要農(nóng)藝性狀指標(biāo)無顯著相關(guān)性；但是，隨著玉米播期的推遲，玉米的生殖生長期天數(shù)、株高、穗位高、產(chǎn)量均呈遞減趨勢，且玉米播期與玉米的主要農(nóng)藝性狀指標(biāo)存在極顯著的負(fù)相關(guān)性。該研究結(jié)果與鐘昌松等［17]“糯玉米播種時間、種植密度以及甘蔗套種玉米的種植模式對甘蔗產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益影響較小，套種的經(jīng)濟(jì)效益一定程度上取決于糯玉米的產(chǎn)量表現(xiàn)”的結(jié)果相近。梁延璽［22]認(rèn)為，宿根甘蔗比春植蔗萌芽早，前期受玉米蔭蔽影響時間短，因此宿根甘蔗間種玉米比春植蔗對甘蔗的影響小。本試驗采用宿根甘蔗套種玉米，這可能也是玉米播期對甘蔗產(chǎn)量無顯著影響的原因之一。

間套種中適宜的播期處理可以促進(jìn)作物對氮素的吸收與利用，顯著提高土壤微生物的整體代謝活性和群落結(jié)構(gòu)多樣性，改善田間小氣候環(huán)境條件［23]。甘蔗間套種玉米可以減輕甘蔗病蟲害的發(fā)生［18，24]，并減少水分蒸發(fā)抑制雜草滋生。利用玉米生長優(yōu)勢可控制甘蔗后期無效分蘗，促進(jìn)其提前進(jìn)入伸長期，可提高甘蔗產(chǎn)量，并增加玉米產(chǎn)量［5]。在本試驗中，B3的甘蔗產(chǎn)量相對于純種甘蔗增加3 192.86 kg/hm2，且玉米和甘蔗生長期病蟲害發(fā)生較輕，僅在玉米成熟后期輕度發(fā)生玉米銹病，但對產(chǎn)量造成影響較小。另外，也有研究表明間作玉米的甘蔗錘度高于單種甘蔗［25]。因此，甘蔗套種玉米的種植模式可以增加經(jīng)濟(jì)收益，并改善作物品質(zhì)。在甘蔗間套種的實際生產(chǎn)中，除適宜的播期外，還應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)貧夂驐l件和種植習(xí)慣，注重套種作物的品種搭配，并選擇合理的栽培密度。

3.2 結(jié)論

宿根甘蔗套種玉米可增加土地復(fù)合產(chǎn)值和經(jīng)濟(jì)效益，但是選擇適宜的玉米播期很重要。在德宏州甘蔗產(chǎn)區(qū)，選擇3月上旬（中晚期）播種玉米，其土地復(fù)合產(chǎn)值最高為75 564.57元/hm2，相對于純種甘蔗60 428.31元/hm2，可增加收益9 586.26元/hm2。