林平，龐成民，海濤，張濤

（1.菏澤市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，山東 菏澤 274000；2.菏澤市牡丹區(qū)農(nóng)業(yè)局，山東 菏澤 274000；3.山東科源種業(yè)有限公司，山東菏澤 274000）

菏澤市地處黃淮腹地，現(xiàn)有人口約800萬人，耕 地70萬hm2左右，是典型的農(nóng)業(yè)大市和全國重要的糧油生產(chǎn)基地之一。近年來，隨著工業(yè)的快速發(fā)展，耕地面積逐年減少。大豆由于產(chǎn)量低、效益差[1]，種植面積逐年被玉米代替。隨著生活水平的不斷提高，人們對大豆的需求迅速提升[2，3]，目前全國約85%的大豆需求依賴于進(jìn)口，已嚴(yán)重威脅到國家食用油安全供給。因此，充分利用土地和光熱資源，在確保糧食安全供給的前提下，擴(kuò)大大豆種植面積，提高油料供應(yīng)水平，增加單位面積整體產(chǎn)量和效益，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)、高產(chǎn)、高效發(fā)展，已成為農(nóng)技人員必須研究的新課題。

玉米是菏澤市第二大糧食作物，大豆是第三大糧油兼用作物，在當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)中玉米與大豆間作有著悠久的種植歷史。該種植模式可以利用不同植物在生長過程中形成的空間差和時間差，有效地發(fā)揮光、肥、水、氣、熱等有限農(nóng)業(yè)資源的生產(chǎn)潛力，彌補(bǔ)單作的不足。玉米與大豆間作所形成的鑲嵌結(jié)構(gòu)，不僅有利于光照在群體中的均勻分布與充分利用，還能夠充分利用地力和空間以及大豆的固氮功能，成為一個良好的群體組合[4～6]。研究玉米與大豆不同間作模式[7]對玉米和大豆產(chǎn)量以及單位面積經(jīng)濟(jì)效益的影響，確定合理的配置模式，形成高功能、髙效益的間作體系，在保證玉米基本不減產(chǎn)的情況下大幅度提高大豆產(chǎn)量，可以確保國家糧油安全供給，并創(chuàng)造良好的綜合經(jīng)濟(jì)效益。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

參試玉米品種為鄭單958，大豆品種為菏豆13。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計 試驗(yàn)于2019年在菏澤市牡丹區(qū)種子資源開發(fā)保護(hù)中心進(jìn)行。試驗(yàn)地為黏質(zhì)土壤，地勢平坦，地力較好，排灌方便。前茬作物為小麥，產(chǎn)量水平為9 000 kg/hm2左右。

試驗(yàn)采取隨機(jī)區(qū)組排列，設(shè)玉米純作（處理Ⅰ）、大豆純作（處理Ⅱ）、2行玉米與2行大豆間作（處理Ⅲ）、2行玉米與3行大豆間作（處理Ⅳ）、2行玉米與4行大豆間作（處理Ⅴ）、2行玉米與5行大豆間作（處理Ⅵ）、2行玉米與6行大豆間作（處理Ⅶ）7個處理，每處理均重復(fù)3次。玉米純作采用60 cm等行距栽培，播種密度為67 500株/hm2；大豆純作采用40 cm等行距栽培，播種密度為19.5萬～22.5萬株/hm2。間作處理下，不同種植模式的種植帶寬和作物種植密度不同：處理Ⅲ～Ⅶ的種植帶寬依次為1.8、2.2、2.6、3.0和3.4 m；玉米小行距40 cm，玉米與大豆間距50 cm，大豆行距40cm；玉米種植密度依次為63 000、60 000、57 000、54 000和51 000株/hm2，大豆播種密度為10.5萬～18.0萬株/hm2。試驗(yàn)田南北向種植，小區(qū)長7 m。純作處理每小區(qū)播種9行；間作處理每小區(qū)播種5個種植帶。

2019年6月9日滅茬旋耕，并撒施三元復(fù)合肥（N、P2O5、K2O含量均為15%）500kg/hm2做底肥；6月11日人工開溝播種，6月14日微噴1遍，6月17日出苗；6月25日噴灑4.5%高效氯氰菊酯乳油1 500倍液防治紅蜘蛛、蚜蟲、灰飛虱、薊馬等；6月27日對玉米和大豆進(jìn)行間苗、定苗；7月22日玉米追施三元復(fù)合肥（N含量30%，P2O5、K2O含量均為5%） 600 kg/hm2，大豆不追肥；6月30日、7月26日各中耕除草1次；7月30日噴灑殺蟲劑20%氯蟲苯甲酰胺懸浮劑2 000倍液防治玉米螟、豆莢螟等；9月26日收獲大豆，9月27日收獲玉米。

1.2.2 測定項(xiàng)目與方法

1.2.2.1 株高和干物質(zhì)積累量。分別在玉米拔節(jié)期（7月15日）、抽雄期（7月28日） 和灌漿期（8月18日），測量玉米株高；分別在大豆分枝期（7月19日）、花莢期（7月29日）和鼓粒期（8月27日），測量大豆株高。同時，在小區(qū)非計產(chǎn)行（邊行除外）隨機(jī)選擇連續(xù)植株5株，測定其干物質(zhì)積累量。

1.2.2.2 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素。玉米、大豆純作處理，每小區(qū)收獲中間5行計產(chǎn)；間作處理，每小區(qū)收獲中間3個種植帶計產(chǎn)。依據(jù)各小區(qū)的實(shí)際收獲面積和產(chǎn)量折算單位面積產(chǎn)量。統(tǒng)計玉米結(jié)實(shí)性、穗粒數(shù)、千粒重等。采集大豆連續(xù)植株10株，統(tǒng)計有效分枝數(shù)、結(jié)莢數(shù)、單株子粒數(shù)和百粒重等。

1.2.2.3 經(jīng)濟(jì)效益。物資投入為肥料、種子和農(nóng)藥的成本，用工投入包括播種、噴藥、除草、收獲、晾曬的用工成本。按照大豆價格4元/kg、玉米價格1.7元/kg計、人工費(fèi)用50元/（人·d），計算各處理作物的總產(chǎn)量（玉米產(chǎn)量＋大豆產(chǎn)量）、總收入（玉米收入＋大豆收入）、總投入（物資投入＋用工投入） 和經(jīng)濟(jì)效益（總收入－總投入）。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理與分析 利用Excel軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同間作模式對作物植株性狀的影響

2.1.1 對株高的影響 玉米拔節(jié)期，所有處理的株高均差異不顯著；抽雄期和灌漿期，間作處理的株高均顯著＞純作處理，但不同間作模式處理的指標(biāo)值差異均不顯著（表1）。表明玉米與大豆間作可明顯促進(jìn)抽雄期和灌漿期玉米的株高生長，但不同間作模式的作用效果差別不大。

大豆分枝期，所有處理的株高均差異不顯著?；ㄇv期和鼓粒期，間作處理的大豆株高均＞純作處理，其中處理Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ的指標(biāo)值與純作處理差異均達(dá)到了顯著水平；不同間作模式處理的株高差異顯著，其中，處理Ⅲ指標(biāo)值最高、處理Ⅳ次之，二者差異不顯著，但均顯著＞其他處理，而其他3個間作模式處理的株高差異均不顯著。表明玉米與大豆間作可促進(jìn)花莢期和鼓粒期大豆的株高生長，其中處理Ⅲ和Ⅳ效果較好，處理Ⅴ次之，三者效果均明顯優(yōu)于純作處理。

表1 不同種植模式對玉米和大豆各生育期株高的影響Table 1 Effects of different planting modes on plant height of maize and soybean in different growth periods （cm）

2.1.2 對干物質(zhì)積累的影響 玉米拔節(jié)期，所有處理的干物質(zhì)積累量均差異不顯著（表2）。抽雄期和灌漿期，不同間作模式處理的干物質(zhì)積累量差異顯著，其中，處理Ⅲ和Ⅳ的干物質(zhì)積累量均＞純作處理，且除處理Ⅳ抽雄期外其他指標(biāo)值與其純作處理差異均達(dá)到了顯著水平；其他間作模式處理的株高差異均不顯著，但均＜純作處理，其中僅處理Ⅵ和Ⅶ灌漿期的指標(biāo)值與其純作處理差異達(dá)到了顯著水平。表明處理Ⅲ可明顯促進(jìn)抽雄期和灌漿期玉米的干物質(zhì)積累，處理Ⅳ可明顯促進(jìn)灌漿期玉米的干物質(zhì)積累。

表2 不同種植模式對玉米和大豆各生育期干物質(zhì)積累的影響 （g/株）Table 2 Effects of different planting modes on dry matter accumulation of maize and soybeans in different growth periods

大豆分枝期，所有處理的干物質(zhì)積累量均差異不顯著?；ㄇv期和鼓粒期，間作處理的大豆干物質(zhì)積累量均＜純作處理，指標(biāo)值隨大豆行數(shù)的增加而逐漸增加，其中處理Ⅶ的指標(biāo)值與純作處理差異均不顯著，處理Ⅵ花莢期的指標(biāo)值與純作處理差異也不顯著；不同間作模式處理的干物質(zhì)積累量差異顯著，其中，花莢期處理Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ三者差異不顯著但均顯著＞其他2個間作模式處理，鼓粒期處理Ⅶ的指標(biāo)值最高且顯著＞其他間作模式處理。表明玉米與大豆間作均對花莢期和鼓粒期大豆的干物質(zhì)積累有所抑制，其中處理Ⅶ的抑制效應(yīng)不顯著，大豆干物質(zhì)積累量與純作處理基本相當(dāng)。

2.2 不同間作模式對作物產(chǎn)量性狀和產(chǎn)量的影響

2.2.1 對玉米產(chǎn)量性狀的影響 所有處理的玉米穗粗、禿尖長度和千粒重差異均不顯著（表3）。表明種植形式對玉米穗粗、禿尖長度和千粒重均無顯著影響。

間作處理的玉米穗長與純作處理差異不顯著；但不同間作模式處理的穗長差異達(dá)到了顯著水平，其中處理Ⅲ指標(biāo)值最大、處理Ⅳ次之，二者差異不顯著，但均顯著＞除處理Ⅴ之外的其他2個間作模式處理，而處理Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ的穗長差異均不顯著。表明處理Ⅲ和Ⅳ有利于玉米穗長的增大。

不同間作模式處理的玉米穗粒數(shù)、穗粒重和產(chǎn)量差異顯著，且與純作處理差異也達(dá)到了顯著水平。間作模式下，隨著大豆行數(shù)的增加，玉米穗長逐漸縮短，穗粒數(shù)逐漸減少，穗粒重和產(chǎn)量逐漸降低。就穗粒數(shù)而言，處理Ⅲ和Ⅳ的穗粒數(shù)略＞純作處理，與處理Ⅴ和Ⅵ差異均不顯著，但顯著＞處理Ⅶ；其他3個間作模式處理的穗粒數(shù)均＜純作處理，其中處理Ⅶ的指標(biāo)值差異達(dá)到了顯著水平。就穗粒重而言，處理Ⅲ的穗粒重最大，處理Ⅳ次之，二者差異不顯著，但均顯著＞其他處理；處理Ⅴ的穗粒重略＜純作處理，二者差異不顯著；處理Ⅵ與Ⅶ的穗粒重差異不顯著，但均顯著＜其他處理。玉米產(chǎn)量順序?yàn)樘幚恝螅咎幚恝瘢咎幚恝簦咎幚恝酰咎幚恝觯咎幚恝?，且不同處理間的差異均達(dá)到了顯著水平。表明除處理Ⅲ能夠顯著提高玉米產(chǎn)量外，其他處理的玉米產(chǎn)量均較純作處理明顯降低。

表3 不同種植模式對玉米產(chǎn)量性狀的影響Table 3 Effects of different planting modes on yield traits of maize

2.2.2 對大豆產(chǎn)量性狀和產(chǎn)量的影響 間作處理的大豆有效分枝數(shù)、單株結(jié)莢數(shù)、單株粒數(shù)、百粒重、單株粒重和產(chǎn)量均＜純作處理，除處理Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ的百粒重與純作處理差異不顯著外，其他指標(biāo)值與純作處理差異均達(dá)到了顯著水平（表4）。表明間作對大豆產(chǎn)量性狀的抑制作用均較大。間作模式下，大豆產(chǎn)量性狀指標(biāo)值均隨大豆行數(shù)的增加而逐漸增加，且不同間作模式處理的指標(biāo)值差異顯著。就百粒重而言，處理Ⅵ和Ⅶ的百粒重較大，二者差異不顯著，但顯著＞除處理Ⅴ之外的其他處理；處理Ⅴ的百粒重與處理Ⅳ差異不顯著，但顯著＞處理Ⅲ；處理Ⅲ的百粒重最低，僅與處理Ⅳ差異不顯著。

2.3 不同間作模式對作物總產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的影響

2.3.1 對總產(chǎn)量的影響 玉米和大豆的總產(chǎn)量順序?yàn)樘幚恝螅咎幚恝簦咎幚恝酰咎幚恝瘢咎幚恝觯咎幚恝鳎咎幚恝?，其中，處理Ⅲ的總產(chǎn)量為10 317 kg/hm2，顯著＞其他處理；處理Ⅴ、Ⅵ和Ⅰ三者差異不顯著；處理Ⅵ的總產(chǎn)量與處理Ⅶ差異不顯著，但二者均與處理Ⅱ差異達(dá)到了顯著水平（表5）。

2.3.2 對經(jīng)濟(jì)效益的影響 不同間作模式處理的總收入和總投入均＞純作處理（表6），最終經(jīng)濟(jì)效益均顯著＞玉米或大豆純作處理。其中，處理Ⅶ的經(jīng)濟(jì)效益（12 413元/hm2）最高，與除處理Ⅲ（11 915元/hm2）之外的其他處理差異均達(dá)到了顯著水平；處理Ⅲ的經(jīng)濟(jì)效益次之，與其他間作處理差異均不顯著；其他3個間作模式處理的指標(biāo)值差異均不顯著。表明玉米與大豆不同間作模式處理均可以顯著提高經(jīng)濟(jì)效益，其中處理Ⅶ的經(jīng)濟(jì)效益最高，處理Ⅲ次之。

表5 不同種植模式對玉米和大豆產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的影響Table 5 Effects of different planting modes on yield and economic benefits of maize and soybean

表6 不同種植模式的物資和用工投入Table 6 Materials and labor input for different planting modes

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，與玉米或大豆純作相比，玉米與大豆不同間作模式均可以顯著提高經(jīng)濟(jì)效益，其中處理Ⅶ（2行玉米與6行大豆間作）的經(jīng)濟(jì)效益最高，處理Ⅲ（2行玉米與2行大豆間作）的經(jīng)濟(jì)效益次之。處理Ⅲ（2行玉米與2行大豆間作）的作物總產(chǎn)量最高，但該模式下大豆產(chǎn)量及其構(gòu)成因素明顯低于大豆純作以及其他間作模式，原因是單位面積大豆株數(shù)少、株距小，而且玉米中后期遮光等；該模式下玉米產(chǎn)量明顯高于玉米純作，原因可能是間作條件下通風(fēng)透光條件好、邊行優(yōu)勢強(qiáng)、株距及密度適中，其具體機(jī)理仍需進(jìn)一步研究。

為緩解玉米與大豆之間的爭地矛盾，建議黃淮夏玉米、大豆主產(chǎn)區(qū)在條件允許的情況下，盡量擴(kuò)大玉米與大豆間作模式的種植面積。以玉米生產(chǎn)為主的地區(qū)，盡量采用2行玉米與2行大豆間作模式，這樣既增加了玉米產(chǎn)量，又增收了大豆產(chǎn)量，同時還能培肥地力；以夏大豆生產(chǎn)為主的地區(qū)，盡量采用2行玉米與6行大豆間作模式，這樣在確保一定大豆產(chǎn)量的同時，還能增加玉米產(chǎn)量，提高種植業(yè)的整體效益。對于遭受自然災(zāi)害的年份，玉米與大豆間作種植的優(yōu)勢會更加顯著。