馬鈴薯間作蠶豆的邊行效應(yīng)及增產(chǎn)機(jī)理

馬子林

摘要：對靠近馬鈴薯（Solanum tuberosum）的蠶豆（Vicia faba）邊行的地表溫度、相對濕度、形態(tài)指標(biāo)及產(chǎn)量構(gòu)成因子進(jìn)行了比較試驗，并對蠶豆與馬鈴薯不同間作模式的產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了對比。結(jié)果表明，蠶豆邊行越靠近馬鈴薯，地表溫度越高，蠶豆的有效分枝數(shù)越多，根瘤越多越大且分布廣而密集，有效根瘤也越多，且單株莢數(shù)與單株產(chǎn)量也越高，而株高和地表相對濕度降低。蠶豆與馬鈴薯不同間作模式中，以8行蠶豆+3壟馬鈴薯間作模式的馬鈴薯與蠶豆的總產(chǎn)量和純收入最高。

關(guān)鍵字：蠶豆（Vicia faba）；馬鈴薯（Solanum tuberosum）；間作模式；形態(tài)指標(biāo)；產(chǎn)量

中圖分類號：S344.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：0439-8114（2014）10-2254-03

Marginal Effects and Mechanism of Increasing Yield of Fava Beans and Potatoes Intercropping System

MA Zi-lin

（Agricultural Bureau of Xunhua County in Qinghai Province， Xunhua 811100， Qinghai， China）

Abstract： Different boundary lines of broad bean（Vicia faba） near the potato（Solanum tuberosum） were compared with different potato and faba bean from test components for surface soil moisture and temperature， plant traits and yield， and the ntercropping yield and economic benefit. The results showed that when broad bean was closer to potato， the temperature is higher， the effective branch， root and nodule number was more， the root was more widely distributed and intensive. The pod number per plant and grain yield per plant was higher， while plant height and surface relative humidity was less. Under different modes of potato and faba bean intercropping， the total output of the intercropping with 8 rows of broad bean and 3 ridges of potatoes was the highest.

Key words： broad bean （Vicia faba）； potato（Solanum tuberosum）； intercropping model； morphological index； yield

基金項目：國家現(xiàn)代馬鈴薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目（CARS-10-ES29）

蠶豆（Vicia faba）屬于豆科（Leguminosae）蝶形花亞科（Papilionoideae）野豌豆族（Vicieae）野豌豆屬（Vicia）[1]。青海蠶豆子粒大、顆粒飽滿、色澤好、營養(yǎng)成分高、無污染，既可以作為蔬菜食用，也可以作為食品加工原料，經(jīng)濟(jì)價值很高，是一種營養(yǎng)豐富的作物。由蠶豆制作的食品、副食品和調(diào)味品等品種繁多，深受群眾喜愛[2]。馬鈴薯（Solanlum tuberosum）為一年生草本塊莖植物。青海是馬鈴薯的適生區(qū)，以品質(zhì)好、薯塊大、病蟲少、單產(chǎn)高而聞名，具有很強(qiáng)的市場競爭力[3]。由于馬鈴薯是喜涼作物和避災(zāi)作物，在抗旱保收、糧菜飼兼用等方面優(yōu)于其他作物，又有加工企業(yè)帶動，使其種植面積逐年增加，出現(xiàn)快速增長的趨勢，已成為淺腦山區(qū)農(nóng)民的主要創(chuàng)收作物[4]。

谷類和豆類作物間作對于糧食生產(chǎn)的可持續(xù)性具有重要意義。間套作是中國農(nóng)民在長期生產(chǎn)實踐中逐步認(rèn)識和掌握的一項耕作措施，也是中國傳統(tǒng)精耕細(xì)作農(nóng)業(yè)的重要組成部分。間套作相對于單作具有糧食相對穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)[5，6]，提高耕地復(fù)種指數(shù)[7]，減少肥料投入，能更有效利用有限的資源[8]，投資風(fēng)險小而且產(chǎn)值穩(wěn)定，防止土壤流失[9]，防止病蟲害和抑制雜草[10]等優(yōu)點。與單作相比，間作具有的這些優(yōu)勢已在玉米與大豆[11]、小麥與大豆[12]、小麥與玉米[13]等多種間作體系中證實。蠶豆與馬鈴薯間作可以充分利用光熱和水肥資源，二者合理間作能發(fā)揮豆茬的肥田效應(yīng)，減少病蟲害的發(fā)生，提高農(nóng)田的產(chǎn)出效益。本試驗考察了不同的間作模式對蠶豆形態(tài)指標(biāo)及產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的影響，以期為今后發(fā)展蠶豆、馬鈴薯機(jī)械化間作模式體系提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗材料

供試馬鈴薯品種為青薯168，供試蠶豆品種為青蠶12，均由青海省農(nóng)林科學(xué)院提供。

1.2試驗設(shè)計

試驗分成邊行比較試驗和蠶豆與馬鈴薯間作模式的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益試驗。蠶豆與馬鈴薯的間作模式為單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，共設(shè)6個處理，分別為6行蠶豆+2壟馬鈴薯（A）、6行蠶豆+3壟馬鈴薯（B）、8行蠶豆+2壟馬鈴薯（C）、8行蠶豆+3壟馬鈴薯（D）、12行蠶豆單作（CK1）、4壟馬鈴薯單作（CK2）。邊行比較試驗是在12行蠶豆單作處理中進(jìn)行，選取緊挨馬鈴薯單作的4行蠶豆，由外向內(nèi)分別命名為邊一行、邊二行、邊三行和邊四行。

試驗于2012年4—10月在青海省循化縣尕愣鄉(xiāng)修藏村進(jìn)行，海拔2 341 m，北緯35°52′33″，東經(jīng)102°42′08″。試驗地前茬作物為油菜，秋翻后冬灌，返春后耙耱整地，播種前施用優(yōu)質(zhì)農(nóng)家肥60 000 kg/hm2、磷酸二銨150～225 kg/hm2、尿素75～113 kg/hm2、氯化鉀150～195 kg/hm2作底肥。4月25日播種蠶豆，5月7日種植馬鈴薯，10月11日收獲。3次重復(fù)。小區(qū)長15 m，不等寬，蠶豆行距30 cm，株距10 cm；馬鈴薯行距35 cm，壟距120 cm，株距40 cm，三角形雙行覆膜種植。

1.3測定指標(biāo)及方法

1.3.1溫度和相對濕度用干濕球溫度表測定蠶豆不同邊行的地表溫度和濕度。在蠶豆生長的不同生育期于上午10：00～11：00測量，直接得到地表的溫度，查閱干濕度對照表，計算出田間地面的相對濕度。

1.3.2株高、有效穗數(shù)、根瘤數(shù)和產(chǎn)量構(gòu)成因子在蠶豆4個邊行中隨機(jī)選擇一株開始測量株高（在盛花期測量）和有效分枝數(shù)（在收獲期測量），連續(xù)測量10株，記錄數(shù)據(jù)。在終花期每邊行選取5株測定根瘤數(shù)，在成熟期對各產(chǎn)量因子進(jìn)行測定。

1.3.3產(chǎn)量按照試驗設(shè)計的各個處理蠶豆的寬度，選取2 m長進(jìn)行收獲計產(chǎn)，得到小區(qū)產(chǎn)量，然后折算成每公頃產(chǎn)量。馬鈴薯各處理產(chǎn)量也按照蠶豆的計產(chǎn)方法完成。經(jīng)濟(jì)效益則由蠶豆和馬鈴薯的產(chǎn)量以及市場價格來確定。

1.4數(shù)據(jù)分析

應(yīng)用Excel 2003和DPS V6.55軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2結(jié)果與分析

2.1蠶豆的生育期

蠶豆于4月25日播種，5月28日出苗，7月1日現(xiàn)蕾，7月20日初花，8月3日盛花，8月19日終花，9月10日成熟，10月11日收獲。

2.2邊行比較試驗結(jié)果

2.2.1蠶豆不同邊行的地表溫度和相對濕度由圖1、圖2可知，出苗期蠶豆4個邊行的地表溫度和相對濕度相同。原因是苗期蠶豆苗沒有封壟，各邊行受到的光照、通風(fēng)透光條件相同。之后各生育期各邊行所處空間地表溫度和相對濕度出現(xiàn)差異，邊一行地表溫度隨著生育期的進(jìn)行先升后降，邊二行、邊三行、邊四行的地表溫度隨生育期的進(jìn)行先降后升再降，各邊行地表溫度在終花期達(dá)到最高；地表相對濕度隨著生育期的進(jìn)行先增后降，在終花期達(dá)到最大。邊行的溫度和相對濕度整體表現(xiàn)出由外向內(nèi)地表溫度越來越低、相對濕度越來越高的規(guī)律。因為隨著蠶豆生育進(jìn)程的進(jìn)行，植株高度增加，營養(yǎng)體增大，葉片對地面有遮陰的作用，到成熟期后遮陰效果逐漸減小。

在盛花期，各蠶豆邊行的溫度差異最大，選取此生育期進(jìn)行差異顯著性分析，結(jié)果如表1所示。由表1可以看出，邊一行的地表溫度最高，各邊行之間地表溫度差異均達(dá)極顯著水平。邊四行的地表相對濕度最大，與邊三行差異不顯著，與邊一行、邊二行差異達(dá)顯著或極顯著水平。

2.2.2蠶豆不同邊行的株高及有效分枝數(shù)對不同邊行蠶豆株高和有效分枝數(shù)進(jìn)行多重比較，結(jié)果見表2。由表2可以看出，邊四行的株高最高，與邊三行差異不顯著，與邊二行、邊一行差異極顯著；蠶豆邊一行的有效分枝數(shù)最多，與邊二行差異不顯著，與邊三行、邊四行差異極顯著。說明蠶豆邊行越靠近馬鈴薯其株高越低，有效分枝數(shù)越多。

2.2.3蠶豆不同邊行的根瘤數(shù)從表3可以看出，在蠶豆終花期，蠶豆邊一行的總根瘤數(shù)最多，且表現(xiàn)出離馬鈴薯越遠(yuǎn)根瘤數(shù)越少的規(guī)律。邊一行的根瘤區(qū)域分布廣且分布集中，邊二行分布區(qū)域變小，邊三行、邊四行分布變分散。邊一行粉紅色根瘤（有效根瘤）占的比例最高，邊二行次之，邊四行最小。無論是根瘤大小、根瘤分布還是有效根瘤數(shù)，均表現(xiàn)出明顯的邊行效應(yīng)，且越靠近馬鈴薯的邊行表現(xiàn)越好。

2.2.4蠶豆不同邊行的產(chǎn)量構(gòu)成因子由表4可以看出，蠶豆邊一行的單株莢數(shù)最多、單株產(chǎn)量最高，與邊二行差異顯著，與邊三行、邊四行差異極顯著；蠶豆邊一行的每莢粒數(shù)最多，與邊四行差異顯著；蠶豆4個邊行的百粒重之間差異不顯著。蠶豆單株莢數(shù)和單株產(chǎn)量均表現(xiàn)出顯著的邊行效應(yīng)，且均表現(xiàn)出邊一行>邊二行>邊三行>邊四行的規(guī)律，即越靠近馬鈴薯的邊行其單株莢數(shù)和單株產(chǎn)量越高。

2.3蠶豆與馬鈴薯不同間作模式的產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)效益

由表5可以看出，各蠶豆與馬鈴薯間作模式中，8行蠶豆+3壟馬鈴薯間作模式（處理D）的總產(chǎn)量最高，與其他處理均存在顯著或極顯著差異，且純收入也最高，達(dá)到21 790元/hm2；6行蠶豆+3壟馬鈴薯（處理B）、8行蠶豆+2壟馬鈴薯（處理C）間作模式的純收入也均比單作蠶豆、單作馬鈴薯的純收入有所增加，6行蠶豆+2壟馬鈴薯（處理A）間作模式的純收入比單作馬鈴薯稍少，但比單作蠶豆高。

3結(jié)論

研究通過對靠近馬鈴薯的蠶豆邊行進(jìn)行了邊行比較試驗，結(jié)果表明，蠶豆邊行越靠近馬鈴薯溫度越高，有效分枝數(shù)越多，根瘤越多且大，根瘤分布越廣越密集，有效根瘤越多，且單株莢數(shù)與單株產(chǎn)量也越高，而株高和地表相對濕度降低。

通過對蠶豆與馬鈴薯不同間作模式的產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行比較，結(jié)果表明，8行蠶豆+3壟馬鈴薯間作模式的馬鈴薯與蠶豆的總產(chǎn)量和純收入最高。依據(jù)靠近馬鈴薯的蠶豆的邊行效應(yīng)結(jié)果，究其原因可能是馬鈴薯與蠶豆高矮搭配，改善了蠶豆的地表溫度、通風(fēng)條件等環(huán)境因素，從而加速了蠶豆生物量的增長，提高了授粉受精率，致使蠶豆單株莢數(shù)、每莢粒數(shù)增加，從而使產(chǎn)量增加，經(jīng)濟(jì)效益增加。

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