豫東棉田不同間作模式的產量與經濟效益比較

摘要：在豫東棉區采用甘薯、芝麻、花生、糯玉米與棉花間作和棉花單作，分析不同間作模式的產量和經濟效益。結果表明，棉花/糯玉米和棉花/芝麻間作對棉花生長的影響較早（6月9日、7月9日），至盛花期（8月8日）棉花株高分別比棉花單作增加17.03 cm和13.94 cm（P<0.01），伏桃較棉花單作分別減少6.60個/株和8.83個/株（P<0.01）；與棉花單作相比，棉花/花生間作的年總產值增加14 909.5元/hm2，純收入增加11 224.4元/hm2，光能利用率提高25.01%，棉花/芝麻間作的年總產值增加14 352.8元/hm2，純收入增加11 936.6元/hm2，光能利用率提高7.02%，具有明顯的間作優勢。

關鍵詞：棉花；間作；產量；效益；光能利用率

中圖分類號：S344.2；S562 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）22-5764-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.22.010

Research on Yield and Economic Benefit of Different Intercropping Patterns

in Cotton Field of Yudong Plain

LIU Wei-xing1，ZHANG Jin-bao2，ZHANG Feng-ye1，HE Qun-ling1，MIAO You-shun1，WU Ji-hua1

（1.Shangqiu Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Shangqiu 476003，Henan，China；

2.Institute of Cotton，Henan Institute of Science and Technology，Xinxiang 453003，Henan，China）

Abstract：A field experiment was conducted in Yudong Plain to investigate the effects of intercropping patterns on cottonyield and economic benefit. Cropping patterns included cotton/sweet potato， cotton/sesame， cotton/peanut， cotton/waxy cornintercropping and cotton monoculture. The results showed that effect of cotton/waxy corn and cotton/sesame intercropping on the growth of cotton was earlier（June 9， July 9）， during full-blooming stage（August 8）， cotton plant height under intercropping systems of cotton/waxy corn and cotton/sesame was higher than cotton monoculture by 17.03 cm and 13.94 cm（P<0.01）， the summer boll number per plant was lower by 6.60 bolls and 8.83 bolls（P<0.01）. Compared with monoculture cotton， the cotton/peanut intercropping could increase annual total output value by 14 909.5 yuan/hm2， net income increased by 11 224.4 yuan/hm2，and light use efficiency by 25.01%，the cotton/sesame intercropping could increase annual total output value by 14 352.8 yuan/hm2，net income increased by 11 936.6 yuan/hm2， and light use efficiency by 7.02%， respectively，indicating a significant yield advantage.

Key words： cotton； intercropping； yield； economic benefit； light use efficiency

豫東地區是河南省棉花最適宜種植區之一[1]，在全省棉花生產中占有重要地位，棉花也是當地農民經濟收入的主要來源。隨著勞動力轉移、糧棉比價降低等影響，棉花種植面積持續萎縮，特別是近年來，國家對糧食生產的大力扶持，致使該區糧棉爭地矛盾日益突出，棉花種植下滑加速[2]。發展棉田間作種植可有效緩解棉花與糧食及其他作物的爭地矛盾，增加棉田整體收益[3]。相關研究表明，棉田間作可有效提高養分的吸收與利用、改善棉花品質、控制病蟲害發生、增加農作物產量等[4-10]。同時，在缺水地區發展棉田間作種植，可維持田間水分周年平衡，對地下水資源起到較好的生態補償作用[11]。

豫東地區溫光條件充足，發展棉田間作種植潛力較大，單作棉花已被間套種植取代，但主要為麥棉、瓜棉套種，模式較為單一。本試驗在前人研究的基礎上，通過不同棉田間作模式的產量、效益探討，旨在建立合理的棉田多熟復種模式，為區域棉花生產提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2014年在商丘市農林科學院雙八試驗示范中心進行（商丘市梁園區雙八鎮）。試驗示范中心海拔53 m，年平均日照時數2 204.4～2 247.6 h，無霜期207～214 d，年平均氣溫13.9～14.3 ℃，年平均積溫（≥10 ℃）為4 187～5 155 ℃，年降水量686.5～872.9 mm。供試土壤為黃潮土類黏土土質，耕層土壤（0～20 cm）的主要肥力指標為：有機質14.10 g/kg、水解氮（N）71.24 mg/kg、速效磷（P2O5）36.01 mg/kg、速效鉀（K2O）145.02 mg/kg。

供試棉花品種為百棉985，甘薯品種為商薯9號，芝麻品種為鄭芝12號，花生品種為商花5號，糯玉米品種為鄭黑糯2號。

1.2 試驗設計

試驗設4種間作組合和棉花單作，分別為棉花/甘薯、棉花/芝麻、棉花/花生、棉花/糯玉米間作和棉花單作。播前基施復合肥（15-15-15）750 kg/hm2。設3次重復，共15個小區，隨機區組排列。棉花于4月24日播種，間作作物4月25日播種（移栽）。

試驗小區長4 m，寬6 m，種植3個間作組合帶，每個間作帶寬2 m，種植2行棉花，棉花寬行距1.5 m，窄行距0.5 m，株距0.25 m，在寬行中間作2行其他作物，間作作物行距0.4 m，距棉花0.55 m；間作甘薯株距0.45 m，間作芝麻株距0.2 m，間作花生株距0.2 m，間作糯玉米株距0.3 m；單作棉花等行距種植，行距1 m，株距與間作時相同。

1.3 數據調查

每小區選中間一帶為取樣點，每帶定點連續10株為調查株，于棉花齊苗后調查株高（5月10日），以后每30 d調查1次，直至棉花吐絮。分別于7月15日、8月15日和9月15日調查棉花成鈴數，統計伏前桃、伏桃和秋桃。7月22日收獲鮮食糯玉米并計數，8月30日收獲甘薯（鮮重）、芝麻和花生（鮮重）后稱重，棉花于11月10日收獲計產截止。間作作物收獲后及時去除秸稈并平鋪于行間。

1.4 計算方法

光能利用率（E）是表示一年內單位面積上所有作物固定的能量與同期投入該面積上的太陽輻射能之比，公式為E=∑△Wi×4.25/∑S（公式1），式中，E為光能利用率（%）；△Wi為單位面積干物質量（g）；∑△Wi為收獲的n茬作物單位面積的總干物質量；4.25為能量轉換系數，指每形成1 g物質所需的能量；∑S為全年投射到復合群體的太陽有效輻射能（kJ）[12，13]。以各作物的經濟產量和經濟系數為依據，根據試驗區年平均太陽總輻射量438.859 kJ/cm2[14]，能量生物輻射系數按0.45折算，得出各種植模式光能利用率。

土地當量比（LER）是衡量間混作比單作增產程度的一項重要指標，公式為LER=（Yic/Ysc）+（Yic1/Ysc1）（公式2）。式中，Yic和Yic1分別為間作中棉花和間作作物的產量，Ysc和Ysc1分別為該作物單作時的產量[8]。若LER大于1，即表示間作比單作具有優勢。

2 結果與分析

2.1 不同棉田間作模式對棉花農藝性狀的影響

2.1.1 對株高的影響 由表1可知，不同間作模式下棉花苗期株高差異不顯著，進入現蕾期（6月9日）后，棉花/糯玉米間作模式棉花株高較棉花單作分別高6.72、13.04、17.03、14.67 cm，差異均達極顯著水平。芝麻對棉花株高的影響相對較晚，至棉花開花期（7月9日）后，棉花/芝麻間作模式棉花株高較棉花單作分別高7.62、13.94、12.86 cm，差異達極顯著水平。棉花/甘薯、棉花/花生間作模式棉花株高與棉花單作相比無顯著差異。隨間作作物株高的增加，對棉花株高的影響逐漸增加。

2.1.2 對“三桃”的影響 由表2可知，不同棉田間作模式的伏前桃差異不顯著。棉花/花生間作的伏桃較棉花單作減少1.40個，差異不顯著；棉花/芝麻、棉花/糯玉米、棉花/甘薯間作的伏桃較棉花單作分別減少8.83、6.60、3.60個，差異達極顯著水平。4套間作模式除棉花/花生間作外的秋桃個數與棉花單作相比差異均達極顯著水平，以棉花/糯玉米間作的秋桃最多，較最低的棉花單作多1.14個。間作作物的植株高度直接影響棉花伏桃和秋桃的結鈴數，間作作物越高，棉花伏桃越少，相應的秋桃比例增加。

2.2 不同棉田間作模式的產量和經濟效益比較

由表3可知，棉花/糯玉米、棉花/芝麻、棉花/甘薯、棉花/花生間作的棉花子棉產量分別較棉花單作減產1 193.4、1 208.7、818.9、603.1 kg/hm2，差異達極顯著水平，而4套間作模式的年總產值分別比棉花單作增加11 673.1、14 352.9、13 060.6、14 909.4元/hm2，年純收入分別增加9 832.8、11 936.6、7 620.9、11 224.4元/hm2。棉花與不同作物間作，可導致棉花減產，隨間作作物株高的增加，減產幅度增大，而總產值和純收入均高于棉花單作，有利于實現增產增收。

2.3 不同棉田間作模式的光能利用率和土地當量比

根據表3中各作物的產量及各作物的經濟系數和折干率，經公式1、公式2可折算出5套栽培模式的光能利用率和土地當量比（表4）。由表4可知，不同棉花間作模式的光能利用率有明顯差異，其中棉花/花生>棉花/糯玉米>棉花/甘薯>棉花/芝麻>棉花單作，4種棉花間作模式的光能利用率分別較棉花單作提高了25.01%、20.11%、13.85%、7.02%，表明棉花間作復合群體可有效提高光能利用效率。棉花/甘薯、棉花/芝麻、棉花/花生和棉花/糯玉米間作時的土地當量比分別為1.02、1.28、1.33和1.17，說明棉花與甘薯、芝麻、花生和糯玉米間作時，具有明顯的間作優勢。

3 小結與討論

棉花價格低迷，棉農收益減少，為獲取更多的土地產出，各種棉田間套模式被廣泛應用，主要有棉菜、棉藥、棉果、棉油和棉糧（飼）等類型[15-19]，不同作物間作，在光、熱、水、肥等資源的吸收利用中具有較強的互補競爭作用[20]，合理的作物搭配可增強互補作用，降低競爭作用，從而充分發揮間作產量優勢。棉花與高稈作物玉米、芝麻等間作，棉花受高稈作物爭光遮陽影響，易發生徒長，且隨間作作物株高的增加，對棉花株高的影響逐漸增加，這與黃齊等[13]的研究結果相似。同時，受間作高稈作物影響，棉花發育延遲，中下部果枝質量差，蕾鈴脫落率高，從而使伏桃減少，而上部果枝生長過旺，秋桃比例增加。

棉田間作可充分利用土地資源，使作物布局多樣化，提高抵御自然災害及市場價格多變的能力。選用適宜本地區的間作種植模式，也是實現農業增產、農民增收的主要途徑。本研究表明，棉花與不同作物間作，雖可導致棉花不同程度的減產，但年總產值和純收入均高于棉花單作，其中棉花/花生間作的年總產值和純收入分別較棉花單作增加14 909.4元/hm2和11 224.4元/hm2，棉花/芝麻間作的年總產值和純收入分別較棉花單作增加14 352.9元/hm2和11 936.6元/hm2；4種棉田間作模式的光能利用率分別較棉花單作提高7.02%～25.01%，土地當量比在1.02～1.33之間，具有明顯的間作優勢，可在該地區推廣應用。

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