玉米間作綠豆或紅小豆的經濟效益分析

門洪文，郭守鵬，朱 利，康振強，王寶國

(濟南市農業科學研究院，山東濟南 250316)

間套作是我國傳統農業生產中常用的一種種植方式。間套作系統通過合理配置作物群體，使作物高矮分層、相間成行，改善作物的通風透光條件，提高對光、熱、水、肥的利用率，以實現最佳的經濟和生態效益。玉米與綠豆或紅小豆間作是我國常見的一種種植模式。在我國農業生產中發揮了重要作用。

玉米與綠豆、紅小豆間作時，產量與農藝性狀均會互相影響。馬秀杰[1]研究表明，綠豆與玉米間作單株莢數和莢粒數均少于綠豆單作，單株產量減少20.6%。李培等[2]研究表明，紅小豆株高、主莖分枝、主莖節數、莢長、莢粒數以及百粒重變化均不大，而單株莢數和產量隨著種植密度增加呈拋物線變化。蔡麗麗[3]通過6個不同處理的綠豆和玉米間作試驗，得到了綠豆和玉米間作最大經濟效益的間作比例是2∶1。閆峰等[4]研究表明，綠豆與玉米的間作比例為6∶4時復合群體的總經濟效益最高；綠豆與玉米間作，邊際效應使玉米的一些農藝性狀得到改善，而綠豆的一些性狀減弱。劉振興等[5]認為小豆玉米間作最佳的種植模式為2行玉米4行小豆，小豆的種植密度為13.5萬株/hm2。張春明等[6]研究表明，5∶3的小豆-玉米間作模式收益最高，達31 378元/hm2。

李少明等[7]認為，玉米、豆類間作模式下玉米能從豆類作物的根際中獲得部分氮。李淑敏等[8]認為玉米菌根所形成的菌絲橋有利于豆類作物對磷的吸收。田耀加等[9]認為間作生境中捕食性天敵蜘蛛和瓢蟲類群的個體數量均明顯增加，間作綠豆對甜玉米田具有一定的控害增益作用。房增國[10]研究表明間作能顯著增加蠶豆籽粒產量，促進蠶豆對氮、磷的吸收，對成熟期玉米氮、磷吸收影響不大。黨晶晶等[11]認為豆科植物通過與雜草的空間競爭，對玉米田中經常發生的雜草馬唐、牛筋草、反枝莧、馬齒莧等具有明顯的控制效果，并對玉米有一定的增產作用。

長期以來，玉米與豆科作物，尤其是大豆等的間作受到高度重視，但是對玉米與綠豆、紅小豆在相同條件下間作的研究較少。為了研究比較玉米與綠豆或紅小豆在相同種植模式下的經濟效益，筆者于2017年進行了玉米與綠豆、玉米與紅小豆不同種植模式的對比試驗，以期篩選出適宜山東內陸地區玉米與綠豆或紅小豆的最佳間作模式，使農民實現增收。

1 材料與方法

1.1試驗地概況試驗于2017年夏季在山東省濟南市農業科學研究院試驗地進行，該地年平均氣溫14.7 ℃，年平均降水量671.1 mm，年日照時數2 616.8 h。6—9月降雨量為509.4 mm。土壤類型為壤土，土壤有機質含量19.21 g/kg，全氮含量1.20 g/kg，水解氮243 mg/kg，速效磷0.155 mg/kg，pH 7.5。

1.2試驗材料玉米品種選擇鄭單958，購買于北京德農種業有限公司；綠豆品種選擇濰綠7號，引自濰坊市農業科學研究院；紅小豆品種為冀紅16，引自河北省農林科學院。

1.3試驗設計與田間管理試驗采用隨機區組設計，小區面積為8.0 m×2.4 m，行距60 cm，每個小區播種4行作物，間作處理2個邊行播種玉米，中間2行播種綠豆或紅小豆，每個處理設3個重復。為了便于機械化播種及收獲，所有處理均設置等行距播種，行距60 cm。試驗地的田間管理均與大田生產相同。試驗共設8個處理如下：

處理①：玉米6.75萬株/hm2+綠豆5.55萬株/hm2。玉米株距12.5 cm，綠豆株距15 cm，2行玉米之間播種2行綠豆，60 cm等行距種植。

處理②：玉米3.375萬株/hm2+綠豆5.550萬株/hm2。玉米株距25 cm，綠豆株距15 cm，2行玉米之間播種2行綠豆，60 cm等行距種植。

處理③：玉米6.75萬株/hm2+紅小豆5.55萬株/hm2。玉米株距12.5 cm，紅小豆株距15 cm，2行玉米之間播種2行紅小豆，60 cm等行距種植。

處理④：玉米3.375萬株/hm2+紅小豆5.550萬株/hm2。玉米株距12.5 cm，紅小豆株距15 cm，2行玉米之間播種2行紅小豆，60 cm等行距種植。

處理⑤：玉米6.75萬株/hm2。株距25 cm，60 cm等行距種植。

處理⑥：玉米13.50萬株/hm2。株距12.5 cm，60 cm等行距種植。

處理⑦：綠豆11.10萬株/hm2。株距15 cm，60 cm等行距種植。

處理⑧：紅小豆11.10萬株/hm2。株距15 cm，60 cm等行距種植。

在玉米收獲期從每小區選取10 株玉米，調查株高、穗位高、基部節間粗等指標，并按小區收獲計產。在綠豆和紅小豆成熟期從每小區選取10 株綠豆，調查株高、主莖分枝、單株莢數、莢長、莢粒數、產量。

1.4數據處理采用SPSS和Microsoft Excel 2007進行數據統計分析。

2 結果與分析

2.1不同種植模式對玉米農藝性狀及產量的影響合理間作和適當的種植密度是間作復合體系獲得高產的前提。由表1可知，在不同的種植模式下，處理②基部節間最粗，而處理⑥基部節間最細，其余處理基部節間差異不顯著。從穗位高度和株高來看，處理②和④均低于其他處理，處理⑥最高，為111.4和235.7 cm，無論何種種植模式，玉米株高和穗位高度均隨密度增加而升高。從千粒重來看，處理①和⑤千粒重最高，其他處理千粒重較低且各處理之間差異不顯著。從產量來看，處理⑤產量最高，達到7 243.5 kg/hm2，而處理⑥產量為6 931.5 kg/hm2，低于處理⑤，但二者差異不顯著，分析原因可能是在6.75萬株/hm2的密度條件下，玉米田間通風透光條件較好，而在13.50萬株/hm2的密度下玉米生長郁閉，導致植株較高且莖稈細弱，植株較空棵率和倒伏率上升，產量下降。在間作處理的條件下，處理①產量最高，達6 567.0 kg/hm2，其余3個間作處理均顯著低于處理①。

表1 不同種植模式對玉米產量及農藝性狀的影響

注：同列數據后不同小寫字母表示處理間在0.05水平差異顯著

Note： Different lowercases in the same column indicated significant differences at 0.05 level

2.2不同種植模式對綠豆、紅小豆農藝性狀及產量的影響由表2可知，從株高上看，紅小豆顯著高于綠豆，與玉米間作之后，綠豆株高顯著增加；且玉米密度越大，綠豆株高增加越多，而紅小豆株高隨玉米密度增加呈上升趨勢。綠豆和紅小豆單作時，分枝最多，單株莢數最多，豆莢最長，莢粒數也最多，紅小豆與玉米間作時，主莖分枝、單株莢數顯著減少，而莢長和莢粒數相差不大；綠豆與玉米間作時，主莖分枝、單株莢數略有降低，各處理之間莢長和莢粒數差距不明顯。處理⑦單作時，綠豆產量最高，達到1 819.5 kg/hm2，顯著高于間作時的綠豆產量。處理⑧單作時，紅小豆產量最高，達到1 408.5 kg/hm2，顯著高于間作時紅小豆的產量。

2.3不同種植模式的經濟效益分析農業生產在滿足人類食物需求的同時，對農民增收起到至關重要的作用。通過對不同間作模式的產出效益進行分析，能有效的為農業生產提供借鑒。隨著農業供給側結構的改革，普通玉米價格維持在較低價位，而雜糧生產逐步受到重視，通過查詢市場上玉米、綠豆以及紅小豆的價格，得出了不同種植模式的經濟效益。由表3可知，按2017 年玉米2元/kg、綠豆9元/kg，紅小豆9元/kg的價格來分析各種植模式的經濟效益，結果表明無論是玉米單作或者是綠豆、紅小豆單作其經濟效益均不是最高的。通過計算可得，玉米6.75萬株/hm2+綠豆5.55萬株/hm2的經濟效益最高，較玉米單作增效26.9%，較綠豆單作增效12.3%。在玉米與綠豆間作模式中，雖然玉米的產量以及相關農藝性狀有所下降，但通過復合群體結構的合理布局與調整，增收綠豆的產量彌補了玉米產量降低造成的經濟損失，在整體上提高了單位面積的經濟效益。在玉米與紅小豆間作模式下，玉米產量顯著低于玉米單作的產量，而且紅小豆在間作模式下產量極低，可能原因是紅小豆冀紅16莖稈較長，間作造成田間通風透光條件急劇惡化，導致營養生長旺盛、生殖生長受到影響。

表2 不同種植模式對綠豆、紅小豆產量及農藝性狀的影響

注：同列數據后不同小寫字母表示處理間在0.05水平差異顯著

Note： Different lowercases in the same column indicated significant differences at 0.05 level

表3 不同種植模式經濟效益對比

3 結論與討論

與玉米、綠豆單作的種植模式相比，玉米間作綠豆的種植模式通過犧牲部分玉米的產量為代價，增加一茬綠豆，從而在整體上達到了增效的目的。在玉米與綠豆、紅小豆間作的種植模式中，玉米減產程度顯著低于綠豆、紅小豆的減產程度，這是因為玉米在間作種植模式中，通過合理增加株距維持了玉米生產的適宜密度，且玉米根系較發達，株高為綠豆株高的4～6倍，為紅小豆株高的2～3倍，在對光、熱、水、肥等因素的吸收中處于優勢地位。由于玉米對綠豆、紅小豆植株的生長產生嚴重的陰蔽作用，極大影響了綠豆和紅小豆的光合作用，導致綠豆和紅小豆莖稈徒長、細弱，分枝少，結莢少。紅小豆對光照的敏感度更高，因此間作導致紅小豆產量急劇降低，間作效果低于玉米、紅小豆單作的效果。

綠豆、紅小豆與玉米間作是山東省內陸地區玉米和綠豆、紅小豆生產中一種典型的種植方式。該研究是在總結了多年來玉米與綠豆、紅小豆間作的經驗進而開展的。試驗結果表明，在相同的地理條件及合理的田間管理措施下，玉米間作綠豆的種植模式能夠通過合理配置復合群體的結構，充分挖掘出綠豆和玉米各自的生產力，進而實現較高的綜合效益。隨著我國種植業結構調整，玉米單作效益越來越低，玉米間作豆類作物能有效提高經濟效益、保障農民收入。由于試驗條件限制，該試驗對玉米間作綠豆、紅小豆進行了初步探索，對玉米間作綠豆、紅小豆的一些適宜品種、適宜密度以及大田管理技術仍需要不斷地完善和細化。

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