木薯與紅籽瓜間套種模式研究及效益分析

陳海生 何文 楊海霞 梁振華 張秀芬 郭素云 劉連軍 黎萍 盧美瑛 李恒銳

摘? ? 要：為探究最優的木薯與紅籽瓜間套種模式及其經濟效益，試驗設5個處理，即3個不同間套種處理及2個純種處理，并綜合分析了土壤理化性狀、主要農藝性狀、產量品質及經濟效益。結果表明，間套種模式的土壤養分含量和土壤酶活性要優于單作;以T2處理（2行紅籽瓜之間種植3行木薯）綜合表現最優，木薯單株薯質量達（5.21±0.05）kg，塊根淀粉含量達（31.98±0.45）%，紅籽瓜種仁蛋白質含量達（37.42±0.31）g·kg-1;經濟效益總利潤達57 711.8元·hm-2。在間套種模式下，以T2處理間套種模式最合理，經濟效益最高。

關鍵詞：紅籽瓜;木薯;間套種;經濟效益

Abstract： In order to explore the optimal intercropping model and economic benefits between cassava and red seed melon， five different treatments were carried out， including three different intercropping treatments and 2 control groups， the soil physicochemical characters， main agronomic traits， yield quality and economic benefits were analyzed. The results showed that the soil nutrient content and enzyme activity of the intercropping model were better than those of the monoculture. The T2 treatment of "2 rows red seed melon planted with 3 rows cassava" exhibited the best comprehensive characters. The single plant weight of cassava was up to 5.21 kg， the starch content of roots was 31.98%， and the protein content of seeds in red seed watermelon fruit reached to 37.42 g·kg-1. Furthermore， the economic benefit reached to 46 292.8 yuan·hm-2. In the intercropping mode， T2 test was the best mode and showed the highest economic benefit.

Key words： Red- seed edible seed watermelon;Cassava;Intercrop;Economic benefit

作物間套種可以通過改變土壤濕度、土壤養分狀況、物理性狀等因子， 進而導致土壤化學性質、微生物和酶活性等的變化， 改善根際微生態和提高土壤質量， 促進作物生長發育[1-3]。紅籽瓜是廣西傳統名牌土特產，有較強的地域性和產品特色優勢，經濟效益較高，平均667 m2產值3 000元，且是一種優質的植物蛋白資源及植物油資源[4]，在西南地區廣泛種植。隨著我國能源需求快速的增長和《關于擴大生物燃料乙醇生產和推廣使用車用乙醇汽油的實施方案》的頒布，利用木薯根塊淀粉生產酒精成為我國生物質能源產業發展的重要途徑。廣西是木薯種植和生產第一大省份，種植面積和產量均占全國60%左右。但近年來，由于木薯種植經濟效益低，農戶農業經濟輸入減少，降低了木薯種植的積極性，導致木薯種植面積逐年減少[5]。因此，研究木薯與紅籽瓜間套種模式及效益分析，對當前廣西木薯產業的發展具有重要意義。近年來，木薯間套種模式得到了國內研究者的廣泛關注，例如木薯與花生、西瓜、大豆、穿心蓮、黃花菜、甘薯等[6-12]套種模式，大多數研究者均認為木薯間作套種高效栽培模式，不僅提高土地利用率，增加復種指數，而且能有效增加木薯種植的經濟效益，提高農民收入，有利于木薯產業的可持續發展[13-15]。其中，李春光等[16]通過對西瓜和木薯間套種栽培模式的研究，得出此模式凈收入為純種木薯的3.1倍;廖浩培等[17]調查發現，香瓜、毛節瓜套種木薯的凈收入分別是純種木薯的4.7倍和4.9倍。目前木薯與紅籽瓜間套種模式研究較少，特別是間套種后對土壤理化性狀方面的研究更少，大多集中在其經濟效益研究方面，因此開展木薯與紅籽瓜間套種模式研究及效益分析具有重大意義。通過對木薯與紅籽瓜間套種模式的土壤理化性狀、主要農藝性狀及品質進行測定，并結合相應的經濟效益開展綜合評價，探究最優的木薯與紅籽瓜間套種模式，為廣西木薯產業的發展提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

木薯品種為‘桂墾09-11，由廣西南亞熱帶農業科學研究所選育并提供;紅籽瓜為當地品種，購于龍州縣農資交易市場。

1.2 方法

試驗于 2016年在廣西南亞所東北三區試驗基地進行，前茬作物為甘薯。試驗設5個處理，即T1處理：2行紅籽瓜間種4行木薯（紅籽瓜行株距5 m×0.6 m，1 hm2種植約3 335株;木薯行株距1 m×0.8 m，1 hm2種植約10 005株）;T2處理：2行紅籽瓜間種3行木薯（紅籽瓜行株距4 m×0.6 m，1 hm2種植密度約4 169株;木薯行株距1 m×0.8 m，1 hm2種植約9 380株）;T3處理：2行紅籽瓜間種2行木薯（紅籽瓜行株距3 m×0.6 m，1 hm2種植約5 558株;木薯行株距1 m×0.8 m，1 hm2種植約8 337株）;CK1處理：純種5行木薯（木薯行株距1 m×0.8 m，1 hm2種植約12 510株）、CK2處理：純種5行紅籽瓜（紅籽瓜行株距1.5 m×0.6 m，1 hm2種植約11 115株）。設3次重復，隨機區組設計，每小區面積60 m2。各處理紅籽瓜均種于畦面，木薯種于畦溝。基肥1 hm2施腐熟有機肥25 t、硫酸鉀復合肥450 kg;木薯于2月15日播種，將成熟種莖切成15 cm長的莖段，在壟溝內采用平放方式播種;紅籽瓜于3月5日播種，播種前對種子進行催芽處理，采用地膜種植，在蓋膜后打洞穴播，播后蓋種并堵嚴膜孔，每穴3粒種子，深度3 cm;4月15日進行中耕除草;8月15日進行追肥，1 hm2用復合肥（15-15-15）300 kg、硫酸鉀450 kg;紅籽瓜采收期為6月28日;木薯收獲期為12月18日。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 土壤理化性狀及酶活性測定 在收獲期采用傳統挖掘法，S形多點采集0～20 cm土壤混合，每個小區作為一個土壤樣品。堿解氮采用堿式擴散法測定，速效磷采用鉬銻抗比色法測定，速效鉀采用火焰光度計法測定，有機質采用重鉻酸鉀容量法（外加熱法）測定。過氧化氫酶活性采用高錳酸鉀滴定法測定（以0.1 mol·L-1 KMnO4計），脲酶活性采用苯酚鈉比色法測定，蔗糖酶活性采用二硝基水楊酸比色法測定，磷酸酶活性采用磷酸苯二鈉比色法測定[18～20]。

1.3.2 主要農藝性狀及品質測定 在紅籽瓜收獲期每小區隨機取10株測定主要農藝性狀，包括單株坐果數、單瓜質量、單瓜籽粒數、單瓜種子質量、種仁質量、千粒重等指標，紅籽瓜種仁蛋白含量采用半微量凱氏法測定，脂肪含量采用索氏提取法測定[21-23];在木薯收獲期每小區隨機取10株測定主要農藝性狀，包括株高、莖粗、單株結薯數、單株薯長、單株薯粗以及單株薯質量等指標，木薯塊根淀粉含量采用氯化鈣-旋光法測定，干物質含量采用烘干法測定[24-26]。

1.4 數據處理

采用Microsoft Office Excel 2007軟件對原始數據進行整理計算，采用DPS 7.05軟件對數據統計分析，數據均為均值±標準差。

2 結果與分析

2.1 不同間套種模式對土壤理化性狀的影響

從表1可知，間套種處理（即T1、T2、T3）各項土壤養分指標均優于單作處理（CK1、CK2）;以T2處理最優，各項指標均顯著高于其他處理。從表2可知，間套種處理各項指標均優于單作處理，其中過氧化氫酶、脲酶、磷酸酶活性以T2處理最高，分別為（11.66±0.41）、（0.34±0.01）、（26.65±0.21）mg·g-1·d-1;蔗糖酶活性以T1處理最高，為（3.67±0.02）mg·g-1·d-1，顯著高于其他處理。由此說明，在間套種模式下，土壤養分含量要優于單作，土壤酶活性也優于單作（圖1～2）。

2.2 不同間套種模式對木薯與紅籽瓜農藝性狀及品質的影響

從表3可知，木薯主要農藝性狀以T2處理綜合表現最優，莖粗、塊根直徑、塊根長度、單株薯質量指標顯著高于其他處理。T2處理的單株薯質量（5.21±0.05）g較CK1處理單株薯質量（4.52±0.14）g，增幅15.27%。以T3處理綜合表現最差，除莖粗、塊根直徑外其他指標均低于T1、T2、CK1處理。從表4可知，不同處理的紅籽瓜主要農藝性狀存在一定差異，其中T2處理的各項指標均高于其他處理，且差異顯著。對主要性狀指標單瓜種子質量、出仁率、產籽率進行比較，單瓜種子質量、出仁率（T2>T1>CK2>T3）、產籽率（T2>TI=CK2>T3）。

對5個不同處理進行品質測定。從表5可知，T2處理的木薯塊根干物質與淀粉含量，紅籽瓜種仁蛋白與脂肪含量最高。其中，T2處理的木薯塊根干物質含量（36.48±0.82）%較CK1（單作）干物質含量（35.36±0.24）%提高1.12個百分點，淀粉含量（31.98±0.45）%較CK1（單作）淀粉含量（30.57±0.83）%提高1.41個百分點，淀粉含量數值越高意味著塊根的品質和經濟效益越高。T2處理的紅籽瓜種仁蛋白質含量（37.42±0.31）%較CK2（單作）蛋白質含量（37.22±0.35）%提高0.2個百分點，脂肪含量（47.53±0.72）%較CK2（單作）脂肪含量（46.65±0.21）%提高0.88個百分點。

2.3 不同間套種模式經濟效益分析

從表6可以得出，以T2處理的經濟效益最高，間套種模式最合理。其中T2處理的木薯利潤達23 564.8元·hm-2，紅籽瓜利潤達34 147元·hm-2，總利潤達57 711.8元·hm-2，較T1處理的木薯利潤、紅籽瓜利潤及總利潤均增收較多;較T3處理的木薯利潤、紅籽瓜利潤及總利潤均增收更多;較CK1處理（純作木薯）、較CK2處理（純作紅籽瓜）的利潤更是大幅度提高。

2.4 各示范輻射區產量及經濟效益分析

通過關鍵技術集成，在崇左市龍州縣開展了木薯與紅籽瓜間套種模式試驗示范。示范基地和輻射區產量與經濟效益分別見表7～8。示范基地平均1 hm2總經濟效益可達73 334.5元;輻射種植區平均1 hm2總經濟效益可達57 261.8元。

2016—2017年，間套種模式獲得效益的變化主要來源于木薯和紅籽瓜的價格波動，2017年比2016年紅籽瓜1 kg價格下降2元，木薯1 kg價格下降0.06元，使間套種1 hm2總經濟效益下降2 600～5 600元。木薯效益和紅籽瓜效益比例也出現明顯差別，示范區紅籽瓜效益占總效益的比重從53.46%升高至55.07%，輻射區紅籽瓜效益占總效益的比重從56.54%升高至58.75%。這說明木薯間種紅籽瓜可以適當降低純種木薯的價格風險。

3 討論與結論

不同處理間土壤養分含量和土壤酶活性均存在一定差異，合理的間套種模式不僅可以提高土壤養分，還有助于增加土壤酶活性[27-29]。土壤酶活性受土壤溫度、水分、微生物、有機質等多種因素影響，前人對間作模式下土壤酶活性變化的情況報道不一。本研究結果發現，木薯間套種紅籽瓜有利于土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和過氧化氫酶活性的提高;匡石滋等[30]研究表明，香蕉間作（香蕉/大豆，香蕉/花生，香蕉/生姜）可提高土壤脲酶、堿性磷酸酶、蔗糖酶活性， 而過氧化氫酶活性低于單作香蕉;唐秀梅等[31]研究表明，木薯與花生套種可增加過氧化氫酶活性、降低脲酶活性;韋家少等[32]研究表明，土壤肥力和土壤酶活性均以間作膠園高于純作膠園;而這些研究說明間作模式下土壤酶活性變化因土壤酶類型、作物種類及間作模式的不同而異，相互作用的關系尚未明確。

木薯間套種紅籽瓜模式能有效改善土壤養分狀況，提升土壤質量，土壤中的堿解氮、速效磷、速效鉀、有機質含量都相應有所提高，與譚忠良等[33]研究結果一致，紅籽瓜套種林地土壤的礦質營養元素和有機質含量比不套種林地有較大幅度的提高。在示范區采用木薯與紅籽瓜間套種模式，大約比純種木薯增收250%，比純種紅籽瓜增收84%;在輻射區采用木薯與紅籽瓜間套種模式，大約比純種木薯增收177%，比純種紅籽瓜增收43%，與廖浩培等[17]、韋民政等[24]研究結果一致，木薯套種模式的經濟效益比純種木薯大幅度提高。

本研究結果表明，木薯套種紅籽瓜模式可以改善土壤質量，提高土壤速效養分含量和土壤酶活性，增加經濟效益，在間套種模式下，以T2處理間套種模式最合理，經濟效益最高。

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