玉米播期對宿根甘蔗套種玉米產量和土地復合產值的影響①

張 磊 巖 所 段雪甜 韓光煜 徐文果③ 王 艷 李榮佳

(1德宏州農業科學研究所 云南芒市678400;2云南農業大學植物保護學院 云南昆明650100;3德宏州農機推廣站 云南芒市678400;4勐養鎮農業綜合服務中心 云南梁河679200)

甘蔗是我國主要的糖料作物，我國在甘蔗收獲面積和總產方面均位列世界第三，僅次于巴西和印度［1]。廣東、廣西和云南是我國最重要的甘蔗主產區，其產糖量約占全國甘蔗糖產量的95%［2]。德宏州是云南省最大的糖料基地，蔗糖產業是德宏州的傳統支柱產業［3]。近年來，隨著耕地面積逐漸減少和蔗糖市場疲軟等因素，導致全州甘蔗種植面積持續下滑，已影響德宏經濟的持續穩定發展［4]。甘蔗種植行距較寬，而且前期生長緩慢，從下種至封行一般需要3～4月，造成大量光熱水肥資源浪費，蔗田雜草滋生［5]。甘蔗可與多種作物間套種，比如大豆［6]、馬鈴薯［7]、花生［8]、玉米［9]和蔬菜［10]等。合理的甘蔗間套種可以提高光合效率、改良土壤性狀、促進作物養分吸收、減輕病蟲害及田間雜草危害，從而提高作物產量、改善作物品質［11-12]。開展甘蔗間套種，可以有效緩解甘蔗與其他作物的爭地矛盾，對于穩定蔗糖產業，提高土地綜合效益，促進農業增產和農民增收具有重要意義。

甘蔗套種玉米是德宏州農業生產中廣泛采用的種植方式，但長期以來業界內一直存在爭議，認為甘蔗和玉米同屬禾本科高稈植物，種植在同一田塊中可能增加病蟲害，彼此蔭蔽影響產量，不應提倡。目前，已有不少學者對甘蔗間套種玉米的可行性、關鍵技術、作物得失及經濟效益分析進行了探討研究［9，13-18]。包家愛等［13]通過三年實踐證明，合理的間套種可以使甘蔗和玉米協調生長，提高土地復種指數，降低成本，提高經濟效益。岑華［14]將甘蔗套種玉米與套種黃豆的作物得失進行比較分析，認為間套種玉米效益差，多收的玉米彌補不了甘蔗減產的損失。侯本軍等［15]認為，玉米播種過早會造成甘蔗產量減產，一般在新植蔗幼苗2葉1心、宿根甘蔗出苗達30%時播種玉米，經濟效益較好。盧亞妮等［16]通過甘蔗間種玉米品種篩選試驗，認為矮稈、緊湊和早熟的玉米品種適合用于甘蔗間套種。黃小鳳等［9]進行了玉米不同種植密度和種植方式比較試驗，認為玉米種單穴單株比種單穴雙株的產量高，且玉米密度越大，甘蔗產量越低，以21 000株/hm2總體效益最好。鐘昌松等［17]通過研究不同播期和種植密度條件下套作甘蔗的糯玉米產量和干物質積累等變化規律，認為以糯玉米“48 000萬株/hm2＋早播或中播”套作甘蔗的種植模式經濟效益最好。張紅葉等［18]調查了甘蔗玉米間作對甘蔗綿蚜及捕食性瓢蟲種群的影響，認為間作田捕食性瓢蟲蟲口密度顯著高于凈種田，有效降低了間作田甘蔗綿蚜的蟲情指數。

對甘蔗間套種玉米和在我國甘蔗主產區進行示范推廣應用已有較多的研究報道，但是在德宏州甘蔗產區仍存在盲目套種玉米的問題，導致兩種作物均在不同程度上減產。在一定的農業生態環境中，品種搭配、種植密度和播種時間是影響間套種經濟效益最主要的栽培因素。因此，在當地廣泛栽種的品種和傳統的寬窄行栽培模式下，篩選適宜的玉米播期，對于甘蔗套種玉米實現增產增收具有重要意義。

本研究以當地廣泛種植的甘蔗品種‘粵糖93/159’和玉米品種‘會單4號’為材料，在1年宿根甘蔗地設不同玉米播期處理：早播（2月10日）、中播（2月25日）、中晚播（3月12日）、晚播（3月27日）和不播（CK）。研究不同玉米播期對宿根甘蔗和玉米的農藝性狀、產量和產值的變化規律。篩選套種玉米的最佳播期，為當地生產中的甘蔗套種玉米種植模式提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2015年在德宏州農業科學研究所科技示范園區進行，海拔913m，土質為紅壤土，土壤肥力中等，地勢平坦，排灌水方便。德宏州屬亞熱帶季風氣候，全年無霜期達326～363 d，冬春季節熱量充足、降雨較少、干旱突出［3]。供試材料為甘蔗品種‘粵糖93/159’和玉米品種‘會單4號’。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計

試驗隨機區組設計，設4個玉米播期處理和1個對照，玉米每隔15～18 d播1期，分別為2月10日（B1，早播）、2月25日（B2，中播）、3月12日（B3，中晚播）、3月27日（B4，晚播）和對照（CK，不播），3次重復，共15個小區。小區面積42㎡（10m×4.2m，含3個種植帶），單個種植帶長10m，寬1.4m。甘蔗為1年宿根甘蔗，播幅1.4 m，小行距0.4m，大行距1.0m，大行距間種植1行玉米，株距0.2 cm，每穴播種4粒，玉米出苗后留2株。玉米分3次施肥，播種時開溝穴施復合肥（15∶15∶15）750 kg/hm2作底肥；苗期追施尿素375 kg/hm2，可溶于水后淋澆；大喇叭口期植株間追施尿素375 kg/hm2并進行除草大培土。甘蔗分2次施肥，分蘗期復合肥（15∶15∶15）225 kg/hm2和尿素225 kg/hm2混勻后撒施于植株間；伸長期復合肥（15∶15∶15）300 kg/hm2施于蔗苗基部，同時進行培土。

1.2.2 農藝性狀調查

調查宿根甘蔗出苗數（出苗末期即見分蘗時，調查實際出苗數）、有效莖數（甘蔗成熟期，調查株高1m以上的蔗株數量）、單莖重（甘蔗成熟期，在單位面積內隨機選取10株甘蔗，稱量其總質量。用各株質量之和除以總株數計算出單莖的平均質量）。調查玉米出苗率，記錄玉米生育進程，包括出苗期、拔節期、抽絲期、收獲期等，計算營養生長期（播種至抽絲期）、生殖生長期（抽絲期至收獲期）和全生育期天數；測量玉米株高和穗位高；收獲后調查玉米穗數、穗粒數和百粒重。

1.2.3 產量統計

測定小區玉米和甘蔗的理論產量，并折算每公頃產量。玉米產量（kg/hm2）＝穗數（穗數/hm2）×穗粒數（粒數/穗）×百粒重（28 g/百粒）×10-5；甘蔗產量（kg/hm2）＝有效莖數（條數/hm2）×單莖重（kg/條）［7]。

1.2.4 玉米投入成本核算

‘會單4號’玉米種價格30元/kg、用種量37.5 kg/hm2，投入1 125元/hm2；復合肥（15∶15∶15）價格3.6元/kg、施用量750 kg/hm2，投入2 700元/hm2；尿素價格2.3元/kg、施用量750 kg/hm2，投入1 725元/hm2。以上各項農資投入成本合計5 550元/hm2。

玉米收購價2.1元/kg，甘蔗收購價0.43元/kg。

1.2.5 統計分析

采用IBMSPSSStatistics 22進行單因素方差分析，事后多重比較選用Duncan’s進行差異顯著性分析；并對播期和各農藝性狀之間進行相關性顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 播期對出苗的影響

不同玉米播期下宿根甘蔗的有效苗均不低于90 000株/hm2［9]，且各處理間差異不顯著 （表1），表明不同玉米播期處理不影響宿根甘蔗的出苗率。B3播期處理玉米出苗率僅為55.33%，顯著低于其他播期處理；B4播期處理玉米出苗率最高達74.33%，但與B1和B2播期處理均無顯著差異（表1）。B3播期處理玉米出苗率低可能與播種時的氣溫較低有關。

2.2 播期對玉米生育期進程的影響

由表2可知，套種甘蔗的玉米全生育期天數由大到小依次為B1＞B3＞B2＞B4。B1播期處理的玉米全生育期、吐絲前的營養生長期和吐絲后的生殖生長期天數均是最大，且隨著播期的推遲，玉米的生殖生長期天數逐漸縮短，這可能是后期光照和溫度逐漸增強導致。

2.3 播期對玉米株高和穗位高的影響

由表3可知，不同播期間玉米的株高和穗位高差異顯著。B1、B2和B3播期處理間的玉米株高無顯著差異，但B2和B3播期處理之間的株高相差約18.47 cm；B4播期處理的株高顯著低于其他播期處理，B3和B4播期處理之間的株高差距懸殊更大，約達50.63 cm。B1和B2、B1和B3播期處理間的玉米穗位高差異均不顯著，但B2、B3和B4播期處理間的玉米穗位高差異顯著，且播期越晚，玉米的穗位高越低。由此可見，隨著播期的推遲，玉米的株高和穗位高都呈下降趨勢。早播的玉米出苗早，生長前期光溫水肥占得先機，因此長得高；晚播的玉米由于和甘蔗彼此蔭蔽，因此株高和穗位高較低。

表1 不同播期下甘蔗和玉米的出苗率

表2 不同播期下的玉米生育進程

表3 不同播期下的玉米株高和穗位高

2.4 播期對產量的影響

由表4可知，不同播期下玉米的產量指標存在顯著差異。B1和B2、B3和B4播期處理的玉米穗數無顯著差異，但是B1和B2播期處理的玉米穗數顯著高于B3和B4，且隨著播期的推遲，玉米穗數呈下降趨勢；B1和B2播期處理的玉米穗粒數無顯著差異，但是B1和B2、B3、B4播期處理之間的玉米穗粒數差異顯著，B3最高約500粒，B4最低僅為284粒；B1、B2、B3播期處理間的玉米產量無顯著差異，而B4的玉米產量顯著低于其他播期。玉米產量大小依次為B2＞B1＞B3＞B4。不同玉米播期下甘蔗的各項產量指標差異均不顯著，包括宿根甘蔗的有效莖數、單莖重和產量。甘蔗產量大小依次為B3＞CK＞B2＞B4＞B1。

2.5 播期與農藝性狀相關性分析

由表5可知，玉米播期與玉米出苗數、株高、穗位高、穗數、穗粒數和產量均存在極顯著的負相關性；而玉米產量與玉米出苗數、株高、穗位高、穗數和穗粒數存在極顯著的正相關性；玉米出苗數與玉米株高、穗位高、穗數和穗粒數存在極顯著的正相關性；玉米株高與玉米穗位高、穗數和穗粒數存在極顯著的正相關性；玉米穗位高與玉米穗數、穗粒數存在極顯著的正相關性；玉米穗數與穗粒數存在極顯著的正相關性。玉米播期與甘蔗出苗數、有效莖數、單莖重和產量的相關性不顯著，而甘蔗產量與甘蔗有效莖數、單莖重存在極顯著的正相關性。

2.6 經濟效益分析

表4 不同播期下的玉米和甘蔗的產量和產值

表5 產量與主要影響因子間相關系數

按照當地市場收購價玉米2.1元/kg、甘蔗0.43元/kg計算，B3土地復合產值最高為75 564.57元/hm2，除去玉米農資投入成本5 550元/hm2，相對于純種甘蔗60 428.31元/hm2，可增加收益9 586.26元/hm2；B2土地復合產值為74 392.55元/hm2，除去玉米農資投入成本，相對于純種甘蔗，可增加收益8 414.24元/hm2；B1土地復合產值最高為72 796.14元/hm2，除去玉米農資投入成本，相對于純種甘蔗，可增加收益6 817.83元/hm2；B4復合產值最低為65 185.33元/hm2，除去玉米農資投入成本，相對于純種甘蔗，收益反而減少792.98元/hm2。由此可見，甘蔗套種玉米，可增加土地復合產值，提高種植戶收益，但是選擇適合的玉米播期很重要。

3 討論與結論

3.1 討論

影響作物生產的主要因素是品種遺傳特性、栽培管理技術和農業生態環境［19]。在甘蔗間套種玉米的品種和栽培管理技術一定的前提下，如何充分利用光、熱、水、肥等生態條件，揚長避短，播期的選擇是關鍵因素。在本試驗中，B3套種玉米的經濟效益比純種甘蔗增收9 586.26元/hm2；B4套種玉米的經濟收益反而比純種甘蔗減少792.98元/hm2。這充分說明適宜的播期對農業生產的重要性。在本試驗的甘蔗套種玉米模式中，最佳的玉米播種時間是中晚期（B3，3月12日），此時宿根甘蔗開始出苗。這與侯本軍等［15]、唐應虎等［20]認為“一般在宿根蔗出苗率達30%時播種玉米，經濟效益最高”的觀點相一致。另外，B3播期玉米的出苗率和穗數顯著低于B1和B2，但是B3的甘蔗有效莖數和產量最高，表明玉米密度越大，其蔭蔽使甘蔗分蘗越少，有效莖數越少，導致甘蔗產量有所降低，這與黃小鳳等［9]的研究結果一致。

長期以來，甘蔗套種玉米一直存在爭議，岑華［14]和唐桂［21]認為，甘蔗套種玉米，導致二者爭光、爭肥矛盾突出，影響甘蔗產量，多收的玉米彌補不了甘蔗減產的損失。隨著間套種研究的廣泛開展，甘蔗間套種玉米的模式逐漸趨于合理。在本試驗中，不同玉米播期對甘蔗的出苗率、有效莖數、單莖重和產量均無顯著影響，且玉米播期處理與甘蔗的主要農藝性狀指標無顯著相關性；但是，隨著玉米播期的推遲，玉米的生殖生長期天數、株高、穗位高、產量均呈遞減趨勢，且玉米播期與玉米的主要農藝性狀指標存在極顯著的負相關性。該研究結果與鐘昌松等［17]“糯玉米播種時間、種植密度以及甘蔗套種玉米的種植模式對甘蔗產量和經濟效益影響較小，套種的經濟效益一定程度上取決于糯玉米的產量表現”的結果相近。梁延璽［22]認為，宿根甘蔗比春植蔗萌芽早，前期受玉米蔭蔽影響時間短，因此宿根甘蔗間種玉米比春植蔗對甘蔗的影響小。本試驗采用宿根甘蔗套種玉米，這可能也是玉米播期對甘蔗產量無顯著影響的原因之一。

間套種中適宜的播期處理可以促進作物對氮素的吸收與利用，顯著提高土壤微生物的整體代謝活性和群落結構多樣性，改善田間小氣候環境條件［23]。甘蔗間套種玉米可以減輕甘蔗病蟲害的發生［18，24]，并減少水分蒸發抑制雜草滋生。利用玉米生長優勢可控制甘蔗后期無效分蘗，促進其提前進入伸長期，可提高甘蔗產量，并增加玉米產量［5]。在本試驗中，B3的甘蔗產量相對于純種甘蔗增加3 192.86 kg/hm2，且玉米和甘蔗生長期病蟲害發生較輕，僅在玉米成熟后期輕度發生玉米銹病，但對產量造成影響較小。另外，也有研究表明間作玉米的甘蔗錘度高于單種甘蔗［25]。因此，甘蔗套種玉米的種植模式可以增加經濟收益，并改善作物品質。在甘蔗間套種的實際生產中，除適宜的播期外，還應充分考慮當地氣候條件和種植習慣，注重套種作物的品種搭配，并選擇合理的栽培密度。

3.2 結論

宿根甘蔗套種玉米可增加土地復合產值和經濟效益，但是選擇適宜的玉米播期很重要。在德宏州甘蔗產區，選擇3月上旬（中晚期）播種玉米，其土地復合產值最高為75 564.57元/hm2，相對于純種甘蔗60 428.31元/hm2，可增加收益9 586.26元/hm2。