蕪菁甘藍與不同豆科作物間套作的產(chǎn)量及經(jīng)濟效益

牟 瓊，羅 維，吳佳海，3*，李 娟，韓永芬，冉偉男，楊義成

(1.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 草業(yè)研究所，貴州 貴陽 550006； 2.貴州大學(xué) 動物科學(xué)學(xué)院 高原山地動物遺傳育種與繁殖教育部重點實驗室，貴州 貴陽 550025； 3.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 果樹科學(xué)研究所，貴州 貴陽 550006； 4.貴州金農(nóng)富平生態(tài)農(nóng)牧科技有限公司，貴州 貴陽550006)

隨著農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和完善，發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)、提高土地利用率是當(dāng)前農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的研究熱點。研究表明，林下種植、間作、套種、果林復(fù)合經(jīng)營等模式可提高土地利用，增加作物產(chǎn)量[1-3]。間作是在同一土地種植2種或2種以上農(nóng)作物，可充分利用土地資源，提高土地利用率，不同物種可以充分利用光能和養(yǎng)分，獲得比單作更顯著的產(chǎn)量和經(jīng)濟效益[4]。套種指在前季作物生長后期的株行間播種或移栽后季作物的種植方式，對比單作其不僅能階段性地充分利用空間，更重要的是能延長后季作物的生長季節(jié)，提高復(fù)種指數(shù)，提高年總產(chǎn)量。豆科植物與根瘤菌共生，能固定大氣中的氮為自身提供氮素營養(yǎng)，并提高土壤肥力，常兼用作綠肥。將豆科植物與其他植物進行套種，不僅可以充分利用光能，而且豆科牧草的根瘤菌可以固氮，改善牧草的品質(zhì)并提高產(chǎn)量[5]。蕪菁甘藍(Brassicanapus)屬十字花科蕓苔屬二年生草本植物，是一種極易種植的塊根類飼料作物,在我國高寒地區(qū)栽培具有適應(yīng)性強、產(chǎn)量高的特性,在貴州引種生產(chǎn)已有70多年歷史。蕪菁甘藍不僅可作飼用植物，也可作蜜源植物。因蕪菁甘藍的多用途，在貴州的推廣面積越來越大。近年來，蕪菁甘藍種植單一，管理粗放，產(chǎn)量和效益不佳，為進一步提高蕪菁甘藍的產(chǎn)量和效益，合理搭配種植其他作物可增強互補作用，削弱競爭作用，從而發(fā)揮間作產(chǎn)物優(yōu)勢[6]。黔中地區(qū)光照資源欠缺[7]，復(fù)合農(nóng)業(yè)種植模式是該地區(qū)提高農(nóng)作物產(chǎn)量的重要方法，前人多采用禾本科與豆科的間套種模式。為充分利用自然資源，提高蕪菁甘藍在山區(qū)種植的產(chǎn)量及經(jīng)濟效益，開展蕪菁甘藍與不同豆科作物間套作大田試驗，分析不同間套種模式蕪菁甘藍的產(chǎn)量、經(jīng)濟效益和土地利用率，以期為蕪菁甘藍在山地農(nóng)業(yè)中推廣利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于 2019—2020年在貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院草業(yè)研究所試驗基地進行。試驗點地處北緯 26°50′ 93″，東經(jīng) 106°65′ 54″，海拔1 097.93 m。土壤養(yǎng)分含量：全氮 1.69 g/kg，有效磷 47.10 mg/kg，速效鉀 333.00 mg/kg，有機質(zhì) 29.05 g/kg。供試作物品種為蕪菁甘藍、光葉紫花苕、箭筈豌豆、蠶豆和豌豆，供試作物種子蕪菁甘藍來源于貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院草業(yè)研究所，其他品種為貴州金農(nóng)富平生態(tài)農(nóng)牧科技有限公司供種。

1.2 方法

1.2.1 試驗設(shè)計 以蕪菁甘藍間套作模式為研究對象，設(shè)置蕪菁甘藍分別與光葉紫花苕、箭筈豌豆、蠶豆和豌豆間作4種組合，以蕪菁甘藍單作為對照(CK)，共5個處理，每處理3次重復(fù)，共15個小區(qū)，隨機區(qū)組排列。試驗小區(qū)長5 m，寬4 m，種植4個間作組合帶，每個間作帶寬1 m，種植1行蕪菁甘藍。蕪菁甘藍播種方式為點播，行距0.5 m，株距0.4 m。在蕪菁甘藍行中間作1行其他作物，間作作物行距0.5 m。光葉紫花苕和箭筈豌豆播種方式為撒播，播幅0.15 m；蠶豆和豌豆播種方式為點播，株距0.2 m；單作蕪菁甘藍等行距種植，行距 0.5 m，株距0.4 m。2019年9月5日播種，播前基施油枯100 kg/667m2，復(fù)合肥50 kg/667m2。

1.2.2 測定指標(biāo) 在蕪菁甘藍塊根停止生長即達最大化飼料利用期，分別測量5種不同種植方式下蕪菁甘藍的株高、葉片數(shù)、莖葉重量及塊根重量等指標(biāo)。根據(jù)各間作模式的土地當(dāng)量比(LER)和時空當(dāng)量比(ATER)計算不同種植模式的土地利用率(LUE)[8-9]。

式中，Xa和Xb為間作某種作物的產(chǎn)量，XA和XB為單作某種作物的產(chǎn)量，ta和tb為2種間作作物的生長期，T為土地全部占用時間(以天為單位)。若LER>1,則說明間作比單作有優(yōu)勢。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

采用Excel 2010對數(shù)據(jù)進行整理并作圖，用Spass 19.0進行方差分析及多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同間作模式蕪菁甘藍的農(nóng)藝性狀

由表1可知，在相同管理水平下，不同間作模式對蕪菁甘藍農(nóng)藝性狀影響不同。至塊根停止生長時(10月5日)，不同種植方式蕪菁甘藍的農(nóng)藝性狀表現(xiàn)為：株高，蕪菁甘藍-蠶豆(36.25 cm)>蕪菁甘藍-光葉紫花苕(35.20 cm)>蕪菁甘藍-箭筈豌豆(35.00 cm)>蕪菁甘藍-豌豆(31.34 cm)>蕪菁甘藍(30.20 cm)；莖葉重量，蕪菁甘藍-蠶豆(0.81 kg/株)>蕪菁甘藍-光葉紫花苕(0.73 kg/株)>蕪菁甘藍-箭筈豌豆(0.72 kg/株)=蕪菁甘藍-豌豆(0.72 kg/株)>蕪菁甘藍(0.50 kg/株)；塊根重量，蕪菁甘藍-箭筈豌豆(1.25 kg/株)=蕪菁甘藍-光葉紫花苕(1.25 kg/株)>蕪菁甘藍-豌豆(1.06 kg/株)>蕪菁甘藍-蠶豆(1.01 kg/株)>蕪菁甘藍(0.81 kg/株)。不同間作模式對蕪菁甘藍的葉片數(shù)沒有影響。

2.2 不同間作模式蕪菁甘藍的產(chǎn)量和經(jīng)濟效益

由表2可知，蕪菁甘藍-箭筈豌豆、蕪菁甘藍-紫花苕子、蕪菁甘藍-蠶豆、蕪菁甘藍-豌豆4種間作模式的產(chǎn)量比蕪菁甘藍單作分別高1 094 kg/667m2、1 077 kg/667m2、1 315 kg/667m2和1 417 kg/667m2，而4種間作模式年產(chǎn)值比蕪菁甘藍單作分別增加186.4元/667m2、84.2元/667m2、18.6元/667m2和-756.6元/667m2，除去成本之外，純收入分別增加126.4元/667m2、24.2元/667m2、-235.4元/667m2和-1 216.6元/667m2。由于間作作物占用一定的土地面積，與其他4種作物間作時導(dǎo)致蕪菁甘藍減產(chǎn)，但適宜的間作模式可提高產(chǎn)值，其中，蕪菁甘藍-箭筈豌豆、蕪菁甘藍-紫花苕子2種間作方式有利于實現(xiàn)產(chǎn)值增加。

表2 不同種植模式蕪菁甘藍的產(chǎn)量和經(jīng)濟效益

2.3 不同間作模式的土地利用率

由表3可知，不同間作模式的土地當(dāng)量比存在明顯差異，表現(xiàn)為蕪菁甘藍-蠶豆>蕪菁甘藍-箭筈豌豆>蕪菁甘藍-豌豆>溪蕪菁甘藍-光葉紫花苕，且4種間作方式土地當(dāng)量比均大于1，說明蕪菁甘藍與箭筈豌豆、光葉紫花苕、蠶豆及豌豆間作，具有明顯的間作優(yōu)勢。除蕪菁甘藍-豌豆間作的時空當(dāng)量比和土地利用率小于1外，其余3種間作方式都大于1，說明該3種間作模式對土地的利用優(yōu)于單一種植。

表3 不同種植模式的土地當(dāng)量比、時空當(dāng)量比和土地利用率

3 結(jié)論與討論

當(dāng)2種作物同時播種，一定存在競爭作用和促進作用，只有競爭作用小于促進作用時才表現(xiàn)出間作優(yōu)勢。許多研究表明，不同混播方式在資源利用和生產(chǎn)性能方面優(yōu)于單作。采用混合播種或套種方式，不僅節(jié)約土地資源與成本，還可發(fā)揮不同作物間的互補效應(yīng)，提高作物產(chǎn)量，改善品質(zhì)，利于加工調(diào)制，同時提高土壤肥力，減輕病蟲害和雜草的危害。特別是豆科植物和禾本科植物進行混播，植物間有互補共生的關(guān)系發(fā)生，同時也可以提高光能利用率[10]。

將蕪菁甘藍分別與箭筈豌豆、光葉紫花苕子、蠶豆、豌豆4種豆科植物間作，研究結(jié)果表明，蕪菁甘藍與4種豆科植物間作，均導(dǎo)致蕪菁甘藍有不同程度減產(chǎn)，但蕪菁甘藍-箭筈豌豆、蕪菁甘藍-光葉紫花苕子、蕪菁甘藍-蠶豆的產(chǎn)值高于蕪菁甘藍單作，只有蕪菁甘藍-豌豆的產(chǎn)值較單作低。前2種方式的純收入分別較單作增加126.4元/667m2和24.2元/667m2，與韋貞偉[11]的研究結(jié)果一致；后2種方式收益較低，推測有可能是其播種比例的影響。土地利用方面，4種間作模式的土地當(dāng)量(LER)比分別為1.08、1.04、1.30、1.05，說明蕪菁甘藍與箭筈豌豆、光葉紫花苕子、蠶豆、豌豆間作時，具有明顯的間作優(yōu)勢。蕪菁甘藍與箭筈豌豆、光葉紫花苕子、蠶豆間作時土地利用率(LUE)分別是107.5%、104.5%、117.5%，均大于1，說明蕪菁甘藍與此3種作物間作時的土地利用高于蕪菁甘藍單作。另外，由于試驗的混播比例為1∶1，未進行其他混播比例的研究，因此，后續(xù)將繼續(xù)開展不同比例播種對蕪菁甘藍產(chǎn)量和經(jīng)濟效益影響的研究。