黃岡市夏玉米大豆間作與單作對比分析

吳 宇，常海濱，吳建磊，趙俊立，余常兵

（1.黃岡市農業科學院，湖北 黃岡 438000；2.黃岡市氣象局，湖北 黃岡 438000；3.中國農業科學院油料作物研究所，武漢 430062）

間作模式是中國傳統的農業生產栽培方式，具有提高土地利用率、增加作物產量、提升種植收益、增強農田生態系統穩定性、降低病害等優點［1-5］。其中，玉米套種大豆種植，可以利用株高等差異，形成生長空間互補，從而充分利用水、土、光、熱資源，以此實現較低的生產成本投入和明顯的增產增收效益。

黃岡市位于湖北省東部，大別山南麓，長江中游北岸，屬亞熱帶氣候，熱量豐富、光照充足、降雨充沛、氣候條件良好，適宜玉米和大豆生長種植。當前，黃岡市玉米種植主要是單作模式，經濟效益一般。為增加玉米單位面積產量、提升種植效益、探索玉米間作生產模式，2020年黃岡市農業科學院開展了夏玉米大豆間作與單作比較試驗，以期為今后在當地推廣示范玉米大豆間作種植模式提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

玉米品種為宜昌市農業科學研究所選育的宜單629，大豆品種為中國農科院作物科學研究所選育的中黃29。

1.2 試驗地點

試驗設在黃岡市黃州區堵城鎮梅家墩村黃岡市農業科技示范園，東經114°88′、北緯30°43′，海拔26.7 m，試驗地土質為沙壤土，土壤肥力較好，地勢平坦，排灌方便，前茬作物為油菜。

1.3 試驗設計

試驗共3種處理，3次重復。

處理1：玉米間作大豆，采用2∶3的方式，玉米2行，寬行行距2.0 m，窄行行距0.4 m，株距0.42 m，密度為59 970株/hm2；大豆3行，行距0.4 m，株距0.28 m，89 955株/hm2，共種植10個帶，小區面積0.02 hm2。玉米、大豆為同期播種，玉米播種每穴2粒，大豆播種每穴3粒。

處理2：單作玉米，行距0.6 m，株距0.28 m，密度為59 970株/hm2，種植20行，小區面積0.012 hm2。

處理3：單作大豆，行距0.4 m，株距0.21 m，密度為119 940株/hm2，種植25行，小區面積0.01 hm2。

1.4 測定方法

1.4.1 光溫水氣象數據資料收集 氣象數據來源于當地氣象站，主要包括日溫度和降雨量等指標。

1.4.2 農藝性狀和產量測定 玉米、大豆均于收獲時期，各小區取有代表性的長勢一致的植株5～10株，測定株高、穗位高、莖粗、單株有效莢數、單株有效分枝數等農藝性狀。各作物按小區實收計產，折算產量。

1.4.3 經濟效益分析 收獲后，核算生產成本，成本包括機械、種子、肥料、農藥等。經濟效益按作物收獲期市場價格計算。

1.5 試驗田間管理

1.5.1 播種 播種前試驗地進行機耕機耙，達到田平土細的要求。5月28日人工拉線穴播，復土蓋種。

1.5.2 施肥 5月28日，3個處理播種前撒施45%復合肥（15-15-15）750 kg/hm2；6月16日對玉米、大豆進行間苗、定苗，6月17日對玉米、大豆追施尿素（含N量46%）150 kg/hm2作為苗肥，分行開溝施入。7月16日處理1和處理3玉米追施尿素（含N 46%）300 kg/hm2作為拔節肥，分行開溝施入。

1.5.3 除草 播種后3個處理均使用72%異丙甲草胺1.5 kg/hm2對水噴霧進行封閉除草。處理1和處理2玉米使用24%煙嘧莠去津1.5 L/hm2對水噴霧進行除草，處理1和處理3大豆使用240 g/L烯草酮0.6 L/hm2對水噴霧進行除草。噴施除草時，選擇風力較小的天氣，盡量壓低噴頭分不同作物進行噴灑。

2 結果與分析

2.1 氣象數據測定

試驗點溫度、降水量變化情況如圖1、圖2所示。播種后，溫度適宜，雨水充足，利于玉米、大豆出苗及前期生長發育；6月中旬至7月下旬，天氣以陰雨為主，降雨過多，田間濕度較大，對玉米、大豆生長發育及后期產量造成一定影響。

圖1 試驗點2020年5月28日至9月11日的溫度變化

圖2 試驗點2020年5月28日至9月11日的日降水量變化

2.2 不同種植模式玉米和大豆的生育期及農藝性狀

2種種植模式下，玉米和大豆的生育期及農藝性狀如表1所示。由表1可以看出，不同模式下的玉米和大豆生育期基本一致，但株高、穗位高等農藝性狀存在差異，其中玉米莖粗指標間作處理與單作處理差異達到顯著水平。

表1 不同種植模式玉米和大豆的生育期及農藝性狀

2.3 不同種植模式玉米和大豆的產量相關性狀表現

比較不同種植模式下玉米和大豆的產量相關性狀發現（表2），種植模式不同，玉米、大豆產量相關性狀也存在一定差異。其中，玉米穗長、單穗粒重、百粒重性狀差異達到極顯著水平，說明與單作模式相比，玉米間作模式后期子粒灌漿速率可能更快、干物質的積累也更多。而不同種植模式下大豆產量相關性狀差異較小且均未達到顯著水平，這表明在本試驗種植方式下，間作模式對大豆產量的負面影響較小。

表2 不同種植模式玉米和大豆的產量相關性狀表現

2.4 不同種植模式玉米和大豆的產量及經濟效益

不同種植模式下玉米和大豆的產量及經濟效益見表3。成本投入根據各處理實際投入物資市場價格進行計算，產值按實際銷售市場價格（玉米2.4元/kg、大豆5.00元/kg）來測算。

從表3可以看出，玉米大豆間作模式產值最高，達到11 691元/hm2，收益最高，經濟效益達8 150元/hm2，較單作玉米、單作大豆分別增收2 116、3 670元/hm2，經濟效益分別增長35.1%、81.9%，增效明顯。

表3 不同種植模式玉米和大豆的產量及經濟效益

3 討論

在本試驗中，黃岡市試驗點總體來說溫度、降水及日照情況適宜玉米、大豆生長發育，與單作相比，玉米、大豆復合種植模式生長發育無明顯差異；從經濟效益來看，間作模式產值最大，增效明顯。結果表明，該模式能夠提升土地利用率、提高作物產量、增加種植收入，經濟效益和社會效益良好。

為進一步提高單位面積產量和經濟效益，還可以通過優化玉米、大豆種植行距、種植密度等栽培措施來實現。趙建華等［6］通過研究玉米大豆間作系統中玉米種植行距對間作作物生長及種間資源競爭的影響發現，玉米種植行距為45 cm、株距為22 cm時，有利于大豆和玉米的生長及產量形成，同時大豆和玉米種間競爭力較弱。代希茜等［7］采用二次飽和D-最優設計研究種植密度對群體產量和經濟產值的影響，結果表明，玉米大豆間作種植最佳密度組合分別為玉米58 821～66 703株/hm2、大豆1 393 151～169 203株/hm2。而本試驗間作模式玉米種植行距為40 cm，株距為42 cm，種植密度為玉米59 970株/hm2、大豆89 955株/hm2。前人研究結果是否適宜黃岡市本地，有待下一步驗證。

除增產增效明顯外，前人研究還發現，玉米大豆間作可以改變玉米根際微生物的群落結構，提高細菌和真菌的多樣性，使根際土中有促進氮元素轉化、有機物分解和改善土壤結構功能的有益微生物數量增加，同時降低潛在致病菌等有害微生物數量［8］。綜合來看，間作不僅能提高經濟效益，還可以達到種養結合，保護土壤的目的，實現經濟和綠色環保雙收益。

盡管間作模式優勢明顯，但也有其短板。栽培方式的改變和優化最終目的是為了實現機械化、輕便化，目前黃岡市玉米間作大豆模式推廣應用還面臨著諸多問題和挑戰。如機械化作業標準與種植品種選擇、株距和行距設置、農藝配套技術等不相適應問題，都有待進一步研究和解決。隨著間作模式實踐經驗的不斷積累、品種改良、田間管理優化、農機農藝結合，玉米大豆間作模式的推廣前景良好。