玉米—大豆帶狀復合高效種植關鍵技術研究

楊芳芳

(隴西縣農機服務中心，甘肅 隴西 748100)

0 引言

農業生產中通常是將長勢較高的喜陽作物與較矮的喜蔭作物搭配種植，兩種農作物有較長的共同生長期，兩種作物之間可以形成良好的時空層次的復合種植群體，通風透光，實現農田資源和空間上的最大化利用，提高產量[1-3]。

玉米是我國主糧作物之一，在我國種植面積廣泛。大豆是我國重要的糧食作物與經濟作物，但是大豆種植單產與發達國家還有一定的差距。玉米—大豆帶狀高效種植模式是典型的間作種植模式之一，該模式的經濟效益及生態效益較為顯著，可以促進生物群產量及效益的提升，不同作物的相互作用可以改善土壤環境，減緩土壤表層水分蒸發，提高水分利用效率與氮肥利用效率，為農業高效、可持續發展提供新的途徑[4-6]。該模式還被寫入中央一號文件中，因此，發展玉米—大豆帶狀高效種植模式具有重要意義。

1 玉米—大豆帶狀高效種植模式定義

玉米—大豆帶狀高效種植模式是在傳統的玉米—大豆間作模式的基礎上創新發展而來的，田間結構示意圖如圖1所示。采用玉米—大豆帶狀復合種植，讓玉米等高位作物具有邊行優勢，擴大大豆的受光空間，實現玉米與大豆之間的和諧共生。

圖1 玉米—大豆帶狀高效種植模式田間示意圖

玉米、大豆在我國東北地區、黃淮海地區及西南地區都有廣泛的種植，但是不同地區由于積溫、氣候條件、種植模式及特色優勢作物不同，因此進行玉米—大豆帶狀高效種植模式田間技術參數具有很大的差異，以西南地區玉米—大豆帶狀高效種植模式為例，玉米—大豆帶狀高效種植模式技術參數如表1所示[7-8]。

表1 玉米—大豆帶狀高效種植模式技術參數表

2 對土壤環境的影響

2.1 玉米—大豆帶狀高效種植對土壤養分的影響

作物生長所需的養分主要是作物根系吸收土壤中的養分進而為作物地上部分提供營養物質。玉米—大豆帶狀高效種植中，由于兩種作物根際微環境不一致，與單一作物相比，玉米—大豆帶狀復合種植具有更加豐富的根際土壤環境，可以促進土壤中微生物多樣性，促進作物根際土壤中的養分轉換與循環，改善土壤肥力，提高農田生態系統的穩定性(表2)[9]。相關研究表明，玉米—大豆帶狀復合種植中可以增加土壤有機質含量，相比于作物單一種植，玉米—大豆帶狀復合種植中，土壤地表20 cm左右的有機質含量提升了4%～8%左右，土壤10～20 cm有機碳含量顯著增加。主要原因是由于大豆根瘤系統可以分解土壤中的有機物，促進土壤微生物菌群數量的增加，促進土壤殘留物等的分解與養分轉化，進而增加了土壤中的有機質及有機碳含量。豆科植物可以顯著提高土壤中的全氮含量、堿解氮含量、硝態氮含量及銨態氮量，同時可以減輕土壤氮含量向土壤深層的淋溶風險，減少氮肥的損耗，進而提升土壤氮含量。

表2 不同處理對土壤養分的影響

3 對作物產量的影響

不同作物之間的復合種植可以提高農田生態系統的生產力及資源利用效率，符合重要體系中作物之間的相互競爭力，可以提高土壤養分利用率增加作物產量。相關研究均表明，復合種植下的作物產量比單一作物種植的產量更加穩定，可以改善作物的光合效應，增加作物葉片的葉綠素含量，延緩葉片衰老，增加作物葉片的光合速率，促進作物生長，實現農業的提質增產(表3，表4)[10-11]。玉米—大豆帶狀高效種植模式可以利用空間自然需求實現對光照、養分、水分的充分利用，增加農田生態環境的生物多樣性，進而提高生態系統的穩定性。

表3 不同處理對玉米產量及產量構成因素的影響

表4 不同處理對大豆產量及產量構成因素的影響

4 效益分析

4.1 經濟效益

與傳統玉米、大豆單獨種植相比，玉米—大豆帶狀再種植前需要進行專項設備投入與專業的管理，是一項高投入與高產出的農業生產工作。本研究對試驗期間不同生產方式下的生產投入成本和農業生產效益進行對比分析，結果如表5所示[12]。采用玉米—大豆帶狀種植模式下，玉米和大豆的單產都有所提高，投入方面每公頃減少了225～375元。通過綜合對比總產出效益可知，與玉米和大豆單獨種植相比，玉米—大豆帶狀種植模式下，每公頃產出效益分別提高了1 770元和1 320元左右。因此，采用玉米—大豆帶狀種植可以顯著提高農戶的經濟收入。

表5 產值、投入和凈收益對比結果 單位：元·hm-2

4.2 生態效益

在農田生態系統中，作物種類越復雜，營養結構越合理，農田生態系統的自我調節與自我修復能力越強，農田生態系統抵抗力與穩定性越高。玉米—大豆帶狀高效種植模式中，帶狀復合種植使農田生態系統中在空間上形成垂直結構，可以提高單位農田土壤的有效光合面積，提高光能利用率。大豆的根瘤中含有根瘤菌可以固氮，可以減少氮肥的用量，在提高土壤肥力的同時減少化肥農藥的投入使用，減少對農田生態系統造成的生態環境污染與破壞，可以帶來良好的生態效益。

4.3 社會效益

農業科學技術的進步不僅可以保障我國糧食安全，提高我國糧食儲備量，另一方面，農業科學技術的進步對于社會進展的貢獻率可以達到27%左右，直接影響我國糧食蔬菜的出口量，對我國畜禽養殖等也會產生一定的促進作用。高效的科學技術及種植模式的推廣，可以顯著提高糧食產量，節省土地資源，對于保障我國糧食安全具有重要意義，實現農業增產增收，是保障社會穩步發展的重要條件之一，促進農業和科普共振，人才效應、科技效應、產業效應及社會效益逐步顯現，為科技創新與提升注入新的活力。

5 結論

玉米—大豆帶狀種植模式是通過了農業實踐及科研工作者在無數次生產實踐中而歸納總結出來的一種適合大豆和玉米這兩種糧食作物生長的農業生產模式。玉米和大豆同時生長發育，互不遮擋陽光，互不爭搶土壤養份，可以實現兩種作物的正常生長發育，并且使各自的產量達到最大化程度的一種復合型農業種植模式，實現大豆和玉米的雙高產、雙豐收。