甘肅興電灌區油葵與不同作物間作模式研究

王建成，楊思存，車宗賢

（甘肅省農業科學院土壤肥料與節水農業研究所，甘肅 蘭州 730070）

油葵自20世紀90年代后期引進推廣以來，對調整興電灌區種植結構和推動區域農業經濟發展起到了重要的作用。興電灌區的油葵種植都以間作、套種為主，種植模式多種多樣，收益高低不一。為此，我們評價分析了油葵不同間作方式的優勢和經濟效益，以期篩選出最適宜當地的種植模式，使農民種植效益最大化，更好地推動當地農業生產。

1 材料與方法

1.1 供試材料

指示油葵品種為法國A15，豌豆品種為中豌4號，胡麻品種為隴亞9號，蠶豆品種為臨蠶2號，小麥品種為8132，馬鈴薯品種為克新6號（中熟）。

1.2 試驗地概況

試驗設在靖遠縣北灘鄉景灘村。海拔1 645m，年均降水量259mm，蒸發量2 369mm。年平均氣溫6.6℃，大于0℃和10℃的積溫分別為3 208℃和2 622℃，無霜期160～170 d；年日照時數2 919 h，總輻射量616.2 KJ/cm2。供試土壤為灰鈣土，耕層土壤（0～20 cm）含有機質8.33 g/kg、全氮0.84 g/kg、全磷1.17 g/kg、堿解氮63.2mg/kg、速效磷9.5mg/kg、速效鉀197mg/kg，前茬作物為小麥。

1.3 試驗方法

試驗共設11個處理，各處理種植模式及施肥量見表1。隨機區組排列，3次重復，小區面積均為24m2。試驗磷肥全部作基肥于播前一次性施入，單種豌豆、胡麻、蠶豆的氮肥全部作基肥，其余各處理氮肥1/2作基肥，1/2作追肥施入。帶田及單種油葵、單種馬鈴薯全生育期灌水5 700m3/hm2，單種小麥、蠶豆、豌豆、胡麻全生育期灌水4 500 m3/hm2。單種油葵為寬窄行種植，寬行80 cm、窄行40 cm，播量6.0 kg/hm2，保苗8.33萬株/hm2。單種豌豆、胡麻、小麥均用行寬15 cm播種機播種，播量豌豆300.0 kg/hm2、胡麻75.0 kg/hm2，小麥337.5 kg/hm2。單種蠶豆為寬窄行種植，寬行40 cm、窄行20 cm，播量150.0 kg/hm2，保苗8.33萬穴/hm2。單種馬鈴薯為覆膜壟作，壟寬60 cm，壟溝寬60 cm，壟上種2行，行寬40 cm，保苗6.00萬穴/hm2。間作田帶幅均為1.2m，其中油葵+豌豆、油葵+胡麻、油葵+小麥模式中，間作作物種植在油葵寬行內，共種植6行；油葵+蠶豆模式中，油葵寬行內種植2行蠶豆，行距20 cm；油葵+馬鈴薯模式中，馬鈴薯種植同單作，壟兩側各點1行油葵。間作處理密度均與相應單作保持一致。油葵4月10日點播，8月中旬收獲；豌豆3月15日播種，6月27日收獲；胡麻3月27日播種，8月1日收獲；蠶豆3月15日播種，8月4日收獲；小麥3月15日播種，7月18日收獲；馬鈴薯4月20日點播，8月20日收獲。其余管理措施同當地大田。各小區單收計產。

表1 試驗處理及施肥量

1.4 計算方法

1.4.1 土地當量比及相對競爭力 計算間作的生物學功效目前普遍采用的是土地當量比（Land E-quivalentRatio，LER）和相對競爭力（Aggressivity，As）。土地當量比是為了獲得間作達到的產量所需相應單作的土地面積，其計算公式為

式中Yia和Yib分別代表間作總面積上兩種作物的產量，Ysa和Ysb分別代表兩種作物單種的產量，當LER值≥1.0時，表明間作相對于單作具有優勢，反之則無優勢［1～2］。

作物相對競爭力的大小表明了間作作物在系統內部資源利用中所處的地位，其計算公式為

式中As為A作物相對于B作物的競爭力，Pa、Pb分別為兩種間作作物所占比例，當As＞0時，表明A作物的競爭力強于B作物；反之，當As＜0時，表明A作物的競爭力弱于B作物［3］。

1.4.2 生產優勢度 間作種植模式的總產量由帶田中各作物的產量共同組成，可通過各作物的生產優勢度和復合群體的生產優勢度來評價間作系統的總體結構功能效應。生產優勢度（Dominanceof Production）包括各作物生產優勢度（A）和復合群體生產優勢度（C）兩個方面，可通過下列公式計算。

式中A為各作物的生產優勢度，ni為各作物產量，N為總產量，C為復合群體的生產優勢度［4］。各作物的生產優勢度反映出各結構單元為復合群體總產量所做出的貢獻，以判定他們的主次從屬地位，有利于在生產中從總體上確定合理的種植模式及相應的關鍵技術措施。

1.4.3 穩定性 穩定性（Stability）主要指在系統以外的物理的、生物的、社會的和經濟的變量正常波動與循環所產生的微小干擾情況下，系統生產力所保持的恒定性。從生態學的意義上來講，富于多樣性的生態系統具有較大的穩定性。在間作種植模式中比單種油葵增加了一種作物，間作系統的生產力穩定性可用下面的公式來計算

式中S為穩定性系數，ni為各作物的產量，N為間作系統的總產量。穩定性系數越高，表明系統的自控調節，反饋作用越強，有較大的穩定性［5］。

表2 油葵與不同作物間作的產量和土地當量比及相對競爭力

2 結果與分析

2.1 油葵與不同作物間作的產量

從表2可以看出，油葵產量以油葵+豌豆模式最高，折合產量為3 124.5 kg/hm2；其次為油葵+馬鈴薯模式，折合產量為3 100.5 kg/hm2；油葵+蠶豆模式、油葵+胡麻模式次之，折合產量分別為3 057.0、2 902.5 kg/hm2；油葵+小麥模式產量最低，折合產量1 683.0 kg/hm2。

2.2 不同間作模式土地當量比及相對競爭力

從表2可以看出，油葵不同間作方式的LER值均大于1.0，表明幾種間作方式均有間作優勢。其中以油葵+豌豆、油葵+馬鈴薯間作優勢最明顯，LER值分別為1.78、1.77；其次為油葵+蠶豆，油葵+胡麻，LER值分別是1.53、1.49；油葵+小麥間作優勢相對較小，LER值為1.28。作物的競爭能力油葵明顯強于豌豆、胡麻和馬鈴薯，As值分別為1.50、1.62、1.47；與蠶豆間作的As值為0.08，油葵的競爭能力與蠶豆基本相同；與小麥間作的As值為-0.29，即油葵的競爭能力弱于小麥。

2.3 不同間作模式的生產優勢度和穩定性

從表3可以看出，在油葵+豌豆、油葵+小麥、油葵+馬鈴薯間作模式中，油葵的生產優勢度分別為0.459、0.257、0.318，均小于與其間作的豌豆、小麥、馬鈴薯的生產優勢度（分別為0.541、0.743、0.682），說明油葵對間作系統產量的貢獻小于豌豆、小麥、馬鈴薯。在油葵+胡麻、油葵+蠶豆間作模式中，油葵的生產優勢度分別為0.624、0.525，大于與其間作的胡麻、蠶豆的生產優勢度（分別為0.376、0.475），表明油葵間作系統產量的貢獻大于胡麻和蠶豆。間作系統的群體生產優勢度以油葵+小麥最高，為0.618；其次是油葵+馬鈴薯，為0.566；再次是油葵+胡麻，為0.531；油葵+豌豆和油葵+蠶豆最低，分別為0.503和0.501。間作系統的穩定性由大到小依次為油葵+蠶豆、油葵+豌豆、油葵+胡麻、油葵+馬鈴薯、油葵+小麥。由此可見，油葵+豌豆、油葵+蠶豆種植模式的生產優勢度雖然較低，但系統的穩定性卻高，對外界環境適應性強，保持高產的穩定性更大，而油葵+小麥種植模式的生產優勢度雖較高，但系統的穩定性卻較差。

2.4 不同種植模式經濟效益

由表4可以看出，不同種植模式的投入為5 988.0～12 912.9元/hm2，由大到小的依次是油葵+馬鈴薯、單種馬鈴薯、油葵+小麥、油葵+胡麻、油葵+豌豆、油葵+蠶豆、單種小麥、單種胡麻、單種油葵、單種豌豆、單種蠶豆。純收益由大到小的次序為油葵+馬鈴薯、油葵+豌豆、油葵+胡麻、油葵+蠶豆、單種馬鈴薯、單種油葵、油葵+小麥、單種胡麻、單種小麥、單種豌豆、單種蠶豆。其中油葵+馬鈴薯模式純收益達23 137.5元/hm2，產投比為4.44；油葵+豌豆模式純收益達19 236.6元/hm2，產投比為4.38；油葵+胡麻模式純收益達15 916.2元/hm2，產投比為3.96；油葵+蠶豆模式純收益達15 291.3元/hm2，產投比為4.18。單種蠶豆模式純收益最低，為6 456.6元/hm2，產投比為2.97。

表3 油葵與不同作物間作的生產優勢度與穩定性①

表4 不同種植模式經濟效益比較

3 小結

1）研究結果表明，在沿黃灌區油葵不同間作模式中，以油葵+豌豆模式的油葵產量最高，為3 124.5 kg/hm2。各間作模式的土地當量比均大于1.0，均有間作優勢，其中油葵+豌豆、油葵+馬鈴薯模式間作優勢最明顯。帶田油葵的競爭力強于豌豆、胡麻、馬鈴薯，但弱于小麥。帶田油葵的生產優勢度高于胡麻、蠶豆，但低于豌豆、小麥、馬鈴薯。間作系統的生產優勢度以油葵+小麥模式最高，油葵+馬鈴薯模式次之，油葵+蠶豆模式最低。間作系統的穩定性油葵+蠶豆、油葵+豌豆模式最高，油葵+胡麻、油葵+馬鈴薯模式次之，油葵+小麥模式最低。

2）不同間作模式中，油葵+馬鈴薯模式純收益達23 137.5元/hm2，產投比為4.44；油葵+豌豆模式純收益達19 236.6元/hm2，產投比為4.38；油葵+胡麻模式純收益達15 916.2元/hm2，產投比為3.96；油葵+蠶豆模式純收益達15 291.3元/hm2，產投比為4.18。這4種模式均有較高的純收益和產投比，是興電灌區發展立體農業比較理想的模式。

［1］ 趙建華，孫建好，陳 偉.甘肅河西地區玉米不同套作模式效益研究［J］.甘肅農業科技，2011（3）：13-15.

［2］ 李來祥，劉廣才，李 隆．小麥/玉米間作優勢及地上部與地下部因素的相對貢獻研究［J］．干旱地區農業研究，2008（1）：74-75．

［3］ Willey RW，Rao M R，A competitive ratio for quantifying competition between intercrops［J］.Experimental Agriculture，1980（16）：117-125.

［4］ 王寶山.對草地優勢度指標的商榷［J］.草地科學，1996，13（6）：53-54.

［5］ 葉茂新.復合生態經濟系統綜合效益定量評價方法的研究［J］. 農業現代化研究，1986（2）：11-13.