甘肅興電灌區(qū)豌豆套種大豆高效模式研究

郭繼紅，霍 琳，王成寶，楊思存

（1.甘肅省天水市麥積區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，甘肅 天水 741020；2.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與節(jié)水農(nóng)業(yè)研究所，甘肅 蘭州 730070）

用地與養(yǎng)地結(jié)合，高產(chǎn)與高效并舉是發(fā)展持續(xù)農(nóng)業(yè)的重要措施［1］。興電灌區(qū)是甘肅省白銀市重要的農(nóng)業(yè)綜合商品生產(chǎn)基地，適合玉米、胡麻、油葵、豌豆等多種作物種植［2～6］。近年來(lái)由于小麥、小麥套種大豆和小麥玉米帶田輪作，使土壤微生物區(qū)系及其代謝產(chǎn)物朝著不利于作物生長(zhǎng)的方向發(fā)展［7］。套種綠肥雖能改善該系統(tǒng)，但受到灌水條件和效益低的限制［8］。豆類間套混作是用養(yǎng)結(jié)合的最佳種植模式，但缺乏成熟的技術(shù)。我們?cè)诜治龆诡惿飳W(xué)特征和市場(chǎng)供需狀況基礎(chǔ)上進(jìn)行了豌豆套種大豆技術(shù)及其效益的試驗(yàn)研究，預(yù)期將此模式導(dǎo)入輪作周期，以協(xié)調(diào)土壤系統(tǒng)中物質(zhì)轉(zhuǎn)換與平衡，提高農(nóng)田系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。

1 材料與方法

1.1 供試材料

指示豌豆品種為美國(guó)針葉豌豆，由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院自美國(guó)引育；大豆品種為汾豆8號(hào)。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)設(shè)在靖遠(yuǎn)縣北灘鄉(xiāng)景灘村。海拔1 645m，年均降水量250mm，蒸發(fā)量2 369mm，年平均氣溫6.6℃，＞0℃積溫為3 208℃，＞10℃積溫為2 622℃，無(wú)霜期160～170 d，年日照時(shí)數(shù)2 919 h，太陽(yáng)總輻射量616.2 KJ/cm2。供試土壤為灰鈣土，耕層（0～20 cm）含有機(jī)質(zhì)7.88 g/kg、全氮0.72 g/kg、全磷0.52 g/kg、堿解氮47mg/kg、速效磷11mg/kg、速效鉀200mg/kg。前茬小麥玉米帶田。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)處理及種植規(guī)格見(jiàn)表1。采用隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，窄幅（幅寬＜110 cm）不等行大豆套種豌豆（下稱窄幅）、寬幅（幅寬≥110 cm）等行大豆套種豌豆（下稱寬幅）各設(shè)6個(gè)處理，豌豆帶寬均為30 cm，種植3行，每小區(qū)種植3帶。播前結(jié)合整地基施農(nóng)家肥30.0 t/hm2、N 69.0 kg/hm2、P2O590.0 kg/hm2。豌豆于3月中旬條播，大豆于4月中旬人工點(diǎn)播，穴距20 cm，窄幅試驗(yàn)點(diǎn)播3粒/穴，寬幅試驗(yàn)點(diǎn)播4粒/穴。大豆帶幅即為豌豆帶幅間距離。生育期觀測(cè)大豆、豌豆生長(zhǎng)發(fā)育狀況。灌水視秋季降水而定，一般3～4次。大豆花莢期防蟲(chóng)1次，豌豆于6月25日收獲。豌豆收獲后結(jié)合灌水追施N 52.5 kg/hm2。豌豆收后14 d（大豆結(jié)莢期）每小區(qū)選取20株分別測(cè)定寬幅、窄幅試驗(yàn)大豆的株高和莖粗，烘干后稱重。其余管理同當(dāng)?shù)卮筇铩４蠖褂?月上旬收獲，各小區(qū)單收計(jì)產(chǎn)。

表1 試驗(yàn)處理及種植規(guī)格

1.4 計(jì)算方法

采用半微量凱氏法測(cè)定作物籽粒粗蛋白質(zhì)含量，計(jì)算作物粗蛋白質(zhì)產(chǎn)量。

粗蛋白質(zhì)產(chǎn)量=作物產(chǎn)量×粗蛋白質(zhì)含量

2 結(jié)果與分析

2.1 豌豆收獲時(shí)帶幅組合對(duì)大豆生長(zhǎng)發(fā)育的影響

田間觀測(cè)表明，在豌豆凈帶幅為30 cm條件下，大豆帶幅變化對(duì)豌豆階段發(fā)育和個(gè)體生長(zhǎng)無(wú)明顯影響，但對(duì)大豆影響明顯。在窄幅試驗(yàn)中，大豆帶幅小于或等于50 cm處理的大豆開(kāi)花期、結(jié)莢期均較帶幅50 cm以上的處理分別推遲3、4 d。從表2可以看出，寬幅試驗(yàn)中，豌豆收獲時(shí)大豆株高與其帶幅呈極顯著負(fù)相關(guān)，即株高隨著其帶幅加寬而顯著變矮；莖粗和干物質(zhì)重與其帶幅呈極顯著正相關(guān)?？梢?jiàn)帶幅組合對(duì)共生期大豆生長(zhǎng)發(fā)育有明顯影響，這種影響符合作物個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育與營(yíng)養(yǎng)面積、生長(zhǎng)空間依賴關(guān)系的一般規(guī)律。

表2 豌豆收獲時(shí)大豆生長(zhǎng)發(fā)育狀況（寬幅試驗(yàn)）

2.2 帶幅組合對(duì)大豆后期生長(zhǎng)發(fā)育的影響

田間群體生長(zhǎng)觀測(cè)顯示，隨著豌豆收獲和大豆開(kāi)花期灌水、追肥，窄幅試驗(yàn)各處理和寬幅試驗(yàn)處理1、處理2、處理3、處理4中的大豆依次封壟，而寬幅試驗(yàn)處理5、處理6帶間留有空隙，且各處理群體高差值日漸變小。對(duì)大豆個(gè)體的測(cè)定結(jié)果表明，帶幅組合對(duì)大豆后期生長(zhǎng)及干物質(zhì)積累仍有一定影響。由表3可見(jiàn)，豌豆收獲14 d后，總帶幅70 cm處理（窄幅處理1）大豆個(gè)體發(fā)育最差，其余處理間株高相差雖不大，但莖粗差異都變大，特別是在干物質(zhì)積累上差異更大。其中，總帶幅100 cm處理（窄幅處理5）的20株大豆株干重最重，是其它窄幅處理的1.51～4.22倍。而在寬幅試驗(yàn)中，由于大豆帶幅均大于70 cm，大豆生長(zhǎng)發(fā)育受空間效應(yīng)影響，田間觀察各處理間無(wú)明顯差別。

表3 豌豆收后14 d大豆生長(zhǎng)狀況（窄幅試驗(yàn)）

2.3 帶幅組合對(duì)產(chǎn)量和粗蛋白質(zhì)產(chǎn)量的影響

由表4可以看出，不同處理豌豆產(chǎn)量均隨總帶幅變寬而呈波動(dòng)遞減趨勢(shì)，這是由于豌豆帶幅相對(duì)變小所致。窄幅處理中，大豆產(chǎn)量隨總帶幅變寬呈先增加后減少趨勢(shì)，總帶幅100 cm的大豆產(chǎn)量最高，為3 921.0 kg/hm2；混合產(chǎn)量和粗蛋白質(zhì)產(chǎn)量亦最高，分別為6 297.0、1 924.5 kg/hm2；總帶幅70、75 cm處理雖然豌豆的產(chǎn)量較高，但大豆產(chǎn)量、混合產(chǎn)量和粗蛋白質(zhì)產(chǎn)量均較低；其余3個(gè)處理的大豆產(chǎn)量、混合產(chǎn)量和粗蛋白質(zhì)產(chǎn)量居中。寬幅試驗(yàn)中，大豆產(chǎn)量以總帶幅130 cm處理最高，為2 677.5 kg/hm2；其次為總帶幅110 cm處理，為2 586.0 kg/hm2?；旌袭a(chǎn)量、粗蛋白質(zhì)產(chǎn)量均以總帶幅110 cm處理最高，分別為4 452.0、1 332.0 kg/hm2。統(tǒng)計(jì)帶幅組合與混合產(chǎn)量組成得出，在總帶幅小于90 cm組合中，混合產(chǎn)量以豌豆產(chǎn)量為主，占總產(chǎn)量的57.9%～67.3%；而在總帶幅大于或等于90 cm組合中，混合產(chǎn)量以大豆產(chǎn)量為主，占總產(chǎn)量的52.0%～65.6%。

表4 不同處理籽粒及粗蛋白質(zhì)產(chǎn)量

表5 不同帶幅處理經(jīng)濟(jì)效益

2.4 帶幅組合對(duì)帶田經(jīng)濟(jì)效益的影響

從表5可以看出，在豌豆帶幅均為30 cm種植規(guī)格下，不同處理的生產(chǎn)成本都隨總帶幅加寬呈波動(dòng)遞減趨勢(shì)，但各帶幅組合處理間相差不大。不同帶幅處理中效益以窄幅總帶幅100 cm處理最高，產(chǎn)值為18 867.60元/hm2，凈產(chǎn)值15 729.00元/hm2，產(chǎn)投比5.01。

3 小結(jié)與討論

1）在甘肅沿黃灌區(qū)，豌豆套種大豆的適宜模式為總帶幅100 cm，其中豌豆凈帶幅30 cm，種3行，行距15 cm，播種量148.5 kg/hm2；大豆帶幅70 cm，種3行，行距20 cm，株距20 cm，3粒/穴，播種量45萬(wàn)粒/hm2。

2） 豌豆套種大豆是以大豆生長(zhǎng)為主的搭配組合，大豆的生長(zhǎng)和產(chǎn)量不但決定了該模式的生產(chǎn)力，而且決定了帶田經(jīng)濟(jì)效益的高低。經(jīng)測(cè)算，該模式的混合產(chǎn)量比單種小麥低16.5%，但凈產(chǎn)值和投資效益卻比單種小麥分別高40.8%和40.7%，同時(shí)粗蛋白質(zhì)產(chǎn)量亦高91.2%，固氮量92.4 kg/hm2。由此說(shuō)明，該模式的增收和生態(tài)效益明顯，是適合興電灌區(qū)發(fā)展高效可持續(xù)農(nóng)業(yè)的一種較好的種植模式。

［1］ 楊思存，王建成，霍 琳，等.興電灌區(qū)主要帶田系統(tǒng)生產(chǎn)力研究［J］.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2005，23（2）：169-175.

［2］ 霍 琳，王建成，楊思存.興電灌區(qū)油葵／豌豆帶田高產(chǎn)高效種植模式研究［J］.甘肅農(nóng)業(yè)科技，2002（5）：11-12.

［3］ 李 隆，楊思存，李曉林，等.春小麥大豆間作條件下作物養(yǎng)分吸收積累動(dòng)態(tài)的研究［J］.植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，1999，5（2）：164-172.

［4］ 楊思存，霍 琳，王建成.興電灌區(qū)油葵/豌豆帶田優(yōu)化施肥方案研究［J］.甘肅農(nóng)業(yè)科技，2002（1）：29-32.

［5］ 李 隆，楊思存，孫建好，等.小麥/大豆間作中作物種間的競(jìng)爭(zhēng)作用和促進(jìn)作用［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，1999，10（2）：197-200.

［6］ LONG LI，SICUN YANG，XIAOLIN LI，et al.Interspecific complementary and competitive interactions between intercropped maize and faba bean ［J］.Plant and Soil，1999，212：105-114.

［7］ 盛秀蘭，金秀琳，鄭 果，等．甘肅省小麥根病病原種類及致病性研究［J］．西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，1997，6（1）：35-38．

［8］ 包興國(guó)，曹衛(wèi)東，楊文玉，等．甘肅省綠肥生產(chǎn)歷史回顧及發(fā)展對(duì)策［J］．甘肅農(nóng)業(yè)科技，2011（12）：41-44．