吉林省花生玉米間作高效種植模式研究

陳小姝　王紹倫　劉海龍　呂永超　高華援　楊富軍　李春雨　孫曉蘋　寧洽　沈海波　張志民　王禮斌

摘要：為實現吉林省花生種植模式的多元化，對花生玉米間作最優模式進行篩選研究。本研究在2012—2014年相關探索試驗的基礎上，于2015—2016年連續兩年，通過設置6種種植模式——花生單作（SP）、玉米單作（SM）和花生玉米間作行比4∶4（P4M4）、5∶5（P5M5）、6∶6（P6M6）、4∶6（P4M6），研究不同間作模式對花生、玉米產量及其土地當量比的影響。結果表明：隨著行比的增加，花生和玉米的主莖高（株高）逐漸變高，且邊行效果極顯著，不同行比模式下，花生和玉米邊1行的株高都低于邊2行和邊3行;花生的主莖高、側枝長、分枝數都大于花生單作。2015年4種間作模式的LER在0.93～1.13之間，ATER在0.88～1.05之間，LUE在0.97～1.12之間;2016年4種間作模式的LER在1.06～1.27之間，ATER在0.96～1.14之間，LUE在1.01～1.20之間。3種間作模式（P4M4、P5M5和P6M6）的土地當量比（LER）大于 說明等條帶間作具有優勢。P5M5和P6M6的產量和土地當量比最高，且P6M6的ATER和LUE值最高，說明6∶6模式可以提高農田的時間效率，且綜合效益最高。結合吉林省花生壟作種植習慣和生產條件，認為：6∶6（P6M6）模式適合機械化、規模化操作，是花生玉米間作高效種植模式。

關鍵詞：花生;玉米;間作;種植模式;LER

中圖分類號：S565.2+S513文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2019）09-0162-05

Research on High Efficient Patterns of Peanut Intercropped with Maize in Jilin Province

Chen XiaoshuWang ShaolunLiu HailongLü YongchaoGao HuayuanYang Fujun

Li ChunyuSun XiaopingNing QiaShen HaiboZhang ZhiminWang Libin2

（1. Peanut Research Institute， Jilin Academy of Agricultural Sciences， Gongzhuling 136100， China;

2. Mishazi Town Agricultural Technology Extension Station of Dehui City， Dehui 130302， China）

Abstract The optimal intercropping patterns of peanut and maize were screened to realize the diversification of peanut planting patterns in Jilin Province.Based on the relevant exploration experiments from 2012 to 2014， the effects of different intercropping patterns on yield and LER were studied from 2015 to 2016 by setting 6 cropping patterns： peanut monoculture （SP）， maize monoculture （SM）， intercropping of peanut with maize at the row ratio of 4∶4 （P4M4）， 5∶5 （P5M5）， 6∶6 （P6M6） and 4∶6 （P4M6）. The results showed the main stem height of peanut and maize gradually increased and the edge effect was very significant with the increase of row ratio. The main stem height of peanut and maize of the first border row were lower than that of the second and third rows. The main stem height， lateral branch length and branch number were all higher than those of peanut monoculture （SP）. The LER of four intercropping patterns ranged from 0.93 to 1.13， ATER ranged from 0.88 to 1.05 and LUE ranged from 0.97 to 1.12 in 2015， and LER ranged from 1.06 to 1.27， ATER ranged from 0.96 to 1.14 and LUE ranged from 1.01 to 1.20 in 2016. The LER of three intercropping patterns （P4M4， P5M5 and P6M6） were higher than which indicated that the same row ratio of intercropping had advantages. The yield and LER of P5M5 and P6M6 were the highest， and ATER and LUE value of P6M6 were the highest. The results showed that P6M6 pattern could improve the time efficiency of farmland and achieve the highest comprehensive benefits. Combined with the ridge cultivation habits and production conditions of peanut in Jilin Province， it was considered that the pattern of P6M6 was suitable for mechanized and large-scale operations， and was an efficient intercropping mode for peanut and maize.

Keywords Peanut;Maize;Intercropping;Planting pattern;LER

間作指在同一田地上于同一生長期內，分行或分帶相間種植兩種或兩種以上作物的種植方式[1]。間作因有充分利用資源和大幅度增加作物單產的特點，在我國乃至世界范圍內的農業生產中占有愈來愈重要的地位[2]。玉米花生間作是一種典型的禾本科與豆科間作模式，可充分發揮須根系與直根系、高稈與矮稈、需氮多與需磷鉀多的互補效應，具有高產高效、共生固氮、資源利用率高、改良土壤環境、增強群體抗逆性等優點，能充分利用空間和不同層次的光能[3，4]。20世紀60年代以來間作面積迅速擴大，有高、矮稈作物間作和不同作物種類間作，其中以玉米與豆類作物間作最為普遍，廣泛分布于東北、華北、西北和西南各地。此外還有玉米與花生、小麥與蠶豆、甘蔗與花生（大豆）、高粱與粟等間作方式[5]。就世界范圍而言，間作在非洲和亞洲國家分布最廣，其次在南北美洲和歐洲一些國家也有分布。在尼日利亞約有99%的豉豆、95%的花生、80%的棉花和76%的玉米采用間作形式;在烏干達，84%的玉米、81%的豆類和56%的花生也采用間作措施[6]。

目前，吉林省花生種植面積達26.7×104 hm2，以區域性大面積單作為主，常年連作障礙明顯，年際間增產不顯著。大多農戶為了獲得高產使用大量的化肥和農藥，導致肥料利用率低、土壤板結、農藥殘留過多、病害蟲產生抗藥性等問題[7]。同時，由于長期大面積單一種植同種作物，導致農田生物多樣性降低，病蟲害增加[8]。

本試驗針對吉林省花生產區生態條件和種植制度實際，以花生為主栽作物、以機械為載體對花生玉米間作高效種植模式進行研究，探索其最佳間作模式，建立節本增效、穩產提效、減肥減藥的新栽培技術體系，為穩糧增油、提質增效找出一條新技術途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2015—2016年在吉林省公主嶺市吉林省農業科學院試驗田（N 43°31′，E 124°49′）進行。供試花生品種為吉花19，由吉林省農業科學院花生研究所提供;供試玉米品種為吉單558，由吉林省農業科學院玉米研究所提供。

試驗田土壤為黑鈣土。播種前0～20 cm土壤基礎理化性狀為有機質含量27.95 g/kg、全氮1.47 g/kg、速效磷16.44 mg/kg、速效鉀187.50 mg/kg、有效鐵47.65 mg/kg，pH值6.8。

1.2 試驗設計與田間管理

試驗共設6種種植模式，分別為花生單作（SP）、玉米單作（SM）和花生玉米間作行比4∶4（P4M4）、5∶5（P5M5）、6∶6（P6M6）、4∶6（P4M6）。隨機區組排列，重復3次。行長20 m，壟寬0.62 m。玉米單作每公頃種植密度75 000株、間作種植密度112 500株，每穴1粒;花生每公頃種植密度均為135 000穴，每穴兩粒（表1）。

2015年玉米播種期為4月28日，花生播種期為5月17日，玉米收獲期為10月6日，花生收獲期為9月25日。2016年花生玉米茬口互換，玉米播種期為4月27日，花生播種期為5月15日，玉米收獲期為10月5日，花生收獲期為9月22日。玉米施肥量為N 194 kg/hm2、P2O5 104 kg/hm2、K2O 100 kg/hm2。其中磷鉀肥與底肥一次性施入;氮肥分兩次施入，三分之一作底肥，三分之二為追肥。花生施肥量為N 112.5 kg/hm2、P2O5112.5 kg/hm2、K2O 112.5 kg/hm2，氮磷鉀肥作底肥一次施入。其它田間管理按高產田進行。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 產量及產量性狀 各處理作物產量及其相關性狀具體測定方法如下。

玉米：收獲期取樣，單作每小區取3行5 m樣段，間作取一個帶寬5 m樣段，測定株高、穗位高、穗粒數，風干脫粒后測籽粒產量。

花生：收獲期取樣，單作每小區取3行2 m樣段，間作取一個帶寬2 m樣段，測定主莖高、側枝長、分枝數、飽果數、百果重、百仁重和出仁率。

分別統計不同間作模式各邊行產量，計算單作花生、單作玉米、間作玉米和間作花生的產量。間作玉米和間作花生的產量是基于總間作帶占地面積的產量，玉米、花生凈面積產量則為基于實際占地面積的產量。

1.3.2 土地當量比（LER） LER為衡量間作是否具有產量優勢的指標[9]; LER=Yim/Ysm+Yip/Ysp。式中，Yim和Ysm分別表示間作和單作玉米的籽粒產量，Yip和Ysp分別表示間作和單作花生的籽粒產量。LER>1表示間作有優勢，LER<1表示間作具劣勢[10]。

1.3.3ATER（農田的時間效率）和LUE（間作系統的綜合效益）兩者公式為：

式中，tm和tp分別表示玉米和花生的生育期天數[11]。ATER>1表示間作系統提高農田的時間效率;ATER<1表示間作系統降低農田的時間效率[12]。

LUE>1表示間作系統的綜合效益高于單作;LUE<1表示間作系統的綜合效益低于單作[13]。

1.3.4 聯合單作產量與間作混合產量[8] 聯合單作產量（A）：指兩種作物按其在間作中的占地比例將其單作產量折算后的產量之和;間作混合產量（B）：指兩種作物在間作中實際收獲的產量。如果間作混合產量≤聯合單作產量，表示無間作優勢;間作混合產量>聯合單作產量，表示存在間作優勢。

1.4 數據分析

采用Microsoft Excel 2007進行數據分析與作圖，采用DPS軟件對數據進行統計和差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同間作模式對花生和玉米植株性狀的影響

不同間作模式下，設定臨近玉米（花生）的花生（玉米）第1行為邊 臨近玉米（花生）的花生（玉米）第2行為邊2，臨近玉米（花生）的花生（玉米）第3行為邊3。從表2可以看出，隨著行比的增加，花生和玉米的主莖高（株高）逐漸變高，且邊行效果極顯著。不同行比模式下，花生和玉米邊1的株高都低于邊2和邊3;不同間作模式下，花生的主莖高、側枝長、分枝數都大于花生單作。

2.2 不同間作模式對花生和玉米產量的影響

從表3可以看出，3種間作模式（P4M4、P5M5和P6M6）的土地當量比（LER）均大于 P4M6的LER在2015年時小于 說明非等條帶間作不具優勢。2015年土地當量比P5M5>P6M6>P4M4>P4M6，2016年土地當量比P6M6>P5M5>P4M4>P4M6，綜合兩年產量數據來看，P5M5和P6M6的產量和當量比較高，說明花生玉米等條帶間作具有產量優勢。

對不同模式下的聯合單作產量與間作混合產量進行計算，結果（圖1和圖2）看出，花生玉米間作共生期內，4種間作模式的聯合單作產量均小于間作混合產量，說明4種間作模式均存在間作優勢。2015年試驗，其間作優勢表現為P5M5﹥P6M6﹥P4M4﹥P4M6;2016年試驗，其間作優勢表現為P6M6﹥P5M5﹥P4M4﹥P4M6。

2.3 不同間作模式對LER、ATER和LUE的影響

2015年4種間作模式的LER在0.93～1.13之間，ATER在0.88～1.05之間，LUE在0.97～1.12之間（圖3）;2016年4種間作模式的LER在1.06～1.27之間，ATER在0.96～1.14之間，LUE在1.01～1.20之間（圖4）。2015年P5M5模式的LER、ATER和LUE最高，2016年P6M6模式的LER、ATER和LUE均最高。

3 討論與結論

大量研究證明，合理的間套作可以獲得高產。高位作物邊行，由于所處高位的優勢，通風條件好、根系競爭能力強、吸收范圍大，生育狀況和產量優于內行，表現為邊行優勢;同時，矮位作物的邊行由于受到高位作物的不利影響，則表現為邊行劣勢。相關研究表明，與其它作物混作的小麥其邊際效應可以達到3行，且表現為邊1﹥邊2﹥邊3;而從玉米的試驗中發現，混作的邊行玉米可以增產1.8%～5.6%，而邊2增產不顯著[14，15]。辣椒與玉米間作也表現出相同結果，高位作物玉米對低位作物辣椒產生影響，使間作辣椒第1行的生物量和產量比單作降低7.54%和4.57%，而第3行和第5行辣椒的生物量和產量均比單作增加[16，17]。本研究連續兩年對花生玉米不同的間作模式進行篩選分析，可以看出，隨著間作行比的增加，花生的邊際效應顯著，其邊行越靠近玉米主莖高越矮，說明高稈作物對矮稈作物的遮陰效應顯著，在間作種植時花生應選擇耐陰品種。

花生間作玉米較單作可以有效提高土地利用率，提高作物產量。LER>1表明間作有優勢，提高土地的利用率，ATER>1表明間作提高農田時間效率，LUE>1表明間作可以提高作物的綜合效益。通過對聯合單作產量與間作混合產量的比較，在花生玉米共生期內，P4M4、P5M5、P6M6間作模式表現出的間作優勢與LER表現趨勢相符，均表現出明顯的間作增效作用。而P4M6模式，兩年試驗表現出不同的規律，LER從0.93增至1.06，說明通過間作可打破單一作物種植形成的連作障礙，有效提高作物產量。2015年P5M5模式的LER、ATER和LUE最高，P6M6排在第二位，2016年P6M6模式的LER、ATER和LUE均最高。結合吉林省壟作種植習慣，認為：花生玉米6∶6種植模式適合機械化、規模化操作，為高效種植模式。

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收稿日期：2019-07-26

基金項目：國家花生產業技術體系項目（CARS-13）

作者簡介：陳小姝（1982—），女，吉林長春人，博士，副研究員，主要從事花生抗逆栽培研究。E-mail：13944940275@163.com

通訊作者：高華援（1964—），男，吉林公主嶺人，碩士，研究員，主要從事花生育種與栽培研究。E-mail：ghy6413@163.com