甘蔗間套種/輪種玉米模式調查與分析

周忠鳳，范業賡，周慧文，陳榮發，丘立杭，閆海鋒，黎正英，羅 霆，鄧宇馳，吳建明

（1.廣西農業科學院甘蔗研究所/廣西甘蔗遺傳改良重點實驗室/農業農村部廣西甘蔗生物技術與遺傳改良重點實驗室，廣西 南寧 530007；2.廣西大學農學院，廣西 南寧 530004）

0 前言

食糖是關系國計民生的重要戰略物資，也是食品工業發展的重要基礎原料，甘蔗是我國主要的糖料作物，面積占我國常年糖料面積的85%以上，產糖量占食糖總產量的90%以上。但當前，糖業發展的國際、國內環境發生了重大變化。巴西、澳大利亞等世界產糖大國具有技術和成本領先優勢，產量大、出口競爭能力強，占領了很大的市場份額；印度、泰國、巴基斯坦等東南亞產糖大國在國際糖市的競爭力逐步增強。目前，受國際糖價的影響，我國市場供求變化大，價格波動劇烈，近十年來，廣西噸糖平均含稅成本約6000元，遠高于先進蔗糖生產國。因此，如何提高土地利用率和植蔗綜合效益，提高甘蔗與其它作物的競爭力，對穩定和發展甘蔗產業具有重大的意義。

我國甘蔗間套種模式多樣，主要有甘蔗間套種玉米、甘蔗間套種大豆、甘蔗間套種西瓜、甘蔗間套種南瓜、甘蔗間套種花生、甘蔗間套種馬鈴薯、甘蔗間套種辣椒等模式，且這些模式在我國的存在歷史悠久［1］。在甘蔗輪作方面，我國早期進行了稻蔗輪作、甘蔗花生輪作、甘蔗波蘿輪作3種研究方式，結果表明，能改善土壤的通氣性，加速速效性養分的釋放，增加土壤微生物總量［2］，減少病蟲害等［3-4］。雖然甘蔗間套種玉米國內外已經有相關研究報道，但研究結果存在較大分歧，上思縣多年的實踐證明：合理的間套種可以使甘蔗和玉米協調生長，可提高甘蔗地的復種指數，有效解決甘蔗與玉米爭地的問題，實現時間與空間的充分利用，達到錢糧雙收的目的［5-8］。也有研究表明，甘蔗行間套種玉米或黃豆、甘蔗減產多，不可取［9-10］。2019年，崇左市400萬畝甘蔗產業基地，大力推廣甘蔗間套種青飼玉米，提高甘蔗種植綜合效益，同時為崇左發展牛羊養殖業提供更為豐富的秸稈資源，2020年全市計劃推廣甘蔗間套種青飼玉米面積3萬畝，力爭每畝新增青飼玉米1.5噸、產值450元以上，全市新增青飼玉米4.5萬噸、增加產值1350萬元以上。到2022年，力爭全市甘蔗間套種青飼玉米推廣面積達到100萬畝。因此，本文結合前人研究基礎和實地調研崇左市推廣甘蔗間套種青飼料玉米的推廣情況進行總結和分析，以期為我國甘蔗主產區推廣應用提供技術支撐。

1 調查方法

1.1 調查材料

以廣西桂南、桂中和桂西北地區主要蔗區的“雙高糖料蔗”基地種植為調查對象，于2020年3～5月分別深入各個蔗區進行詳細調查。

1.2 調查內容與方法

調查方法采用面上調查、數據收集和實地調查相結合。面上調查包括查看資料，聽取各縣蔗區農業局、糖業局等部門關于甘蔗間套種玉米情況介紹；數據收集包括查閱歷史資料和實地抽樣調查和分析甘蔗間套種生長情況、間套種模式等。

2 結果與分析

2.1 宿根蔗間套種玉米

我國宿根蔗間套種玉米歷史悠久，主要有每行間種和隔行間種二行兩種方式。早期研究結果表明，一行甘蔗間種一行甜玉米均影響甘蔗產量，間種密度越大，減產越大，與不間種產量比較，每畝間種1646株以上的，差異達顯著水平，間種1262株以下的則不顯著。隔行甘蔗間種二行甜玉米畝種1686株，雖比每行蔗間種一行玉米畝種1646株多46株，但有邊行優勢，光照條件得到改善，甘蔗產量不受影響，而比不間種的甘蔗高，這可能有其它因素影響待查，但可說明利用邊行優勢至少可減少間種帶來互相蔭蔽的影響［3］。另外，也有開展研究宿根蔗間套種玉米早播（2月10日）、中播（2月25日）、中晚播（3月12日）、晚播（3月27日），不播（對照）4個處理。結果表明，玉米中晚播的土地復合產值最高為75564.57元/hm2，除去玉米農資投入成本5550元/hm2，相對于純種甘蔗60428.31元/hm2，可增加收益9586.26元/hm2［11］。從前人研究結果說明，宿根甘蔗比春植蔗萌芽早，前期受玉米蔭蔽影響時間短，因此宿根甘蔗間種玉米比春植蔗對甘蔗的影響小［6］；而且隔行間種對甘蔗影響小于每行都間種［12］。但是，目前宿根蔗間套種模式只能人工操作，由于隨著城鎮化的發展，農業勞動力減少，人工成本迅速增長，這種模式只能是家庭分散性推廣，規模化發展難度還是比較大。

2.2 新植蔗間套種玉米

2.2.1 甘蔗間套種玉米品種篩選

間套種品種搭配要考慮植株高低、株型、生育期、耐陰等因素，因此間套種品種是基礎。甘蔗間套種玉米中，前人對不同玉米品種進行篩選試驗，結果表明，不同品種間套種具有不同結果，對甘蔗株高、有效莖數及產量有一定影響，但有些品種如鮮食糯玉米品種、半緊湊型普通玉米早熟種對甘蔗產量影響不大［13］。說明，不同玉米品種間套種甘蔗差異比較大，生產上建議生育期短和株型緊湊的青貯玉米。甘蔗間套種玉米的不同甘蔗品種的篩選，還沒有相關報道，還有待進一步研究。但有研究表明，間套種玉米的甘蔗出苗率減少6.4%，分蘗減少了42.7%，比對照減少617條，對照產量最高畝產為7199.6公斤，間套種玉米，畝產6412.5公斤，比對照減產757.1公斤，差異達到顯著水平［14］。由此可說明，間套種玉米對于甘蔗分蘗影響比較大，應該選擇分蘗力較強的甘蔗品種。

2.2.2 甘蔗間套種玉米方式

2.2.2.1 播種時期

甘蔗間套種玉米，兩種作物有共生期，差異在于玉米生長期較短，因此，兩種作物的播種期配置決定產量形成的關鍵。在不同甘蔗主產區播種時間差異比較大。云南蔗區甘蔗間套種玉米的種植時間從當年的10月下旬到次年2月下旬均有相關研究，隴川縣甘蔗間套玉米種植時間宜在1月下旬前完成，甘蔗間套種玉米效益明顯［15］；保山市在3月下旬種植，結果表明，比單作的甘蔗產量有所下降，降幅達8.9%［16］；德宏縣在2月5日種植甘蔗，2月17日種植玉米，結果表明間套種玉米提高甘蔗產量［12］。廣西蔗區的北海蔗區甘蔗可分冬植（12月下旬至次年1月上旬）和春植（1 月下旬至2 月下旬），玉米在2月中下旬播種，結果表明間套種不影響甘蔗產量［17］；上思縣研究表明，根據當年氣候條件，若氣溫在15℃以上，即可種植，所有間套種工作最好在2月底之前完成，間套種不影響甘蔗產量［15，18］；但也有研究表明，3月16日種植甘蔗，3月17日種植玉米，結果表明，間套種玉米對甘蔗分蘗、產量等影響較大［14］，這是否是種植時間過遲還需要進一步試驗驗證。甘蔗間套種玉米除了研究具體時間外，也利用葉齡來判斷間套種，有研究表明，當新植蔗蔗苗長至2葉1心時是套種玉米的最佳時間［19］。上述研究結果表明，甘蔗間套種時間對于主作物甘蔗的產量有影響，不同蔗區應該根據當年氣候條件選擇合理播種時間，才能產生利益最大化。

2.2.2.2 種植密度

合理密植是實現甘蔗間套種玉米高產高效的重要技術途徑。甘蔗間套種玉米兩種作物的產量與種植密度存在必然的關聯，隨著種植密度的改變對作物的產量起到規定性變化。因此，密度是影響產量的重要因素。前人開展了玉米不同密度試驗結果表明，甘蔗間套種合適密度為21000～25000株/hm2［6，12，15，20］。但也有研究結果表明，甘蔗間套種玉米合適密度為15000株/hm2［18］、30000株/hm2［21］。說明甘蔗間套種玉米適合密度差異比較大，這可能與蔗區氣候、品種特性等有關。但是間套種密度對玉米的生育進程影響不大。

2.2.2.3 間套種主要模式

甘蔗間套種玉米的主要方式有等行距每行種植、等行距隔行種植和寬窄行種植等方式。據研究表明，甘蔗間套種玉米寬窄行種植模式均能提高甘蔗產量，同時增加玉米收入，效益提高明顯［6，12，16］；也有研究表明，采用一行甘蔗間種一行玉米的模式，選擇適合的間套種品種和合理種植密度，也能提高甘蔗產量［6，16］。說明甘蔗間套種玉米可以根據蔗區情況選擇更理想的模式推廣應用。

2.3 甘蔗輪作玉米

廣西甘蔗良種繁育一般在5～7月份，而在5月份繁種之前一直以來都是空閑，因此，如何利用廣西近40萬畝的甘蔗良種繁育基地實行輪作對于企業提高效益具有重要意義。因此，2017～2018年廣西農業科學院甘蔗研究所開展了甘蔗良種繁育輪作青飼玉米，結果表明，輪作玉米顯著提高土壤全氮、有效磷、過氧化氫酶、脲酶和細菌數，與連作相比分別提高了0.016mg/kg、29.1mg/kg、10.86μmol/d/g、519.11μg/d/g和45.30×104/g；輪作玉米后甘蔗的出苗率、分蘗率、產量和糖分比連作分別提高了3.4%、9.5%、6.2t/hm2和0.63%（數據未發表）。

近來，廣西農業科學院甘蔗研究所結合前期試驗發明了“一種甘蔗、青貯玉米、小米3種作物輪作和間套作的方法”，該方法是在同一片土地上間作甘蔗和小米或青貯玉米，每隔3～5年就對宿根甘蔗地進行翻新，在原來種甘蔗的區域輪作小米或青貯玉米，在原來種小米或青貯玉米的區域輪作甘蔗，種小米或青貯玉米的位置是每種一茬小米后輪作一茬青貯玉米。因小米和青貯玉米的生長周期短，基本上可以實現每種植一期甘蔗就可以實現種植兩茬小米或者兩茬青貯玉米或者一茬青貯玉米一茬小米，即實現每年收獲一期甘蔗、兩期小米或兩期青貯玉米或一期青貯玉米和一期小米。因此，本發明的方法結合了輪作和間套作兩種種植模式，使土地得到了輪作，避免了連作障礙，同時使土地得到了充分利用，提高了土地產出量，降低了土地成本，實現了甘蔗、青貯玉米和小米3種作物的豐收（專利已經進入實質性審查階段）。

2.4 甘蔗間套種/輪作玉米推廣情況調查

2019年9月中國甘蔗糖都崇左市農業農村局印發了《崇左市2020年甘蔗間套種青飼玉米工作方案》，目標任務要求2020年，全市計劃推廣甘蔗間套種青飼玉米面積3萬畝，力爭每畝新增青飼玉米1.5噸、產值450元以上，全市新增青飼玉米4.5萬噸、增加產值1350萬元以上。針對這個方案廣西農業科學院甘蔗研究所派出專家到崇左市蔗區開展培訓、技術服務和調研。2020年崇左市甘蔗間套種玉米6個縣（區）主要是以新植蔗間套種為主，宿根蔗主要在大新縣、龍州縣有少量種植，如圖1所示。江州區主要推廣寬行種植，行距2.4～3.2米，甘蔗和玉米都實行機械化種植，行間種3行玉米，如圖2和圖3所示。大新縣、寧明縣、龍州縣和天等縣主要是開展寬行種植和常規行距種植，寬行種植采用2.4米行距，行間間種2～3行玉米；常規行距為1.2米，行間種植一行玉米，如圖4所示。扶綏縣主要采用寬行種植和輪作兩種模式，寬行種植也是采用2.4～3.2米，行間種3行玉米；而輪作主要結合甘蔗良種繁育基地，先種植玉米收獲后6月份再進行甘蔗繁種。

3 甘蔗間套種/輪作玉米討論與分析

3.1 甘蔗間套種玉米

近年來，隨著勞動力、地租和農資成本的提高，甘蔗效益明顯降低，嚴重影響農民種蔗的積極性，如何提高單位面積甘蔗效益是甘蔗產業面臨的重大問題。因此，甘蔗間套作最大限度地提高空間利用率，在種植甘蔗的同時利用空隙種植另外一種作物，對于甘蔗產業發展具有促進作用。甘蔗間套種青飼料玉米可以通過以下方式推廣應用：一是鼓勵和扶持農民、合作社、家庭農場、龍頭企業參與發展甘蔗間套種青飼玉米。二是因地制宜、合理布局青飼料加工廠，以降低運輸成本。三是推動青飼料加工企業、合作社與種植戶簽訂保價收購合同，實現訂單產業，確保種植戶種得出賣得好。甘蔗間套種青飼料玉米可以推進青飼加工業與養殖業對接，培育打造從種到加工、養殖的完整產業鏈，實現種植業與養殖業有機結合，實現種養全產業鏈發展具有重要意義。

圖1 宿根蔗間每行均間套種玉米

圖2 新植蔗寬行距2.4米行距間種3行玉米

圖3 寬行距3.2米行距間種3行玉米

3.2 甘蔗輪作玉米

長年連作導致蔗株根部的分泌物和殘留物在分解過程中產生的有毒有機化合物以及甘蔗病毒，對甘蔗生長不利；隨著連作時間的增加，再加上年復一年大量農藥化肥施用，土地肥力及相應的營養成分將會越來越低，不利于甘蔗的增產。因此，結合甘蔗良種繁育輪作玉米對于合理利用土地空間、改善土壤和提升甘蔗產量，都具有積極的現實意義。