不同玉米花生间作模式对系统产量及土地当量比的影响

孟维伟+高华鑫+张正+夏海勇+刘灵艳+郭峰+李宗新+万书波

摘 要：为进一步明确以稳定玉米产量为目的的不同玉米花生间作模式对间作体系产量、产量构成和土地利用效率的影响，于2013-2014年连续两年通过设置玉米单作、花生单作、玉米花生带状复合种植（行比分别为2∶3、2∶4、3∶3、3∶4）6种种植模式，研究不同间作模式对玉米、花生产量及其产量构成因素、土地当量比的影响。结果表明：间作玉米净面积上产量随净面积上穗数的增加而显著增加，穗粒数和百粒重则呈下降趋势；玉米花生2∶4模式净面积上玉米公顷穗数和产量最高，其间作花生产量最高，是该试验条件下最有利于花生产量提高的一种间作模式；各间作模式土地当量比均大于1，表现出明显的产量优势；玉米花生3∶4模式系统产量最高，2013、2014年分别达到8 367.0、10 432.5 kg/hm 均高于同年玉米单作对照和其它间作模式系统产量，其间作玉米、花生产量较高，获得最大土地当量比和系统产量，土地利用效率提高15%、21%，是一种较为理想的稳粮增油的种植方式。

关键词：玉米花生间作；系统产量；产量构成；土地当量比

中图分类号：S344.2+S513+S565.2文献标识号：A文章编号：1001-4942（2016）12-0032-05

Abstract In order to clear the effects of different maize-peanut intercropping modes on system yield and its components and land use efficiency， a two-year field experiment was conducted from 2013 to 2014 in North China. In the experiment， six cropping patterns were designed including maize monoculture， peanut monoculture， maize-peanut intercropping planting with row ratio as 2∶3， 2∶4， 3∶3 and 3∶4 respectively， and their effects on crop yield， yield components and land equivalent ratio were analyzed. The results showed that the maize yield on net area of intercropping pattern increased significantly with ear number per hectare increasing， while the grain number per spike and 100-grain weight decreased. The intercropping mode of maize and peanut at the ratio of 2∶4 obtained the highest maize ear number per hectare and yield on net area and the intercropping peanut yield， so it was the most conducive to the intercropping peanut yield increase under the experimental conditions. The land equivalent ratios of these intercropping modes were all greater than 1， which showed the obvious advantage on yield. The intercropping of maize and peanut at the ratio of 3∶4 obtained the highest system yield， which was 8 367.0 kg/hm2 in 2013 and 10 432.5 kg/hm2 in 2014； this intercropping pattern had advantages on maize and peanut yield， system yield， land equivalent ratio and the land use efficiency which increased 15%～21%， so it is the ideal cultivation pattern for stabilizing crop yield and increasing oil production.

Keywords Maize-peanut intercropping； System yield； Yield components； Land equivalent ratio

随着经济发展和人民生活水平提高，我国城乡居民对食用植物油的消费量显著增加，我国油脂供需缺口日益扩大。花生与其它传统的油料作物相比，具有增产潜力大、出油率高、经济效益好、营养价值高和种植适应性强等优势，是我国重要的油料作物、经济作物和出口创汇作物，常年种植面积在500万公顷左右，总产量近1 500万吨，约占油料作物总产量的50%，出口量占世界花生贸易总量的40%以上。因此，大力发展花生生产对于稳定中国油料产业具有重要的战略意义[1]。玉米是我国三大主粮作物之一，对农业农村经济发展和保障粮食安全的意义重大。2003 年以来我国玉米生产实现了九连增，总产量连创历史最高水平，但由于需求持续增长，自 2010 年开始我国由玉米净出口转为净进口，且净进口量不断增加，粮食安全形势严峻[2]。在我国粮食安全、油脂安全日渐严峻的形势下，粮油争地矛盾逐渐激化，在无法增加耕地面积的前提下，如何同步发展粮油产业成为当前我国亟需解决的矛盾。

间套作是一种在时间和空间上实现种植集约化的栽培方式，能提高光能、土壤养分和水分的利用率，提高单位面积土地的产出效率[3]，在不扩大土地面积的前提下，间套作可显著提高粮食产量20%～50%[4]，是我国现有耕地面积上保障粮食安全的有力措施[5]。玉米花生间作是近年来我国黄淮海地区及花生集中产区发展较快的一种间作模式。原因可能是：这种种植方式可以改善花生铁营养和田间小气候，可以通过提高玉米对强光和花生对弱光的吸收利用能力而实现对光的分层、立体高效利用[6-10]，可以在保障粮食稳产高产的同时减轻花生因栽培水平低、连作面积逐年增加[11，12]造成的影响。

前人对玉米花生间作研究多为窄播幅设计，不利于机械化作业[9，13]或为盆栽条件下进行，与生产脱节[7]。本试验以“稳粮增油”为目标，结合生产实践和农技配套，设置不同玉米花生行比，研究不同间作模式对玉米和花生产量、产量构成因素和土地当量比的影响，探索一种适合试验区域的促进间作群体内资源竞争矛盾最小化、综合效益最大化的玉米花生间作稳粮增油增效最佳配置模式，为实现粮油均衡生产提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料与设计

试验于2013、2014年在山东省农业科学院作物研究所济南试验农场进行。供试玉米品种为鲁单818，花生品种为花育25。耕层土壤有机质含量为1.25%，碱解氮 67.3 mg/kg，速效磷 13.77 mg/kg，速效钾 131.2 mg/kg。

试验共设6种种植模式：玉米单作（SM）；花生单作（SP）；玉米花生带状复合种植，行比分别为2∶3（M2P3）、2∶4（M2P4）、3∶3（M3P3）、3∶4（M3P4）模式（表1）。采用随机区组排列，每种植模式重复3次。间作小区面积=7 m×3个种植带宽；玉米单作行距60 cm，每小区10行，小区面积42 m2；花生单作垄宽85 cm，共种10垄，小区面积59.5m2。南北种植。

2013年玉米、花生播种期为6月25日，玉米收获期为10月1日，花生收获期为10月8日。2014年玉米、花生播种期为6月26日，玉米收获期为10月4日，花生收获期为10月11日。播前基施750 kg/hm2复合肥（氮磷钾含量17-17-17）。玉米大喇叭口期追施纯氮112.5 kg/hm 肥料施于玉米行间及玉米、花生行间，施肥位点在靠近玉米15～30 cm处，花生不追肥。田间管理同其它高产田。

1.2 测定项目及方法

1.2.1 籽粒产量 玉米和花生成熟收获期，玉米单作每小区取2行2 m样段，玉米间作取一个带宽2 m样段内所有雌穗，风干脱粒后测籽粒产量。花生取2垄2 m样段，测花生荚果产量。间作玉米和间作花生产量是基于总间作带占地面积的产量，玉米、花生净面积产量则为基于实际占地面积的产量。

1.2.2 玉米产量构成因素 于玉米成熟期每小区取2 m长双行或2 m长×带宽调查玉米穗数，取代表性10穗调查穗粒数，脱粒晾晒后测百粒重。

1.2.3 花生产量构成因素 于花生成熟期取2 m×带宽的面积调查计算花生公顷株数，取代表性10株调查单株荚果数，荚果晾晒后测百果重。

1.2.4 土地当量比（land equivalent ratio， LER） 土地当量比用于衡量间作优势。计算公式为：

LER =Yim/Ysm+ Yip/Ysp

式中：Yim和Yip分别指在间作总面积上玉米和花生的籽粒产量（kg/hm2）；Ysm和 Ysp分别指单作玉米和花生的籽粒产量（kg/hm2）；当 LER﹥1 时，表示有间作优势；当 LER﹤1 则无间作优势。

1.3 数据统计分析

采用 Microsoft Excel 2007 整理数据，用SAS 9.0 （SAS Institute，USA）进行统计和差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同玉米花生间作模式对间作系统产量及土地当量比的影响

由表2可以看出，间作中以3行玉米与3行花生、4行花生间作的M3P3、M3P4模式玉米产量高，两模式玉米产量无显著差异，但显著高于2行玉米间作3行花生、4行花生的M2P3、M2P4模式。间作花生产量以M2P4模式最高，M3P3模式最低，随占地面积的减少而呈降低趋势；相同花生行数以2行玉米间作产量较高。

不同玉米花生间作模式系统总产量以M3P4模式最高，除了M2P4模式系统总产量低于玉米单作产量外，其它间作模式系统产量均略高于玉米单作产量或与之持平。4种间作模式的土地当量比均大于1，以M3P4模式的最大，2013年和2014年分别达到1.15和1.21。

本试验条件下，M3P4模式获得最高系统总产量和最大土地当量比，有利于稳定粮食产量并最大限度地提高土地利用效率。

2.2 不同间作模式对玉米净面积产量及其产量构成因素的影响

本试验间作总面积上的玉米密度与单作玉米相同，缩小间作玉米株行距相当于增加间作玉米净面积上的密度。由表3可以看出，玉米净面积的公顷穗数随玉米占地面积的减少而显著增加，以M2P4模式净面积穗数最高，净面积上玉米两年分别达186 495.0、191 130.0穗/hm2。由表3还可以看出，不同间作模式下玉米穗粒数随净面积上玉米穗数的增加而呈降低趋势，以M3P3、M3P4模式穗粒数较高。间作模式的穗粒数和百粒重均低于同年玉米单作对照。玉米净面积产量两年均为玉米单作对照的最低，分别为10 000.0 kg/hm2和8 304.0 kg/hm 这与其公顷穗数最低有关，两年的穗数分别为54 390.0穗/hm2和53 865.0穗/hm 远远低于间作处理下净面积穗数。间作模式中M2P4模式两年中均获得最高净面积产量，这主要是由于其净面积穗数最高，由此可见，间作模式下，保证群体数量是确保玉米产量的前提。

2.3 不同间作模式对花生净面积产量及其产量构成因素的影响

从表4中可以看出，不同间作模式花生净面积产量和单株荚果数均显著低于单作，但间作花生百果重略有降低，2013年各处理百果重无显著差异。鉴于播种规格一致，间作花生净面积上的株数差异较小，其净面积上产量差异亦较小，表明2行玉米、3行玉米对间作花生净面积产量影响较小。总体上看，2014年4行花生间作净面积上花生产量较3行花生间作产量高一些，但实际增量不大。表明在玉米花生间作条件下，间作花生净面积产量受玉米或花生行数影响较小，其产量主要受间作花生实际种植面积的影响。

3 讨论

间套作作物生态位在时间、空间上的差异，是集约利用地力、光、热、肥、水等自然资源[14，15]、获得产量优势的重要原因之一[4，16]。前人研究表明，玉米同豆科作物间作，可提高其产量及各产量因子[17，18]。本研究在缩小了间作玉米株行距、增加间作玉米密度条件下进行，结果表明，4种间作模式均可以明显提高玉米净面积穗数和净面积产量，提高资源利用效率，特别是有效提高土地利用效率。在玉米间套作系统中，2 种作物往往是一种增产，另一种减产；只有当土地当量比大于1 时，间作系统才被认为具有增产效应[19]。本研究结果表明，间作玉米、花生较单作产量均降低，但4种玉米花生间作模式两年的 LER 分别是1.09～1.15和 1.13～1.21，表现出明显的间作优势和土地利用效率。其中M3P4模式系统总产量高于玉米单作对照产量，土地当量比最高，且在不同年份该模式玉米产量较玉米单作减产幅度为11.34%、13.78%，2014年单产达到8 866.5 kg/hm 可实现玉米稳产目标。

玉米花生间作体系中，间作花生处于光照劣势，间作后期玉米遮阴导致花生光合产物减少，干物质积累量下降而导致间作花生单株果数、出仁率和百仁重均显著降低[20]。本试验条件下，间作显著降低了花生单株荚果数，但百果重差异较小，可能是间作单株荚果数较少，库少源多光合产物分配至单个荚果的量足，荚果充实较好。本试验4种玉米花生间作模式2013年和2014年间作花生净面积产量分别较花生单作降低50.1%～52.7%、44.3%～49.3%，但各间作处理间差异不大，表明间作条件下玉米对花生的遮阴程度受玉米行数影响较小，不同间作模式均显著降低了花生净面积产量。本试验仅对玉米花生适宜间作种植模式进行了筛选，而最佳模式下不同花生品种及肥水调控技术对间作花生产量的影响需要进一步研究。

4 结论

玉米花生不同间作模式下，M2P4模式净面积上玉米公顷穗数、净面积玉米产量和间作花生产量最高，是该试验条件下玉米边行效应最大且最有利于花生产量提高的一种间作模式。M3P4模式提高了玉米净面积穗数和净面积产量，减小了间作玉米产量的降低幅度，在达到稳定玉米产量的同时增加花生产量，系统总产量较玉米单作增加0.8%、4.3%，土地利用效率增加15%、21%，是该试验条件下稳粮、增油、增产、增效的最佳间作模式。

参 考 文 献：

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