甘蔗間種馬鈴薯對(duì)產(chǎn)質(zhì)量和綜合效益的影響

刀靜梅 ，劉少春 ，樊 仙 ，張躍彬 ，郭家文 ，李如丹 ，高欣欣

（1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所，開遠(yuǎn) 661699；2.云南省甘蔗遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，開遠(yuǎn) 661699）

中國(guó)的甘蔗主產(chǎn)區(qū)主要分布在廣西、云南和廣東西部，2009—2010年中國(guó)甘蔗種植面積達(dá)到148.8萬(wàn)hm2[1]，云南是中國(guó)甘蔗糖產(chǎn)地之一，常年種植面積在30萬(wàn)hm2。甘蔗的生長(zhǎng)周期長(zhǎng)達(dá)10～12個(gè)月，種植行距較寬，從下種到封行春植甘蔗需要3～4個(gè)月[2]。甘蔗前期生長(zhǎng)緩慢，葉面積系數(shù)小，光能利用率低，容易滋生雜草。在甘蔗生長(zhǎng)前期選擇生長(zhǎng)快速、生長(zhǎng)期短、早熟、植株生長(zhǎng)緊湊的作物，與甘蔗進(jìn)行間、套種，可搭配構(gòu)成多作物、多層次、多功能的甘蔗復(fù)合群體，提高光能、養(yǎng)分利用效率，使作物耗地和養(yǎng)地很好地結(jié)合，提高土壤肥力[3]，進(jìn)而提高作物產(chǎn)量和土地利用率[4]。甘蔗間種是在保證甘蔗穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)上增加了另一種作物產(chǎn)量，有效地促進(jìn)農(nóng)業(yè)增效和農(nóng)民增收。深入挖掘土地生產(chǎn)能力，提高土地和光能利用率及復(fù)種指數(shù)，是當(dāng)前增加單位面積產(chǎn)量和產(chǎn)值的有效途徑之一。合理的甘蔗間套種作為一種高產(chǎn)高效種植方式，通過(guò)與各類生長(zhǎng)快速、生長(zhǎng)期短的作物組合，搭配構(gòu)成多作物、多層次、多功能的甘蔗復(fù)合群體，可提高光能、養(yǎng)分利用效率，進(jìn)而提高作物總產(chǎn)量和土地利用率。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)、材料

試驗(yàn)于2010年11月至2011年12月在云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所甘蔗良種繁育基地進(jìn)行。

試驗(yàn)甘蔗品種：云蔗05-211；馬鈴薯品種：合作-88。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)設(shè)8個(gè)處理（表1），等行距種植甘蔗間種馬鈴薯：種植馬鈴薯有機(jī)肥施用量30t/hm2、15t/hm2、不施有機(jī)肥3個(gè)處理，等行距凈種甘蔗不有機(jī)施肥為對(duì)照1（CK1）；甘蔗等行距每行甘蔗間作1行馬鈴薯，每個(gè)小區(qū)6行：行長(zhǎng)6m、行寬1.1m，小區(qū)面積 39.6m2。

寬窄行距種植甘蔗間種馬鈴薯，種植馬鈴薯有機(jī)肥施用量30t/hm2、15t/hm2、不施有機(jī)肥3個(gè)處理，寬窄行凈種甘蔗不有機(jī)施肥為對(duì)照2（CK2），每個(gè)處理3重復(fù)共24個(gè)小區(qū)。甘蔗寬窄行距：每寬行在兩行甘蔗溝畦上種2行馬鈴薯，窄行不種，每個(gè)小區(qū)3行寬行和3行窄行：行長(zhǎng)6m、寬行1.4m、窄行0.8m，小區(qū)面積39.6m2。等行距和寬窄行距全部小區(qū)，種植時(shí)凡是甘蔗按常規(guī)均施無(wú)機(jī)肥做底肥 ［過(guò)磷酸鈣 （P2O5≥16%）300kg/hm2，硫酸鉀（K2O≥50%）120kg/hm2，硼肥（B＞0.2%、工業(yè)含量 98%）60kg/hm2]，而馬鈴薯不施用任何無(wú)機(jī)肥做底肥，以后生長(zhǎng)期所有處理不再施用任何無(wú)機(jī)肥做追肥。

1.2.2 種植模式 甘蔗間種馬鈴薯，甘蔗種植于溝底，馬鈴薯種植于甘蔗溝畦面。甘蔗種植：甘蔗2010年12月12日種植，種植密度120000個(gè)芽/hm2，雙行三芽苗種植。2011年12月17日取樣進(jìn)行品質(zhì)檢測(cè)，12月31日砍收，每個(gè)小區(qū)測(cè)實(shí)產(chǎn)，根據(jù)小區(qū)面積產(chǎn)量換算成相應(yīng)的公頃產(chǎn)量。

間種馬鈴薯：2010年11月25日種植馬鈴薯，種植密度37897芽/hm2，2011年4月8日收獲，每個(gè)小區(qū)測(cè)實(shí)產(chǎn)，根據(jù)小區(qū)面積產(chǎn)量換算成相應(yīng)的公頃產(chǎn)量。

1.2.3 土樣測(cè)定 試驗(yàn)地整地后2010年11月20日測(cè)定0～30cm基礎(chǔ)土壤樣品，堿解氮90.26mg/kg，有效磷 18.32mg/kg，速效鉀 102.61mg/kg，全氮 1.14g/kg，全磷 0.81g/kg，全鉀 14.05g/kg，有機(jī)質(zhì) 21.3g/kg，pH 6.17。試驗(yàn)地甘蔗2011年12月31日砍收后，每個(gè)小區(qū)取0～30cm土壤樣品，土壤樣品經(jīng)室內(nèi)風(fēng)干后2012年2月進(jìn)行養(yǎng)分含量測(cè)定。土壤pH值采用1∶2.5土水比的懸濁液pH計(jì)測(cè)定，有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定，全氮采用半微量開氏法測(cè)定，堿解氮采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定，全磷采用NaOH熔融-鉬銻抗比色法測(cè)定，有效磷（P2O5）采用0.5mol/L NaHCO3浸提鉬銻抗比色法測(cè)定，全鉀采用NaOH熔融原子吸收法測(cè)定，速效鉀（K2O）采用1 mol/L乙酸銨浸提原子吸收法測(cè)定。具體方法參考《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》[5]。

表1 試驗(yàn)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)甘蔗采收前高度、莖徑的影響

由表2可以看出，等行距和寬窄行種植的甘蔗，間種和不間種馬鈴薯的甘蔗在高度和莖徑上有顯著性差異，甘蔗高度差距最大相差達(dá)15cm，其它間作小區(qū)，不同施有機(jī)肥量各處理間種馬鈴薯的甘蔗高度沒(méi)有差異；甘蔗莖徑最大相差0.26cm，間作小區(qū)，不同施有機(jī)肥量間種馬鈴薯的甘蔗莖徑?jīng)]有顯著性。間種馬鈴薯和甘蔗單作莖徑和株高的顯著性差異是造成以后甘蔗產(chǎn)量差異的重要因素之一。

表2 甘蔗間種馬鈴薯對(duì)甘蔗農(nóng)藝性狀及產(chǎn)質(zhì)量的影響

2.2 間種馬鈴薯對(duì)甘蔗品質(zhì)的影響

甘蔗間種馬鈴薯對(duì)甘蔗田間性狀的影響表明（表2），馬鈴薯收獲后在甘蔗生長(zhǎng)后期，間作和單作甘蔗的蔗汁糖錘度、蔗糖分、簡(jiǎn)純度、重力純、還原糖，甘蔗出汁率、蔗糖分和纖維分均無(wú)顯著性差異。說(shuō)明不論是等行距、寬窄行間種馬鈴薯，間種馬鈴薯時(shí)不同有機(jī)肥施肥量，對(duì)甘蔗品質(zhì)都沒(méi)有影響。

2.3 間作套種后馬鈴薯、甘蔗產(chǎn)量及當(dāng)年經(jīng)濟(jì)效益分析

不間種馬鈴薯的甘蔗單作等行距和寬窄行產(chǎn)量分別為85901.52kg/hm2、89236.52kg/hm2，而通過(guò)甘蔗間種馬鈴薯后甘蔗產(chǎn)量都有增加，間作馬鈴薯和單作甘蔗的甘蔗產(chǎn)量有顯著性差異。說(shuō)明甘蔗間種馬鈴薯對(duì)甘蔗沒(méi)有負(fù)面影響，在增加甘蔗產(chǎn)量的同時(shí)還多收了1季馬鈴薯。等行距和寬窄行種植的甘蔗、間種馬鈴薯時(shí)有機(jī)肥30t/hm2的甘蔗和馬鈴薯產(chǎn)量都最高。

2.4 間種馬鈴薯對(duì)土壤養(yǎng)分變化的影響

甘蔗間種馬鈴薯，等行距和寬窄行種植甘蔗的土壤全氮、全磷、堿解氮、有效磷、速效鉀都有不同程度的增加（表3），其中，以間種馬鈴薯30t/hm2增幅最大，土壤pH值種植后比種植前都有增加，有機(jī)質(zhì)卻比種植前減少。

表3 間種馬鈴薯對(duì)蔗田土壤養(yǎng)分變化的影響

3 討論

3.1 間種對(duì)甘蔗品質(zhì)的影響

張成貴等[6]研究報(bào)道甘蔗間作玉米的錘度比單作高0.2%，說(shuō)明甘蔗與玉米間作不會(huì)降低甘蔗的錘度。據(jù)BOKHTIAR等[7]研究在相同的施肥條件下，砍收前與馬鈴薯間作的甘蔗錘度達(dá)18.5%，分別比單作甘蔗和洋蔥間作甘蔗高了1.1%、2.5%。JAYABAL等[8]在印度泰米爾納德邦試驗(yàn)研究了間作大豆對(duì)甘蔗品質(zhì)的影響，結(jié)果表明間作甘蔗的總固形物、蔗糖分和純度都優(yōu)于甘蔗單作，最好的處理為大豆（2∶2）間作甘蔗（40cm/120cm）。以上報(bào)道表明甘蔗與玉米、大豆、洋蔥、馬鈴薯等作物合理間種不會(huì)影響甘蔗品質(zhì)。

3.2 間種對(duì)甘蔗產(chǎn)量的影響

吳才文[9]研究報(bào)道，在甘蔗苗期間種不影響后期的成莖率和有效莖，從而不影響甘蔗收獲時(shí)的產(chǎn)量及品質(zhì)。甘蔗間作馬鈴薯后田間雜草大大減少，間作所增加播種及收獲的工時(shí)和節(jié)省除草用工相當(dāng)。另外種植另一季作物的殘枝落葉還田，可增加土壤有機(jī)質(zhì)，培肥地力。

陳懷珠等[4]研究甘蔗與適應(yīng)性好的早熟春大豆間作，甘蔗間作大豆的有效莖比單作高了5.7%，而甘蔗的分蘗數(shù)比單作減少27.6%；另外，試驗(yàn)還研究了大豆與甘蔗間種的適宜行比為1∶2。KANWA等研究[10]，除甘蔗與小麥間作外，秋植甘蔗與馬鈴薯、冬玉米、小麥間作比水稻和小麥輪作的總產(chǎn)量平均提高73.9%～119.5%，表明根據(jù)作物的生產(chǎn)力、土質(zhì)用甘蔗間作馬鈴薯、冬玉米及小麥來(lái)取代稻麥輪作是可行的。

3.3 間種影響甘蔗土壤養(yǎng)分

甘蔗大部分根系集中在15～40cm以內(nèi)[11]，長(zhǎng)期連作會(huì)消耗大量同質(zhì)養(yǎng)分而破壞土壤肥力平衡。甘蔗間作其它作物后由于不同作物競(jìng)爭(zhēng)養(yǎng)分的能力不同，不同作物扎根深度不同，根系分布不同，不同作物吸收養(yǎng)分峰值的時(shí)間不同，成熟期不同，因而可以利用不同土壤區(qū)域、層次和不同形態(tài)的養(yǎng)分，降低種間的營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)，促進(jìn)間作作物養(yǎng)分利用優(yōu)勢(shì)的形成[12]。據(jù)ARCHNA SUMAN等研究[13]，甘蔗與馬鈴薯、芹菜、小麥、玉米間作根際活性碳分別增加17%、19%、24%、25%，甘蔗間作玉米、小麥和芹菜處理的根際微生物生物量碳與生物量氮的比值較高。甘蔗與豆科作物間作，根際土壤的總氮和有效氮含量較其它處理顯著增加，且根際土壤有著較高的氮素礦化率。BOKHTIA等[7]研究表明，相比甘蔗單作，甘蔗間作馬鈴薯后消耗的土壤養(yǎng)分相對(duì)有所減少。甘蔗間作后土壤有機(jī)質(zhì)相對(duì)單作提高3.3%，土壤有效鉀相對(duì)單作提高了6.9%。IMAM等[14]研究，單作甘蔗產(chǎn)量低于間作馬鈴薯的甘蔗產(chǎn)量，其主要原因是馬鈴薯收獲后殘留了一些利于甘蔗吸收的磷、鉀元素。

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