山東德州地區(qū)德棉10號(hào)與綠豆和辣椒間作的可行性研究

趙文超 王汝明 齊洪鑫 張愛民 董靈艷 李鳳瑞 張東樓 楊秀鳳 史加亮

摘要：為了探索山東德州地區(qū)德棉10號(hào)與綠豆及辣椒間作種植的可行性，通過田間試驗(yàn)研究棉花與綠豆和棉花與辣椒間作種植模式對(duì)棉花產(chǎn)量和纖維品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：與單作棉花（CK）相比，兩種間作種植模式對(duì)棉花的產(chǎn)量構(gòu)成因素和纖維品質(zhì)均沒有顯著影響，棉花與綠豆間作的棉花產(chǎn)量與單作棉花相當(dāng)，但增收綠豆366.0kg/hm2，較CK盈利3114.1元/公頃;棉花與辣椒間作的棉花產(chǎn)量較單作棉花減少785.8kg/hm2，但增收辣椒1506.1kg/hm2，比CK盈利13189.2元/公頃。由此可見，棉花與綠豆和棉花與辣椒間作種植模式具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和推廣前景。

關(guān)鍵詞：德州地區(qū);德棉10號(hào);綠豆;辣椒;間作種植模式

中圖分類號(hào)：S562.047

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-3143（2022）01-003405

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2022.01.006

間作可以充分利用較少資源提高單位面積產(chǎn)出，同時(shí)產(chǎn)生多種生態(tài)效益，是一種利用生物多樣性的可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式[1-2]。相關(guān)研究表明，合理的棉花間作模式能夠充分利用光、熱、水、肥等自然資源，在時(shí)間和空間上實(shí)現(xiàn)資源的集約化利用，有效提高養(yǎng)分的吸收與利用，同時(shí)，間作在一定程度上可控制作物病蟲害，抑制雜草的生長(zhǎng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效[3-5]。

棉花是是紡織工業(yè)的主要原料，也是廣大人民的生活必需品，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位舉足輕重。山東省是全國(guó)重要的棉花生產(chǎn)、消費(fèi)和紡織品服裝出口大省。但近年來，受植棉比較效益低、機(jī)械化程度低等因素影響，山東省棉花生產(chǎn)呈現(xiàn)下滑態(tài)勢(shì)[6-7]。因此，改革棉花傳統(tǒng)種植方式是破解當(dāng)前棉花產(chǎn)業(yè)困境的重要技術(shù)途徑。棉花與其他作物的間作復(fù)種是山東省棉花種植結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的重要橋梁，但目前對(duì)棉花與綠豆和棉花與辣椒間作種植模式的研究比較少，因而，系統(tǒng)研究棉花與綠豆和棉花與辣椒間作種植模式及其配套栽培技術(shù)，探索兩種間作種植模式的可行性，可以為農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整做出有益探索，為棉花高產(chǎn)高效、可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支撐，并有效推進(jìn)山東省棉花供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，助力鄉(xiāng)村振興。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地，點(diǎn)概況

試驗(yàn)于2020年在德州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院科技園試驗(yàn)基地進(jìn)行。試驗(yàn)地為潮土，土壤有機(jī)質(zhì)1.80%、全氮1.34g/kg、速效磷28.56mg/kg、速效鉀124.05mg/kg，pH值7.72。試驗(yàn)點(diǎn)的氣候類型屬于暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，特點(diǎn)是冬季寒冷干燥，夏季高溫多雨，降雨量主要集中在8月。2020年棉花生長(zhǎng)季節(jié)（4月～10月）的累積降雨量和平均月氣溫分別為509.3mm和20.9℃。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

棉花供試品種為德棉10號(hào)，種植密度為45000株/公頃。辣椒供試品種為德紅2號(hào)朝天椒，種植密度為150000株/公頃。綠豆供試品種為綠豆16，種植密度為150000株/公頃。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組排列，設(shè)棉花單作（CK），棉花與綠豆間作，棉花與辣椒間作三種方式，其中間作模式中棉花的種植密度與單作的相同。

在棉花與辣椒和棉花與綠豆的間作體系中，每個(gè)小區(qū)由2個(gè)間作帶幅組成，采用3+2模式，即種植3行棉花+2行辣椒或3行棉花+2行綠豆組成一個(gè)完整的間作帶幅。其中棉花等行距種植，行距為0.76m，辣椒的行距及棉花與辣椒間距均為0.5m;綠豆的行距及綠豆與棉花的間距均為0.4m，行長(zhǎng)為8m，重復(fù)3次，共計(jì)9個(gè)小區(qū)。

1.3田間管理

棉花在2020年4月28日播種，分別在9月28日和10月25日收獲兩次;綠豆在2020年5月10日播種，在7月21日收獲;辣椒在2020年5月11日移栽，在10月15日收獲。棉花采用不整枝，于7月18號(hào)打頂。其他田間管理如間苗、定苗、化學(xué)調(diào)控、施肥、病蟲害防治、脫葉催熟等按照常規(guī)高產(chǎn)田進(jìn)行。

1.4測(cè)定項(xiàng)目及方法

間作種植模式下棉花分為邊行和中間行兩部分進(jìn)行調(diào)查，選取10株代表性棉株進(jìn)行定株，進(jìn)行單株收獲。統(tǒng)計(jì)單株有效鈴數(shù)，計(jì)算鈴數(shù)和鈴重。小區(qū)所有棉株實(shí)際收獲量（正常吐絮鈴和僵瓣重）加上小區(qū)的10株定株的重量作為實(shí)收產(chǎn)量。并在其中隨機(jī)選取0.5kg的吐絮棉鈴軋花后測(cè)定皮棉產(chǎn)量，計(jì)算衣分。第一次收獲時(shí)，每小區(qū)隨機(jī)選取30朵中部?jī)?nèi)圍吐絮棉鈴，收獲軋花后，選取15g皮棉送農(nóng)業(yè)部棉花質(zhì)量檢測(cè)中心（安陽）測(cè)定纖維品質(zhì)。

綠豆收獲前每小區(qū)取典型一致的植株10株，進(jìn)行室內(nèi)考種，測(cè)量株高，計(jì)數(shù)主莖分枝數(shù)和節(jié)數(shù)、株莢數(shù)、莢粒數(shù)、百粒重，全區(qū)收獲計(jì)算產(chǎn)量。

辣椒于成熟期各小區(qū)選取10棵代表性植株測(cè)量株高、分枝數(shù)，紅果數(shù)、綠果數(shù)，裝入紙袋中，自然晾干后，稱量生物產(chǎn)量，并計(jì)算經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。

1.5數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析

用MicrosoftExcel2010進(jìn)行數(shù)據(jù)編輯和計(jì)算，用SPSS21.0-般線性模型程序（GLM）進(jìn)行方差分析（ANOVA），用新復(fù)極差法（Duncan’s）檢驗(yàn)平均數(shù)（P《0.05）。

2結(jié)果與分析

2.1不同取樣，點(diǎn)的棉花產(chǎn)量因素和纖維品質(zhì)變化由表1可知，與單作CK相比，棉花與綠豆間作種植模式中的邊行的籽棉產(chǎn)量顯著高于單作CK，增產(chǎn)幅度為20.6%，對(duì)鈴數(shù)和鈴重分別增加5.0%和0.5%;而中間行的籽棉產(chǎn)量均略低于單作CK;棉花與辣椒間作種植模式的邊行和中間行的產(chǎn)量略高于單作CK棉花與綠豆間作種植模式具有邊行優(yōu)勢(shì);兩種植模式不同取樣點(diǎn)的纖維品質(zhì)沒有顯著差異。

2.2三種模式的實(shí)收籽棉產(chǎn)量比較

棉花與綠豆間作種植模式的棉花實(shí)收籽棉產(chǎn)量略低于單作CK，降幅為1.7%，而棉花與辣椒間作種植模式顯著低于單作CK，降幅為19.7%。表明棉花與綠豆的間作種植模式不會(huì)影響棉花的產(chǎn)量，但棉花與辣椒間作種植模式降低了棉花的產(chǎn)量。

2.3間作種植模式下綠豆的農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量情況

經(jīng)過考察與計(jì)算，棉花綠豆間作種植模式下，綠豆的株高為32.7cm，主莖節(jié)數(shù)為8.2節(jié)，主莖分枝數(shù)為6.2個(gè)，每株莢數(shù)為21.9個(gè)，每莢粒數(shù)為10.0粒，百粒重為7.1g，綠豆的籽粒產(chǎn)量為366.0kg/hm2

2.4間作種植模式下辣椒的農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量情況

在棉花辣椒間作種植模式下，辣椒的株高為82.5cm，分枝數(shù)為5.3個(gè)，單株果重為36.2g，每株的商品果數(shù)為66.8個(gè)，青果數(shù)為30.0個(gè)，辣椒的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量為1506.1kg/hm2。

2.5經(jīng)濟(jì)效益分析

棉花與綠豆間作種植模式與當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)植棉產(chǎn)量（單作CK）相當(dāng)，又凈增加了種植綠豆的收益，按2020年當(dāng)?shù)鼐G豆的價(jià)格為10.0元/千克計(jì)算，該模式多盈利3114.1元/公頃。

棉花辣椒間作種植模式的棉花產(chǎn)量比單作CK的棉花產(chǎn)量雖然少收籽棉785.8kg/hm，但多收了辣椒1506.1kg/hm2，按2020年當(dāng)?shù)刈衙迌r(jià)格8元/千克，辣椒價(jià)格15元/千克計(jì)算，該模式多盈利13189.2元/公頃，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

3討論

3.1棉花與辣椒間作種植模式具有良好的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益

每年的6～8月份是山東德州地區(qū)雨水多的生長(zhǎng)季節(jié)，不利于辣椒的開花和結(jié)果，但是此時(shí)棉花正處于生殖生長(zhǎng)與營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)并進(jìn)階段，是需水高峰期。棉株通過大量吸收水分，為辣椒的正常生長(zhǎng)創(chuàng)造了有利條件，使其病害減輕，爛葉懶椒減少。另外，棉花株型高大，也可以為辣椒遮蔭降溫，避免了辣椒的強(qiáng)光直射，減少日灼病的發(fā)生，從而提高辣椒的品質(zhì)。因此，棉花與辣椒間作種植模式可以實(shí)現(xiàn)作物間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，充分的利用光照和水分條件，具有良好的生態(tài)效益。

棉花辣椒間作種植模式的棉花產(chǎn)量比棉花單作雖然減產(chǎn)，但多收了辣椒，棉花與辣椒間作種植模式可以在原來只生產(chǎn)一季棉花的土地上多生產(chǎn)一季辣椒，投入產(chǎn)出比高[8]，說明棉花與辣椒間作種植模式具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2棉花與綠豆間作種植模式具有良好的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益

棉花與綠豆的生育期以及對(duì)養(yǎng)分的偏耗不同[9]，綠豆的生育期短、耐瘠性強(qiáng)，一般年份與棉花間作，棉花的殘肥余水即可滿足其生育需要，不需要額外增肥澆水。二者間作可以實(shí)現(xiàn)植株高矮搭配、根系深淺互補(bǔ)，防止土壤養(yǎng)分被偏耗，也可防止雜草生長(zhǎng)，減少了中耕除草次數(shù)，且綠豆還可以進(jìn)行生物固氮，并具有誘瓢控蚜的作用[10-13]。本研究結(jié)果表明，棉花與綠豆間作種植模式與當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)植棉產(chǎn)量相當(dāng)，在不與糧棉爭(zhēng)地的前提下，又凈增加了種植一季綠豆的收益，增收的綠豆可以提高經(jīng)濟(jì)效益，抵抗市場(chǎng)逆境風(fēng)險(xiǎn)，因此棉花與綠豆間作種植模式具有良好的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

4結(jié)論

棉花與綠豆和棉花與辣椒的間作等行距種植模式，相對(duì)于傳統(tǒng)的大小行間作模式，更有利于田間管理，提高管理效率和機(jī)械化水平。同時(shí)可以較好地利用光、熱和土地資源，充分利用了生長(zhǎng)季節(jié)，增加了單位土地產(chǎn)出和利用率，能緩解作物爭(zhēng)地矛盾，具有經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義。因此棉花與綠豆和棉花辣椒間作種植模式具有可行性，并有廣闊的推廣前景。

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