甜玉米一年三熟复种模式产量及效益分析

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　　摘要：为明确不同管理条件下的复种效益，于广州市钟落潭镇梅田村基地开展了甜玉米（Zea mays L.）一年三熟不同氮肥用量、间作复种模式研究，并于成熟期测产计算经济效益。结果表明，冬种马铃薯间作甜玉米在5∶5的行比下取得最高经济效益为29 217元/hm2，早种甜玉米在N2（225 kg/hm2）处理下取得最高经济效益为16 510元/hm2，晚种甜玉米在N3（300 kg/hm2）处理下取得最高经济效益为30 477元/hm2，一年的经济效益最高可达76 204元/hm2。适宜的氮肥用量及间作模式有利于提高甜玉米经济效益，提高土地利用率。
　　关键词：甜玉米（Zea mays L.）;一年三熟;复种;产量;效益
　　中图分类号：S513         文献标识码：A
　　文章编号：0439-8114（2019）06-0020-04
　　DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.06.005           開放科学（资源服务）标识码（OSID）：
　　Abstract： In order to clarify the benefits of multiple cropping under the different management conditions，the different nitrogen application rates and intercropping patterns three crops per year of sweet corn（Zea mays L.） were studied at the Meitian village Zhongluotan town in Guangzhou，and the economic benefits were calculated at the maturity stage. The results showed that the highest economic benefit of winter potato intercropping sweet corn was 29 217 yuan/hm2 at 5∶5 ratio，and the highest economic benefit of early sweet corn under N2 （225 kg/hm2） was 16 510 yuan/hm2. The highest economic benefit of late sweet corn under N3（300 kg/hm2） treatment was 30 477 yuan/hm2，and the economic benefit of one year was up to 76 204 yuan/hm2. Suitable nitrogen fertilizer application and intercropping mode are beneficial to improve economic efficiency and improve land utilization.
　　Key words： sweet corn （Zea mays L.）; three crops per year; multiple cropping; yield; benefit
　　据不完全统计，中国南方15个省（市）约有2 000万hm2的冬闲田存在，其中广东省冬闲田面积超过130万hm2，这种闲置现象造成了光、热、水肥等资源的严重浪费[1]，而与此对应的是广东粮食自产率严重不足，每年需依靠其他省份大量输入以及国外进口。在现有土地资源总量有限、后备耕地不足、化肥增产潜力接近极限的情况下，提高耕地复种指数对解决粮食安全问题有重要作用[2]。杨滨娟等[3]研究发现，蔬菜-甘蔗//大豆→绿肥-早稻-晚稻模式具有较高经济效益，适合鄱阳湖生态区大面积推广应用;周春火等[4]研究表明，紫云英+双季稻处理的水稻产量明显高于油菜+双季稻和冬闲+双季稻处理，同时显著提高了土壤有机质、全氮含量、微生物总量和酶活性;郭光耀[5]研究发现，马铃薯-玉米套作可以发挥马铃薯和玉米的互利作用，提高对土地和光能的利用率，充分利用土壤不同层面的养分，减轻马铃薯病虫害，增加农民经济收入。李妍妍等[6]通过不同复种作物组合模式研究发现，鲜食玉米-白菜复种的实际收益较高。尚文艳[7]研究表明，先种植马铃薯后进行甜玉米栽培的种植模式每公顷纯收入比单作增效显著。张鹏[8]研究表明，马铃薯套种玉米，能够延长作物田间共生期，提高太阳辐射利用率、日照利用率、积温利用率、降雨利用率以及作物产量，提高收益。已有研究均表明，合理的间套作能够提高土地利用率以及产量效益，但针对南方旱田以及冬种等复种研究鲜见报道。本研究通过设置不同试验处理，探索高效复种模式，以期为作物的高产高效栽培提供指导，为农民提高收益提供策略。
　　1  材料与方法
　　1.1  试验设计
　　试验于仲恺农业工程学院作物研究所梅田村基地进行，土壤为黏土，其中供试材料为黑美人（马铃薯），新农66（甜玉米）。
　　1.1.1  冬种马铃薯间作玉米试验  前茬为玉米，试验采取玉米垄面免耕穴播，前期垄面覆盖玉米秸秆，出苗后将秸秆放入垄沟中自然腐熟还田。试验共设置4个行比（甜玉米∶马铃薯）=2∶8、3∶7、4∶6、5∶5，每处理3次重复。每小区长6 m，行间设置0.5 m灌排水沟，四周设置1.5 m保护行，马铃薯播种株行距为40 cm×60 cm，甜玉米30 cm×60 cm。每公顷施入纯氮300 kg，磷肥150 kg，钾肥300 kg。2016年12月1日播种，2017年4月16日收获测产。整个生育期不打农药。 　　1.1.2  早晚造甜玉米试验  试验共开展两造，早造前茬为马铃薯间作甜玉米，晚造前茬为甜玉米。试验采用随机区组设计，3次重复。共设6个氮肥处理（0、150、225、300、375、450 kg/hm2，分别记为N0、N1、N2、N3、N4、N5），不同氮肥处理施用见表1。玉米种植采用一垄双行，垄宽60 cm，株距为30 cm，小区面积为10 m2，早造4月28日播种，6月20日收，晚造9月23日播种，1月4日收获，其他管理同常规高产田块。
　　1.2  数据测定
　　于收获期收取玉米鲜穗（每小区随机选取20穗），测量带苞叶重、净重;马铃薯小区实收按大、中、小薯分别测量，其中直径≥6 cm为大薯，3～6 cm（含3 cm）的为中薯，<3 cm为小薯[9]。
　　1.3  数据统计与分析
　　试验数据采用Microsoft Excel 2007与SPSS 22.0软件进行处理和统计分析。
　　2  结果与分析
　　2.1  一年三熟复种模式效益分析
　　2.1.1  产量效益分析  表2结果表明，冬种马铃薯间作玉米试验，甜玉米不同种植比例会对马铃薯的产量造成影响，玉米比例越大，马铃薯的产量也就越低。马铃薯产量的降低表现在大薯、中薯、小薯产量的全面降低。同时在玉米比例较低的处理中，大薯所占的比例相对较高，达到总重量的60%左右;而在玉米比例较高的处理中，大薯所占的比例随之降低，不足总重量的50%，可能是遮光条件下马铃薯的成薯能力会降低，小薯和中薯的比例增加，导致马铃薯产量降低。而马铃薯所占比例越低玉米的产量则越高，在种植比例5∶5的条件下甜玉米产量达到最大值。在不同种植比例中，综合产量最高的是甜玉米∶马铃薯为2∶8的处理，在本试验中表现出了最高的生产潜力，体现出了较高的光能利用率。
　　由表3可知，在一定范围内，甜玉米的产量随着氮肥使用量的增加而升高。早造甜玉米试验中，在N1处理与N2处理之间甜玉米的产量增幅最为明显。晚造甜玉米试验中，N0处理与N1处理之间甜玉米的产量增幅最为明显。两造试验均在N3处理中产量达到最大值，氮肥对甜玉米的产量有明显的促进作用。N4、N5处理中甜玉米产量也处于较高水平，但低于N3处理，表明肥料水平过高可能会对甜玉米造成肥害，从而造成甜玉米产量下降。同时，晚造甜玉米的产量远高于早造甜玉米，可能是不同的光照积温导致的，早造多雨，晚造相对晴朗。
　　2.1.2  经济效益分析  为了分析不同间作模式的经济效益，对各模式的生产投入、总产值、纯收益、产投入比等进行了分析。由表4可知，冬种马铃薯间作甜玉米试验中，不同间作比例的总产值从高到低依次是5∶5处理、4∶6处理、2∶8处理、3∶7处理，纯收益、产投比从高到低依次是5∶5处理、4∶6处理、3∶7处理、2∶8处理。其中甜玉米∶马铃薯为5∶5处理的总产值最高，达49 792元/hm2，纯收益也最高，达29 217元/hm2，产投比最大，为2.42。其他3种间作模式在总产值、纯收益、产投比等方面相差都不大，均与5∶5处理有明显差距。
　　在早造甜玉米试验中，不同氮肥处理的总产值从高到低依次是N3、N2、N4、N5、N1、N0，纯收益、产投比从高到低依次是N2、N3、N4、N5、N1、N0。其中N3处理的总产值最高，为34 500元/hm2，但N2处理的纯收益最高，为16 510元/hm2，N2处理的产投比也最大，为1.93。N2、N3处理的总投入、纯收益、产投比相差均不大，可根据需求采用不同处理。
　　在晚造甜玉米试验中，不同氮肥处理的总产值、纯收益、产投比3个指标从高到低依次是N3、N2、N1、N5、N4、N0，其中N3处理的总产值最高，为48 827元/hm2，纯收益也最高，为30 477元/hm2，N3处理的产投比也最大，为2.66。其次为N2处理，总产值为46 009元/hm2，纯收益为28 131元/hm2，产投比为2.57。这2种处理都有良好效益，可在大田推广应用。
　　3  小结与讨论
　　复种是中国普遍的一种农业种植制度，主要作用是提高土地、水分、光能等各种自然条件的利用率，以便在土地面积不变的条件下，延长光能、热量的利用时间，利用不同时期的土壤水分使作物合成更多的有机物质，提高作物的单位面积产量，充分利用人力物力等资源，是集约栽培的方式之一。复种虽然增加了一定的劳动和费用等生产成本，但是能提高农民的收入，有利于农业生产的可持续发展[10-12]。
　　冬造馬铃薯间作甜玉米试验中，由于高低搭配对光能的充分利用，不同的间作方式都一定程度上提高了大田生产潜力。马铃薯行数比例越大，大薯率及产量就相对较高，因此对于马铃薯而言优先种植比例为2∶8处理、3∶7处理、4∶6处理、5∶5处理，而甜玉米的优先种植比例为5∶5处理、4∶6处理、3∶7处理、2∶8处理，本试验中由于甜玉米价格超过了马铃薯的2倍，在5∶5的模式下甜玉米产量最高，得到最高的经济效益，纯收益达到了29 217元/hm2。
　　在早造及晚造甜玉米试验中，氮肥对产量的促进作用明显，但过量的氮肥则会制约产量的升高。在N0、N1（150 kg/hm2）水平由于肥力的限制，甜玉米没有发挥出应有的生产潜力，在N2（225 kg/hm2）、N3（300 kg/hm2）水平甜玉米能达到较高的产量效益及经济效益，早造可得到16 510元/hm2的纯收益，晚造可得到30 477元/hm2的纯收益。在N4（375 kg/hm2）、N5（450 kg/hm2）水平，甜玉米的产量没有明显的提高甚至会降低，肥料投入却明显增加，不适宜用于大田生产。因此，在广东省冬种马铃薯间作甜玉米，采用5∶5的行比，早造甜玉米采用N2（225 kg/hm2）处理，晚造采用N3（300 kg/hm2）处理，一年的经济效益最高可达76 204元/hm2。 　　冬造试验由于免耕播种，马铃薯的倒伏情况较为严重，本试验中，玉米与马铃薯间作的行比为2∶8的配置下获得了最高产量效益，在解决粮食短缺问题时应优先考虑这种配置方式。卢成达等[13]研究结果表明，甜玉米与马铃薯间作的行比为1∶7的配置下，能够保证马铃薯在间作环境下实现其群体生产能力，又能够利用马铃薯上层的光热气资源提升玉米产量，最大程度地发挥玉米的单产潜力。但在实际种植中，还应考虑经济效益的高低。目前，国际上对甜玉米的需求量不断上升，价格也不断提高[14]，尤其是冬季适宜甜玉米种植的地区范围小，因而在5∶5的行比下能取得较好的经济效益，同时也能满足对马铃薯的粮食需求。早晚造甜玉米在N2、N3水平和理想的外部条件下都取得了良好收益，证明了广州地区一年三熟种植的可行性。但是试验缺乏对极端环境的评估，如广东省常见的台风暴雨天气。对甜玉米马铃薯的销售都是最理想的状态，没有考虑因滞销引起的储存、运输费用等。甜玉米的价格每年都有较大的波动，因此在种植过程中还应多关注新闻以及产品价格走势，做好预判。
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