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棉花花生间作系统密度配置对产量和效益的影响

2015-04-17刘卫星贺群岭张枫叶

江苏农业科学 2015年1期
关键词:间作花生效益

刘卫星 贺群岭 张枫叶 等

摘要:为完善棉花花生间作配套栽培技术,寻求棉花花生间作体系下获取共同高产的最佳棉花、花生种植密度,采用2因素裂区设计,以棉花密度(A)为主处理,设4个水平(A1:2.25万株/hm2、A2:3.0万株/hm2、A3:3.75万株/hm2、A4:4.5万株/hm2),花生密度(B)为副处理,设3个水平(B1:5.6万穴/hm2、B2:8.3万穴/hm2、B3:11.1万穴/hm2),研究不同棉花、花生间作模式对产量及效益的影响。结果表明:以A3B2处理总产值最高,为 52 126.48元/hm2,其次是A4B2处理和A3B3处理,分别较最低的A1B1处理高21.37%、14.69%、12.25%。较高的棉花种植密度(3.75万~4.5万株/hm2)和适度的花生种植密度(8.3万穴/hm2)有利于棉花花生间作体系总产量和总产值的提高。

关键词:棉花/花生;间作;密度;产量;效益

中图分类号: S562.04文献标志码: A文章编号:1002-1302(2015)01-0092-03

收稿日期:2014-03-17

基金项目:河南省棉花产业技术体系建设专项资金(编号:Z2013-07-03)。

作者简介:刘卫星(1978—),男,河南虞城人,硕士研究生,助理研究员,从事棉花育种与高产栽培技术研究。E-mail:cotton@sina.cn。间作套种技术可充分利用光、温、水、热等自然资源,提高复种指数和单位土地面积的综合产出率,是我国精耕细作式农业生产的重要组成部分[1]。受粮棉争地、劳动力外移等多重因素影响,棉花种植面积大幅减少,发展棉田间作可有效缓解这一矛盾。目前棉田间作模式主要有棉菜、棉药、棉果、棉油、棉粮(饲)等五大类型,在世界各地被广泛应用[2-6]。大量研究表明,间作能提高养分的利用效率及养分的吸收量,增加作物产量[7-8]。棉花是根深、棵高、养分需求量大的耗地作物,而花生是根浅、棵矮、具有固氮功能的养地作物,棉花花生间作实现了用养结合、多熟复种,可有效缓解粮、棉、油作物间争地矛盾,提高单位土地面积产出率。王小琳等研究认为,棉花间作花生可提高土壤肥力,优化种植模式[9]。胡积送等研究认为,在棉花花生间作栽培中,棉花能充分利用花生固定的氮,花生能利用棉花活化的土壤磷[10]。Singh等研究发现,Bt棉花与花生间作后棉花的氮、磷、钾的吸收量比单作分别高79.4、6.6、46.0 kg/hm2[11]。金路路等认为,在辽河流域棉花花生间作,可使棉花吐絮时间提前且集中,并能改善纤维品质,提高衣分和霜前花率[12]。

豫东地区是河南省棉花和花生的主产区之一,棉花花生间作模式在当地被逐渐推广应用,但相关生产环节仍不完善。因此,为了进一步完善棉花花生间作栽培技术体系,本研究对产量影响较大的棉花和间作花生种植密度进行了探讨,以期为棉花花生间作高产、优质、多熟栽培提供科学依据。

1材料与方法

1.1材料

供试棉花品种为百棉1号,由河南科技学院棉花研究所提供,供试花生品种为商研9807,由商丘市农林科学院经济作物研究所提供。

1.2试验设计

试验于2012年4月至11月在河南省杞县葛岗镇进行。采用2因素裂区设计,棉花密度(A)为主处理,设4个水平(A1:2.25万株/hm2、A2:3.0万株/hm2、A3:3.75万株/hm2、A4:4.5万株/hm2),花生密度(B)为副处理,设3个水平(B1:5.6万穴/hm2、B2:8.3万穴/hm2、B3:11.1万穴/hm2),每个处理重复3次。

以2 m为一幅,2011年10月3日播种10行大蒜,行距20 cm,播后覆盖地膜。2012年4月25日在大蒜第1行与第2行间和第3行与第4行间直播2行棉花,呈三角形交错留苗,株距分别为44.44、33.33、26.67、22.22 cm,棉花窄行距40 cm,宽行距160 cm。花生于5月5日播种,穴距为18 cm,每穴播种2粒种子,播种方法为2行/幅播于大蒜第6行与第7行间和第8行与第9行间(密度为5.6万穴/hm2),花生行距40 cm,花生与棉花间距60 cm;3行/幅播于大蒜第5行与第6行间、第7行与第8行间和第9行与第10行间(密度为8.3万穴/hm2),花生等行距40 cm,花生与棉花间距40 cm;4行/幅播于大蒜第5行与第6行间、第6行与第7行间、第8行与第9行间和第9行与第10行间(密度为11.1万穴/hm2),花生窄行距 20 cm,宽行距 40 cm,花生与棉花间距40 cm。以2幅为1个小区,小区宽4.0 m,长5.0 m,小区面积20 m2。

1.3调查项目

每个处理任选1幅为取样点,每行定点连续10株为调查株。棉花于现蕾后调查第1果枝节位,9月15日前后调查株高、果枝数、单株铃数,吐絮盛期取中部50铃测定单铃质量,收获后混合取样测衣分。花生成熟收获后调查主茎高、总分枝、结果枝、单株结果数、百果质量、出仁率等。

1.4数据处理

试验数据采用Excel 2003、DPS 6.55进行统计分析。

2结果与分析

2.1不同密度配置对棉花产量的影响

由表1可知,棉花花生不同间作密度配置对棉花皮棉产量存在极显著影响。随着棉花种植密度的增加,棉花产量呈现先增后降的趋势,以A3处理的产量最高,比最低的A1处理高21.03%。棉花产量随着间作花生密度的增加而减少,B1、B2处理间差异不显著,与B3处理间差异显著。2个因素互作间差异显著,以A3B2处理产量最高,较最低的A1B3处理高23.88%。

2.2不同密度配置对棉花产量构成的影响

由表2可知,棉花单株铃数随棉花密度的增加而降低,以A1处理单株铃数最高,极显著高于A3、A4处理,不同间作花生密度下以B1处理的棉花单株铃数最高,但与B2、B3处理差异不显著。随棉花种植密度的增加,棉花单铃重降低,最高的

表1不同密度配置对棉花皮棉产量的影响

处理皮棉产量(kg/hm2)B1B2B3平均A11 513.25aA1 506.52aA1 502.08aA1 507.28dDA21 669.59aA1 642.66abAB1 626.94bB1 646.40cCA31 823.49aA1 860.84bAB1 788.44cB1 824.26aAA41 802.90aA1 767.82abA1 785.68bA1 785.47bB平均1 702.31aA1 694.46aAB1 675.79bB注:除第5列为竖向比较外,其他为横向比较,不同大、小写字母分别表示在0.01和0.05水平差异显著。

A1处理较最低的A4处理高1.74%;间作花生密度对单铃重的影响,以B3处理的单铃重最高,较B1、B2处理分别高024%、0.61%。不同间作密度对棉花衣分的影响不一致,最高的A3B2处理较最低的A1B1处理略高2.21%,棉花种植密度过高或过低均不利于衣分的提高,但这种差异不显著。表2不同密度配置对棉花产量构成的影响

处理单株铃数(个)单铃质量(g)衣分(%)B1B2B3平均B1B2B3平均B1B2B3平均A134.13aA30.73bB32.17cC32.34aA6.10aA6.25bA6.31cB6.22aA40.22aA41.05bAB40.45bB40.57aAA226.33aA28.03bB25.47cB26.61bB6.27aA6.14aA6.22bB6.21aA41.01aA40.41aA40.59aA40.67aAA323.27aA24.37abA24.27bA23.97cC6.21aA6.19abA6.13bA6.18bA40.61aA41.11aA40.79aA40.84aAA420.53aA20.13aA20.33aA20.33dD6.15aA6.06aAB6.13bB6.11cB40.74aA40.70aA40.39aA40.61aA平均26.07aA25.82aA25.56aA6.18aA6.16abA6.20bA40.65aA40.82aA40.56aA注:每个性状指标,除第4列为竖向比较外,其他为横向比较,不同大、小写字母分别表示在0.01和0.05水平差异显著。

2.3不同密度配置对花生荚果产量的影响

由表3可知,棉花花生不同间作密度配置对花生荚果产量存在显著影响。随着棉花种植密度增加,花生荚果产量呈现递减趋势,以A1处理产量最高,比最低的A4处理高2116%,比棉花产量最高的A3处理高15.10%。随着间作花生密度增加,花生荚果产量先增后减,以B2处理产量最高,其次为B3、B1处理。2个因素互作间差异显著,以A1B2处理产量最高,比产量最低的A4B1处理高53.04%。

2.4不同密度配置对花生产量构成的影响

由表4可知,花生单株结果数随棉花种植密度和花生间作密度增加均呈降低趋势。棉花种植密度间以A1处理单株结果数最高,极显著高于其他处理,间作花生密度间以B1处理最高,极显著高于B2、B3处理,2个因素互作间差异极显著,以A1B1处理最高,较最低的A4B3处理高94.00%。不同密度配置对花生百果质量影响极显著,随棉花种植密度增加,花生百果质量降低,百果质量最高的A1处理较最低的A4处

表3不同密度配置对花生荚果产量的影响kg/hm2

处理花生荚果产量(kg/hm2)B1B2B3平均A12 141.10aA2 677.50bB2 497.05cD2 438.55aAA21 906.20aA2 596.65bB2 234.85cD2 245.90bBA31 781.10aA2 507.85bB2 066.70cD2 118.55cCA41 749.60aA2 334.45bB1 954.20cD2 012.75dD平均1 894.50aA2 529.11bB2 188.20cC注:除第5列为竖向比较外,其他为横向比较,不同大、小写字母分别表示在0.01和0.05水平差异显著。

理高8.44%,间作花生密度中以B2处理最高,较B1、B3处理高1.97%、5.00%。不同密度配置下花生出仁率的变化规律不一致,不同棉花种植密度中,以A2处理的出仁率最高,但增幅不明显,较最低的A4处理高1.36%,不同间作花生密度间以B2处理最高,较最低的B3处理高0.81%,低密度(A1)时,随间作花生密度的增加而降低,高密度(A2、A3、A4)时,以B2处理的出仁率最高。表4棉花花生不同间作模式对花生产量构成的影响

处理单株结果数(个)百果质量(g)出仁率(%)B1B2B3平均B1B2B3平均B1B2B3平均A120.70aA17.30bB12.57cC16.86aA235.42aA235.08aA226.44bB232.31aA70.38aA69.01bB68.80bB69.40aAA219.18aA16.86bB11.23cC15.76bB224.23aA232.80bB223.84bB226.96bB69.13aA70.33bAB69.06bB69.51aAA318.23aA16.96bB11.11cC15.43cC221.54aA226.91bB212.17cC220.21cC68.53aA69.30aA69.11aA68.98abAA418.10aA16.13bB10.67cC14.97dD215.26aA219.34bB208.12cC214.24dD68.74aA68.77aA68.21aA68.57bA平均19.05aA16.81bB11.40cC224.11aA228.53bB217.64cC69.20aA69.35abA68.80bA注:每个性状指标,除第4列为竖向比较外,其他为横向比较,不同大、小写字母分别表示在0.01和0.05水平差异显著。

2.5不同密度配置对总产值的影响

由表5可以看出,随棉花种植密度的增加,棉花产值先增后降,随间作花生密度的增加,棉花产值略有下降,均与棉花产量的变化趋势相同,花生产值的变化也与花生产量的变化趋势一致。从总产值看,棉花种植密度间的变化规律与棉花产量一致,棉花产量最高的A3处理,比花生产量最高的A1处理高10.73%,不同间作花生密度间的变化规律与花生产量一致,以B2处理最高,分别比B3、B1处理高7.32%、485%。不同密度配置下总产值以A3B2处理最高,达到 52 126.48元/hm2,其次是A4B2和A3B3处理,分别较最低的A1B1高21.37%、14.69%、12.25%。表5不同密度配置对总产值的影响元/hm2

处理B1B2B3棉花产值花生产值总产值棉花产值花生产值总产值棉花产值花生产值总产值A131 172.9511 776.0542 949.0031 034.3114 726.2545 760.5630 942.8513 733.7844 676.62A234 393.5510 484.1044 877.6533 838.8014 281.5848 120.3733 514.9612 291.6845 806.64A337 563.899 796.0547 359.9438 333.3013 793.1852 126.4836 841.8611 366.8548 208.71A437 139.749 622.8046 762.5436 417.0912 839.4849 256.5736 785.0110 748.1047 533.11注:皮棉单价为20.6元/kg,花生荚果单价为5.5元/kg。

3结论与讨论

前人研究表明,棉花花生间作复合群落系统增加了棉花株、行间的荫蔽度,地面相对照度降低,受棉花遮光影响,间作花生的生长发育表现为先抑后促现象[13]。合理的棉花花生间作能够有效地利用土壤中的氮、磷,提高对土壤钾的利用率,并能在一定程度上缓解钾、钙之间的拮抗作用[14]。党小燕等认为,棉花花生间作体系具有明显的间作优势,并且对棉花产量没有不利影响[15]。叶乐士认为在棉花花生间作种植时,应综合考虑自然条件、品种特性、土壤肥力等,构建合理的间作方式,才能获得较高产量[16]。

本试验结果表明:在棉花花生间作体系下,通过调节棉花和花生的种植密度配置,可减缓棉花对花生的光抑制效果,实现全年增产。随着棉花种植密度的增加,棉花产量先增后降,而花生产量则呈持续下降趋势,且随棉花种植密度的增加,群体密度过大,光抑制加强,从而造成棉花单株铃数减少,单铃重降低,花生单株结果数和百果质量均有所下降。花生间作密度的变化对棉花产量影响较小,但极显著影响花生产量,较低的间作花生密度形不成足够的基本苗数,较高的间作密度使花生在棉花行间遮阴下相互竞争光、热、水、肥等生存条件,均不利于产量的形成,适宜的花生间作密度(B2)可有效利用棉花行间自然资源,实现生态位互补,从而获得较高的经济效益。

在棉花花生间作复合生态系统中,为实现用养结合、协调共生和增产增收,应使棉花和花生的种植密度均保持在适宜的范围,即棉花的种植密度在3.75万~4.5万株/hm2,花生的间作密度在8.3万穴/hm2,在此条件下,更有利于棉花、花生产量的形成,从而实现单位面积产值的最大化。

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