旱砂地籽瓜與花生間作模式初探

劉斌等

摘 要： 為了改善甘肅中部地區(qū)旱砂地籽瓜連作障礙，提高土地利用率及產(chǎn)出率，在甘肅省靖遠縣旱砂地選取了3種花生間作密度（株距40、50、60 cm）進行籽瓜/花生間作模式研究，通過對間作模式下籽瓜和花生生長發(fā)育、產(chǎn)量和經(jīng)濟效益分析，探究該間作模式的可行性及花生適宜間作密度。結(jié)果表明：間作花生后，籽瓜的成熟期提前，全生育期縮短，種子的千粒重顯著提高，單瓜質(zhì)量和可溶性固形物含量顯著下降，對其他指標無顯著影響；3種花生間作密度下，與單作籽瓜經(jīng)濟效益相比，1 hm2經(jīng)濟收入分別提高6.1%、16.3% 和2.3%，增加收入1 064元、2 487元和395元，經(jīng)濟效益明顯。旱砂地籽瓜/花生間作模式具有可行性，適宜的花生間作密度為株距50 cm。

關(guān)鍵詞： 籽瓜； 旱砂地； 間作密度； 經(jīng)濟效益

Primary research of seed watermelon and peanut by intercropping mode in dry sandy land

LIU Bin1， KOU Yanyan1， LIU Tao2， AN Li1， CHEN Liang1， LING Wenbo1

（1. College of horticulture of Gansu Agriculture University， Lanzhou 730070， Gansu ， China； 2. Northwest Research Institute of Mining and Metallurgy， Baiyin 730900， Gansu， China）

Abstract： In order to improve the continuous cropping obstacle of seed watermelon in dry sandy land in central region of Gansu，to make full use of the land and resources of light and heat and improve the utilization and yield，3 intercropping density （plant spacing is 40 cm，50 cm and 60 cm） were used in the dry sandy land in Jingyuan county of Gansu province. The growth，yield and economic benefits of seed watermelon and peanut under the conditions of intercropping model were analyzed to explored the feasibility of seed watermelon intercropping with peanut and the appropriate intercropping density. The results showed that the seed watermelons mature period was advanced and the whole growth period was shortened，the thousand seed weight increased significantly，average fruit weight and soluble solids content reduced significantly，other indicators were less influenced. Compared the economic benefits with no intercropping，the income of per hm2 increased 6.1%，16.3% and 2.3%，increase the income of 1 064 Yuan， 2 847 Yuan and 395 Yuan，the economic benefits increased obviously. The mode of seed watermelon and peanut by intercropping in dry sandy land is feasible and the suitable peanut intercropping density is plant spacing 50 cm.

Key words： Seed watermelon； The dry sandy land； Intercropping density； Economic benefit

旱砂田耕作是我國西北干旱、半干旱地區(qū)獨特和傳統(tǒng)的抗旱耕作方式[1]。甘肅省中部地區(qū)位于黃土高原的西部，干旱少雨，植被稀少，旱砂田耕作便是當(dāng)?shù)睾底鬓r(nóng)業(yè)的主要方式之一[2-3]。甘肅省的旱砂田主要分布在蘭州、白銀兩市，面積約有6.0萬hm2，占全國旱砂田總面積的60.0%、全省的73.8%，因此，旱砂地是該地區(qū)保護性耕作的主導(dǎo)模式。當(dāng)?shù)噩F(xiàn)存的砂田大部分是20 a（年）以上的老砂田，作物的覆蓋面積只達土地面積的50% 左右，土地利用率較低。當(dāng)?shù)?0%以上的砂田都采用連作籽瓜種植的模式，而西瓜忌連作，連作1 a就會有病害發(fā)生，需要輪作8 a后，才可再種植，連作障礙嚴重影響了西瓜的生產(chǎn)和市場供應(yīng)[4-5]。長期連作不僅會造成病蟲害大面積暴發(fā)，出現(xiàn)死苗、生長不良，以及產(chǎn)量和品質(zhì)下降等連作障礙，其中以枯萎病發(fā)生最為普遍和嚴重，給農(nóng)民帶來極大的經(jīng)濟損失，而且還會導(dǎo)致嚴重的生態(tài)問題和環(huán)境問題，嚴重制約砂田農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[6-7]。在大豆、黃瓜以及棉花等作物上的研究表明，連作時土壤水分、有機質(zhì)和速效養(yǎng)分均有下降現(xiàn)象，土壤肥力降低[8]。生產(chǎn)上多采用變換品種或增施農(nóng)家肥等措施緩解連作障礙，但隨著種植年限的增加，這些措施依然不能保證籽瓜的正常生長。為了緩解和克服旱砂田連作障礙，國內(nèi)已做了很多相關(guān)研究 [5-11]。

間作是一種集約化的種植方式，能在時間和空間上提高土地和氣候資源利用率[12-13]，促進種植業(yè)高效、持續(xù)增產(chǎn)和增加農(nóng)田生物多樣性[14]。豆科作物（花生）由于自身固氮作用，與其他作物間作比較普遍[15-16]。種植花生能夠提高土壤全氮，有利于提高土壤肥力水平[17]，但不同作物間作存在對陽光、水分、養(yǎng)分等的激烈競爭，為保持特定的生物和經(jīng)濟產(chǎn)量，所要求的種植密度是有差異的[18-19]，對作物進行合理搭配和配置適宜種植密度，有助于提高間作效果。因此，本試驗以當(dāng)?shù)刂髟宰魑镒压虾吞厣?jīng)濟作物花生為研究材料，在旱砂地進行籽瓜/花生間作模式研究，同時對花生間作密度進行比較，探討該模式在當(dāng)?shù)氐目尚行?，以期篩選出花生最佳間作密度，為旱砂田可持續(xù)高效利用和生產(chǎn)應(yīng)用提供技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

籽瓜供試品種：‘黑豐1號；間作花生供試品種：‘扶余四粒紅。

1.2 間作處理

試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，每壟籽瓜種植2行，株距75 cm，大小行距均為50 cm，花生間作株距設(shè)3個水平，分別為A1（40 cm）、A2（50 cm）和A3（60 cm），以單作籽瓜作為CK（對照），直播于2行籽瓜中間，與籽瓜水平距離25 cm，3次重復(fù)，共12個小區(qū)，小區(qū)面積15 m2。試驗于2013年4—10月在甘肅省靖遠縣高灣鄉(xiāng)賈崖村進行，試驗用地前茬為籽瓜，播種前整地、施基肥以當(dāng)?shù)氐臉藴蔬M行，用旱砂地專用地膜覆蓋，有效膜寬100 cm，播種后田間管理與當(dāng)?shù)仄渌瞪暗毓芾硐嗤?/p>

1.3 測定指標

1.3.1 籽瓜指標 物候期； 果實品質(zhì)：可溶性固形物含量（%）、果形、單果質(zhì)量（kg）；種子品質(zhì)：縱橫徑（mm×mm）、千粒重（g）、產(chǎn)籽率（%）；產(chǎn)量：鮮瓜產(chǎn)量（kg）、種子產(chǎn)量（kg）

1.3.2 花生指標 單株莢數(shù)（個）、百莢重（g）、百仁重（g）、出仁率（%）。產(chǎn)量：莢果產(chǎn)量（kg）

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 19.0軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，利用Excel 2007進行數(shù)據(jù)處理和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 間作對籽瓜物候期的影響

籽瓜/花生間作模式使籽瓜的開花期、膨大期、成熟期分別提前，全生育期天數(shù)縮短，提前成熟（表1）。不同處理下，籽瓜的生育期以CK最長，為135 d，A1最短（129 d），較CK縮短6 d，A2、A3（130 d）縮短5 d。從籽瓜的各個生育期時期可以看出：A1較A2、A3提前2 d到達伸蔓期，與CK相比，A1、A3提前4 d到達開花期，A2提前2 d；至膨大期，A2較CK提前7 d，較A1、A3提前2 d，A1、A3較CK提前5 d；至成熟期，A1 、A2、A3較CK分別提前7、6、6 d。

2.2 間作對籽瓜果實性狀的影響

籽瓜/花生間作模式可以顯著降低籽瓜的單果質(zhì)量，但各間作密度差異不顯著（P<0.05）。不同處理下，A1、A2、A3的單果質(zhì)量集中在1.60～1.70 kg之間，CK為1.90 kg，相對減少10.5%～15.8%，但間作對籽瓜果實的大小沒有顯著的影響。與CK相比，A1、A2生長較弱，而A3優(yōu)于CK。間作可以降低籽瓜果肉中可溶性固形物含量。中心可溶性固形物含量A2最低（1.41），A3處理最高（2.64），邊部可溶性固形物含量隨著間作密度的減小，其呈現(xiàn)上升的趨勢，A1、A2可以提高籽瓜果實中可溶性固形物含量的均勻分布，減小分布梯度。綜合以上因素考慮，較為適宜的間作密度為A2（表2）。

表2 不同處理對籽瓜果實性狀的影響

[處理＼&單瓜質(zhì)量

注： 表中同列數(shù)字后不同小寫字母表示處理間差異顯著（P<0.05），下表同。

2.3 間作對籽瓜種子性狀的影響

籽瓜/花生間作模式對籽瓜種子的大小無顯著的影響（表3）。不同花生間作密度下，A2處理最好，種子縱橫徑大小為17.45 mm×11.35 mm，CK為16.81 mm×10.96 mm。各間作處理與CK無顯著差異（P<0.05）。間作處理可以顯著提高籽瓜種子的千粒重（表3）。不同處理下，隨著間作密度的減小，種子的千粒重呈現(xiàn)增加的趨勢。A3、A2和A1分別提高種子的千粒重為9.4%、8.1%和5.2%。A2、A3和CK存在顯著差異（P<0.05）。綜合籽瓜種子的生長情況，較為適宜的間作密度為A2。

表3 不同處理對籽瓜種子性狀的影響

2.4 間作對籽瓜產(chǎn)籽率及白籽率的影響

籽瓜/花生間作模式對籽瓜的產(chǎn)籽率無顯著的影響（圖1）。不同處理下，隨著花生間作密度的增大，產(chǎn)籽率有下降的趨勢，但與CK無顯著性差異（P<0.05）。A2密度的白籽率為8.10%（圖2），較CK（12.15%）下降33.3%。A2、A3與CK無顯著差異（P<0.05）。綜合考慮，較為適宜的間作密度為A2。

2.5 間作花生性狀及產(chǎn)量

籽瓜/花生間作模式下，隨著花生間作密度的減小，花生的單株莢數(shù)、百莢重、百仁重均呈現(xiàn)增加的趨勢（表4）。出仁率為A2密度（71.73%）下最好?；ㄉv果產(chǎn)量隨著花生間作密度的減小均呈現(xiàn)下降的趨勢。A1與A3存在顯著差異，其他無顯著差異；百芙重與百仁重方面，各間作密度之間均無顯著差異。出仁率方面，A2與A1、A3存在顯著差異（P<0.05）。綜合花生的生產(chǎn)情況考慮，較為適宜的間作密度為A2。

表4 不同處理對花生性狀及產(chǎn)量的影響

2.6 間作對籽瓜產(chǎn)量的影響

籽瓜/花生間作模式對籽瓜鮮瓜的產(chǎn)量沒有顯著的影響，但對籽瓜種子的產(chǎn)量有顯著的影響（表5）。不同花生間作密度下，鮮瓜的產(chǎn)量均比單作籽瓜的產(chǎn)量有不同程度的降低。A1、A2、A3較CK每hm2分別減產(chǎn)9 610.8、5 956.8、11 019.8 kg，減產(chǎn)率分別為22.29%、13.81%和25.55%。籽瓜種子產(chǎn)量方面，A1、A2和A3處理較CK每hm2分別減產(chǎn)370.6、195.4、347.8 kg，減產(chǎn)率分別為27.59%、14.56%和25.89%。籽瓜種子產(chǎn)量方面，A2與CK無顯著差異（P<0.05），從籽瓜鮮瓜產(chǎn)量和籽瓜種子產(chǎn)量綜合考慮，較佳的間作密度是A2。

表5 不同處理對籽瓜的產(chǎn)量的影響

2.7 籽瓜/花生間作經(jīng)濟效益

籽瓜/花生間作模式可以顯著提高田間經(jīng)濟效益（表6）。籽瓜種子和花生以當(dāng)?shù)貎r格來計算，單作籽瓜的旱砂地每hm2收入為17 468.70元，間作花生后，在A1、A2和A3密度下，每hm2的花生收入分別為6 182.40、5 629.10、5 109.30元，扣除增加的投資，分別增收為1 064.0、2486.8、395.2元，增收率分別為6.1%、16.3%和2.3%，間作花生造成籽瓜減產(chǎn)的損失不僅得到了彌補，反而超過了單作籽瓜的收入。

表6 不同處理的經(jīng)濟效益

[注] 產(chǎn)品價格為當(dāng)年地方價格，籽瓜種子每kg為13元，花生莢果每kg為7元，花生種子每kg為12元。

3 討 論

近年來砂田有不斷壯大發(fā)展的趨勢，因砂田具有病蟲害少、農(nóng)藥使用少的優(yōu)點，而日益成為生產(chǎn)無公害產(chǎn)品的特殊基地，如寧夏中衛(wèi)環(huán)香山地區(qū)有6萬hm2連片的山地砂田西瓜、甜瓜，是我國目前規(guī)模最大的純天然無污染甜瓜、西瓜基地[1]，但連作現(xiàn)象非常普遍。有研究表明：隨著砂田瓜類種植年限的延長，砂田蓄水保墑及增溫效應(yīng)逐年降低，土壤也將變得緊實、通氣性較差，導(dǎo)致土壤微生物活性減弱、微生物量和多樣化水平下降[20]。連作使西瓜種子的發(fā)芽率降低，發(fā)芽時間延長，幼苗成活率大大降低，并且顯著抑制植株生長，降低葉片葉綠素含量，使葉片光合作用降低[21]。本研究中選用豆科植物花生與籽瓜進行間作，可能改善旱砂田的連作障礙。有研究表明：豆科與非豆科作物間作，由于非豆科作物可以更多地利用土壤氮素，降低了高氮條件下的“氮阻礙”作用，有利于提高豆科作物的固氮比率[22]。同時，豆科作物固定的氮素，可以部分的通過根際轉(zhuǎn)移到非豆科作物中，改善了非豆科作物的供氮條件，從而有利于非豆科作物生長[23]。本研究中間作花生后籽瓜種子的千粒重顯著增加，可能與花生的固氮作用有關(guān)，為籽瓜種子的生長提供了一定的氮素水平。寸植賢等[18]研究表明：豆科作物可以通過根瘤固氮來減少土壤氮肥的吸收，將豆科作物與其他作物間作可減少單位土地面積的氮肥投入，在一定程度可提高間作作物的產(chǎn)量。本研究中籽瓜的產(chǎn)量有一定的下降，可能是因為未增加施肥，間作系統(tǒng)對養(yǎng)分的爭奪造成的。根瘤菌是一類能夠侵染豆科植物根部并形成根瘤的革蘭氏陰性細菌。有研究表明：隨著連作年限加長，旱砂田土壤微生物種類與數(shù)量減少，使得微生物區(qū)系從高肥的“細菌型”土壤向低肥的“真菌型”土壤轉(zhuǎn)化[24]，進一步破壞了砂田土壤中的微生物生態(tài)環(huán)境，為連作障礙提供了有利的條件，花生產(chǎn)生的根瘤菌進入土壤，增加土壤中的微生物種類，可能會改變連作土壤中微生物的環(huán)境，減輕旱砂田連作障礙。

旱砂田籽瓜間作花生改變了當(dāng)?shù)貑巫髯压系姆N植模式，提高了單位面積土地的產(chǎn)出率和利用率，改變了籽瓜單一的平面配置，成為直立植物與蔓生爬地植物相結(jié)合的立體種植模式。在這種新的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)中，增加了土地的覆蓋面積，提高了土壤有機質(zhì)含量，改善連作所造成的土壤養(yǎng)分結(jié)構(gòu)及肥力的下降。本研究僅探討了間作對籽瓜和花生生長發(fā)育和生產(chǎn)情況的影響，很有必要結(jié)合籽瓜/花生間作模式對旱砂地連作土壤養(yǎng)分和微生物群落結(jié)構(gòu)的影響進行進一步研究，探討該間作模式的生態(tài)效益。

4 結(jié) 論

旱砂地籽瓜間作花生后，籽瓜的成熟期提前，全生育期縮短，種子的千粒重顯著提高，單瓜質(zhì)量和可溶性固形物含量顯著下降，其他指標無顯著的影響。3種花生間作密度下均可以獲得較單作籽瓜高的經(jīng)濟產(chǎn)量和收益。因此旱砂地籽瓜/花生間作模式具有可行性，且適宜的花生間作密度為株距50 cm。

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