孫曉涵 孟艷 鄭賓 任雅喃 李增嘉 寧堂原

摘要：為明確馬鈴薯/花生套作體系不同行比對馬鈴薯產(chǎn)量、品質(zhì)及經(jīng)濟效益的影響，以馬鈴薯單作為對照，設(shè)置2∶2和3∶2兩種馬鈴薯/花生套作行比，研究套作條件下馬鈴薯產(chǎn)量、品質(zhì)和總產(chǎn)值的變化。結(jié)果表明：馬鈴薯塊莖產(chǎn)量套作明顯高于單作，其中2∶2、3∶2處理的春馬鈴薯產(chǎn)量分別比對照提高4.77%和2.12%，秋季馬鈴薯產(chǎn)量分別提高8.24%和6.81%。與單作相比，套作不同程度地提高了馬鈴薯塊莖中維生素C含量和蛋白質(zhì)含量，降低還原糖含量和淀粉含量。馬鈴薯/花生相對較高的產(chǎn)量保證了較高的產(chǎn)值，尤其是2∶2行比套作模式，表現(xiàn)出最高的經(jīng)濟效益。綜之，套作能顯著提高馬鈴薯塊莖產(chǎn)量和經(jīng)濟效益，并可改善馬鈴薯塊莖品質(zhì)；2∶2行比具有較強的套作優(yōu)勢，生產(chǎn)中馬鈴薯/花生套作宜采用該模式。

關(guān)鍵詞：馬鈴薯/花生套作；行比；產(chǎn)量；品質(zhì)；經(jīng)濟效益

中圖分類號：S565.2：S532文獻標(biāo)識號：A文章編號：1001-4942（2018）06-0107-04

Abstract In order to clarify the effects of potato/peanut intercropping on potato yield， quality and economic benefits， a field experiment with 2 different potato-peanut row ratios was carried out with monoculture as control （CK）to study the changes of potato yield， quality and total output value under intercropping condition. The results showed that the tuber yield under intercropping was remarkably higher than that under monoculture， which increased by 4.77% and 2.12% in spring， and 8.24% and 6.81% in autumn under the row ratios of 2∶2 and 3∶2， respectively. Intercropping significantly improved the vitamin C and protein contents， but decreased the reducing sugar and starch contents in potato tubers. The higher yield of intercropping ensured a higher output value， especially the treatment with the row ratio as 2∶2， which showed the highest economic benefit. In conclusion， intercropping could significantly increase the tuber yield and economic benefit of potato and improve the tuber quality. The 2∶2 row ratio performed better， so it was recommended for potato/peanut intercropping.

Keywords Potato/peanut intercropping； Row ratio； Yield； Quality； Economic benefit

套作可以增加作物養(yǎng)分的吸收量，同時可以提高養(yǎng)分的利用效率[1，2]。在套作體系中，不同作物的根系分布和成熟期各不相同，它們吸收養(yǎng)分的能力、對養(yǎng)分的敏感程度、吸收養(yǎng)分的峰值時間各有差異，從而形成不同時空生態(tài)位互補的復(fù)合群體，進而提高單位面積的產(chǎn)出效率[3，4]。

黃淮海區(qū)域是全國重要的馬鈴薯生產(chǎn)基地，該區(qū)域馬鈴薯生產(chǎn)逐漸向規(guī)模化、集約化方向發(fā)展。但由于種植結(jié)構(gòu)過于單一、土地資源限制等原因，造成馬鈴薯連作現(xiàn)象普遍。連作會導(dǎo)致土壤肥力不足、連作障礙日益顯著，馬鈴薯產(chǎn)量與品質(zhì)下降[5]，進而制約馬鈴薯生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展?；ㄉ屈S淮海區(qū)域重要的經(jīng)濟和油料作物之一。利用馬鈴薯與花生套作，不僅可以解決用地與養(yǎng)地的矛盾，同時還可以解決復(fù)種和季節(jié)不夠用的矛盾。目前關(guān)于馬鈴薯的間套作模式主要有馬鈴薯/大豆套作模式、馬鈴薯/玉米間作模式和馬鈴薯/棉花間作模式等[6-8]，馬鈴薯/花生套作模式鮮有報道。因此，本研究針對馬鈴薯和花生生產(chǎn)實際，設(shè)置馬鈴薯/花生套作2∶2和3∶2兩種行比，以馬鈴薯單作為對照，研究馬鈴薯/花生套作對馬鈴薯產(chǎn)量、品質(zhì)及經(jīng)濟效益的影響，確定馬鈴薯與花生高產(chǎn)高效套作模式，為馬鈴薯產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地與品種

試驗于2017年在泰安市山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)試驗站（36°9′N， 117°9′E）進行。該地屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫13.4℃，多年平均降雨量為687.2 mm。土壤為砂壤土，土層深厚，0～20 cm土層含有機質(zhì)8.83 g/kg、全氮0.08%、有效磷29.13 mg/kg、速效鉀91.63 mg/kg，pH值6.3。

供試馬鈴薯品種為荷蘭5號，花生為花育20。

1.2 試驗設(shè)計與管理

采用單因素隨機區(qū)組設(shè)計，設(shè)置兩個套作處理，即：春馬鈴薯—秋馬鈴薯/花生（2∶2行比）、春馬鈴薯—秋馬鈴薯/花生（3∶2行比），分別用2∶2、3∶2表示，以春馬鈴薯—秋馬鈴薯為對照。每個處理重復(fù)3次。馬鈴薯行距70 cm，株距25 cm；花生行距40 cm，株距20 cm；套作處理中馬鈴薯與花生間距為30 cm。各小區(qū)均包括兩個條帶。2∶2和3∶2行比套作每個小區(qū)帶寬分別為 1.4 m、2.1 m。小區(qū)長8 m，2∶2行比、3∶2行比的小區(qū)面積分別為22.4、32.8 m2。對照小區(qū)帶寬、小區(qū)長、小區(qū)面積同3∶2行比處理。

春馬鈴薯于3月8日統(tǒng)一播種，6月10日收獲；春馬鈴薯收獲后于6月13日播種花生（對照處理不種，保留空地），10月7日收獲花生；秋馬鈴薯于8月10日播種于花生行間或空地，11月15日收獲。為避免肥料對試驗的影響，將施肥定為：春馬鈴薯和秋馬鈴薯于播種前統(tǒng)一施用復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15）850 kg/hm2作基肥，花生播種前統(tǒng)一施入300 kg/hm2作基肥。其它管理措施如大田。

1.3 測定項目和方法

1.3.1 馬鈴薯產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成 馬鈴薯成熟期每小區(qū)以實產(chǎn)測產(chǎn)，分別測定大薯（>150 g）、中薯（75～150 g）、小薯（<75 g）個數(shù)及重量，并計算大、中、小薯比重。

1.3.2 花生產(chǎn)量 花生收獲時隨機取6 株進行考種。每小區(qū)實收莢果曬干計算產(chǎn)量。

1.3.3 馬鈴薯塊莖品質(zhì) 淀粉含量測定用比重法；蛋白質(zhì)含量測定用G-250比色法；維生素C含量測定用2， 6-D滴定法；還原糖含量測定用氰化鹽法。

1.4 數(shù)據(jù)分析與處理

用 Microsoft Excel 2003和DPS 7.05軟件對數(shù)據(jù)進行處理和統(tǒng)計分析，SigmaPlot 10.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理的作物產(chǎn)量差異

由表1可知，2∶2、3∶2處理春、秋馬鈴薯產(chǎn)量都高于對照，差異均達到顯著水平，其中2∶2、3∶2處理的春馬鈴薯產(chǎn)量分別比對照提高4.77%和2.12%，秋馬鈴薯產(chǎn)量分別提高8.24%和6.81%。2∶2處理春、秋馬鈴薯產(chǎn)量均高于3∶2處理，秋馬鈴薯產(chǎn)量兩處理間差異顯著。但2∶2、3∶2處理間的花生產(chǎn)量差異并不顯著。

2.2 不同處理對馬鈴薯產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表2看出，春馬鈴薯2∶2套作模式下大薯產(chǎn)量最高，3∶2處理的中薯產(chǎn)量最高。春馬鈴薯大、中、小薯平均單薯重2∶2、3∶2處理間差異不顯著，但與對照差異均達顯著水平，除小薯平均單薯重對照顯著高于套作處理外，大、中薯平均單薯重均表現(xiàn)為2∶2、3∶2處理高于對照。

秋馬鈴薯套作模式下大、中薯產(chǎn)量均顯著高于對照，其中大薯產(chǎn)量2∶2和3∶2處理分別較對照提高64.79%和53.52%，中薯產(chǎn)量分別較對照提高26.83%和18.29%，小薯產(chǎn)量則以對照最高，分別比2∶2、3∶2處理高55.56%和36.96%?？梢?，套作處理的馬鈴薯產(chǎn)量較高，且大薯產(chǎn)量明顯高于對照，以2∶2行比的大薯產(chǎn)量最高。

2.3 不同處理的經(jīng)濟效益分析

由表3可以看出，在三種不同種植模式下套作處理的單位面積總成本和純收入均比單作高，且差異均達顯著水平。2∶2處理的投入總成本和凈收入為38 313.7元/hm2和20 641.3元/hm2，分別約為對照的1.15倍和1.78倍；3∶2處理的投入總成本和凈收入分別為39 387.6 元/hm2和16 591.4 元/hm2，約為對照的1.19倍和1.43倍。

2.4 不同處理馬鈴薯塊莖品質(zhì)的差異

不同套作處理對馬鈴薯塊莖品質(zhì)的影響顯著，春、秋馬鈴薯不同套作處理品質(zhì)指標(biāo)含量變化基本一致（表4）。與對照相比，春、秋馬鈴薯的維生素C含量2∶2處理比對照分別提高27.54%、8.05%，3∶2處理分別提高6.07%、19.43%，差異均達到顯著水平。春馬鈴薯的蛋白質(zhì)含量2∶2、3∶2處理比對照分別提高5.42%、3.33%，秋馬鈴薯比對照分別提高28.22%、10.40%。與對照相比，春、秋馬鈴薯2∶2、3∶2處理均降低還原糖含量和淀粉含量，差異達到顯著水平，其中，春、秋馬鈴薯的還原糖含量2∶2處理比對照分別降低6.20%、8.50%，3∶2處理分別下降12.04%、13.95%。兩季馬鈴薯淀粉含量2∶2處理比對照分別降低21.10%、7.26%，3∶2處理分別降低15.17%、13.87%。

3 討論與結(jié)論

黃承建等[9]研究表明，馬鈴薯/玉米套作可顯著提高馬鈴薯產(chǎn)量；Li等[10]研究表明，蠶豆/玉米間作時玉米和蠶豆籽粒產(chǎn)量較單作分別增加43%和26%；楊國等[11]也證實馬鈴薯/大豆套作模式的產(chǎn)量優(yōu)勢。以上研究結(jié)果表明，套作系統(tǒng)可以顯著提高系統(tǒng)生產(chǎn)力。本試驗，馬鈴薯連作處理產(chǎn)量顯著下降，馬鈴薯/花生不同行比套作相對于單作具有明顯的產(chǎn)量優(yōu)勢，尤其是2∶2行比套作模式，春、秋季馬鈴薯產(chǎn)量顯著高于單作（對照），同時也均高于3∶2處理，且秋馬鈴薯產(chǎn)量兩處理間差異顯著。這與前人研究結(jié)果基本一致。說明馬鈴薯/花生套作模式既能促進該區(qū)糧食作物馬鈴薯高產(chǎn)，又增種一季花生，提高了資源利用效率和土地生產(chǎn)率，增加農(nóng)民收入，從而實現(xiàn)資源的可持續(xù)利用和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

馬鈴薯塊莖鮮重主要以淀粉為主，另外還包括蛋白質(zhì)、維生素C和還原糖等物質(zhì)，其中淀粉和還原糖含量作為馬鈴薯食用和工業(yè)加工原料而備受關(guān)注[12]。以往的研究結(jié)果表明，馬鈴薯與豆類作物間套作可以改善馬鈴薯的品質(zhì)[13-15]。本研究發(fā)現(xiàn)，馬鈴薯花生套作能改善馬鈴薯的部分品質(zhì)，其中能降低淀粉含量和還原糖含量，提高維生素C和蛋白質(zhì)含量，與前人研究結(jié)果一致。

經(jīng)濟效益的好壞是評價一個模式好壞的重要指標(biāo)之一。對于由不同作物組合而成的間套作模式，模式間總產(chǎn)量及總投入差異較大，周年經(jīng)濟效益差異也較大。韓昕君等[16]對河北棉田復(fù)合種植模式的研究表明：馬鈴薯/棉花模式的活勞動生產(chǎn)率和活勞動邊際效益最高，分別為148.4元/日和1.71元/日。馬鈴薯/花生相對較高的產(chǎn)量保證了較高的產(chǎn)值，尤其是2∶2行比套作模式，表現(xiàn)出最高的經(jīng)濟效益，凈收入達20 641.3元/hm2，其次為馬鈴薯/花生3∶2行比套作模式，純收益達16 591.4元/hm2，單作模式由于其產(chǎn)量較低，純收益也最低。因此，生產(chǎn)中馬鈴薯/花生套作宜采用2∶2行比模式。

參 考 文 獻：

[1] Walker S，Ogindo H O. The water budget of rained maize and bean intercrop[J]. Physics and Chemistry of the Earth，2003，28：919-926.

[2] Neumann A，Schmidtke K，Rauber R. Effects of crop density and tillage system on grain yield and N uptake from soil and atmosphere of sole and intercropped pea and oat[J]. Field Crops Research，2007，100（2/3）：285-293.

[3] 高陽，段愛旺，劉祖貴，等. 玉米和大豆條帶間作模式下的光環(huán)境特性[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2008，19（6）：1248-1254.

[4] 劉忠寬，曹衛(wèi)東，秦文利，等. 玉米-紫花苜蓿間作模式與效應(yīng)研究[J]. 草業(yè)學(xué)報，2009，18（6）：158-163.

[5] 曹莉，秦舒浩，張俊蓮，等. 輪作豆科牧草對連作馬鈴薯田土壤微生物菌群及酶活性的影響[J]. 草業(yè)學(xué)報，2013，22（3）：139-145.

[6] 陳光榮，楊文鈺，張國宏，等. 薯/豆套作模式下不同熟期大豆品種的生長補償效應(yīng)[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，49（3）：455-467.

[7] 吳開賢，安瞳昕，范志偉，等. 玉米與馬鈴薯的間作優(yōu)勢和種間關(guān)系對氮投入的響應(yīng)[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2012，18（4）：1006-1012.

[8] 王麗霞，陳源泉，李超，等. 不同滴灌制度對棉花/馬鈴薯模式中馬鈴薯產(chǎn)量和WUE的影響[J]. 作物學(xué)報，2013，39（10）：1864-1870.

[9] 黃承建，趙思毅，王季春，等. 馬鈴薯/玉米不同行比套作對馬鈴薯品種產(chǎn)量和土地當(dāng)量比的影響[J]. 作物雜志，2013（2）：115-120.

[10]Li L，Li S M，Sun J H，et al. Diversity enhances agricultural productivity via rhizosphere phosphorus facilitation on phosphorus-deficient soils[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，2007，104（27）：11192-11196.

[11]楊國，陳光榮，王立明，等. 甘肅沿黃灌區(qū)馬鈴薯/大豆套作效應(yīng)分析[J]. 甘肅農(nóng)業(yè)科技，2017（7）：43-49.

[12]陳彥云. 馬鈴薯貯藏期間干物質(zhì)、還原糖、淀粉含量的變化[J]. 食品科學(xué)，2006，22（4）：84-87.

[13]李萍，張永成，田豐. 馬鈴薯蠶豆間套作邊行效應(yīng)對馬鈴薯塊莖品質(zhì)影響研究[J]. 作物研究，2012（5）：471-473.

[14]楊友瓊，吳伯志. 作物間套作種植方式間作效應(yīng)研究[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報，2007，23（11）：192-196.

[15]寧堂原，焦念元，安艷艷，等. 間套作資源集約利用及對產(chǎn)量品質(zhì)影響研究進展[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2007，23（4）：159-163.

[16]韓昕君，陳源泉，王麗霞，等. 河北中南部平原棉薯套作種植模式的綜合效益初步評價[J]. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2014，19（5）：46-54.