黃淮海平原小麥春玉米、夏玉米一年三作間套作種植模式產(chǎn)量效應(yīng)研究

黃淮海平原小麥春玉米、夏玉米一年三作間套作種植模式產(chǎn)量效應(yīng)研究

河南省大部分山區(qū)采用一年一遇制度，而北方大部分地區(qū)采用一年二季制，占全省種植面積的70%。這兩種種植方式不能合理利用光、熱、水、土等自然資源。筆者在一年三熟制的基礎(chǔ)上，在黃淮海平原以溫縣為代表對小麥、春玉米、夏玉米一年三作兩熟制進(jìn)行了研究。通過田間試驗和室內(nèi)考察與一年二熟制和一年一熟制進(jìn)行比較，從理論上探討各種熟制的產(chǎn)量效應(yīng)、經(jīng)濟(jì)效益以及配套的高產(chǎn)高效的技術(shù)調(diào)控體系。1材料和方法1.1土、土、土試驗于2003～2004年在河南省溫縣種子公司試驗田進(jìn)行。試驗地土層深厚，壤質(zhì)潮土，土質(zhì)較好，灌溉條件優(yōu)越。0～20cm耕層養(yǎng)分含量：有機(jī)質(zhì)14.53g/kg，氮1.05g/kg，磷0.96g/kg，堿解氮112.55mg/kg，有效磷（P2O5)26.51mg/kg，速效鉀（K2O)82.24mg/kg。1.2學(xué)習(xí)方法1.2.1春玉米品種選育小麥品種選用當(dāng)?shù)赝茝V的溫麥8號,2003年10月10日播種,2004年6月3日收獲;春玉米品種選用早熟、矮稈雜交種西玉3號,2004年4月1日地膜覆蓋播種,2004年7月30日收獲;夏玉米品種選用中熟、大穗型雜交種澄海1號,于2004年6月3日鐵茬搶種,2004年9月13日收獲。1.2.2小麥/春玉米/夏玉米一年二熟制試驗共設(shè)3個處理:處理(1),春玉米(一年一熟制);處理(2),小麥—夏玉米(一年二熟制);處理(3),小麥/春玉米//夏玉米(一年三熟制)。其中春玉米、小麥—夏玉米種植4帶,小麥/春玉米//夏玉米種植3帶。3次重復(fù),隨機(jī)區(qū)組排列,各處理田間配置方式見表1。1.2.3主要采取措施1.2.4注意記錄項目2結(jié)果與分析2.1不同成熟度生產(chǎn)的結(jié)果2.1.1作兩熟制的產(chǎn)量表2表明:一年一熟制單作春玉米單產(chǎn)較一年三作兩熟制春玉米產(chǎn)量高;一年二熟制小麥、夏玉米產(chǎn)量較一年三作兩熟制小麥、夏玉米產(chǎn)量高。由于一年三作兩熟制種植茬數(shù)增多,總產(chǎn)量增產(chǎn)優(yōu)勢很明顯。一年三作兩熟制的總產(chǎn)量高于一年二熟制和一年一熟制,比一年二熟制和一年一熟制分別增產(chǎn)3036.90、11550.60kg/hm2,增產(chǎn)率18.70%、140.85%。這充分顯示了一年三作兩熟制有較高的生產(chǎn)力。2.1.2玉米產(chǎn)量和生產(chǎn)力將比一年二熟制高(1）由于增加種植茬數(shù)，一年三作兩熟制的冬小麥和夏玉米的實播面積下降，每公頃穗數(shù)明顯減少，分別比一年二熟制減少1087500、9630穗/hm2，降低17.90%和13.90%；與一年一熟制相比，春玉米穗數(shù)減少40335穗/hm2，降低56.37%。(2）從全年農(nóng)田玉米總穗數(shù)看，隨著熟制的增加絕對量增加，一年三作兩熟制比一年二熟制和一年一熟制分別增加21585和19335穗/hm2，這也是其獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵因素。(3）由于邊行效應(yīng)，一年三作兩熟制的單株生產(chǎn)力較一年二熟制和一年一熟制都高。小麥和夏玉米單株產(chǎn)量一年三作兩熟制分別比一年二熟制提高12.16%和12.72%；春玉米單株產(chǎn)量一年三作兩熟制比一年一熟制略高0.13%。綜合來看，通過增加種植茬數(shù)，足以彌補組分產(chǎn)量的降低，體現(xiàn)出一年三作兩熟制能從整體上獲得高產(chǎn)的優(yōu)勢。從每種作物干物質(zhì)積累量看（表4），一年三作兩熟制后期干物質(zhì)積累及其占總干物質(zhì)比例較大，從抽穗到成熟時期短，積累最大，后期凈增干物質(zhì)主要作用在籽粒上，產(chǎn)量物質(zhì)主要來源于抽穗后的光合生產(chǎn)積累，這是一年三作兩熟制生產(chǎn)力高的主要原因。2.3葉面積系數(shù)動態(tài)變化規(guī)律只有當(dāng)農(nóng)田覆蓋適宜的葉面積時，葉層才能吸收較多的太陽能，從而提高農(nóng)田的光能利用率。從圖1可以看出，一年一熟制不同生育階段對光能的利用上不充分，葉面積發(fā)展動態(tài)呈拋物線。從出苗到拔節(jié)期，葉面積系數(shù)過小，漏光損失嚴(yán)重；從抽雄到乳熟期，葉面積系數(shù)過大，田間封壟，作物光能利用停留在表面狀態(tài)，透光性差，易出現(xiàn)“上飽下饑”現(xiàn)象，形成光浪費；乳熟期后，隨著個體的衰老，部分葉片變黃或脫落，葉面積系數(shù)趨于減小，會再次出現(xiàn)漏光損失。而將不同生長期特點的作物種類和作物品種間套作復(fù)種在一起，形成復(fù)合群體，使不同作物交替出現(xiàn)生長高峰，農(nóng)田葉面積動態(tài)呈多峰值，有利于彌補單一群體的不足。從全年農(nóng)田葉面積系數(shù)消長規(guī)律看，不同熟制之間差異較大（圖1、表5）。(1）試驗結(jié)果表明，不同熟制的葉面積動態(tài)變化有一定差異。一年三作兩熟制葉面積系數(shù)表現(xiàn)高而穩(wěn)，峰值較高，為5.60；谷值不過低，大于1.0，使全田在主要作物生長季節(jié)保持較高水平的適宜葉面積系數(shù)，能夠均衡地利用不同時期的光能，只是在后期葉面積系數(shù)下降稍快；一年二熟制在小麥?zhǔn)斋@后至夏玉米出苗，田間幾乎無綠葉，葉面積系數(shù)小，表現(xiàn)為葉面積系數(shù)波動大；一年一熟制，在拔節(jié)以前，乳熟以后葉面積系數(shù)較小。在光照充足、熱量豐富、雨水充沛的大部分時段內(nèi)（4～8月），一年三熟制保持較高且平穩(wěn)的葉面積系數(shù)，增加了光能的截獲與利用，為高產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。(2）一年三作兩熟制全年平均葉面積指數(shù)最高，為3.18，分別比一年二熟制和一年一熟制的2.41和1.70提高31.95%和87.06%。從光、熱、水資源配合較好的4～8月份作物主要生育期看，一年三作兩熟制的平均葉面積指數(shù)為3.71，比一年二熟制和一年一熟制的2.65和1.70分別提高40%和118.24%。2.4光能利用率與一年一熟制、一年二熟制的關(guān)系由表6可知，一年三作兩熟制各作物的光能利用率及全年光能利用率與一年二熟制和一年一熟制有所不同：一年三作兩熟制由于空帶的存在，小麥光能利用率降低；同樣道理，春玉米和夏玉米的光能利用率比一年一熟制的和一年二熟制的降低。從春玉米的光能利用率看，一年一熟制比一年三作兩熟制增加幅度較大，增加125.79%。可見，提高一年三作兩熟制春玉米的光能利用率是進(jìn)一步提高一年三作兩熟制光能利用率和產(chǎn)量的有效途徑。從全年光能利用率看，一年三作兩熟制光能利用率高于一年二熟制和一年一熟制，比一年二熟制和一年一熟制的光能利用率1.2205%和0.5744%提高了12.25%和138.51%。2.5技術(shù)方面的費用及產(chǎn)投比和生產(chǎn)率表7表明，不同熟制的產(chǎn)投比、資金產(chǎn)值率、勞動產(chǎn)值率不同：(1）從產(chǎn)值看，一年三作兩熟制較高，其次是一年二熟制；一年一熟制最低。(2）從生產(chǎn)成本看，一年三作兩熟制的人工費用高于一年二熟制和一年一熟制。從總成本看，一年一熟制最低，一年二熟制較高，一年三作兩熟制最高。(3）從產(chǎn)投比看，一年三作兩熟制最高，其次為一年二熟制和一年一熟制。資金生產(chǎn)率和勞動生產(chǎn)率也有差異。表7表明：一年三作兩熟制的資金產(chǎn)值率最高，一年二熟制次之，一年一熟制最低；勞動生產(chǎn)率一年三作兩熟制和一年二熟制均高于一年一熟制。上述情況表明，一年一熟制由于年產(chǎn)值較低而勞動生產(chǎn)率較低；一年三作兩熟制在提高作物產(chǎn)量和產(chǎn)值的同時，由于用工較多，不便于機(jī)械化，使得勞動生產(chǎn)率有所降低。3后記和討論3.1．經(jīng)濟(jì)效益分析(1)一年三作兩熟制全年產(chǎn)量高于一年二熟制和一年一熟制，表明一年三作兩熟制有較高的增產(chǎn)優(yōu)勢。(2)一年三作兩熟制延長了光合作用時間，維持較高的光合作用面積，對光的截獲與利用能力較高，說明一年三作兩熟制能夠提高光能利用率。(3)從經(jīng)濟(jì)效益、資金生產(chǎn)率看，一年三作兩熟制均優(yōu)于一年二熟制和一年一熟制。3.2春、夏玉米的收獲與栽培管理從產(chǎn)量效應(yīng)、經(jīng)濟(jì)效益、光能利用率綜合分析，一年三作兩熟制優(yōu)于另兩種熟制，但一年三作兩熟制也存在以下問題：(1）對光、溫、水、肥競爭激烈，各種作物需要合理的搭配，才能達(dá)到增產(chǎn)增收。在品種搭配上，春玉米應(yīng)選用早熟、矮稈品種，為夏玉米提供良好的生長環(huán)境；夏玉米應(yīng)選用中晚熟品種，從而減少和春玉米的共生期和增加夏玉米的單獨生長期。在作物播期上，小麥、夏玉米選晚播品種，春玉米選早播品種。(2）為了盡量減少漏光損失，可以在春玉米預(yù)留帶上種植蔬菜、秋蘿卜等生長期短的填閑作物；在春玉米收獲后種植白菜、豆角。(3）春玉米病蟲害較單作多，并且給夏玉米帶來2代玉米螟等害蟲，應(yīng)進(jìn)一步探索防治方法。另外，由于一年三作兩熟制費工費時，需要研究與之相適應(yīng)的機(jī)械以適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。目前，一年三作兩熟制適應(yīng)于人多地少的地區(qū)。小麥播種前精細(xì)整地,施基肥純氮90.00kg/hm2，五氧化二磷67.50kg/hm2；追肥在藥隔期結(jié)合澆水進(jìn)行，施純氮45.00kg/hm2，五氧化二磷30.00kg/hm2，一次性施入全年有機(jī)肥45000.00kg/hm2，播種時按行比留下空帶；春玉米播前精細(xì)整地，施純氮120.00kg/hm2，五氧化二磷105.00kg/hm2，起壟人工播種，覆土后化學(xué)除草劑封閉，然后蓋膜，玉米拔節(jié)時揭膜；夏玉米鐵茬搶時點播，及時滅茬，開溝澆水施入苗肥，施磷酸二銨150.00kg/hm2，尿素225.00kg/hm2，并隨后噴施除草劑。春、夏玉米追肥分2次進(jìn)行，第1次在6～7片葉展開時，平均施尿素150.00kg/hm2，磷酸二銨225.00kg/hm2；第2次在11～12片葉展開時，平均施尿素225.00kg/hm2，磷酸二銨150.00kg/hm2。后期人工輔助授粉。其他田間管理措施按當(dāng)?shù)刎S產(chǎn)田進(jìn)行。調(diào)查測定不同作物生育時期及主要時期葉面積、株高、干物重及小麥群體變化動態(tài)。記載施肥、澆水、除草、治蟲等田間管理時間、方法及其用量。在作物收獲時，取樣進(jìn)行室內(nèi)常規(guī)項目