河西绿洲灌区玉米间作绿肥高效种植模式研究

河西绿洲灌区玉米间作绿肥高效种植模式研究

王婷　包兴国　胡志桥

（甘肃省农业科学院土壤肥料与节水农业研究所　甘肃兰州　730070）

摘要：在河西绿洲生态条件下，研究了玉米与不同绿肥作物的间作模式。结果表明：压青处理的玉米产量均高于根茬处理，其中以玉米间作草木樨（压青）处理的玉米产量为最高，较对照单作玉米增产6.37%；玉米间作箭筈豌豆混播毛苕子的绿肥产草量和绿肥植株根瘤数明显高于其他处理。各间作模式下土壤含水量的变化以压青处理相对稳定。

关键词：玉米；绿肥；间作；种植模式；河西平川灌区

绿肥作为一种有机肥在肥料结构中占有重要位置，对促进现代农业生产具有独特的作用，绿肥对植物具有的一些特殊功能，是其他有机肥难以取代的，其利用前景十分广阔^[1-8]，国内相关研究较多^[9-14]。而针对甘肃河西地区热量资源“一季有余，两季不足”，人均土地资源极为有限的特点，绿肥作物的种植可以采用间、套、复种的方式插入农田。本试验对当地主要种植作物玉米与不同绿肥作物品种进行间作技术的研究，筛选出适合当地立地条件的最佳玉米与绿肥作物间作高产种植模式，为河西走廊可持续农业发展提供新的技术途径。

1　材料与方法

1.1　试验地点

研究区位于甘肃省河西走廊中部的武威市永昌镇白云村甘肃省农业科学院绿洲农业试验站，属中温带内陆干旱荒漠区。位于北纬38°04′，东经102°35′，海拔1504m，年降水量约150.0mm，年蒸发量2021mm，年均温度7.7℃，无霜期150天，日照时数3023h，≥10℃的有效积温为3016℃，年太阳辐射总量140～158kJ/cm²，麦收后≥10℃的有效积温为1350℃，属于典型的两季不足、一季有余的自然生态区。

1.2　试验时间

2009年4月至2009年11月。

1.3　供试土壤

供试土壤基本理化性质为：全氮0.136%，全磷0.043%，全钾2.091%，有机质2.04%，硝态氮12.85mg/kg，铵态氮0.39 mg/kg，速效磷17.92mg/kg，速效钾121.21 mg/kg。

注：本文发表于《甘肃农业科技》，2010，（8）：3～5.

1.4　供试材料

玉米品种沈单16号。绿肥品种为当地常规种植品种。

1.5　试验设计

试验共设11个处理，分别为：（1）单作玉米（CK）；（2）玉米/甜豌豆（压青）；（3）玉米/甜豌豆（根茬）；（4）玉米/针叶豌豆（压青）；（5）玉米/针叶豌豆（根茬）；（6）玉米/麻豌豆（压青）；（7）玉米/麻豌豆（根茬）；（8）玉米/箭筈豌豆混播毛苕子（压青）；（9）玉米/箭筈豌豆混播毛苕子（根茬）；（10）玉米/草木樨（压青）；（11）玉米/草木樨（根茬）。

1.6　试验方法

2009年3月28日播种绿肥，4月13日播种玉米，采用玉米—绿肥宽窄行间作模式，宽行870cm种3行绿肥，窄行450cm种2行玉米。当年7月10日收获绿肥籽粒，收获后对绿肥茎秆采用留根茬、压青两种方式翻压，10月13日收获玉米。小区施肥和灌水均相同，各小区共施纯N 420 kg/hm²，分两次施入，其中基施30%，于4月13日播种前施入，追施70%于拔节期大喇叭口期施入；共施P₂O₅150kg/hm²，随基肥一次性施入。全生育期总灌水量与当地灌水量相同。随机区组，3次重复，每小区面积19.8m²（0.03亩），小区长5.5m，小区宽3.6m。

1.7　数据采集

1.7.1　土壤水分状况

分别于播种前、拔节期和成熟期用烘干法测定土壤0～20cm、20～40cm、40～60cm、60～80cm、80～100cm各层次的水分含量。

1.7.2　农艺指标测定

记载主要物候期，包括播种期、出苗期、拔节期、大喇叭口期、抽雄期、开花期、吐丝期、成熟期。

1.7.3　测定绿肥作物鲜草产量

1.7.4　成熟后各小区单独脱粒记产

每小区取样10株，在风干2周后考种。指标包括产量三要素；单株生物产量、收获指数；株高，穗长，总小穗数、结实小穗数，穗粒数，千粒重。

1.8　数据处理

采用Excel、DPS软件分析系统。

2　结果与分析

2.1　玉米/绿肥间作对玉米产量的影响

由表1可见，各处理玉米产量均表现为压青处理高于根茬处理，而玉米/草木樨、玉米/甜豌豆间作的压青、根茬4个处理的玉米产量均高于单作玉米，增产幅度达到2.68%～6.37%。各处理间玉米产量均存在显著差异，F值达到3.143。其中以玉米/草木樨（压青）处理玉米产量最高，较单作玉米增产6.37%，玉米/甜豌豆（压青）次之；玉米/针叶豌豆（根茬）玉米产量最低，较单作玉米减产7.56%。

由表1可见，各处理玉米株高、穗长、千粒重和产量之间均存在显著或极显著差异。以玉米/麻豌豆及单作玉米的穗粒数、百粒重较其他处理表现为较高水平。不同处理间穗粒数、百粒重、产量的变异系数（CV%）依次为6.7%、5.4%、5.0%，以穗粒数的变异系数为最大，这说明玉米与不同绿肥品种间作会明显引起穗粒数的变化。

2.2　玉米/绿肥间作后绿肥产草量与根瘤数

图1、图2分别为玉米与不同绿肥品种间作后，绿肥鲜草产量和绿肥的根瘤数。豆科绿肥品种与禾本科作物间作，其豆科绿肥作物所产生的根瘤菌对禾本科作物能起到一定的生物固氮的作用，且豆科绿肥作物鲜草收获,可作为饲草具有一定的经济效益。

表1　玉米/绿肥种植模式不同处理对玉米农艺性状的影响

图1　玉米/绿肥种植模式绿肥产草量

不同绿肥品种间作玉米所获得的绿肥鲜草产量不同，由图2可以看出，该试验以“玉米/箭筈豌豆混播毛苕子”、“玉米/麻豌豆”鲜草产量分别为12 486kg/hm²、8555kg/hm²明显高于其他各处理。

由图3看出，该试验每小区取10株绿肥根样考察其根瘤情况，以“玉米/箭筈豌豆混播毛苕子”间作中箭筈豌豆和毛苕子根瘤数高于其他各处理。而玉米间作的甜豌豆、麻豌豆、针叶豌豆、草木樨根瘤数则无明显差异。

2.3　玉米/绿肥间作各处理土壤含水量变化

以7月、10月两次取样测定玉米/绿肥间作不同处理的土壤含水量，由（图4）可以看出，玉米间作不同绿肥品种各处理均以压青处理土壤含水量变化相对稳定，压青处理在7月、10月两次测定中不同层次的土壤含水量波动幅度不剧烈，这可能是造成压青处理中玉米产量均高于根茬处理的原因之一。

处理“玉米/草木樨（根茬）”在7月份不同层次的土壤含水量基本保持较高的水平，而该处理在10月份不同层次土壤含水量相对其他处理来说则表现为最为稳定的变化，由此分析，这也可能是造成处理“玉米/草木樨”玉米产量高的原因之一。

图2　玉米/绿肥种植模式绿肥根瘤数

3　小结与讨论

第一，试验结果显示，玉米间作不同绿肥品种各处理玉米产量均表现为压青处理高于根茬处理，而处理“玉米/草木樨（压青）”的玉米产量最高，较单作玉米增产幅度最大（6.37%）；各处理玉米株高、穗长、百粒重和产量之间均存在显著或极显著差异，不同处理间穗粒数、百粒重、产量的变异系数（CV%）依次为6.7%、5.4%、5.0%，以穗粒数的变异系数为最大，这说明玉米与不同绿肥品种间作会明显引起穗粒数的变化。

玉米/针叶豌豆（压青）处理、玉米/箭筈豌豆混播毛苕子（压青）处理，较单作玉米有一定程度的减产。这可以说明，该试验设计的玉米间作针叶豌豆、箭筈豌豆混播毛苕子收获后压青的模式对玉米并无增产的影响。

第二，试验结果显示，玉米间作不同绿肥品种各处理均以玉米/箭、毛，马铃薯/箭、毛的绿肥产草量和根瘤数为最高。这说明，玉米间作箭筈豌豆混播毛苕子对箭筈豌豆、毛苕子的鲜草产量和根瘤数的影响明显大于其他绿肥品种。

第三，试验结果显示，玉米间作不同绿肥品种各处理土壤含水量变化均以压青处理较根茬处理相对稳定，压青处理不同层次的土壤含水量波动幅度不剧烈，这可能是造成压青处理中玉米产量均高于根茬处理的原因之一。

图3　玉米/绿肥种植模式各处理不同时期土壤含水量变化