木薯与红籽瓜间套种模式研究及效益分析

    陈海生 何文 杨海霞 梁振华 张秀芬 郭素云 刘连军 黎萍 卢美瑛 李恒锐

    

    

    摘? ? 要：为探究最优的木薯与红籽瓜间套种模式及其经济效益，试验设5个处理，即3个不同间套种处理及2个纯种处理，并综合分析了土壤理化性状、主要农艺性状、产量品质及经济效益。结果表明，间套种模式的土壤养分含量和土壤酶活性要优于单作;以T2处理（2行红籽瓜之间种植3行木薯）综合表现最优，木薯单株薯质量达（5.21±0.05）kg，块根淀粉含量达（31.98±0.45）%，红籽瓜种仁蛋白质含量达（37.42±0.31）g·kg-1;经济效益总利润达57 711.8元·hm-2。在间套种模式下，以T2处理间套种模式最合理，经济效益最高。

    关键词：红籽瓜;木薯;间套种;经济效益

    Abstract： In order to explore the optimal intercropping model and economic benefits between cassava and red seed melon， five different treatments were carried out， including three different intercropping treatments and 2 control groups， the soil physicochemical characters， main agronomic traits， yield quality and economic benefits were analyzed. The results showed that the soil nutrient content and enzyme activity of the intercropping model were better than those of the monoculture. The T2 treatment of "2 rows red seed melon planted with 3 rows cassava" exhibited the best comprehensive characters. The single plant weight of cassava was up to 5.21 kg， the starch content of roots was 31.98%， and the protein content of seeds in red seed watermelon fruit reached to 37.42 g·kg-1. Furthermore， the economic benefit reached to 46 292.8 yuan·hm-2. In the intercropping mode， T2 test was the best mode and showed the highest economic benefit.

    Key words： Red- seed edible seed watermelon;Cassava;Intercrop;Economic benefit

    作物間套种可以通过改变土壤湿度、土壤养分状况、物理性状等因子， 进而导致土壤化学性质、微生物和酶活性等的变化， 改善根际微生态和提高土壤质量， 促进作物生长发育[1-3]。红籽瓜是广西传统名牌土特产，有较强的地域性和产品特色优势，经济效益较高，平均667 m2产值3 000元，且是一种优质的植物蛋白资源及植物油资源[4]，在西南地区广泛种植。随着我国能源需求快速的增长和《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》的颁布，利用木薯根块淀粉生产酒精成为我国生物质能源产业发展的重要途径。广西是木薯种植和生产第一大省份，种植面积和产量均占全国60%左右。但近年来，由于木薯种植经济效益低，农户农业经济输入减少，降低了木薯种植的积极性，导致木薯种植面积逐年减少[5]。因此，研究木薯与红籽瓜间套种模式及效益分析，对当前广西木薯产业的发展具有重要意义。近年来，木薯间套种模式得到了国内研究者的广泛关注，例如木薯与花生、西瓜、大豆、穿心莲、黄花菜、甘薯等[6-12]套种模式，大多数研究者均认为木薯间作套种高效栽培模式，不仅提高土地利用率，增加复种指数，而且能有效增加木薯种植的经济效益，提高农民收入，有利于木薯产业的可持续发展[13-15]。其中，李春光等[16]通过对西瓜和木薯间套种栽培模式的研究，得出此模式净收入为纯种木薯的3.1倍;廖浩培等[17]调查发现，香瓜、毛节瓜套种木薯的净收入分别是纯种木薯的4.7倍和4.9倍。目前木薯与红籽瓜间套种模式研究较少，特别是间套种后对土壤理化性状方面的研究更少，大多集中在其经济效益研究方面，因此开展木薯与红籽瓜间套种模式研究及效益分析具有重大意义。通过对木薯与红籽瓜间套种模式的土壤理化性状、主要农艺性状及品质进行测定，并结合相应的经济效益开展综合评价，探究最优的木薯与红籽瓜间套种模式，为广西木薯产业的发展提供技术支撑。

    1 材料与方法

    1.1 材料

    木薯品种为‘桂垦09-11，由广西南亚热带农业科学研究所选育并提供;红籽瓜为当地品种，购于龙州县农资交易市场。

    1.2 方法

    试验于 2016年在广西南亚所东北三区试验基地进行，前茬作物为甘薯。试验设5个处理，即T1处理：2行红籽瓜间种4行木薯（红籽瓜行株距5 m×0.6 m，1 hm2种植约3 335株;木薯行株距1 m×0.8 m，1 hm2种植约10 005株）;T2处理：2行红籽瓜间种3行木薯（红籽瓜行株距4 m×0.6 m，1 hm2种植密度约4 169株;木薯行株距1 m×0.8 m，1 hm2种植约9 380株）;T3处理：2行红籽瓜间种2行木薯（红籽瓜行株距3 m×0.6 m，1 hm2种植约5 558株;木薯行株距1 m×0.8 m，1 hm2种植约8 337株）;CK1处理：纯种5行木薯（木薯行株距1 m×0.8 m，1 hm2种植约12 510株）、CK2处理：纯种5行红籽瓜（红籽瓜行株距1.5 m×0.6 m，1 hm2种植约11 115株）。设3次重复，随机区组设计，每小区面积60 m2。各处理红籽瓜均种于畦面，木薯种于畦沟。基肥1 hm2施腐熟有机肥25 t、硫酸钾复合肥450 kg;木薯于2月15日播种，将成熟种茎切成15 cm长的茎段，在垄沟内采用平放方式播种;红籽瓜于3月5日播种，播种前对种子进行催芽处理，采用地膜种植，在盖膜后打洞穴播，播后盖种并堵严膜孔，每穴3粒种子，深度3 cm;4月15日进行中耕除草;8月15日进行追肥，1 hm2用复合肥（15-15-15）300 kg、硫酸钾450 kg;红籽瓜采收期为6月28日;木薯收获期为12月18日。

    1.3 测定项目与方法

    1.3.1 土壤理化性状及酶活性测定 在收获期采用传统挖掘法，S形多点采集0～20 cm土壤混合，每个小区作为一个土壤样品。碱解氮采用碱式扩散法测定，速效磷采用钼锑抗比色法测定，速效钾采用火焰光度计法测定，有机质采用重铬酸钾容量法（外加热法）测定。过氧化氢酶活性采用高锰酸钾滴定法测定（以0.1 mol·L-1 KMnO4计），脲酶活性采用苯酚钠比色法测定，蔗糖酶活性采用二硝基水杨酸比色法测定，磷酸酶活性采用磷酸苯二钠比色法测定[18～20]。

    1.3.2 主要农艺性状及品质测定 在红籽瓜收获期每小区随机取10株测定主要农艺性状，包括单株坐果数、单瓜质量、单瓜籽粒数、单瓜种子质量、种仁质量、千粒重等指标，红籽瓜种仁蛋白含量采用半微量凯氏法测定，脂肪含量采用索氏提取法测定[21-23];在木薯收获期每小区随机取10株测定主要农艺性状，包括株高、茎粗、单株结薯数、单株薯长、单株薯粗以及单株薯质量等指标，木薯块根淀粉含量采用氯化钙-旋光法测定，干物质含量采用烘干法测定[24-26]。

    1.4 数据处理

    采用Microsoft Office Excel 2007软件对原始数据进行整理计算，采用DPS 7.05软件对数据统计分析，数据均为均值±标准差。

    2 结果与分析

    2.1 不同间套种模式对土壤理化性状的影响

    从表1可知，间套种处理（即T1、T2、T3）各项土壤养分指标均优于单作处理（CK1、CK2）;以T2处理最优，各项指标均显著高于其他处理。从表2可知，间套种处理各项指标均优于单作处理，其中过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶活性以T2处理最高，分别为（11.66±0.41）、（0.34±0.01）、（26.65±0.21）mg·g-1·d-1;蔗糖酶活性以T1处理最高，为（3.67±0.02）mg·g-1·d-1，显著高于其他处理。由此说明，在间套种模式下，土壤养分含量要优于单作，土壤酶活性也优于单作（图1～2）。

    2.2 不同间套种模式对木薯与红籽瓜农艺性状及品质的影响

    从表3可知，木薯主要农艺性状以T2处理综合表现最优，茎粗、块根直径、块根长度、单株薯质量指标显著高于其他处理。T2处理的单株薯质量（5.21±0.05）g较CK1处理单株薯质量（4.52±0.14）g，增幅15.27%。以T3处理综合表现最差，除茎粗、块根直径外其他指标均低于T1、T2、CK1处理。从表4可知，不同处理的红籽瓜主要农艺性状存在一定差异，其中T2处理的各项指标均高于其他处理，且差异显著。对主要性状指标单瓜种子质量、出仁率、产籽率进行比较，单瓜种子质量、出仁率（T2>T1>CK2>T3）、产籽率（T2>TI=CK2>T3）。

    对5个不同处理进行品质测定。从表5可知，T2处理的木薯块根干物质与淀粉含量，红籽瓜种仁蛋白与脂肪含量最高。其中，T2处理的木薯块根干物质含量（36.48±0.82）%较CK1（单作）干物质含量（35.36±0.24）%提高1.12个百分点，淀粉含量（31.98±0.45）%较CK1（单作）淀粉含量（30.57±0.83）%提高1.41个百分点，淀粉含量数值越高意味着块根的品质和经济效益越高。T2处理的红籽瓜种仁蛋白质含量（37.42±0.31）%较CK2（单作）蛋白质含量（37.22±0.35）%提高0.2个百分点，脂肪含量（47.53±0.72）%较CK2（单作）脂肪含量（46.65±0.21）%提高0.88个百分点。

    2.3 不同间套种模式经济效益分析

    从表6可以得出，以T2处理的经济效益最高，间套种模式最合理。其中T2处理的木薯利润达23 564.8元·hm-2，红籽瓜利润达34 147元·hm-2，总利润达57 711.8元·hm-2，较T1处理的木薯利润、红籽瓜利润及总利润均增收较多;较T3处理的木薯利润、红籽瓜利润及总利润均增收更多;较CK1处理（纯作木薯）、较CK2处理（纯作红籽瓜）的利润更是大幅度提高。

    2.4 各示范辐射区产量及经济效益分析

    通过关键技术集成，在崇左市龙州县开展了木薯与红籽瓜间套种模式试验示范。示范基地和辐射区产量与经济效益分别见表7～8。示范基地平均1 hm2总经济效益可达73 334.5元;辐射种植区平均1 hm2总经济效益可达57 261.8元。

    2016—2017年，间套种模式获得效益的变化主要来源于木薯和红籽瓜的价格波动，2017年比2016年红籽瓜1 kg价格下降2元，木薯1 kg价格下降0.06元，使间套种1 hm2总经济效益下降2 600～5 600元。木薯效益和红籽瓜效益比例也出现明显差别，示范区红籽瓜效益占总效益的比重从53.46%升高至55.07%，辐射区红籽瓜效益占总效益的比重从56.54%升高至58.75%。這说明木薯间种红籽瓜可以适当降低纯种木薯的价格风险。

    3 讨论与结论

    不同处理间土壤养分含量和土壤酶活性均存在一定差异，合理的间套种模式不仅可以提高土壤养分，还有助于增加土壤酶活性[27-29]。土壤酶活性受土壤温度、水分、微生物、有机质等多种因素影响，前人对间作模式下土壤酶活性变化的情况报道不一。本研究结果发现，木薯间套种红籽瓜有利于土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性的提高;匡石滋等[30]研究表明，香蕉间作（香蕉/大豆，香蕉/花生，香蕉/生姜）可提高土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶活性， 而过氧化氢酶活性低于单作香蕉;唐秀梅等[31]研究表明，木薯与花生套种可增加过氧化氢酶活性、降低脲酶活性;韦家少等[32]研究表明，土壤肥力和土壤酶活性均以间作胶园高于纯作胶园;而这些研究说明间作模式下土壤酶活性变化因土壤酶类型、作物种类及间作模式的不同而异，相互作用的关系尚未明确。

    木薯间套种红籽瓜模式能有效改善土壤养分状况，提升土壤质量，土壤中的碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量都相应有所提高，与谭忠良等[33]研究结果一致，红籽瓜套种林地土壤的矿质营养元素和有机质含量比不套种林地有较大幅度的提高。在示范区采用木薯与红籽瓜间套种模式，大约比纯种木薯增收250%，比纯种红籽瓜增收84%;在辐射区采用木薯与红籽瓜间套种模式，大约比纯种木薯增收177%，比纯种红籽瓜增收43%，与廖浩培等[17]、韦民政等[24]研究结果一致，木薯套种模式的经济效益比纯种木薯大幅度提高。

    本研究结果表明，木薯套种红籽瓜模式可以改善土壤质量，提高土壤速效养分含量和土壤酶活性，增加经济效益，在间套种模式下，以T2处理间套种模式最合理，经济效益最高。

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