甘蔗間種馬鈴薯對產質量和綜合效益的影響

刀靜梅 ，劉少春 ，樊 仙 ，張躍彬 ，郭家文 ，李如丹 ，高欣欣

（1.云南省農業科學院甘蔗研究所，開遠 661699；2.云南省甘蔗遺傳改良重點實驗室，開遠 661699）

中國的甘蔗主產區主要分布在廣西、云南和廣東西部，2009—2010年中國甘蔗種植面積達到148.8萬hm2[1]，云南是中國甘蔗糖產地之一，常年種植面積在30萬hm2。甘蔗的生長周期長達10～12個月，種植行距較寬，從下種到封行春植甘蔗需要3～4個月[2]。甘蔗前期生長緩慢，葉面積系數小，光能利用率低，容易滋生雜草。在甘蔗生長前期選擇生長快速、生長期短、早熟、植株生長緊湊的作物，與甘蔗進行間、套種，可搭配構成多作物、多層次、多功能的甘蔗復合群體，提高光能、養分利用效率，使作物耗地和養地很好地結合，提高土壤肥力[3]，進而提高作物產量和土地利用率[4]。甘蔗間種是在保證甘蔗穩產的基礎上增加了另一種作物產量，有效地促進農業增效和農民增收。深入挖掘土地生產能力，提高土地和光能利用率及復種指數，是當前增加單位面積產量和產值的有效途徑之一。合理的甘蔗間套種作為一種高產高效種植方式，通過與各類生長快速、生長期短的作物組合，搭配構成多作物、多層次、多功能的甘蔗復合群體，可提高光能、養分利用效率，進而提高作物總產量和土地利用率。

1 材料與方法

1.1 試驗時間、地點、材料

試驗于2010年11月至2011年12月在云南省農業科學院甘蔗研究所甘蔗良種繁育基地進行。

試驗甘蔗品種：云蔗05-211；馬鈴薯品種：合作-88。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 試驗設8個處理（表1），等行距種植甘蔗間種馬鈴薯：種植馬鈴薯有機肥施用量30t/hm2、15t/hm2、不施有機肥3個處理，等行距凈種甘蔗不有機施肥為對照1（CK1）；甘蔗等行距每行甘蔗間作1行馬鈴薯，每個小區6行：行長6m、行寬1.1m，小區面積 39.6m2。

寬窄行距種植甘蔗間種馬鈴薯，種植馬鈴薯有機肥施用量30t/hm2、15t/hm2、不施有機肥3個處理，寬窄行凈種甘蔗不有機施肥為對照2（CK2），每個處理3重復共24個小區。甘蔗寬窄行距：每寬行在兩行甘蔗溝畦上種2行馬鈴薯，窄行不種，每個小區3行寬行和3行窄行：行長6m、寬行1.4m、窄行0.8m，小區面積39.6m2。等行距和寬窄行距全部小區，種植時凡是甘蔗按常規均施無機肥做底肥 ［過磷酸鈣 （P2O5≥16%）300kg/hm2，硫酸鉀（K2O≥50%）120kg/hm2，硼肥（B＞0.2%、工業含量 98%）60kg/hm2]，而馬鈴薯不施用任何無機肥做底肥，以后生長期所有處理不再施用任何無機肥做追肥。

1.2.2 種植模式 甘蔗間種馬鈴薯，甘蔗種植于溝底，馬鈴薯種植于甘蔗溝畦面。甘蔗種植：甘蔗2010年12月12日種植，種植密度120000個芽/hm2，雙行三芽苗種植。2011年12月17日取樣進行品質檢測，12月31日砍收，每個小區測實產，根據小區面積產量換算成相應的公頃產量。

間種馬鈴薯：2010年11月25日種植馬鈴薯，種植密度37897芽/hm2，2011年4月8日收獲，每個小區測實產，根據小區面積產量換算成相應的公頃產量。

1.2.3 土樣測定 試驗地整地后2010年11月20日測定0～30cm基礎土壤樣品，堿解氮90.26mg/kg，有效磷 18.32mg/kg，速效鉀 102.61mg/kg，全氮 1.14g/kg，全磷 0.81g/kg，全鉀 14.05g/kg，有機質 21.3g/kg，pH 6.17。試驗地甘蔗2011年12月31日砍收后，每個小區取0～30cm土壤樣品，土壤樣品經室內風干后2012年2月進行養分含量測定。土壤pH值采用1∶2.5土水比的懸濁液pH計測定，有機質含量采用重鉻酸鉀外加熱法測定，全氮采用半微量開氏法測定，堿解氮采用堿解擴散法測定，全磷采用NaOH熔融-鉬銻抗比色法測定，有效磷（P2O5）采用0.5mol/L NaHCO3浸提鉬銻抗比色法測定，全鉀采用NaOH熔融原子吸收法測定，速效鉀（K2O）采用1 mol/L乙酸銨浸提原子吸收法測定。具體方法參考《土壤農業化學分析方法》[5]。

表1 試驗處理

2 結果與分析

2.1 不同處理對甘蔗采收前高度、莖徑的影響

由表2可以看出，等行距和寬窄行種植的甘蔗，間種和不間種馬鈴薯的甘蔗在高度和莖徑上有顯著性差異，甘蔗高度差距最大相差達15cm，其它間作小區，不同施有機肥量各處理間種馬鈴薯的甘蔗高度沒有差異；甘蔗莖徑最大相差0.26cm，間作小區，不同施有機肥量間種馬鈴薯的甘蔗莖徑沒有顯著性。間種馬鈴薯和甘蔗單作莖徑和株高的顯著性差異是造成以后甘蔗產量差異的重要因素之一。

表2 甘蔗間種馬鈴薯對甘蔗農藝性狀及產質量的影響

2.2 間種馬鈴薯對甘蔗品質的影響

甘蔗間種馬鈴薯對甘蔗田間性狀的影響表明（表2），馬鈴薯收獲后在甘蔗生長后期，間作和單作甘蔗的蔗汁糖錘度、蔗糖分、簡純度、重力純、還原糖，甘蔗出汁率、蔗糖分和纖維分均無顯著性差異。說明不論是等行距、寬窄行間種馬鈴薯，間種馬鈴薯時不同有機肥施肥量，對甘蔗品質都沒有影響。

2.3 間作套種后馬鈴薯、甘蔗產量及當年經濟效益分析

不間種馬鈴薯的甘蔗單作等行距和寬窄行產量分別為85901.52kg/hm2、89236.52kg/hm2，而通過甘蔗間種馬鈴薯后甘蔗產量都有增加，間作馬鈴薯和單作甘蔗的甘蔗產量有顯著性差異。說明甘蔗間種馬鈴薯對甘蔗沒有負面影響，在增加甘蔗產量的同時還多收了1季馬鈴薯。等行距和寬窄行種植的甘蔗、間種馬鈴薯時有機肥30t/hm2的甘蔗和馬鈴薯產量都最高。

2.4 間種馬鈴薯對土壤養分變化的影響

甘蔗間種馬鈴薯，等行距和寬窄行種植甘蔗的土壤全氮、全磷、堿解氮、有效磷、速效鉀都有不同程度的增加（表3），其中，以間種馬鈴薯30t/hm2增幅最大，土壤pH值種植后比種植前都有增加，有機質卻比種植前減少。

表3 間種馬鈴薯對蔗田土壤養分變化的影響

3 討論

3.1 間種對甘蔗品質的影響

張成貴等[6]研究報道甘蔗間作玉米的錘度比單作高0.2%，說明甘蔗與玉米間作不會降低甘蔗的錘度。據BOKHTIAR等[7]研究在相同的施肥條件下，砍收前與馬鈴薯間作的甘蔗錘度達18.5%，分別比單作甘蔗和洋蔥間作甘蔗高了1.1%、2.5%。JAYABAL等[8]在印度泰米爾納德邦試驗研究了間作大豆對甘蔗品質的影響，結果表明間作甘蔗的總固形物、蔗糖分和純度都優于甘蔗單作，最好的處理為大豆（2∶2）間作甘蔗（40cm/120cm）。以上報道表明甘蔗與玉米、大豆、洋蔥、馬鈴薯等作物合理間種不會影響甘蔗品質。

3.2 間種對甘蔗產量的影響

吳才文[9]研究報道，在甘蔗苗期間種不影響后期的成莖率和有效莖，從而不影響甘蔗收獲時的產量及品質。甘蔗間作馬鈴薯后田間雜草大大減少，間作所增加播種及收獲的工時和節省除草用工相當。另外種植另一季作物的殘枝落葉還田，可增加土壤有機質，培肥地力。

陳懷珠等[4]研究甘蔗與適應性好的早熟春大豆間作，甘蔗間作大豆的有效莖比單作高了5.7%，而甘蔗的分蘗數比單作減少27.6%；另外，試驗還研究了大豆與甘蔗間種的適宜行比為1∶2。KANWA等研究[10]，除甘蔗與小麥間作外，秋植甘蔗與馬鈴薯、冬玉米、小麥間作比水稻和小麥輪作的總產量平均提高73.9%～119.5%，表明根據作物的生產力、土質用甘蔗間作馬鈴薯、冬玉米及小麥來取代稻麥輪作是可行的。

3.3 間種影響甘蔗土壤養分

甘蔗大部分根系集中在15～40cm以內[11]，長期連作會消耗大量同質養分而破壞土壤肥力平衡。甘蔗間作其它作物后由于不同作物競爭養分的能力不同，不同作物扎根深度不同，根系分布不同，不同作物吸收養分峰值的時間不同，成熟期不同，因而可以利用不同土壤區域、層次和不同形態的養分，降低種間的營養競爭，促進間作作物養分利用優勢的形成[12]。據ARCHNA SUMAN等研究[13]，甘蔗與馬鈴薯、芹菜、小麥、玉米間作根際活性碳分別增加17%、19%、24%、25%，甘蔗間作玉米、小麥和芹菜處理的根際微生物生物量碳與生物量氮的比值較高。甘蔗與豆科作物間作，根際土壤的總氮和有效氮含量較其它處理顯著增加，且根際土壤有著較高的氮素礦化率。BOKHTIA等[7]研究表明，相比甘蔗單作，甘蔗間作馬鈴薯后消耗的土壤養分相對有所減少。甘蔗間作后土壤有機質相對單作提高3.3%，土壤有效鉀相對單作提高了6.9%。IMAM等[14]研究，單作甘蔗產量低于間作馬鈴薯的甘蔗產量，其主要原因是馬鈴薯收獲后殘留了一些利于甘蔗吸收的磷、鉀元素。

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