黑龍江省林區坡耕地不同糧草帶狀間作種植模式比較

王洪梅

(黑龍江省林業科學研究所，哈爾濱 150081)

黑龍江省林區有大量的坡耕地，由于常年的不合理的耕地制度，造成坡耕地水土流失嚴重，地力下降，有些地方已經出現黃土層，經濟效益明顯下降。大量研究表明，在坡耕地上等高種植草帶，實行糧草間作，不僅可以獲得相當的糧食產量，同時，豆科牧草還可以固結土壤、增加土層厚度和提高土壤肥力，收割的牧草通過養殖業來增加經濟效益[1]。

本試驗在黑龍江省方正林業局沙河子林場7°的坡耕地上設置不同壟數比的糧草間作種植模式，重點研究糧(玉米和大豆)草(苜蓿)不同壟數間作下的土壤養分變化特征、作物產量及單位面積純經濟效益，以探索最佳種植模式，為黑龍江省林區坡耕地的可持續發展提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗在黑龍江省方正林業局沙河子林場內的坡耕地上進行。方正林業局位于黑龍江省中南部，張廣才嶺西北坡，松花江南岸。該地區屬寒溫帶大陸性季風氣候，年積溫(≥10℃)在2200～2600℃，具有明顯山地氣候特點，冬季漫長，嚴寒而干燥。其年平均溫度為2.2℃。初霜在10月初，終霜在5月中、下旬，無霜期117～120天，年日照時數2482h。

1.2 供試材料

試驗于2016～2017年在方正林業局沙河子林場坡度為7°的坡耕地上進行，供試土壤為黑鈣土壤，土壤肥力較低，通過測定，耕層0～20cm土壤基礎養分含量：有機質7.43g/kg，有效氮156.06mg/kg，有效磷55.38mg/kg，有效鉀107.45mg/kg。供試玉米品種為當地常種品種，黃豆為當地常種品種，苜蓿品種為馴鹿。

1.3 試驗設計

在坡度為7°的坡耕地同一坡面上，試驗組合與對照組均采用壟作，分別設壟長6m，每個試驗小區共12根壟。間作模式試驗：共5個處理(包括對照CK)，T1模式：一壟苜蓿兩垅玉米(1∶2)，玉米行距70cm，株距22cm；T2模式：一垅苜蓿四壟玉米(1∶4)，玉米行距70cm，株距26cm；T3模式：2壟苜蓿四壟玉米(2∶4)，玉米行距70cm，株距22cm；T4模式：兩垅苜蓿6壟玉米(2∶6)，玉米行距70cm，株距25cm。另設對照處理(當地常規種植方式，壟距70cm，清種玉米株距33cm)。玉米密度均為43290株/hm2。

2017年試驗繼續在糧帶翻耕種植大豆。T1模式：一垅苜蓿兩壟黃豆(1∶2)，黃豆行距70cm，株距7cm；T2模式：一壟苜蓿四壟黃豆，黃豆行距70cm，株距8cm；T3模式：2壟苜蓿四壟黃豆，黃豆行距70cm，株距7cm；T4模式：2壟苜蓿四壟黃豆，黃豆行距70cm，株距7.5cm。另設對照處理(當地常規種植方式，壟距70cm，清種黃豆株距10cm)。黃豆密度均為142857株/hm2。

玉米2016年在5月28日人工點播，要求間種區與清種區玉米株數和施肥量相等。黃豆2017年5月25日人工點播，要求間種區與清種區黃豆株數和施肥量相等。所有小區均固定田埂，做定位試驗。所有處理3次重復，隨機排列，小區面積48m2(6m×8m)。

1.4 測試項目和方法

試驗前和玉米(大豆)收獲后在玉米(大豆)行間、苜蓿行間、玉米(大豆)帶和苜蓿帶間隔中部分別取0～20cm土壤，同一小區混合成一個土樣，土壤樣品主要測定有機質、有效氮、有效磷和有效鉀含量。

1.5 玉米、大豆和苜蓿間作產量的測定

玉米和大豆在成熟后進行全部收獲記產，最終產量按小區實際產量和種植的實際面積進行折算。苜蓿在一年內刈割2次，所得總和即為各小區苜蓿的實際總產量，并根據種植面積計算最終產量。

1.6 數據統計與分析

采用Excel2003和SPSS16.0統計分析系統進行數據處理和統計分析，采用LSD法進行顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同間作模式土壤養分變化特征

所有間作苜蓿的處理土壤有機質、有效氮、有效磷、有效鉀均隨著時間的延長成增加趨勢(見表1)。間作試驗第1年(2016年)，所有間作處理的有機質、有效氮、有效磷、有效鉀較對照成增加趨勢，但各處理間沒有顯著性差異(P>0.05)。隨著間作時間延長(2017年)，除了有機質和有效磷各處理間差異不顯著外(P>0.05)，但有效氮和有效鉀開始在有些處理間表現顯著性的差異(P<0.05)。這與有些關于作物與豆科植物合理間作可以改善土壤質量[2-5]的研究是相符的。

表1 不同間作模式土壤養分變化特征

注：2016，2017二年試驗的平均結果；相同字母表示差異不顯著(P>0.05)，不同字母表示差異顯著(P<0.05)，下同。

2.2 不同間作模式作物產量和效益分析

在保持單位面積玉米株數相同的情況下(表2)，第1年玉米糧食產量以對照最高為4905kg/hm2，其次是T1處理，產量為4815kg/hm2，產量最低的是T2處理為4725kg/hm2，試驗第1年，各處理間玉米籽粒產量差異均不顯著(P>0.05)，4個處理玉米產量與對照相比，產量稍微有些減產，減產的幅度并不大，減產最多的是T2處理，為-3.81%，減產最小的是T1處理，為-1.83%。

第1年苜蓿鮮草產量T3處理產量最高為5660kg/hm2，其次是T1處理，產量為5621kg/hm2，產量最低的是T2處理為3390kg/hm2，試驗第1年各處理間苜蓿鮮草產量差異顯著(P<0.05)。苜蓿鮮草產量隨著試驗年限延長而增加，各處理苜蓿產量增加，第2年間種大豆，各處理間苜蓿鮮草產量差異顯著(P<0.05)。

在保持單位面積黃豆株數相同的情況下(表2)，第2年4種種植模式的黃豆產量均高于對照，產量最高的是T3處理為2184kg/hm2，增幅為3.6%，其次是T4處理，增幅為2.1%，產量最小的是T1處理，增幅為0.26%。試驗第2年，各處理間黃豆籽粒產量差異均不顯著(P>0.05)，隨著試驗年限的延長，4個處理模式均高于對照產量。

2個試驗年份單位面積純收益均以T3處理最高，分別達到7879元/hm2和17188元/hm2，所有間作處理單位面積純收益均高于對照，2年結果表現一致。各處理間單位面積純收益均存在顯著性差異系(P<0.05)。

表2 不同間作模式作物產量和效益

3 討論

本研究立足于黑龍江省林區坡耕地水土流失較為嚴重的地區，對糧食苜蓿不同間作模式及其土壤養分含量和經濟效益進行對比。結果表明，二壟苜蓿間作糧食(玉米和大豆)要好于一壟苜蓿間作糧食(玉米和大豆)，說明兩壟苜蓿草幅寬、通風透光好，割草方便，有利于機械作業和二茬草的生長。苜蓿與糧食間作后，土壤理化性狀得到明顯的改善，主要表現在土壤有效氮和有效鉀含量增加，這是由于苜蓿能增加土壤有機質的積累[2，5]。苜蓿草的根瘤菌有很強的固氮作用，可作為一種重要的氮素來源，但根瘤菌在固氮過程中加速土壤磷的風化，促進植物對磷的吸收[6]，在生長中應注意做好磷肥增施工作。試驗第1年各玉米間作處理玉米的產量均低于對照，試驗第2年各大豆間作處理均略高于對照，間作可以增加主作物產量，但是否增加及增產幅度與間作模式和間作時間有關。

在黑龍江省林區的坡耕地上實行林草間作模式，既可以防止水土流失，又有利于畜牧業的發展。以往間作研究大多集中在間作的環境效應方面，而對不同間作模式及其經濟效益的對比研究較少，因此不利于為林區坡耕地提供資源高效和經濟可行的間作模式。

4 結論

本研究通過對黑龍江省林區7°坡地上的糧食作物(玉米和黃豆)與苜蓿等高間作種植研究發現，糧食間作模式可以有效提高單位面積糧食作物的產量和土壤養分含量，同時還可以獲得一定量的牧草，有助于當地畜牧業的發展。試驗第1年4種間作模式的糧食產量低于對照，隨著年限的延長，第2年間作的糧食產量高于對照，但差異不明顯，產量較單作模式增加0.56%～3.6%。4種糧草間作模式單位面積純收益均高于對照，其中以2壟苜蓿4壟糧食間作種植模式的綜合增產效果最佳。

[1]汪立剛，梁永超．坡耕地糧草間作的培肥保土效果及生態環境經濟效益[J]．生態農業科學，2008，24(10)：482-486．

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