黄河流域棉区棉花与辣椒间作种植模式的可行性研究

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　　摘要：通过在山东德州对棉花与辣椒间作种植模式和棉花单作种植模式的比较，研究其对棉花农艺性状和经济性状的影响，探索了棉花与辣椒间作种植模式的可行性。结果表明：与单作棉花相比，棉花与辣椒间作种植模式对棉花的株高、果枝数、产量及产量构成因素和纤维品质均没有显著影响。由此可见，在不与粮棉争地的前提下，棉花与辣椒间作种植模式同当地常规植棉（棉花单作）产量及纤维品质相当，又净增加了种植一季辣椒的收益。表明棉花与辣椒间作种植模式在黄河流域棉区是可行的，并有广阔的推广前景。
　　关键词：黄河流域棉区;棉花;辣椒;间作种植模式
　　中图分类号：S562.047     文献标识码：A    文章编号：2095-3143（2020）01-022-05
　　DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2020.01.003
　　Abstract： The effects of intercropping and single-cropping patterns on agronomic and economic traits of cotton were studied by the comparison of cotton and pepper intercropping mode and cotton single cropping mode in Dezhou， and the feasibility of intercropping patterns of cotton/pepper was explored. The results showed that， compared with single-cropping cotton， the cotton/pepper intercropping pattern had no significant effect on cotton plant height， sympodial branch number， yield and yield components， and fiber quality .It can be seen that， on the premise of not competing with grain and cotton for land， the cotton/pepper intercropping pattern is equivalent to the yield of local conventional cotton planting， and it has also increased the net income of planting a season of pepper.Thus， the cotton/pepper intercropping pattern is feasible and has broad prospects for promotion.
　　Key words： The Yellow River basin cotton region; Cotton; Pepper; Intercropping pattern
　　0  引言
　　棉花是全國1亿多棉农收入的主要来源，是纺织工业的主要原料，也是广大人民的生活必需品，在国民经济发展中的地位举足轻重。近年来，我国棉花的种植面积不断减少，其中黄河流域棉区植棉面积和长江流域棉区植棉面积减少尤为严重。棉花生产面临着严峻的挑战[1-2]，究其原因，一方面，棉花种植过程中日常管理用工繁多，每公顷用工量高达300个以上[3-4]。农村劳动力转移和人工成本增加，导致植棉成本增加[5-7]。另一方面，棉花种棉补贴和支持政策不稳定，棉农植棉积极性不高[8]。再者，我国内地植棉区棉花发展机械化程度低，且棉花一年只种一季，耕地空置时间长，综合收益低，土地资源浪费严重，粮棉争地矛盾突出。因此，现阶段必须改革传统棉花种植方式，是破解当前棉花产业困境的重要技术途径。
　　黄河流域是我国主要产粮产棉区，具有富足的光温热资源，也是重要的气候适宜棉区。在大宗农作物如粮棉油菜饲中，只有棉花是唯一性的单类型作物，不可替换种植，同时，棉花在一年的生长中其前、后期均可适于套种或复种，因此，由棉花和其他农作物组成的两熟种植是保证中国棉花生产战略任务的重要种植制度，其发展和变化总是与中国农业政策和棉花自身的科技创新息息相关的，一直影响中国棉花的发展，在农业生产种植中具有重要地位。
　　当前在黄河流域棉区两熟制棉田种植模式中，主要以麦棉两熟和油棉两熟制为主，另外也在稳步发展棉花与大蒜等高效作物的两熟制[8]。山东省产棉区普遍采用的高效种植模式是麦（油、葱、蒜）后移栽春棉和麦（油、葱、蒜）棉套种，多采用育苗移栽和稀松大棵的栽培管理模式，用工多，经济效益低。因此，进一步因时就地结合棉花的生长特点和时代的发展特点，探索棉花与其它作物轮作种植模式很有必要。逐步推行油（麦、蒜）后直播棉或者研究新作物接茬直播棉花的种植模式，优化棉田周年的配置组合， 合理衔接茬口和季节，进行棉田种植模式的优化，在保证国家棉花安全、推进农业机械化进程方面具有较高的可行性和科学性。
　　棉花与辣椒间作模式为农业结构调整做出了有益探索，但是，当前在德州地区关于这种新型种植模式系统研究比较少。因此，系统的研究棉花与辣椒间作（简称棉/辣）种植制度及其配套栽培技术，探索“棉花与辣椒间作”种植模式的可行性。可为棉花高产、高效、可持续发展提供理论依据，对提高农业效益、增加农民收入、发展农村经济具有很重要的意义。
　　1  材料与方法
　　1.1  试验地点概况
　　试验于2018年在德州市农业科学研究院科技园试验基地进行。试验地为沙壤土，播种前选取5个样点，采集 0～20 cm 土层基础土样，混合后风干、磨碎过筛，用来测定土壤的地力，土壤有机质为1.78%、全氮1.24 g/kg、速效磷25.56 mg/kg、速效钾144.05 mg/kg。前茬作物是韭菜，因土壤地力肥沃，因此2018年未施肥。 　　试验点的气候类型属于暖温带半湿润季风气候，特点是冬季寒冷干燥，夏季高温多雨，降雨量主要集中在7～8月。图1为德州市气象局提供的棉花生育期（4～10月）月平均气象资料，2018年棉花生长季节（4～10月）的累积降雨量和平均月气温分别为628.3 mm和23.7℃。
　　1.2  试验设计
　　试验的供试品種棉花为德棉16，种植密度为45000株/hm2;辣椒为德红2号朝天椒，种植密度为150000株/hm2。试验采用随机区组排列，设计2个种植模式，棉花单作（CK），棉花与辣椒间作（棉/辣）。其中间作模式中棉花的种植密度与单作的相同。试验设3次重复，共计6个小区。
　　在棉花/辣椒间作体系中，每个小区由4个棉花/辣椒间作带幅组成，每个间作带宽1.6 m，种植2行棉花，1行辣椒，2行棉花和1行辣椒组成一个完整的棉花/辣椒带幅（见图2）。其中棉花的行距为0.4 m，株距 0.28 m，辣椒行距为0.6 m，株距 0.11 m。小区行宽为4.8 m，行长为10 m，小区种植面积为64 m2。
　　1.3  田间管理
　　播种采用膜上点播的方式，打孔后人工放籽覆土，并适时补水。棉花于2018年4月28日播种，田间6月中旬（棉花蕾期）整枝，去掉果枝下面的叶枝和主茎叶片，7月15日打顶，10月1日和10月31日两次收花，其他田间管理如间苗、定苗、化学调控、施肥、病虫害防治、脱叶催熟等按照常规高产田进行。辣椒在2018年5月25日移栽，在10月20日收获。
　　1.4  测定项目及方法
　　1.4.1  农艺性状
　　在收获前对棉花的株型性状进行调查，在每小区中间两行选取10株棉花进行挂牌定株，测量并记录株高、果枝数等株型指标。
　　1.4.2  棉花产量及产量构成因素
　　每小区选5株代表性棉株进行定株，进行单株收获。统计单株有效铃数，计算铃数和铃重。小区所有棉株实际收获量（正常吐絮铃和僵瓣重）加上小区的5株定株的重量作为实收产量。2018年10月1日进行第一次收获，10月31日进行第二次收获。并在其中随机选取0.5 kg的吐絮棉铃轧花后测定衣分，计算皮棉产量。
　　1.4.3  纤维品质
　　第一次收获时，每小区随机选取30朵中部内围吐絮棉铃，收获轧花后，选取15g皮棉送农业部质量检测中心（安阳）测定纤维品质。
　　1.5  数据统计及分析
　　用Microsoft Excel 2010进行数据编辑和计算，用SPSS 21.0一般线性模型程序（GLM）进行方差分析（ANOVA），用新复极差法（Duncan’s）检验平均数（P<0.05）。
　　2  结果与分析
　　2.1  棉花/辣椒间作种植模式对棉花株高和果枝数的影响
　　由图3可知，与单作棉花（CK）相比，棉花/辣椒间作种植模式对株高和果枝数均没有显著影响。棉花/辣椒间作种植模式的株高和果枝数略低于CK，降幅分别为3.3%和1.1%，但是差异均没有达到显著水平。此研究结果表明，棉花/辣椒间作种植模式不会影响棉花的农艺性状。
　　2.2  棉花/辣椒间作种植模式对棉花产量及产量构成因素的影响
　　由图4可知，与单作棉花（CK）相比，棉花/辣椒间作种植模式对产量及产量构成因素均没有显著影响。棉花/辣椒间作种植模式的产量和衣分略低于CK，降幅分别为2.5%和2.2%，棉花/辣椒间作种植模式的铃数和单铃重略高于CK，增幅分别为0.8%和2.2%，但是其差异均没有达到显著水平。此研究结果表明，棉花/辣椒间作种植模式不会影响棉花的产量及产量构成因素。
　　2.3  棉花/辣椒间作种植模式对棉花纤维品质的影响
　　由表1可知，与单作棉花（CK）相比，棉花/辣椒间作种植模式对纤维品质均没有显著影响。此研究结果表明，棉花/辣椒间作种植模式不会影响棉花的纤维品质。
　　3  讨论与结论
　　3.1  棉花/辣椒间作种植模式具有良好的生态效益
　　山东德州地区每年的6～8月份是雨水多的生长季节，不利于辣椒的开花和结果，但是此时棉花正处于生殖生长与营养生长并进阶段， 是需水高峰期。棉株通过大量吸收水分，为辣椒的正常生长创造了有利条件，使其病害减轻，烂叶辣椒减少。另外，棉花株型高大，也可以为辣椒遮阴降温，避免了辣椒的强光直射，减少日灼病的发生，从而提高辣椒的品质。因此，棉花/辣椒间作种植模式可以实现作物间的优势互补，充分的利用光照和水分条件，具有良好的生态效益。
　　3.2  棉花/辣椒间作种植模式具有良好的经济效益
　　棉花/辣椒间作种植模式可以在原来只生产一季棉花的土地上多生产一季辣椒，投入产出比比单种棉花或单种辣椒的都高[9]，本研究结果同样表明，棉花/辣椒间作种植模式与当地常规植棉产量相当[10]，在不与粮棉争地的前提下，又净增加了种植一季辣椒的收益，这大大增加单位面积土地的经济效益和农民的经济收入，该模式经济效益显著。
　　棉花/辣椒间作种植模式可以较好的利用光、热和土地资源，充分利用了生长季节，増加了单位土地产出和利用率，能缓解作物争地矛盾，它解决中国农业生产中棉粮争地问题，又是中国棉区增粮、增棉和增效的重要途径，具有经济意义和社会意义。因此棉花/辣椒间作种植模式具有可行性，并有广阔的推广前景。
　　参考文献
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