摘  要:为探索适合黑龙江地区推广的耕地轮作制度，本试验对汉麻、大豆进行连作和轮作处理，分析不同处理对大豆、汉麻农艺性状、产量及经济效益的影响。结果表明，轮作提高了大豆的株高、茎粗、主茎节数、有效节数、单株有效荚数、单株重、单株茎重、单株荚重、单株荚皮重、单株粒数、单株粒重和百粒重，以及汉麻的株高、茎粗、分枝高、分枝数、单株粒数、单株粒重和千粒重，降低了大豆的底荚高和单株瘪荚数。相关性分析结果表明，大豆除底荚高和单株瘪荚数与产量呈负相关，其余农艺性状与产量均呈正相关；汉麻的株高、单株粒数与产量呈明显正相关（P<0.01）。轮作提高了大豆、汉麻产量和产值，净收益比连作分别增加了1877.95和2636.40元/hm2。

关键词:大豆；汉麻；轮作；农艺性状；产量；耕地轮作制度

 

现阶段粮食产业发展较快，农业资源配置朝着均衡化方向发展，部分地区开始实施耕地轮作制度^[1-2]。作物轮作有利于提高土地利用效率，同时在一定程度上可以平衡土壤养分，减少病虫害发生。黑龙江是重要的粮食生产基地及商品粮基地之一，保护与提升该地区耕地生产力对于保障粮食安全和农业可持续发展具有重要意义。

大豆含有人体必需的多种氨基酸，是优质蛋白来源之一。黑龙江年产大豆450万t以上，是重要的大豆生产基地之一^[3]。汉麻的韧皮、籽粒和叶花等均有较高的开发利用价值^[4]。刘健等^[5]研究了汉麻韧皮纤维提取物对金黄色葡萄球菌和绿脓杆菌的抑菌效果，结果显示，汉麻韧皮纤维提取物具有优良的广谱抑菌效果；杨阳等^[6]研究表明，工业大麻纤维具有吸湿透气、坚牢耐用、抗静电和防紫外线等优良特性，是天然纤维之一；杜光辉等^[7]研究指出，大麻籽仁、籽油等可开发食品，具有改善人体营养结构、增进健康的作用。本研究通过调查汉麻与大豆轮作种植制度中，汉麻与大豆的农艺性状、产量和品质等状况，从种植结构和生态环境角度选择一条适合该地区的轮作模式，为提高作物产量、合理调整农业种植结构提供参考。

 

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试大豆品种为合丰53，长叶，白花，亚有限结荚习性，株高78.7cm，单株有效荚数34.8个，百粒重18.70g。籽粒圆形，种皮黄色，黄脐。粗蛋白含量39.68%，粗脂肪含量21.49%。

供试汉麻品种为龙麻1号，株高140.0～160.0cm，种子卵圆形，种皮灰褐色，千粒重16.00～18.00g。四氢大麻酚含量0.021%，粗脂肪含量（干基）32.01%，粗蛋白含量（干基）28.40%。

1.2 试验设计

1.2.1 大豆

以前茬种植大豆为对照处理（CK），以前茬种植汉麻为处理R，3次重复，随机区组排列，采用垄作方式，种植10行，小区面积65m2。机械播种，播种密度30株/m2，播前统一施肥，其他田间管理同当地大豆高产田。

1.2.2 汉麻

 以前茬种植汉麻为对照处理（CK1），以前茬种植大豆为处理R1，3次重复，随机区组排列，采用垄作方式，种植10行，小区面积65m2。机械播种，播种密度3.8株/m2，播前统一施肥，其他田间管理同当地汉麻高产田。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 大豆农艺性状、产量及品质

大豆成熟期，各处理小区选取具有代表性的植株10株，室内考察株高、茎粗和百粒重等农艺性状；各小区选取符合试验设计密度的地块收获2m2进行测产；用Infratec1255x型近红外分析仪测定大豆粗脂肪、粗蛋白质含量。

1.3.2 汉麻农艺性状、产量及品质

汉麻成熟期，各处理小区选取具有代表性的植株10株，室内考察株高、茎粗和千粒重等农艺性状；各小区选取符合试验设计密度的地块收获1m2进行测产；用Infratec1255x型近红外分析仪测定汉麻籽粗脂肪、粗蛋白质含量。

1.3.3 经济效益

根据产量分别计算产值，净收益=产值-整地成本-其他费用-地租。

1.4 数据分析

用Excel2016软件整理试验数据，利用SPSS20.0软件进行方差分析和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 麻豆轮作对大豆农艺性状、产量和品质的影响

2.2.1 农艺性状

由表1可知，处理R的大豆株高、茎粗、主茎节数、有效节数、单株有效荚数、单株重、单株茎重、单株荚重、单株荚皮重、单株粒数、单株粒重及百粒重均高于CK，而底荚高和单株瘪荚数低于CK，其中处理R与CK的株高、主茎节数、有效节数、底荚高、单株有效荚数、单株重、单株茎重、单株荚重、单株粒数和单株粒重之间的差异存在统计学意义（P<0.05），而茎粗、单株瘪荚数、单株荚皮重和百粒重之间差异无统计学意义（P>0.05）。

表1 各处理大豆农艺性状表现

 

注：同行不同小写字母表示差异存在统计学意义（P<0.05）。

  

2.1.2 产量及品质

由图1可知，处理R的大豆产量较CK增加16.42%，差异存在统计学意义（P<0.05）。处理R的粗蛋白含量和粗脂肪含量分别比CK增加了1.60%和0.44%，处理间差异均无统计学意义（P>0.05）。说明轮作能明显增加大豆产量，但对大豆品质影响不大。

 

 

  

图 1 各处理大豆产量和品质

2.1.3 农艺性状与产量的相关性  

 从表2可以看出，大豆不同农艺性状与产量之间存在不同程度的相关性。株高、茎粗、主茎节数、有效节数、单株有效荚数、单株重、单株茎重、单株荚重、单株荚皮重、单株粒数、单株粒重和百粒重与产量呈正相关，其中株高、主茎节数、单株有效荚数、单株重、单株茎重、单株荚重、单株粒数和单株粒重与产量的相关性存在统计学意义（P<0.01）。

表2 大豆农艺性状与产量相关性

  

续表2 大豆农艺性状与产量相关性

  

注：*表示相关性在0.05水平具有统计学意义，**表示相关性在0.01水平具有统计学意义；－表示存在负相关关系。

2.1.4 经济效益

如表3所示，在相同的投入下，处理R较CK的产值提高了16.42%，净收益增加了1877.95元/hm2，方差分析结果表明，处理R和CK的产值和净收益间差异存在统计学意义（P<0.05）。即轮作可以提高大豆的产值，增加净收益。

表3 轮作对大豆经济效益的影响单位：（元/hm2）

  

2.2 麻豆轮作对汉麻农艺性状、产量和品质的影响

2.2.1 农艺性状

由表4可知，处理R1的汉麻株高、茎粗、分枝高、分枝数、单株粒数、单株粒重和千粒重均比CK1高，其中处理R1与CK1的株高、茎粗、分枝高、分枝数、单株粒数和单株粒重间差异存在统计学意义（P<0.05），而千粒重间差异无统计学意义（P>0.05）。

表4 各处理汉麻农艺性状表现

  

2.2.2 产量与品质

由图2可知，处理R1汉麻籽粒产量比CK1提高17.61%，差异存在统计学意义（P<0.05）。处理R1的粗蛋白含量和粗脂肪含量分别比CK1增加了0.88%和1.87%，差异均无统计学意义（P>0.05）。说明轮作能明显增加汉麻籽粒的产量，但对汉麻籽粒品质影响不大。

2.2.3 农艺性状与产量的相关性  

从表5可以看出，汉麻的株高、茎粗、分枝高、分枝数、单株粒数、单株粒重和千粒重均与产量呈正相关，其中株高、单株粒数与产量的相关性存在统计学意义（P<0.01），分枝高与产量的相关性存在统计学意义（P<0.05）。

 

 

表5   汉麻农艺性状与产量相关性

  

2.2.4 经济效益

 如表6所示，在相同的投入下，处理R1较CK1的汉麻产值提高了17.61%，净收益增加了2636.40元/hm2，方差分析结果表明，处理R1和CK1的产值和净收益间差异均存在统计学意义（P<0.05）。即轮作可以提高汉麻的产值，增加净收益。

表6   轮作对汉麻经济效益的影响 单位：（元/hm2）

  

 

3 结论与讨论

轮作能够改善和平衡作物生长发育的养分及周边生态环境，对促进作物高产稳产十分有利。农业生产上长期连续种植某一作物，可能造成该作物生长发育不良、病虫草害加重以及产量品质下降等问题^[8]。合理轮作可以提高土壤养分，改善生态环境，降低病虫害的发生，从而促进作物的生长发育，提高产量及品质^[9]。徐雪风等^[10]研究发现，马铃薯与油葵轮作有利于提高马铃薯株高、茎粗和地上部干质量；宋佳承^[11]通过研究马铃薯多年的轮作、连作定位试验表明，轮作提高了马铃薯总根长、总根体积和根尖数；张阳等^[12]研究表明，在保证轮作周年施肥总量不变的情况下，大豆-玉米轮作可增加作物产量，降低土壤养分的盈余，有效提高了肥料的利用率。丁素荣等^[13]研究表明，轮作增加了大豆的株高、单株荚数及百粒重，产量提高了13.06%。

本试验对汉麻、大豆进行连作和轮作处理，分析了不同处理对大豆、汉麻农艺性状、产量及经济效益的影响。结果表明，麻豆轮作提高了大豆的株高、茎粗、主茎节数、有效节数、单株有效荚数、百粒重，以及汉麻的株高、茎粗、分枝高、分枝数、单株粒数、单株粒重和千粒重；且麻豆轮作增加了大豆和汉麻的产量和品质，净收益比连作分别增加了1877.95和2636.40元/hm2。汉麻-大豆轮作提高了大豆、汉麻的产量和经济效益，适合大面积推广。

 

参考文献

[1]钱晨晨,黄国勤,赵其国.中国轮作休耕制度的应用进展[J].农学学报,2017,7(3):37-41.

[2]袁洪超,郭凤霞,陈垣,等.高寒区轮作模式对当归田土壤特性及药材产量的影响[J].草业学报,2018,27(10): 183-193.

[3]薛庆喜.中国及东北三省30年大豆种植面积?总产?单产变化分析[J].中国农学通报,2013,29(35):102-106.

[4]张建春,张华,张华鹏,等.汉麻综合利用技术[M].北京:长城出版社,2006.

[5]刘健,王庆淼,于伟东,等.汉麻韧皮纤维提取物抑菌效果及其影响因素分析[J].上海纺织科技,2017,45(5):15-17.

[6]杨阳,张云云,苏文君,等.工业大麻纤维特性与开发利用[J].中国麻业科学,2012,34(5):237-240.

[7]杜光辉,邓纲,杨阳,等.大麻籽的营养成分?保健功能及食品开发[J].云南大学学报(自然科学版),2017,39(4):712-718.

[8]尉辉,张自坤,刘素慧,等.连作对大蒜生长及生理生化指标的影响[J].中国农学通报,2010,26(19):239-242.

[9]郑慧.设施蔬菜连作障碍形成原因及防治措施[J].南方农机,2023,54(6):54-56. 

[10]徐雪风,李朝周,张俊莲.轮作油葵对马铃薯生长发育及抗性生理指标的影响[J].土壤,2017,49(1):83-89.

[11]宋佳承.轮作及连作对马铃薯生长发育及根际微环境的影响[D].兰州:甘肃农业大学,2020.

[12]张阳,张春宇,张明聪,等.黑龙江大豆-玉米轮作体系氮磷调控的产量效应与养分平衡[J].中国土壤与肥料,2021(1):44-52.

[13]丁素荣,周学超,刘迎春,等.内蒙古东南部地区玉米大豆轮作效应研究[J]. 大豆科学,2021,40(1):39-44.

文章摘自:张晓艳，李学海，曹焜，边境，麻豆轮作对作物农艺性状及产量的影响，[J].安徽农学通报,1007-7731（2024）15-0030-04.DOl10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.15.008.