全 文 ：第1 8卷第 4期
1 9 9 8年 7月
生 态 学 报
ACTA EC0L0GICA SINICA
V01．18．No．4
Jun．， 1998
旱田间作模式生态经济效益研究
f一 王 缨 雷慰慈 ／
．
1藕 村肃 3) 2
抽蔓 总结报道丁1988~1998年小麦一西瓜一柿花一萝 、小麦一西瓜一玉米一萝 、小麦一西皿一辣椒一萝 、小麦一
棉花(CK)等4十处理、3十重要的随机区组试验及一系列对比示范母的产量，收益和生态效应。结果表明．3种
问怍模式比传统模式在复种指数上提高丁l倍以上|在亩产值上提高丁3．26～5．2O倍 ，在每亩粤收益上提高
了4．37～8．24倍|在每工作 日剞收上提高丁2．1i～3．69倍|在产出／投入比上提高丁0．75～i．28倍．农田生态
也有所改善。各间作模式在各方面均优于传统模式 小麦冲 花”．
关键词：．呈且·皿篮拦毒·毫奎量盅敦益。
STUDIES 0N THE EC0一ECoN0MIC EFFICIENCY 0F HIGH
BENEFICIAL INTERCRoPPING M 0DELS IN UPLAND
W ang Ying Lei W eici
(H ubeiAgriculturalC ，Jingz~ 434103·Ch~a)
Abstract A field experiment of three replications．four treatments and a series of check
demonstrations conducted in 1988～1992 Those four treatments are“wheat—watermelon—
cotton—radish”、“wheat—watermelon—corn—radish”、“wheat—watermelon-pepper—radish”and
“wheat—cotton(CK)”，The results indicate that the output value，the net income per Mu or
per labor day，and the output／input radio of the three intercropping models were ahle to be
increased by 3．26～ 5，20，4．37～ 8。24，2。11～ 3，69 and 0，75～ 1。28 times as compareel with
those of CK respectively。The field ecological environment was improved。
Key words upland，intercropping model， efficiency
冬麦夏棉是南方捕区数十年一贯推行的单一模式，非棉区则全部种粮，无与其它作物轮作之可能．导
致病、虫、杂草为害愈演愈烈，棉区枯、黄萎病蔓延 且在某一作物集中用工之时．劳力紧张．田同管理不得
及时．也不可能提高管理质量．于是工本提高，单产下降．收益甚散，不仅无法积累资金，甚至不得温饱。如
是则招致农 田生态恶性循环．
本研究旨在提出几种问作模式．以选择适当作物、适宜行株距．互相配合 ．充分利用季节、空问、辐射热
能、光能、优化农田生态．创立高效农业，将农业推凡市场经挤。要求在产量、产值、生态效应等方面比国内
外各间作模式都有显著提高．同时改农 田生态恶性循环为良性循环
* 湖北省科委资助重点攻关课题．
收稿日期：1996—05—18，修改穑收到 日期 1997—08—15。
、
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堪日 王 缨等 ：旱田间作模式生态经济效益研究 427
近年国内外旱田间作模式甚多 ，略举数捌，如 山西稷山棉花 间甜瓜 ，江 苏棉花 间西瓜、玉米、蔬
菜 卜 ，安徽宿县棉花间绿豆 ．印度玉米间油料、豆科 或辣椒Ⅲ，巴西向日蒋大豆混作叫，埃及棉花间玉
米 或豌豆 一般都提高了经济比价(MER，monetary equivalent ratio)和土地 比价(LER，land equiva—
knr ratio)，但均极有限，且均为太田对比，未见正规试验。本文报道的是在国内外生产对比的基础上 ，配制
新模式 ，再经正规试验 ，而后示范推广的系列结果。
1 材料与方法
l 990年在湖北省江陵县岑河镇洪山村进行了有小麦一西瓜 棉花一萝 h、小麦 西瓜一玉米一萝 h、小麦 西
瓜一辣椒一萝 h、小麦一棉花(cK)等4个处理、3十重复的随机区组试验。厢面宽266 7em，沟宽33．3era，即厢宽
300cm。有棉花者，宽行距lOOcm，在厢中；两边各两窄行棉花，窄行距50era，两厢肩各33．3cm，棉花株距
25era，每666．7m。植棉3500株。有西瓜、玉米者 ，在每厢左(或右)肩上植西瓜l行 ，另一肩上植玉米(或辣椒)1
行，株距均为66．6cm。小区宽1200cm，即每4厢为1小区，长2778m，小区面积333．4m ，全试验12个小区，总面
积333．4m 。其中小麦(161．11kg／666．7m )、萝 h(25OOkg／666 7m )未作处理，故未分小区计产。辣椒产量
180．1 7kg／666．7m ，玉米71．5kg／666．7m ，目无对照，产量无可比，只能比较经济、生态效益。
对 比示范田面积0 2～o．3 3hm 不等，投入和管理均为当地一般水平，土壤为江汉平原常见}巾积土。品
种：小麦(以w 代之)——881，棉花(c)——鄂荆l号，玉米(M)——华育2号，西瓜(Win)一一 新红宝。萝
(T)——马耳萝 ，辣椒(P)～ 福杂2号。按当时价格，各产品每公斤(元)_，J、麦、玉米各0．7，西瓜0．4，辣椒
l_5，棉花4．5，萝 h 0．2；工价4元／日 产量均为实收产量。
棉花行间和西瓜藤蔓下 自由水面蒸发量系将 蒸发皿备5个，分别随机置于棉行同和瓜蔓下，从皿上刻
度读出蒸发量，平均得出的。此数字并不能代表行 间和蔓F的土壤蒸发量，再以同时实测各层土壤湿度辅
佐之，但此土壤湿度，叉无法排除作物蒸腾量和地下水上升量。总之，二法都不理想，但合二法所得数字，再
加同期各层土温互相参照之，已足以说 明新模式优于传统模式了。这3项数据只在7．H下半月测定的原因在
于7月中以前，棉花和瓜蔓均未封行，二者无甚差别；进入8月，西瓜 已采摘过半 ，瓜蔓衰老，部分落叶，二者
差别也不大 两种作物竞争水、肥、光最紧张时是在7月下半月。采用克氏定 N法测 N含量，721柠檬兰比色
计测 P 0 含量 ，火焰光度计浏 K O含量 ，重铬酸钾溶量法测有机质含量 这些生态因子的变化不仅能说明
各模式的生志效应 ，而且足咀释明新模式的增产、增值原因。
2 结果与分析
2．1 产量
2．1 1 随机区组试验的产量 3个模式的西瓜产量 (表 1)以最高的第3模式为对照，则第 L模式减产
7．93 ，第2模式减产8．70 。可见玉米对西瓜的不 良影响犬于辣椒 ，棉花的不良影响与玉米接近，可能国
王米、棉花杆高，遮光大于辣椒之救。
表1 随机区组试验的西瓜产量(kg／666．7m )
Table 1 Yield 0f watermelon in radom replication expt．
①W—Wm C T，@W—Wm M T．@W Wm—P—T
对各处理的方差分析和 值捡测，重复间 F一0．56，处理间 F一12．56’，F。 一6．94，F。 一l8 20。证
明处理间差异显著，重复间无显著差异；小麦一西瓜一辣椒一萝 h的西瓜产量显著高于另2模式 ，另2模式之间
无显著差异。
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生 态 学 报 lB卷
4个处理中有棉花者2，间作模式的棉花产量比对照下降23．57％(表2)。对各处理棉花产量的t测验：t
辜55．80．~o．os一2．78。 。 4．60。证明2处理产量差异极显著。即仅就棉花产量而言。间作模式仅低于传统
艇式，其优势表现在经济和生态效益上。但经调整棉花行距后，闻作模式的棉花产量又会有所提高。此点请
参看对比示范结果．
表2 随机区组试验的棉花产量(kg／666．7m )
Table 2 Yield of cotton in radom replication expt，
①W-WIn-C-T，@W-C
2-1．2 示范田的产量 1986~1992年在岑河镇各村组布置和自发种植上述3种模式的对比示范田共47
俐。其产量对比(表3)与从随机区组试验中得来的概念有三大区别：一是在第l组里。闻作模式的棉花比对
腰仅减产l2．39 ，但在随机区组试验里则减产23．57 ，示范田里棉花少减产使西瓜减产高选32．32 f二
是 在第2组 里。玉米产量10f．37kg／666．7m ．而在随机 区组 试验里 产量仅 71．5kg／666．7m ，玉米增 产
50．17 使西瓜减产39．58 f三是在第3组里，辣椒产量119．skg／666．7m ，比随机区组试验的180．17kg减
产33．67 。其西瓜单产比随机区试验也减产35．07 。
表3 示范田軎作鞠产量(kg／666．7m。)
Table 3 Yield of various crops in demonstration fields
①W Wm C-T，@W-C．@W Wm M T．④W-WIn P T
考其原因，在第l组22倒中t有l6倒对比棉花是宽行距83．3cm、窄行距66．7cm的，只有6例是宽行距
100cm、窄行距50cm的。而在随机区组试验中，棉花的宽、窄行距都与后6倒同。说明宽行太宽、窄行太窄不
平I棉花而利西瓜。在第2组l3例中。有9例是2行棉花问1行玉米的，余4例是4行棉花间l行玉米，株距都是
65．?cm，而随机区组试验的玉米都与后4例同，当然不利玉米而利西瓜．
将两种棉花宽窄行分别计算，宽行距83．3cm、窄行距66．7cm的。单产皮棉75．16kg／666．7m }宽行距
lOOcm、窄行距50cm的，单产皮棉63．5lkg／666．7m 。前青 比后青增产l5．50 。比随机区组试验中的传统模
式仅减产8．05 。说明在各间作物行 株距的调整上还有很大潜力，问作并不一定使棉花减产。
2．2 经济效益
2．2．1 产值 从随机区组试验和47例示范的产值(表I)中可见：①各问作模式的产值比传统模式高3．16
～5 20倍，极为显著 }@增值主要靠西瓜 ，在总产值 中，西瓜 占55．06 (示范 田小麦．西瓜 棉花-萝 h)～
6^．59 (随机医组试验小麦·西瓜·玉米一萝h)。涉市、江陵、潜江在80年代中期以前靠输入河南西瓜菠夏。
后因采用有西瓜的间作模式．反而向武汉、湖南 、河南、四川输出西瓜 。
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4期 王 缨等 ；旱 田间作模式生态经济效益研究 42：9
④W—w【【L T，②W—Wm—M—T．⑨W_w P T，④W—C
2·2·2 产出和投入 从表5中可得出以下几个概念：不论试验、示范田的产出、亩净收益、每工刨值和产出
／投入比，凡间作模式都 比传统模式优越。除产出已于上述外 ，各间作模式的净收益为109]．20-]924．99元
／666．7m。，增幅为3．37～7．24倍；每工净收益为12．54～18．33元，增幅为1．11～2．69倍}产 出／投入比在各
闻作模式为3．57～4．31，增幅为0．75～1．28倍 充分说明，旱田间作虽投入了较多的资金和劳力，但其经济
效益则远高于传统模式 。
表5 各模式的投人、用工量、净收益(~／666．7m )和产出／投人比
Table 5 The input，labor，net income(yuan／666．7m )and output／input ratio
①W-Wm c—T，@W—Wm—M—T，⑧W—Wm P—T，④W c
问作模式的投资和投工量比单作高近一倍或多于一倍 ，产出却高出2～4倍蹦上，每投入一工所获劳动
报酬也高2～3倍蹦上，说明间作能容纳较 多的资盒和农村剩余劳力，也说明就是在种了千百年的农 田上仍
蕴藏着很大的潜力 问作还能使千百年以田块为单位实行轮作的制度改变为在同一块 田里 种植带为单
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430 生 态 学 报
位实行轮作，使年年采用同一模式的间作田也能分带轮作。
2．3 生态效应
2．3．1 对蒸发量的效应 1990年在多 日不雨后的7月23、26、29日测量随机区组试验棉花行间和西瓜藤蔓
下的自由水面的蒸发量表明(表6)，3d棉花行间的蒸发量分别比西瓜蔓下的高42．33 、60．89 、33．38 。
当时棉花宽行距尚未十分封行，而西瓜藤 叶已盖满田面数层 ，说明虽多日不雨．仍以同作西瓜者蒸发量较
少，其降温、保肥力自当较强。
表6 随机区组试验田棉花行间和百瓜蔓下自由木面的蒸发量(am／d)
Table 6 Evaporatlott rate of free water suxface under cottaQ uows and watermelon vltes
In radom rE p】Ica~on expt-
同期测定土壤湿度(表7)，绝大多数是间作西瓜的棉田(第1种模式)高于传统模式的棉田．在7月23日
强光、3～I级风速下，瓜田o～20ca土层湿度(20．8 )仍比棉田(19．4 )高1．4 ，相对量高7．2z +正午
14：D。瓜田0~20cin湿度(20．1 )比棉田(18．4 )高1．7％，相对量高9．24 1只有26日14{00瓜田0~20cm
的湿度慨于棉田，但当 日的平均湿度仍以棉田为低。
】．3．2 对土壤温度的效应
同时测得的土壤温度(表8)，不论早、中、晚．都是瓜田低于棉田；3d平均地温，瓜田5cm的(29．8℃)比
棉田(31．9"C)低2．1℃}10ca的(29．4℃)比棉田(31．IT)低1．7℃；l4：0o，瓜田5cm地温(31．9℃)比棉田
(35．5C)低3．9℃，[0ca(30．7℃)比棉 田(34．2"C)低3．5℃，整异更显著 在干旱缺水、高温季节 ，土壤湿度
衰7 7月23~29日备层土壤涅度( )
Table 7 Soil humidlty of VnriOULS layers in 23~29 JuJ．
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王 缨等：旱 田间作模式生态经济效益研究 J 31
表8 7,q 23~29B各层土温(C)
Table 8 Soil temper丑ture of various layers in varlons time，23～ 29，Ju1．
Cotton fietd，@ Watermelon fietd
高点、温度低点当然大有利于各作物生长发育。
2．3．3 对土壤肥力的效应 1 990 09 30采取随机区组试验的小麦 西瓜 棉花．萝 (w～W C T)模式的土
样分析全氮、全磷、全钾和有机质含量，而以小麦 棉花(w—C)为对照，结果(表9)表明．不论哪种肥分在释土
层中，问作模式都比传统模式高得多，主要原因可能是大量西瓜藤蔓的分解，而且至取土样时．还有很多枯
藤尚未分解
表9 小麦一西瓜一棉花一萝 卜模式各土层 N、P： 、K O有机质含量与对照之EE较
Table 9 N 、P2 、K】O and organic matter content of various soil layers
in W —W m—c-r model its eompa~ d with CK
4 讨论
宿县在麦套棉行里问作春绿豆，每666 7m。收绿豆42．1～49．0kg，对 棉产茸无显著影响 ；稷【1l叫、江
苏 叫 以棉花不喊产或少减产为原则 ，在麦套棉行里问作少量西瓜、甜瓜、番茄、辣椒、马铃薯、菠菜或大蒜
等，每666．7m 增值1 5 ～82
国外玉米问作油料或豆料作物、玉米问作大豆均具高矮杆、豆科与非豆科问作的意义，将 LER提高半
至1倍多，但 MER仅增长18-62 ～22．94 圳。棉花间作少量辣般可使棉花不减产+所收辣椒不无小
补；若再间作花生、豇豆、绿豆之类，则使棉花减产12 ～19 ，辣椒也减产9 ～14 。A．A．HDsn 等在
埃及所做1行棉、1行玉米和2行棉花、1行玉米，都使棉花显著喊产 。
在生态效应方面tG．FleckNilson等报道，向日葵与大豆混作 ，遇旱 ，前者在水分竞争 上占优势，使太豆
因缺水而减产严重Ⅲ Mathan K．K．报道，高粱与豆科间作能显著降低土壤容重 ；谷物间作豆科，翌年，土
壤空隙度、导水性能、团粒结构的稳定性均有所提高 。。Ramalho等报道 ，玉米、大豆间作能抑翩杂草生
长_] 。未见分析土壤肥分者。
概而言之t因问作增值最大者在国内不及1倍，在国外不过20 上下，主要是 LER提高了。奉研 究筛选
的间作模式增值达3、5倍以上，其原因在于彼等所间作者并非高价作物 ，或虽l可作了高价作物，但数量太
步；其设计思想仅限于在保住主作高产之余稍得间作之黼利，间怍思想境界不够开阔 国外可能还存在无
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432 生 态 学 报 l8卷
大量劳力投入、管理粗放等同题。
国际文献和车研究表明．促进问作模式高效的途径一是多问作高价作物，井让高价作物占有适当较多
的面积，又将其置于优势地位 如在车试验的间作模式里，西瓜、辣般目前比棉花、玉米的收益高，如让西
瓜，辣般占有较大的面积和较优越的地位，则整个模式的经济效益即可提高f一旦棉花、玉米价高，删重点
又放在棉花、玉米上．但西瓜 辣椒非仅价高．而且生长期短．能使资金周转快．遗一利益对农民的生产和生
活也是非常重要的．
选取优良耐作模式时，其中各作物质有共栖互补作用，如高杆喜光作物能遣成一种芈荫蔽环境，有利
暮荫和耐荫作用的生长发育f藤本作物能防止土壤水分蒸发，保持土壤水分，使土湿稳定，高温干旱时，土
曩含水较多．地温较低，而当低温时，地温又可能较高，因而利于自身兼及其它作物．
间作物之耐还有充分利用和改造自然资源的作用，如深根作物能吸收土壤底层的水分和养分，浅层作
物刷仅及浅层土壤}各作物所需营养要素亦各有异．各间作钧的播种期、盛长期、收获期各异．因而具有分
刖利用备季节的光、温、水 肥资源，充分发挥自然资源潜力的作用．间作物营养生长量必大于单作．有大量
程景和穑杆还田，用以改良土壤，培肥地力，使用地之中结合养地．
以上仅及农田生态的改瞢．再扩而大之，优良模式重在增进经济效益，经济簸益既有所增进，则人民生
活得以提高，又能积累资金投入农业，如此则又改善了社会经济的大循环．
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