不同配置大豆玉米帶狀復(fù)合種植系統(tǒng)中各行作物的形態(tài)和產(chǎn)量

Morphology and Yield of Crops in Diferent Rows Under Soybean and Maize Strip Compound Planting Systems WEI Xin-rul，YANG Wu-jie2，HEHao-chenetal（1.Shandong Agricultural University，Tai’an，Shandong 271018；2.Shandong Provincial Department of Agriculture and Rural Affairs，Jinan，Shandong ）

AbstractToquantifythechangesinplantmorphologyandyieldofsoybeanandmaieindferentfieldconfigurationsandprovideabsisfor selectingconfigurations，thisexperimentsetufiveintercroppingtreatments，namely24S2M，4S3M，62M，and63（esr presentows，Srepresentssoybeans，ndMrepresentsmaize）Using monoculturesoybeans（SS）andmonoculturemaize（S）ascotrols， theplantmorpholgy，ieldofachoofrops，landquivalentatioandcoomicbnefitsunderintercoppingtreatentsalyed. Resultsshowedthaterewerediferencsinsoybanyieldamongdiferentowsofsobeanmaiecompositeplantingodeswithdifreton figurations. Compared with monoculture， the configuration of 6 rows of soybeans resulted in a 53.20% decreased in yield for soybean row1 （the outermost row），a 42.73% decrease in yield for soybean row 2（the second row），and a 29.87% decreased in yield for soybean middle row.In the configuration of four rows of soybeans，the side row of soybeans decreased by 56. 18% compared to monoculture，and the middle row of soybeans decreased by 53.20% compared to monoculture.Soybeans yields of the configuration of 6 rows were 1.2O times higher than theconfiurationof4rowsofsoybeans.Thereweredifrencsinmaizeyieldamongdiferentrowsofsoybeanandmaizecompoundplanting modeswithdiferentcofiguratios.Theconfiguratioofowsofmaiehadmargialectsonachowofmaize，sotereasnsiint difrenceinmaeyieldetwnthofiguratioofowofaizeandmonocultur（exceptforS），hileteconfiguatioofowsf maizehadsignificantlylowermaizeyieldperowthanmonoculture.Although62Mwasbeneficialforsoybeangrowthandhadthehighstsoy beanyield，tesallspacingbtweenmaizeplantsasotconducivetomaizeyield；teofigurationofitercroping toosofsoas withtworowsofmaizehadasideroweectandtheighestyield，utthumberofsoybeanrowsassallesuinginsignifcantlylower soybeanyieldtnothofiguratiosFromteperspetieoflandqualentatiodoniceneits，hofiguratioofnteoing 4rowsofsoybeansand2rowsofmaizehadnosignificantdiferencecomparedtomonocure，andthesobeanyieldwashiger，akigita recommended configuration.

KeywordsSoybean；Maize；Intercropping；Plant morphology；Yield

我國主糧作物基本自給自足，但大豆作為主要的油料作物，2020年大豆自給率不足 20% ，高度依賴進(jìn)口[1-3]，為了保證我國大豆安全，發(fā)展國內(nèi)大豆產(chǎn)業(yè)，提高大豆種植面積，提升大豆產(chǎn)能，成為近年來備受關(guān)注的問題[4-5]。在盡量不影響玉米產(chǎn)量的情況下，大豆玉米帶狀復(fù)合種植是解決以上問題的有效途徑。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部“十四五”規(guī)劃中提出，到2025年，推廣大豆玉米復(fù)合種植面積約333.33萬 。2022年中央一號(hào)文件中明確在西北、西南、黃淮海地區(qū)推廣大豆玉米

帶狀復(fù)合種植技術(shù)。

作物的生長環(huán)境會(huì)影響其形態(tài)及產(chǎn)量[。間作下，大豆受玉米的遮陰影響，受光環(huán)境變差，植株重心升高，莖稈木質(zhì)化、纖維化程度減小，莖稈韌性和抗折性減弱，使植株更易發(fā)生倒伏[7]。增加大豆行數(shù)，其株高、莖粗、分枝數(shù)和節(jié)數(shù)等會(huì)逐漸趨于單作水平[8]。然而，如玉米行距過小或株距過小，會(huì)導(dǎo)致玉米莖粗、干物重、穗粒數(shù)減少，進(jìn)而影響其產(chǎn)量[9-12]。如何協(xié)調(diào)2種作物的行株距，選擇恰當(dāng)?shù)呐渲檬秦酱鉀Q的問題。

大豆玉米帶狀復(fù)合種植系統(tǒng)內(nèi)，不同行作物的植株形態(tài)及產(chǎn)量存在差異。由于喪失邊際效應(yīng)，中間行玉米通風(fēng)透光不及邊行玉米，可能會(huì)導(dǎo)致中間行玉米單株產(chǎn)量不及邊行玉米；中間行大豆受到的玉米遮陰影響較小，可能會(huì)使中間行大豆產(chǎn)量高于邊行大豆。然而，目前缺乏對(duì)3行、4行玉米間作多行大豆配置中作物形態(tài)及產(chǎn)量的研究。筆者旨在評(píng)估大豆玉米帶狀復(fù)合種植不同田間配置對(duì)系統(tǒng)內(nèi)各行作物形態(tài)和產(chǎn)量的影響，為大豆玉米帶狀復(fù)合種植技術(shù)的合理田間配置提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況試驗(yàn)在山東省德州市禹城市房寺鎮(zhèn)進(jìn)行，該地屬季風(fēng)性大陸氣候帶，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥。年均氣溫 14.20℃，其中 gt;0℃積溫 ，年均降水量約687.58mm，無霜期約 200d 。播種前 0～20cm 土壤耕層有機(jī)質(zhì)含量 9.35g/kg ，全氮 0.76g/kg ，速效磷11.46mg/kg ，速效鉀 105.63mg/kg 。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)大豆品種為齊黃34，玉米品種為寶景186（2022年）及黃金糧MY73（2023年）。于2022年6月21日播種，2022年10月15日收獲；2023年6月15日播種，2023年10月10日收獲。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。以大豆玉米的不同行比為變量因素（2S2M、4S2M、4S3M、6S2M、6S3M），各配置：2S2M，2行玉米間作2行大豆；4S2M，4行大豆間作2行玉米；4S3M，4行大豆間作3行玉米；6S2M，6行大豆間作2行玉米；6S3M，6行大豆間作3行玉米。

各間作配置玉米保苗密度為6.6萬株/ ，與單作玉米一致。各間作配置大豆保苗密度為10.5萬株 ，單作大豆保苗密度為15.0萬株/ ，相當(dāng)于單作密度的 70% 。2S2M配置大豆行距為 40cm ，玉米行距為 40cm ，玉米帶與大豆帶間距為 60cm ；4S2M配置大豆行距為 40cm ，玉米行距為40cm ，玉米帶與大豆帶間距為 60cm ；6S2M配置大豆行距為40cm ，玉米行距為 40cm ，玉米帶與大豆帶間距為 60cm 4S3M配置大豆行距為 40cm ，玉米行距為 50cm ，玉米帶與大豆帶間距為 65cm；6S3M 配置大豆行距為 45cm ，玉米行距為50cm ，玉米帶與大豆帶間距為 65cm ；單作大豆的行距為50cm ；單作玉米的行距為 70cm 。

采用人工點(diǎn)播的方式，每個(gè)配置設(shè)4個(gè)連續(xù)的生產(chǎn)單元，每小區(qū)長 10.0m ，玉米、大豆單作均種10列，每處理重復(fù)3次，各重復(fù)之間隔 1.5m ，出苗后間苗至設(shè)計(jì)密度。田間管理參照山東省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳發(fā)布的《2022年全省大豆玉米帶狀復(fù)合種植項(xiàng)目實(shí)施方案》進(jìn)行。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

1.3.1大豆形態(tài)指標(biāo)及產(chǎn)量。大豆形態(tài)指標(biāo)：大豆成熟期，在每個(gè)配置的每行取9株大豆植株，對(duì)大豆株高、莖粗、最低分枝數(shù)、最低分枝高、底莢高、分枝數(shù)、節(jié)數(shù)、分枝莢數(shù)、分枝粒數(shù)、主莖莢數(shù)、主莖粒數(shù)進(jìn)行測定。

大豆實(shí)際產(chǎn)量：在各配置中，取 5.0m 所有大豆植株，且每一行大豆植株分開裝袋，后脫粒曬干，待籽粒風(fēng)干至水分含量小于等于標(biāo)準(zhǔn)水分含量 13% 時(shí)稱重。根據(jù)每小區(qū)實(shí)際占地面積計(jì)算 產(chǎn)量。

1.3.2玉米形態(tài)指標(biāo)及產(chǎn)量。玉米株高、莖粗：在玉米成熟期，每個(gè)配置分別在每行中取連續(xù)的5株玉米，使用游標(biāo)卡尺測定其株高、莖粗。莖粗選玉米第3節(jié)間最窄處進(jìn)行測量。分別在各配置的每行玉米植株中取連續(xù)5株測定玉米各行果穗的穗粒數(shù)、穗行數(shù)、穗長、穗粗、禿尖長。

玉米產(chǎn)量：選取未曾取樣的完整1帶作為測產(chǎn)帶，取每個(gè)小區(qū)未取過樣品的1帶所有玉米棒（每一行分開裝），掛曬晾干，全部脫粒，待籽粒風(fēng)干至水分含量低于等于標(biāo)準(zhǔn)水分含量 14% 時(shí)稱重。根據(jù)每小區(qū)實(shí)際占地面積計(jì)算 產(chǎn)量。

1.3.3計(jì)算公式。土地當(dāng)量比指采用間套作種植的同一塊土地上的2種及以上作物的收益與各作物單作時(shí)的收益之比，是衡量一塊土地上的間混作較單作增產(chǎn)程度的一項(xiàng)指標(biāo)。

式中， 和 分別為間作群體內(nèi)玉米和大豆的產(chǎn)量（ ）， 和 分別為單作玉米和單作大豆的產(chǎn)量（ 。當(dāng) LERgt;1 時(shí)，表現(xiàn)出間作優(yōu)勢。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 使用MicrosoftExcel 2009計(jì)算數(shù)據(jù)，Origin2022分析軟件進(jìn)行繪圖，SPSS25.0進(jìn)行方差顯著性分析，并通過獨(dú)立樣本 T 檢驗(yàn)，對(duì)2組數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1不同田間配置對(duì)各行大豆玉米產(chǎn)量的影響

2.1.1產(chǎn)量、土地當(dāng)量比和經(jīng)濟(jì)效益。間作顯著降低了大豆產(chǎn)量（表1），具體表現(xiàn)為 SSgt;6S2Mgt;6S3Mgt;4S2Mgt;4S3Mgt; 2S2M，間作較單作顯著降低 40. 18%～60. 50% （2022年）和4 3.15%～63 48% （2023年）。其中2S2M顯著低于其他配置。隨著大豆行數(shù)的增加大豆產(chǎn)量均呈遞增趨勢。玉米產(chǎn)量表現(xiàn)為 SMgt;2S2Mgt;4S2Mgt;4S3Mgt;6S2Mgt;6S3M，2S2M 較單作無顯著差異，其他配置的玉米產(chǎn)量比單作降低了 6.73% ＼～28. 06% （2022年）和 3.22%～28.05%（20） 23年）。

各配置土地當(dāng)量比均大于1。各間作配置的土地當(dāng)量比從高到低依次為 4S2Mgt;6S2Mgt;4S3Mgt;2S2Mgt;6S3M ，其中4S2M的土地當(dāng)量比達(dá)1.44（2022年）和1.41（2023年）。大豆行數(shù)不變，增加玉米行數(shù)，土地當(dāng)量比呈下降趨勢。大豆玉米間作的經(jīng)濟(jì)效益均顯著高于各單作。各間作配置與玉米單作相比，經(jīng)濟(jì)效益提高 23.37%～39.23%（2022 年）和 20.65%～36.51% （2023年）。其中4S2M的經(jīng)濟(jì)效益最高，為27960.00元 （2022年）和30155.79元 （2023年）。

2.1.2各行大豆產(chǎn)量。同一配置不同大豆行的產(chǎn)量從邊行至中間行的表現(xiàn)均呈逐漸增加趨勢。不同配置的大豆每一行產(chǎn)量表現(xiàn)：大豆邊行1從大到小依次為 652Mgt;4S2Mgt; 4S3Mgt;6S3Mgt;2S2M （圖1）。6行大豆的間作處理中，大豆邊行1產(chǎn)量小于邊行2產(chǎn)量小于中間行產(chǎn)量，大豆邊行2的產(chǎn)量較大豆邊行1增加了 22.37% ，大豆中間行的產(chǎn)量較邊行1增加了 49.84% 。與單作相比，大豆邊行1產(chǎn)量降低了53.20% ，大豆邊行2產(chǎn)量降低了 42.73% ，大豆中間行產(chǎn)量降低了 29.87% 。從邊行到中間行大豆產(chǎn)量降幅逐漸減小。4行大豆間作多行玉米的處理中，大豆中間行的產(chǎn)量較大豆邊行增加了 21.24% ，大豆邊行較單作降低了 56.18% ，大豆中間行較單作降低了 53.20% 。

注：（1）（2）（3）表示各配置中大豆各行相對(duì)玉米邊行的位置，由近到遠(yuǎn)分別為大豆邊行1、大豆邊行2、大豆中間行。不同小寫字母表示差異顯著（ Plt;0.05 。

Note：（1），（2）and（3） represent the position of different rows of soybeanineach configuration relativeto the maizeside row，from neartofar，respectively，soybeansiderow1，soybeansiderow2， soybean middle row.Different lowercases indicate significant difference at O.05 level.

2.1.3各行玉米產(chǎn)量。4S2M（1）2S2M（1）的玉米產(chǎn)量與單作差異不顯著，但其他間作配置顯著低于單作（圖2）。不同田間配置的玉米各行產(chǎn)量從大到小依次為 SMgt;2S2M（Ω1）gt; 4S2M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（2）gt;6S2M（1）gt;6S3M（1）gt;6S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M1gt;1gt;S （2），各配置玉米的邊行產(chǎn)量高于中間行產(chǎn)量，4S3M、6S3M的玉米邊行產(chǎn)量較中間行平均增加了 6.55% 。

2.2不同田間配置對(duì)各行大豆、玉米成熟期植株形態(tài)的影響

注：（1）、（2）表示各配置的玉米行相對(duì)大豆邊行的位置，依次為玉米邊行、玉米中間行。不同小寫字母表示差異顯著（ Plt;0.05 ）

Note：（1）and （2） represent the position of maize row relative to soy-beanside rowin each configuration，and they are maize side rowand maize middle row respectively.Different lowercase indicatesignificantdifferenceat O.O5level.

2.2.1各行大豆成熟期植株形態(tài)。4行大豆間作多行玉米的處理中，大豆中間行的最低分枝高較大豆邊行降低了1.48% ，株高降低了 2.60% ，底莢高降低了 6.63% ，莖粗增加了 6.43% ，節(jié)數(shù)減少了 0.43% ，分枝數(shù)增加了 23.25% （表2）。6行大豆間作多行玉米的處理中，大豆中間行的最低分枝高、底莢高較大豆邊行1分別降低了 14.53%.14.87% ，株高、莖粗分別增加了 2.02%.9.52% ，節(jié)數(shù)、分枝數(shù)分別增加了5.57%.24.66% 。大豆邊行2與大豆邊行1相比，大豆最低分枝高、底莢高分別減少了 7.10%.3.66% ，株高、莖粗分別增加了 1.79%.4. 08% ，節(jié)數(shù)、分枝數(shù)分別增加了 2. 10% 、1.86% 。

2.2.2各行玉米株高、莖粗。邊行玉米株高從大到小依次為 4S2Mgt;2S2Mgt;SMgt;6S2Mgt;4S3Mgt;6S3Mgt;6S4M （圖3），除4S2M、2S2M較單作玉米株高增加外，其他間作配置較單作降低了 1.39%～10.16% 。2行玉米間作多行大豆的配置玉米邊行株高均高于3行玉米（或4行玉米）間作多行大豆的配置。各配置邊行玉米莖粗從大到小依次為 4S2Mgt;SMgt; 2S2Mgt;4S3Mgt;6S3Mgt;6S4Mgt;6S2M ，除4S2M較SM玉米莖粗增加外，其他間作配置較單作降低了 2.85%～14.13% 。2行玉米間作多行大豆的配置，除6S2M莖粗低于所有配置外，其他配置均高于其他間作配置。大豆行數(shù)相同，隨著玉米行數(shù)的增加，玉米邊行莖粗呈降低趨勢。

各配置的中間行玉米株高較單作均有不同程度的降低。在間作中，4S2M配置的邊行玉米株高最高，6S2M配置株高最低，6S2M玉米莖粗最小。每個(gè)間作配置中玉米邊行株高均高于中間行。玉米莖粗在各配置中表現(xiàn)不同，4S3M配置玉米邊行大于中間行；6S3M、6S4M配置玉米邊行莖粗小于中間行，分別較中間行降低了 1.92%.5.73% 。

注：（1）、（2）表示各配置的玉米行相對(duì)大豆邊行的位置，（1）為玉米邊行，（2）為玉米中間行。不同小寫字母表示差異顯著（ Plt;0.05） 。Note：（l）and2eprtseoifaoaiicfFttaidomaize middle row. Different lowercases indicate significant difference at O.O5 level.

Fig.3Plant height and stem diameterof maize ineach rowunderdifferent field configurations

2.3不同田間配置對(duì)各行大豆莢粒分布、玉米穗部性狀的影響

2.3.1各行大豆成熟期分枝莢數(shù)、分枝粒數(shù)、主莖莢數(shù)、主莖粒數(shù)。4行大豆間作多行玉米的處理中，大豆中間行的分枝莢數(shù)、分枝粒數(shù)較大豆邊行分別增加了 27.31%.28.67% ，主莖莢數(shù)、主莖粒數(shù)顯著增加了 44.57%.35.61% （表3）。6行大豆間作多行玉米的處理中，大豆中間行的分枝莢數(shù)、分枝粒數(shù)、主莖粒數(shù)較大豆邊行1顯著增加了51. 60% 、50.09%.28.92% ，主莖莢數(shù)增加了 14.20% ；大豆邊行2的分枝粒數(shù)、主莖莢數(shù)、主莖粒數(shù)較邊行1分別增加了 3.16% 、7.72%.10.76% ，分枝莢數(shù)減少了 0.59% 。大豆中間行的分枝莢數(shù)、分枝粒數(shù)較大豆邊行2顯著增加了 52.49% 、45.49% ，主莖莢數(shù)、主莖粒數(shù)增加了 6.01%.16.40% 。2.3.2各行玉米成熟期穗部性狀。3行玉米間作多行大豆的處理中，玉米中間行的穗長、穗粗較邊行分別降低了6.01%.1.52% ，禿尖長、穗行數(shù)分別增加了 112.82%.3.26% 行粒數(shù)減少了 6.45% （表4）。除6S2M外，其余的2行玉米間作多行大豆的處理玉米邊行的穗長、穗粗、禿尖長、穗行數(shù)較3行玉米間作多行大豆的玉米邊行分別增加了 3.01% ！1.09%.84.62%.3.62% ，行粒數(shù)減少了 2.59% 。6S2M的玉米邊行與其他配置的玉米邊行相比，其穗長、穗粗、穗行數(shù)最小，禿尖長最長。玉米從邊行到中間行果穗的穗長、穗粗、行粒數(shù)呈降低趨勢，禿尖長及穗行數(shù)呈增加趨勢。

3討論

大豆玉米帶狀復(fù)合種植系統(tǒng)中，由于光分布的不均質(zhì)，各行大豆的受光條件不同，各行大豆的產(chǎn)量不同[13-15]。隨著大豆行數(shù)的增加，大豆的主莖莢數(shù)、主莖粒數(shù)逐漸增加，產(chǎn)量逐漸增加[8，16-18]，另外，增加大豆行數(shù)，其株高降低，莖粗增加，分枝數(shù)和節(jié)數(shù)增加，單株莢數(shù)增多[19-20]。但前人研究缺乏對(duì)不同配置各行大豆形態(tài)和產(chǎn)量的定量研究。該研究發(fā)現(xiàn)，大豆產(chǎn)量表現(xiàn)為大豆邊行（邊行1、邊行2）lt;大豆中間行，原因是大豆邊行距離玉米行近，受到的遮陰嚴(yán)重，形態(tài)受到的影響較大，產(chǎn)量較低；中間行的大豆遮陰較輕，大豆受光環(huán)境較好，形態(tài)受到的影響較小，產(chǎn)量較邊行高。因此，各間作配置中，6行大豆配置的平均大豆株高、底莢高、最低分枝高最高，莖粗最大，且產(chǎn)量最高。

不同大豆玉米復(fù)合種植模式各行玉米的產(chǎn)量和形態(tài)有所區(qū)別[2I-22]。由于2行玉米均具有邊際效應(yīng)，2行玉米間作多行大豆的配置玉米產(chǎn)量（除6S2M）大于3行玉米邊行玉米產(chǎn)量，且與單作玉米的產(chǎn)量差異不顯著。而6S2M處理的玉來由于植株株距過?。ǜ髋渲弥陻?shù)均與單作一致為前提），單株對(duì)單位面積的資源競爭加劇，因此生長受到抑制，邊際優(yōu)勢減弱，導(dǎo)致玉米產(chǎn)量降低。在3行玉米的配置中，玉米產(chǎn)量邊行大于中間行，原因是邊行玉來有邊際效應(yīng)，增加玉米行數(shù)，中間行玉米喪失了邊際效應(yīng)，最終導(dǎo)致產(chǎn)量降低。

4結(jié)論

間作大豆產(chǎn)量表現(xiàn)為6行大豆的間作配置 gt;4 行大豆的間作配置 gt;2 行大豆的間作配置。6行大豆間作多行玉米的處理中，大豆中間行的分枝莢數(shù)、分枝粒數(shù)、主莖粒數(shù)較大豆邊行1（最邊行）增加 51.60%.50.09%.28.92% ，大豆中間行產(chǎn)量 gt; 大豆邊行 gt; 大豆邊行 。4行大豆間作多行玉米的處理中，大豆中間行的主莖莢數(shù)、主莖粒數(shù)較邊行平均增加44.57%，35.61% ，大豆中間行產(chǎn)量（ gt; 大豆邊行 ）。間作玉米產(chǎn)量表現(xiàn)：2行玉米配置（除2S6M外）的玉米邊行產(chǎn)量（ 行玉米配置邊行產(chǎn)量（ 行玉米配置中間行產(chǎn)量 。

所有配置中，4S2M（4行大豆間作2行玉米）能夠最好地協(xié)調(diào)玉米和大豆各行的產(chǎn)量，該配置的土地當(dāng)量比最高（1.44），經(jīng)濟(jì)效益（27960.00元 ）最高，是生產(chǎn)推薦的配置。

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