王曉維，楊文亭，繆建群，徐健程，萬(wàn)進(jìn)榮，聶亞平，黃國(guó)勤,*

(1. 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)生態(tài)科學(xué)研究中心， 南昌 330045；2. 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)作物生理生態(tài)與遺傳育種教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南昌 330045； 3. 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院, 南昌 330045)

玉米-大豆間作和施氮對(duì)玉米產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀的影響

王曉維1,2,3，楊文亭1,2,3，繆建群1,2,3，徐健程1,2,3，萬(wàn)進(jìn)榮1,2,3，聶亞平1,2,3，黃國(guó)勤1,2,3,*

(1. 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)生態(tài)科學(xué)研究中心， 南昌 330045；2. 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)作物生理生態(tài)與遺傳育種教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南昌 330045； 3. 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院, 南昌 330045)

為研究玉米-大豆間作模式和施氮水平對(duì)玉米產(chǎn)量、主要農(nóng)藝性狀及生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)的影響，進(jìn)行2個(gè)種植模式(玉米單作和玉米-大豆間作)和2個(gè)施氮水平(0 kg/hm2，150 kg/hm2)的雙因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)，以期揭示施氮和間作對(duì)玉米產(chǎn)量的影響規(guī)律，為提高玉米-大豆間作系統(tǒng)產(chǎn)量提供一定的理論依據(jù)。研究結(jié)果表明：(1)與不施氮相比，施氮顯著增加了春秋兩季間作玉米產(chǎn)量，分別達(dá)到23.81%和40.99%。施氮處理下的間作玉米地上部生物量較不施氮提高了29.91%，單作模式下顯著提高了40.34%，兩者差異均達(dá)到顯著水平。(2)與不施氮相比，施氮150 kg/hm2條件下春玉米單作和間作模式百粒重分別提高了18.92%和19.23%，秋玉米單作和間作模式百粒重分別提高了31.03%和32.75%，差異均達(dá)到顯著水平。與不施氮相比，施氮150 kg/hm2條件下，單作和間作模式均顯著提高秋玉米穗長(zhǎng)。與不施氮相比，施氮150 kg/hm2條件下，單作秋玉米的穗粗提高了18.67%，差異顯著。(3)施氮和間作均能促進(jìn)玉米干物質(zhì)累積、提高株高和葉綠素(SPAD值)，且表現(xiàn)為施氮效果高于間作效果?？傮w來(lái)看，種植模式和施氮水平對(duì)玉米產(chǎn)量、主要農(nóng)藝性狀和生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)均有一定影響，且施氮效果優(yōu)于間作效果。由于土壤具有一定的供氮能力，而間作豆科能為玉米供給一定量的氮素，故對(duì)于春玉米而言，施氮效果僅在百粒重中表現(xiàn)，隨著土壤原有氮素被玉米吸收利用減少后，供氮能力下降，在秋玉米中施氮效果顯著提高。

間作；施氮；產(chǎn)量；農(nóng)藝性狀；玉米

氮素是植物生長(zhǎng)最基本的元素之一，參與植物重要的生理和代謝活動(dòng)[1]。施用氮肥是維持作物產(chǎn)量和品質(zhì)的重要措施之一。而中國(guó)每年約消耗全球30%的氮肥[2]，而且施氮施用量不斷上升，從1989年到2002年13年間，氮肥施用量增加了84%，糧食產(chǎn)量只提高了12%[3]，氮肥利用效率卻降低了7.5%[4]，大量氮素以地表徑流，氨揮發(fā)、淋溶等形式流失，進(jìn)而帶來(lái)一系列如水體富營(yíng)養(yǎng)化等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題[5- 7]。在保證作物產(chǎn)量穩(wěn)定的情況下，通過(guò)間作來(lái)減少氮肥施用成為當(dāng)今農(nóng)業(yè)領(lǐng)域研究熱點(diǎn)之一。

禾本科和豆科間作，不僅可以利用豆科作物共生根瘤固氮，同時(shí)又能向禾本科植物轉(zhuǎn)移氮素，提高了禾本科植物對(duì)氮素的吸收利用效率，同時(shí)通過(guò)間作競(jìng)爭(zhēng)，禾本科植物吸收了較多的氮素，減低了土壤中氮含量，緩解了氮素對(duì)固氮酶活性的影響，增加了豆科植物的固氮效率[8- 10]。前人已對(duì)禾本科和豆科種植模式進(jìn)行了篩選，如蠶豆間作玉米[11- 15]，蠶豆間作大麥[16]，蠶豆間作小麥[17]，豌豆間作小麥[18]等，這些研究均表明，間作促進(jìn)了禾本科作物對(duì)氮素的吸收利用效率，同時(shí)提高了土地利用效率和作物總體產(chǎn)量。本文通過(guò)研究種植模式和施氮水平對(duì)玉米產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成要素和生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)指標(biāo)的影響，以期揭示施氮和間作對(duì)玉米產(chǎn)量的影響規(guī)律，為玉米科學(xué)施用氮肥，提高玉米產(chǎn)量提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣地概況

本試驗(yàn)于2013年在江西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)科技園紅壤旱地(115°55′E,28°46′N)中進(jìn)行。該樣地處南亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，年平均溫度16.6℃，日平均溫度≥10℃積溫達(dá)5532.6℃，無(wú)霜期約為272 d，年降水量為1600mm。土壤為第四紀(jì)紅色黏土發(fā)育的紅壤。試驗(yàn)前均耕實(shí)驗(yàn)小區(qū)后，耕作層土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分為有機(jī)質(zhì)28.67 g/kg，全氮1.13 g/kg，堿解氮106.25 mg/kg，有效磷101. 83 mg/kg，速效鉀152.75 mg/kg，pH值4.5。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)材料

玉米品種,春季為贛新白糯二號(hào)，秋季為中糯103。

大豆品種為臺(tái)灣292。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)分兩季，于2013年4月—10月進(jìn)行。采用雙因素(施氮水平、種植模式)試驗(yàn)，兩種施氮水平，兩種玉米種植模式，共設(shè)4個(gè)處理(表1)。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，小區(qū)長(zhǎng)為5.5 m，寬為6 m，面積為33 m2。單作玉米行距為60 cm，株距30 cm，每小區(qū)種植10行，每行種植18穴，每穴定植1株。玉米-大豆間作中，玉米采用寬窄行種植，窄行玉米行距為40 cm，株距30 cm，每行種植玉米數(shù)與單作相同。寬行中間種植3行大豆，大豆行距為30 cm，株距20 cm，每行種植25穴，每穴在苗期定植2株。每小區(qū)種植玉米8行，大豆9行。

表1 玉米-大豆田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)

田間試驗(yàn)于4月1日播種春玉米， 4月9日播種春大豆，于6月25日收獲。8月1日播種秋玉米，8月14日移栽，同天播種大豆，10月28日收獲。兩季玉米施氮處理均在播種前施底肥N 30kg/hm2、P 375 kg/hm2、K 67.5 kg/hm2，分別在玉米拔節(jié)期和抽雄期分別追施N 45 kg/hm2和75 kg/hm2，K67.5 kg/hm2和90 kg/hm2，所有肥料均施于玉米行中。不施氮肥處理僅不施尿素，其他施肥量和施肥時(shí)間與施氮處理一致。試驗(yàn)其他栽培管理措施與當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)一致，試驗(yàn)作物生育期內(nèi)的氣候數(shù)據(jù)見(jiàn)圖 1 所示，試驗(yàn)種植一季收獲后土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分見(jiàn)表2所示。

圖1 試驗(yàn)作物生育期內(nèi)的月降雨量和平均氣溫Fig.1 Monthly rainfall and mean air temperature of the growing season of the experimentation

處理全氮Totalnitrogen/(g/kg)堿解氮Alkalinehydrolysisnitrogen/(mg/kg)有效磷Effectivephosphorus/(mg/kg)速效鉀Availablepotassium/(mg/kg)CSN01.7394.4174.26223.92CSN11.7290.0158.85171.40MCN01.7287.5867.39181.63MCN11.7392.4563.78167.31

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 干物質(zhì)的測(cè)定

于苗期、拔節(jié)期、抽雄期、成熟期每小區(qū)隨機(jī)取3株長(zhǎng)勢(shì)相近玉米樣品，于105℃殺青30 min，經(jīng)80℃烘干至恒重，測(cè)定干物質(zhì)積累量，以平均值計(jì)數(shù)。

1.3.2 株高和葉綠素含量

于苗期、拔節(jié)期、抽雄期、成熟期每小區(qū)隨機(jī)選5株長(zhǎng)勢(shì)相近玉米，測(cè)量其基部到植株頂端的高度即為株高。同期用手持式葉綠素測(cè)定儀(SPAD- 520)進(jìn)行葉片SPAD值測(cè)定。其中苗期和拔節(jié)期測(cè)定上位葉即最新完全展開葉，抽雄期開始測(cè)定穗位葉。各時(shí)期均選取葉片中部，避開葉脈，沿葉脈左右各測(cè)3點(diǎn)，以平均值計(jì)數(shù)。

1.3.3 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素

在玉米成熟期統(tǒng)計(jì)各處理小區(qū)全部株數(shù)，測(cè)定玉米的穗位高。隨機(jī)取10穗進(jìn)行室內(nèi)考種，測(cè)定穗長(zhǎng)、穗粗、禿尖長(zhǎng)度、穗粒數(shù)、百粒重、單穗鮮重等指標(biāo)，各處理收獲后稱取鮮食玉米作為其產(chǎn)量。

1.3.4 數(shù)據(jù)處理

用Excel 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析及相關(guān)性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植模式和施氮水平對(duì)玉米產(chǎn)量的影響

從表3可以看出，春季，間作條件下，不施氮和施氮處理玉米產(chǎn)量較單作分別顯著下降了27.29%和16.52%，但施氮較不施氮產(chǎn)量顯著增加了23.81%，但施氮對(duì)單作玉米產(chǎn)量增加效果并不顯著。秋季，間作條件下，不施氮和施氮處理玉米產(chǎn)量較單作分別顯著下降了23. 69%和24. 91%，且施氮較不施氮產(chǎn)量顯著增加了40. 99%?？傮w來(lái)看，通過(guò)雙因素方差分析可知，春季間作對(duì)玉米產(chǎn)量具有極顯著的增產(chǎn)作用，而施氮對(duì)春季玉米產(chǎn)量的影響則未達(dá)到顯著水平，可能與土壤本身具有一定供氮能力有關(guān)。秋季間作對(duì)玉米產(chǎn)量具有顯著的增產(chǎn)作用，而施氮對(duì)玉米產(chǎn)量的增加作用則達(dá)到極顯著水平。

表3 不同種植模式和施氮水平對(duì)玉米產(chǎn)量的影響

Table 3 The Corn yield under different cropping patterns and nitrogen rates

處理Treatments玉米產(chǎn)量Mazieyield/(t/hm2)春季Spring秋季AutumnCSN08.53±0.48c7.42±0.44cCSN110.56±0.65b10.46±1.09bMCN011.73±0.81ab9.72±0.32bcMCN112.65±0.61a13.92±1.24a雙因素方差分析Two-factorvarianceanalysis(F)氮水平Nlevel5.15017.392**種植模式Croppingpattern16.579**11.304*

數(shù)值為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤；同列數(shù)字后的不同小寫字母表示利用Duncan檢驗(yàn)有顯著差異(P<0.05)，*表示顯著差異(P<0.05),**表示極顯著差異(P<0.01)

2.2 不同種植模式和施氮水平對(duì)玉米產(chǎn)量構(gòu)成要素的影響

作物種植方式和施氮水平對(duì)作物產(chǎn)量的影響可以通過(guò)對(duì)作物產(chǎn)量構(gòu)成要素的影響表現(xiàn)出來(lái)。從表4可以看出，對(duì)于春玉米而言，在不施氮條件下，間作玉米穗位高、穗長(zhǎng)、穗粗、穗粒數(shù)、百粒重、禿尖長(zhǎng)和單穗鮮重均高于單作玉米，但未達(dá)到顯著水平(P>0.05)。在施氮條件下，間作玉米穗位高、百粒重、禿尖長(zhǎng)和單穗鮮重均高于單作玉米，但亦未達(dá)到顯著水平(P>0.05)。無(wú)論單作還是間作玉米，除禿尖長(zhǎng)外，施氮處理的玉米穗位高、穗長(zhǎng)、穗粗、穗粒數(shù)、百粒重、禿尖長(zhǎng)和單穗鮮重均高于不施氮處理，且具有相同的變化趨勢(shì)，但未達(dá)到顯著水平(P>0.05)。綜合上述，施氮肥和間作對(duì)春玉米產(chǎn)量構(gòu)成要素影響均為達(dá)到顯著水平。

表4 不同種植模式和施氮水平對(duì)春玉米產(chǎn)量構(gòu)成要素的影響

同行數(shù)字后的不同小寫字母表示利用Duncan檢驗(yàn)有顯著差異,施氮和間作效應(yīng)比較采用獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)(P<0 05)

從表5可以看出，對(duì)于秋玉米而言，4個(gè)處理之間秋玉米的穗位高和禿尖長(zhǎng)均無(wú)顯著差異(P>0.05)，但施氮處理玉米的穗位高均高于不施氮處理，禿尖長(zhǎng)均低于不施氮處理。而不施氮條件下，單作玉米穗位高較間作玉米有所增加，而施氮條件下，則表現(xiàn)為間作玉米穗位高高于單作玉米。無(wú)論是施氮處理和不施氮處理間作玉米禿尖長(zhǎng)均高于單作玉米。在施氮條件下，與不施氮處理相比，秋玉米的穗長(zhǎng)、穗粗、穗粒數(shù)、百粒重和單穗鮮重均顯著增加，說(shuō)明施氮肥能顯著促進(jìn)玉米產(chǎn)量的增長(zhǎng)，且施氮對(duì)穗粗、穗粒重、百粒重、單株穗數(shù)增加具有極顯著的影響。而不同的種植模式對(duì)玉米穗粗、穗粒重、百粒重、單株穗數(shù)均無(wú)顯著的影響。但不同的種植模式下，施氮處理與不施氮處理之間產(chǎn)量構(gòu)成要素的影響并不一致，其中間作模式下，除百粒重外，穗長(zhǎng)、穗粗、穗粒數(shù)和單穗鮮重施氮處理和不施氮處理之間均無(wú)顯著差異，說(shuō)明玉米-大豆間作中大豆通過(guò)共生根瘤菌固氮作用能為玉米生長(zhǎng)提供一定氮素，從而在一定程度上維持玉米產(chǎn)量。而單作模式下，除穗位高和禿尖長(zhǎng)外，施氮處理的玉米穗長(zhǎng)、穗粗、穗粒數(shù)、百粒重和單穗鮮重均顯著高于不施氮處理。

表5 不同種植模式和施氮水平對(duì)秋玉米產(chǎn)量構(gòu)成要素的影響

2.3 不同種植模式和施氮水平對(duì)玉米干物質(zhì)累積量的影響

圖2 不同種植模式和施氮水平對(duì)春玉米干物質(zhì)累積量的影響Fig.2 Effect of different cropping patterns and nitrogen rates on spring corn dry matter accumulation

由于單作和間作玉米種植密度不一，故以玉米單株干物質(zhì)累積量來(lái)探討施氮和間作對(duì)玉米干物質(zhì)累積量的影響。從圖2和圖3中可以看出，春秋兩季玉米生長(zhǎng)均呈現(xiàn)出隨著生育期的推移，玉米干物質(zhì)累積量逐漸增加的趨勢(shì)，春季玉米干物質(zhì)累積量增長(zhǎng)最快的時(shí)期是從拔節(jié)期到抽雄期，而秋季玉米干物質(zhì)累積量增長(zhǎng)最快的時(shí)期則是從抽雄期到成熟期之間，可能與秋季種植期降雨量明顯少于春季有關(guān)。成熟期前各處理間干物質(zhì)累積量均無(wú)顯著差異。成熟期時(shí)，春秋兩季玉米干物質(zhì)累積特性均表現(xiàn)為間作高于單作，施氮高于不施氮。在施氮條件下，春秋兩季玉米成熟期間作干物質(zhì)累積量比單作干物質(zhì)累積量分別增加15.73%和5.54%，其中春季差異達(dá)到顯著水平。在不施氮條件下，春秋兩季成熟期玉米間作干物質(zhì)累積量比單作干物質(zhì)累積量分別增加13.26%和14.01%，但差異未達(dá)到顯著水平。說(shuō)明對(duì)玉米干物質(zhì)累積量而言，施氮和間作均能促進(jìn)玉米干物質(zhì)量的累積，且施氮對(duì)玉米干物質(zhì)累積量的增加效應(yīng)高于間作處理。

圖3 不同種植模式和施氮水平對(duì)秋玉米干物質(zhì)累積量的影響Fig.3 Effect of different cropping patterns and nitrogen rates on autumn corn dry matter accumulation

2.4 不同種植模式和施氮水平對(duì)玉米株高的影響

從圖4和圖5中可以看出，春秋兩季各處理間玉米株高均隨著生育期的推進(jìn)不斷增加，從三葉期到拔節(jié)期株高迅速增加，其后趨于穩(wěn)定增長(zhǎng)，且兩季玉米變化規(guī)律一致。成熟期時(shí)，各處理株高從高到底依次為：CSN1>MCN1>CSN0>MCN0，但各處理間差異未達(dá)到顯著水平。成熟期時(shí)，在施氮條件下，與單作相比，春秋兩季玉米間作株高比單作株高分別增加0.31%和6.77%，不施氮條件下，春秋兩季玉米間作株高比單作株高分別增加1.18%和1.86%。在間作模式下，春秋兩季玉米施氮處理株高比不施氮株高分別增加9.60%和10.82%，在單作模式下，春秋兩季玉米施氮處理株高比不施氮株高分別增加10.56%和5.72%，綜合來(lái)看，就玉米株高而言，施氮對(duì)株高的共享要顯著大于間作。

圖4 不同種植模式和施氮水平對(duì)春玉米株高的影響Fig.4 Effect of different cropping patterns and nitrogen rates on srping corn stem length

圖5 不同種植模式和施氮水平對(duì)秋玉米株高的影響Fig.5 Effect of different cropping patterns and nitrogen rates on autumn corn stem length

2.5 不同種植模式和施氮水平對(duì)玉米葉綠素(SPAD值)的影響

從圖6和圖7中可以看出，春秋兩季各處理間玉米葉綠素SPAD值均從苗期至抽雄期隨著時(shí)間的推移逐漸增加，到抽雄期達(dá)到最大，之后逐漸降低，可能由于氮素主要集中在葉片等營(yíng)養(yǎng)器官中，玉米的SPAD值較高；抽雄期后，玉米從營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)過(guò)渡，氮素由葉片等營(yíng)養(yǎng)器官轉(zhuǎn)移到籽粒等生殖器官中，導(dǎo)致葉片的SPAD值下降。且相同種植模式下，均表現(xiàn)為施氮處理SPAD值高于不施氮處理。春季自拔節(jié)期起，施氮處理SPAD值均顯著高于不施氮處理，而間作與單作間SPAD值差異不顯著。秋季，亦均有相同的趨勢(shì)，但僅在成熟期，單作不施氮SPAD值顯著低于施氮處理，抽雄期前，其他處理間均未表現(xiàn)出顯著差異。綜合來(lái)看，就玉米SPAD值而言，施氮的相對(duì)貢獻(xiàn)效果要明顯高于間作。

圖6 不同種植模式和施氮水平對(duì)春玉米SPAD值的影響Fig.6 Effect of different cropping patterns and nitrogen rates on spring corn SPAD values

圖7 不同種植模式和施氮水平對(duì)秋玉米SPAD值的影響 Fig.7 Effect of different cropping patterns and nitrogen rates on autumn corn SPAD values

3 討論

氮素作為農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中重要的營(yíng)養(yǎng)元素，近年來(lái)由于過(guò)量投入，導(dǎo)致面源污染問(wèn)題出現(xiàn)，Zhang等[19]研究表明農(nóng)田氮素盈余大于20%即會(huì)對(duì)環(huán)境造成潛在威脅。而豆科和禾本科間作系統(tǒng)中，豆科作物通過(guò)共生根瘤菌固氮作用，能向禾本科植物轉(zhuǎn)移一定的氮素從而提高了禾本科植物的氮素吸收效率[20]，雖然間作玉米產(chǎn)量會(huì)有所下降，但合計(jì)大豆產(chǎn)量，間作系統(tǒng)較單作具有明顯的產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)[21]，同時(shí)通過(guò)與豆科作物間作亦能通過(guò)豆科作物自身根瘤固氮，減少氮肥施用，從而氮素流失的風(fēng)險(xiǎn)，提高氮肥的利用效率。從研究結(jié)果來(lái)看，相同的施氮條件下，試驗(yàn)研究的間作系統(tǒng)中產(chǎn)量均低于單作產(chǎn)量，一方面受到種植密度所限，另一方面受氮肥施用與否的調(diào)控，且氮肥對(duì)間作系統(tǒng)的增產(chǎn)效應(yīng)明顯，與Justes[22]研究結(jié)果一致。同時(shí)春季由于土壤為多年種植土壤，本身能為玉米生長(zhǎng)提供一定量的氮素，故施氮水平對(duì)玉米產(chǎn)量的影響效果未達(dá)到顯著水平，隨著植株收獲將吸收的氮素帶離土壤，故秋季種植時(shí)，土壤氮素出現(xiàn)一定量的虧損，因而施氮對(duì)產(chǎn)量的促進(jìn)作用顯著。

從春季各處理間產(chǎn)量構(gòu)成要素均未出現(xiàn)顯著差異，可能由于土壤具有一定的供氮能力，雖然未施氮肥，但土壤的氮素尚能維持春玉米的生長(zhǎng)，故施氮與不施氮間無(wú)明顯差異。而秋季，由于上茬玉米對(duì)土壤氮素的消耗，故秋季施氮處理顯著增加了玉米的穗長(zhǎng)、穗粗、百粒重和單穗鮮重等產(chǎn)量構(gòu)成要素指標(biāo)。

從干物質(zhì)累積量、株高和葉綠素含量3個(gè)玉米生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)指標(biāo)來(lái)看，施氮和間作均能促進(jìn)干物質(zhì)累積、株高和葉綠素的提高，其中施氮處理對(duì)三者的相對(duì)貢獻(xiàn)率要高于間作，由于本試驗(yàn)設(shè)置施氮水平為0和150kg/hm2，相差量巨大，不施氮處理僅靠土壤原有氮素供給及大豆根瘤固氮，而施氮150kg/hm2，則是滿足作物生長(zhǎng)要求的最低值，故將較間作僅是大豆固定的氮量相比，施氮150kg/hm2的氮供給的要明顯大于大豆根瘤固氮量。

4 結(jié)論

與單作相比，玉米和大豆間作能夠更好地利用自然資源，具有一定的間作優(yōu)勢(shì)，施氮和間作均能提高玉米的產(chǎn)量，但施氮的相對(duì)貢獻(xiàn)效果要高于間作。施氮肥和間作對(duì)春玉米產(chǎn)量構(gòu)成要素影響均未達(dá)到顯著水平，但顯著增加了秋玉米的百粒重，同時(shí)施氮增加了單作秋玉米穗長(zhǎng)、穗粗、穗粒數(shù)、百粒重和單穗鮮重。施氮和間作均能增加玉米干物質(zhì)累積量、株高和葉綠素含量，但施氮的相對(duì)貢獻(xiàn)效果要高于間作。

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Effects of maize-soybean intercropping and nitrogen fertilizer on yield and agronomic traits of maize

WANG Xiaowei1,2,3, YANG Wenting1,2,3, MIAO Jianqun1,2,3, XU Jiancheng1,2,3, WAN Jinrong1,2,3, NIE Yaping1,2,3, HUANG Guoqin1,2,3,*

1ResearchCenterofEcologicalSciences,JiangxiAgriculturalUniversity,Nanchang330045,China2KeyLaboratoryofCropPhysiology,EcologyandGeneticBreeding,MinistryofEducation,JiangxiAgriculturalUniversity,Nanchang330045,China3CollegeofAgronnomy,JiangxiAgriculturalUniversity,Nanchang330045,China

Intercropping, with 1000-year history in Chinese agriculture, is still widespread in modern Chinese agriculture. The environmental resources, such as light, water and mineral nutrients, might be used more efficiently in intercropping than in monoculture by crops, which resulted in greater yield. The interaction among crops in intercropping might help the usage of environmental resources by crops. One of the vital roles of legumes played in cropping systems is their ability to fix nitrogen from air. However, Species of Leguminosae are known as weaker competitors to species of Gramineae. Theconcentration of soil inorganic N following legumes was often higher than that following cereal crops. To study the effects of maize-soybean intercropping and nitrogen levels on corn yield, main agronomic characters and growth dynamic, we conducted a double-factor randomized block experiment of two planting patterns (corn monoculture and maize-soybean intercropping) and two nitrogen levels (0 kg/hm2, 150 kg/hm2). The results showed that: cropping patterns and nitrogen levels had no significant effect on the yield of spring maize; the yield of monoculture maize in autumn with N application (150 kg/hm2) was significantly higher than the other three treatments. Comparing to no nitrogen treatment, hundred-grain weight with N 150 kg/hm2increased by 18.92% and 19.23% respectively in the mode of spring maize monoculture and intercropping. In the mode of autumn maize monoculture and intercropping, hundred-grain weight of the treatment with N 150 kg/hm2was significant higher than those of no nitrogen treatments, increased by 31.03% and 32.75% respectively. There was no significant difference in maize hundred-grain weight between intercropping and monoculture under the same N application. There was no significant difference of ear length among the treatments of spring maize. Comparing to no nitrogen treatment, the ear length of autumn maize in the treatment with N 150 kg/hm2in monoculture and intercropping patterns were both significantly improved. On the aspect of ear width, there was no significant difference between the treatments of spring maize; whilte autumn maize monoculture increased by 18.67% under N 150 kg/hm2comparing to N 0 kg/hm2. However, intercropping had no significant difference in autumn maize. On the aspect of spike grain number, there was no significant difference between the treatments of spring maize; while autumn maize grain number was significantly higher than the other three under monoculture and N 150 kg/hm2. Nitrogen and intercropping both could improve SPAD value and plant height of maize, and promote the maize dry matter accumulation, while there was no significant difference among the treatments. Overall, cropping patterns and nitrogen levels had effects on maize yield, main agronomic characters and growth dynamic. The effects of intercropping were less than nitrogen level, because soil and Leguminosae had a certain capacity of supplying nitrogen for maize. The effects of nitrogen application on spring maize were only presented in the hundred-grain weight. As the nitrogen in soil was absorbed by maize, the nitrogen supporting from soil decreased, leading to the significantly effects of nitrogen application in the autumn maize.

agronomic properties; intercropping; maize; nitrogen fertilization; yield

國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(U1033004)；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31360108)

2014- 05- 09;

2014- 08- 11

10.5846/stxb201405090927

*通訊作者Corresponding author.E-mail: hgqjxnc@sina.com

王曉維，楊文亭，繆建群，徐健程，萬(wàn)進(jìn)榮，聶亞平，黃國(guó)勤.玉米-大豆間作和施氮對(duì)玉米產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀的影響.生態(tài)學(xué)報(bào),2014,34(18):5275- 5282.

Wang X W, Yang W T, Miao J Q, Xu J C, Wan J R, Nie Y P, Huang G Q.Effects of maize-soybean intercropping and nitrogen fertilizer on yield and agronomic traits of maize.Acta Ecologica Sinica,2014,34(18):5275- 5282.