摘要：【目的】研究適當(dāng)推遲大豆播種時(shí)間對(duì)棉花-大豆間作系統(tǒng)生產(chǎn)力的影響?！痉椒ā坑?022年和2023年在山東省臨清市開展大田試驗(yàn)，設(shè)置棉花單作（CM）、早播大豆單作（ESM）、晚播大豆單作（LSM）、棉花與早播大豆間作（C||ES）和棉花與晚播大豆間作（C||LS）共5個(gè)處理，比較研究了不同處理的植株農(nóng)藝性狀、葉面積指數(shù)、群體光合速率、作物產(chǎn)量、收獲指數(shù)和土地當(dāng)量比（land equivalent ratio， LER）等指標(biāo)?！窘Y(jié)果】間作利于減少吐絮期棉花單株?duì)€鈴數(shù)。與CM和C||ES處理相比，盛鈴期和吐絮期C||LS處理的棉花葉面積指數(shù)顯著提高，盛蕾期、盛花期和盛鈴期C||LS處理的平均群體光合速率顯著增大。C||LS處理的籽棉產(chǎn)量比CM處理顯著提高11.8%～13.5%，其中邊行籽棉產(chǎn)量顯著提高21.4%～23.5%；比C||ES處理顯著提高6.4%～9.4%，其中邊行的籽棉產(chǎn)量顯著提高12.9%～14.8%。C||LS處理的棉花生物產(chǎn)量比CM和C||ES處理分別提高14.6%～18.1%和8.1%～8.6%，其中邊行棉花生物產(chǎn)量分別提高22.9%～31.3%和11.9%～21.2%。不同處理間棉花的收獲指數(shù)無顯著差異。不同處理的大豆產(chǎn)量表現(xiàn)為C||ES＞C||LS＞ESM＞LSM。早播大豆的生物產(chǎn)量高于晚播大豆。C||LS處理的大豆收獲指數(shù)最大。C||LS處理的LER比C||ES處理顯著提高4.8%?！窘Y(jié)論】適當(dāng)推遲大豆播種期能夠緩解棉花-大豆間作系統(tǒng)中大豆對(duì)棉花的競(jìng)爭(zhēng)，進(jìn)而提高棉花-大豆間作系統(tǒng)的生產(chǎn)力。

關(guān)鍵詞：棉花；大豆；間作；播期；土地生產(chǎn)力；種間競(jìng)爭(zhēng)；產(chǎn)量

Delayed sowing of soybean improved productivity of the cotton-soybean intercropping system

Ding Kedong1#， Li Rui2， 3#， Lü Qingqing1#， Zhang Yanjun2， Li Zhenhuai2， Xu Shizhen2， Zhang Dongmei2， Dai Jianlong2， Li Cundong1*， Dong Hezhong1， 2*

（1. College of Agronomy， Hebei Agricultural University， Baoding， Hebei 071001， China; 2. Institute of Industrial Crops， Shandong Academy of Agricultural Sciences， Jinan 250100， China; 3. Talent Training School of Wucheng County， Shandong， Dezhou， Shandong 253300， China）

Abstract： [Objective] This study aims to investigate the effect of proper postponement of soybean sowing on the productivity of cotton-soybean intercropping system. [Methods] Field experiments were conducted in Linqing City， Shandong Province in 2022 and 2023， and five treatments were set up： cotton monoculture （CM）， early-sown soybean monoculture （ESM）， late-sown soybean monoculture （LSM）， cotton intercropped with early-sown soybean （C||ES）， and cotton intercropped with late-sown soybean （C||LS）. Various agronomic traits， leaf area index （LAI）， canopy photosynthetic rate （CAP）， crop yield， harvest index， and land equivalent ratio （LER） were compared among the treatments. [Results] Intercropping is beneficial to reduce the number of rotten bolls per cotton plant at the boll-opening stage. Compared with CM and C||ES treatments， cotton LAI of C||LS at the peak boll-setting stage and boll-opening stage were significantly increased， and the average CAP of cotton under C||LS treatment at the peak squaring stage， peak flowering stage， and peak boll-setting stage were significantly increased. Compared with CM， seed cotton yield of C||LS treatment significantly increased by 11.8%-13.5%， and significantly increased by 21.4%-23.5% in the border row. Compared with C||ES treatment， seed cotton yield of C||LS treatment showed a significant increase of 6.4%-9.4%， with a significant increase of 12.9%-14.8% in the border row. Compared with CM and C||ES treatments， the biological yield of C||LS treatment was increased by 14.6%-18.1% and 8.1%-8.6%， respectively; with an increase of 22.9%-31.3% and 11.9%-21.2% in the border row， respectively. There was no significant difference in harvest index among different treatments. Soybean yield under different treatments was as follows： C||ES gt; C||LS gt; ESM gt; LSM. The biological yield of early sowing soybean was higher than that of late sowing soybean. The soybean harvest index of C||LS treatment was the highest. The LER of C||LS treatment was significantly increased by 4.8% compared with that of C||ES treatment. [Conclusion] Properly delaying the sowing date of soybean can alleviate soybean' competition with cotton in the intercropping system， thereby enhancing the overall productivity of the cotton-soybean intercropping system.

Keywords： cotton; soybean; intercropping; sowing date; land productivity; interspecific competition; yield

棉花作為全球重要的天然纖維作物，不僅是紡織工業(yè)的主要原料，也是重要的植物油和蛋白來源[1]，棉花秸稈還可以用作培養(yǎng)大球蓋菇等菌菇的基質(zhì)[2-3]，因此棉花產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。然而，隨著糧棉油爭(zhēng)地問題的日益突出，近年來棉花的種植面積明顯下降。目前黃河流域和長江流域的棉花種植面積已大幅縮減，生產(chǎn)規(guī)模不斷萎縮[4]。大豆是重要的糧油兼用作物，是人類優(yōu)質(zhì)蛋白的重要來源[5]。近年來，面對(duì)國內(nèi)玉米、水稻等優(yōu)勢(shì)作物的競(jìng)爭(zhēng)，農(nóng)民種植大豆的積極性下降，同時(shí)我國大豆高度依賴進(jìn)口，面對(duì)當(dāng)前世界的復(fù)雜局面，擴(kuò)大大豆種植面積，提高大豆自給率已經(jīng)迫在眉睫[6-7]。棉花、大豆間作是緩解作物爭(zhēng)地矛盾[8]、擴(kuò)大棉花和大豆種植面積的有效途徑之一。研究表明，與單作相比，間作可以提高土地生產(chǎn)力，節(jié)省16%～29%的土地和19%～36%的氮磷肥[9]，還可以緩解病蟲危害[10-11]，改善土壤環(huán)境。棉花與豆科作物間作不僅可以提高2種作物的產(chǎn)量，而且在很大程度上能緩解棉花與油料作物的爭(zhēng)地矛盾[12-14]。

在間作系統(tǒng)中，作物共生期的長短影響種間競(jìng)爭(zhēng)力。研究表明，相對(duì)較短的共生期能通過降低物種之間的競(jìng)爭(zhēng)并增加補(bǔ)償效應(yīng)來提高間作體系的凈產(chǎn)量優(yōu)勢(shì)[15]。共生期越長，時(shí)間生態(tài)位差異（temporal niche difference， TND）越小[16]。而土地當(dāng)量比（land equivalent ratio， LER）和凈效應(yīng)會(huì)隨著TND的增大而增加[17-18]。在間作系統(tǒng)中調(diào)整作物播種時(shí)間，可以改變2種作物的共生期，進(jìn)而緩解種間競(jìng)爭(zhēng)。目前，關(guān)于棉花和大豆間作共生期的研究報(bào)道還比較少。因此，本研究在山東省臨清市開展大田試驗(yàn)，從推遲大豆播期、改變2種作物共生期的角度出發(fā)，對(duì)不同間作和單作種植模式下棉花的農(nóng)藝性狀、棉花和大豆的葉面積指數(shù)（leaf area index， LAI）、群體光合速率、產(chǎn)量性狀等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定分析，為棉花和大豆間作模式在當(dāng)?shù)丶邦愃粕鷳B(tài)區(qū)的推廣應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

大田試驗(yàn)于2022年和2023年在山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院臨清試驗(yàn)站（36°8′17″N，115°1′32″E）進(jìn)行。試驗(yàn)地為砂壤土，前茬作物為棉花。2022年春季播種前0～20 cm土層土壤容重為1.42 g·cm－3，pH為7.4，含有機(jī)質(zhì)13.28 g·kg－1、堿解氮42.37 mg·kg－1、有效磷18.72 mg·kg－1、速效鉀143.95 mg·kg－1。2022年和2023年，試驗(yàn)區(qū)4－10月的降水量和溫度情況見附圖1。2022年的降水量集中在7月和10月，2023年的降水量集中在7月和8月，2年的溫度差異不大。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

共設(shè)置5個(gè)處理：棉花單作（CM）、早播大豆單作（ESM）、晚播大豆單作（LSM）、棉花與早播大豆間作（C||ES）、棉花與晚播大豆間作（C||LS）。

CM：采用76 cm等行距種植，穴播，穴距19 cm，每穴5～8粒，地膜覆蓋。2葉期定苗，每穴留1株，棉花密度為70 000株·hm－2。

ESM和LSM：采用條播，行距45 cm，株距13～14 cm，密度為150 000株·hm－2。

C||ES和C||LS：采用4-5式間作模式（4行棉花5行大豆）。棉花采用76 cm等行距種植，地膜覆蓋，幅寬3.04 m；大豆采用45 cm等行距種植，幅寬2.25 m，棉花大豆間距60.5 cm（附圖2）。間作棉花和間作大豆與單作的株距和密度（皆按實(shí)際占地面積計(jì)算）相同。

供試棉花材料為中熟品種K836，大豆品種為春豆1號(hào)。2022年：棉花于4月22日播種，先后于9月15日、9月30號(hào)和10月20日收獲；5月4日早播大豆播種，9月10日收獲；5月25日晚播大豆播種，9月25日收獲。2023年：棉花于4月26日播種，9月17日第1次收獲，9月30日第2次收獲，10月20日第3次收獲；5月5日早播大豆播種，9月12日收獲；5月28日晚播大豆播種，9月25日收獲。試驗(yàn)田為南北方向種植，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，每個(gè)小區(qū)面積為68.9 m2（13 m×5.3 m）。

棉花在盛蕾期施復(fù)合肥（N、P2O5、K2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為15%，下同）1 050 kg·hm－2，之后不再施肥。現(xiàn)蕾后去葉枝，7月15日（盛花期）打頂。病蟲草害防治、灌溉等按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)棉田管理。大豆在播種前施復(fù)合肥600 kg·hm－2作基肥，之后不再追肥。大豆初花期噴施5%烯效唑（根據(jù)大豆的長勢(shì)調(diào)整用量）進(jìn)行化學(xué)調(diào)控防倒伏，其他管理同當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)大田。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目和方法

1.3.1 農(nóng)藝性狀。棉花的開花期、結(jié)鈴期和吐絮期，分別在每個(gè)小區(qū)植棉區(qū)的邊行（外側(cè)2行）、內(nèi)行（內(nèi)側(cè)2行）選取10～20株棉花，調(diào)查農(nóng)藝性狀。開花期測(cè)定棉花的株高，調(diào)查單株果枝數(shù)；結(jié)鈴期調(diào)查單株果枝數(shù)、成鈴（棉鈴直徑≥2 cm，下同）數(shù)、幼鈴（棉鈴直徑＜2 cm，下同）數(shù)；吐絮期，調(diào)查單株成鈴數(shù)、幼鈴數(shù)、爛鈴數(shù)和吐絮鈴數(shù)。

1.3.2 LAI和群體光合速率。在棉花的開花期、盛鈴期和吐絮期，大豆的開花期、結(jié)莢期和鼓粒期，每個(gè)小區(qū)選取3株長勢(shì)一致且具有代表性的植株，將葉片剪下用LI-3000葉面積儀（美國LI-COR公司）測(cè)定葉面積，然后根據(jù)單株葉面積與密度計(jì)算LAI。

在棉花的盛蕾期、盛花期、盛鈴期，大豆的開花期、結(jié)莢期和鼓粒期，挑選晴朗、無云、無風(fēng)的天氣，用LI-6400便攜式光合測(cè)定儀（美國LI-COR公司）與密閉式同化箱法測(cè)定棉花和大豆的群體光合速率。同化箱的體積根據(jù)不同生育時(shí)期的株高來確定，同時(shí)在箱體內(nèi)安裝2個(gè)風(fēng)扇用于流通氣體，箱體外部使用透明的塑料薄膜（質(zhì)地較硬）進(jìn)行封閉處理。在每個(gè)小區(qū)的邊行和內(nèi)行均隨機(jī)選取3株棉花（4株大豆）于同化箱中，用土將塑料薄膜四周填埋壓實(shí)，形成1個(gè)密閉空間，在塑料薄膜對(duì)應(yīng)面的上下分別插入儀器的氣體導(dǎo)管，箱體內(nèi)的CO2氣體含量穩(wěn)定下降后開始測(cè)定，測(cè)量時(shí)間為3 min，儀器每5 s會(huì)自動(dòng)獲得1個(gè)數(shù)據(jù)。利用所得數(shù)據(jù)按照以下公式計(jì)算群體光合速率[19-23]：

CAP＝×（1）

式中，CAP（canopy apparent photosynthesis， μmol·m－2·s－1）用來指代群體光合速率；V、S分別為同化箱的體積（m3）和底面積（m2），Pa為同化室內(nèi)大氣壓（kPa），R為理想氣體常數(shù)（8.3×10－3 m3·KPa·mol－1·K－1），T0為同化箱內(nèi)的初始溫度（℃），？鄣c/？鄣t為同化箱內(nèi)的CO2含量隨時(shí)間變化的斜率。

1.3.3 產(chǎn)量性狀。收獲前，每個(gè)小區(qū)用繩子圈出6.67 m2的樣點(diǎn)（包括4行棉花或5行大豆）用于計(jì)產(chǎn)。分別收獲邊行（外側(cè)2行）、內(nèi)行（中間2行或中間3行）的棉花和大豆。

棉花分3次收獲，在第1次收獲前調(diào)查每個(gè)樣點(diǎn)中所有的棉鈴數(shù)，計(jì)算單位面積鈴數(shù)，將每次收獲的籽棉晾曬后稱量，根據(jù)3次產(chǎn)量之和計(jì)算籽棉產(chǎn)量。每次收獲時(shí)每小區(qū)隨機(jī)采收50個(gè)棉鈴（上部棉鈴15個(gè)、中部棉鈴20個(gè)、下部棉鈴15個(gè)），混合裝袋，曬干后測(cè)定鈴重；然后軋花，計(jì)算衣分。棉花收獲后，在邊行和內(nèi)行分別拔出10株棉花，曬干后稱量得到棉柴產(chǎn)量，計(jì)算生物產(chǎn)量（棉柴產(chǎn)量＋籽棉產(chǎn)量）和收獲指數(shù)（籽棉產(chǎn)量/生物產(chǎn)量）。

大豆一次性收獲（每行單收），計(jì)算大豆籽粒的產(chǎn)量。同時(shí)隨機(jī)選取10 株，調(diào)查結(jié)莢數(shù)、每莢粒數(shù)和百粒重，根據(jù)結(jié)莢數(shù)和密度計(jì)算大豆莢密度；將大豆連根拔起自然風(fēng)干后測(cè)定秸稈產(chǎn)量，計(jì)算生物產(chǎn)量（大豆秸稈產(chǎn)量＋籽粒產(chǎn)量）和收獲指數(shù)（籽粒產(chǎn)量/生物產(chǎn)量）。

1.3.4 LER。LER表示間作條件下單位面積土地的生產(chǎn)力相較于單作的優(yōu)勢(shì)[13]。其計(jì)算公式為：

Pc＝Y(jié)ic/Ymc（2）

Ps＝Y(jié)is/Yms（3）

LER＝Pc＋Ps（4）

式中，Pc（partial land equivalent ratio of cotton）、Ps（partial land equivalent ratio of soybean）分別表示棉花、大豆的偏土地當(dāng)量比，Yic（yield of intercropping cotton）和Ymc（yield of monoculture cotton）分別表示間作棉花的產(chǎn)量和單作棉花的產(chǎn)量；Yis（yield of intercropping soybean）和Yms（yield of monoculture soybean）分別表示間作大豆的產(chǎn)量和單作大豆的產(chǎn)量。LER＞1表示間作的生產(chǎn)力大于單作，LER數(shù)值越高表示間作的單位面積土地生產(chǎn)力越強(qiáng)。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

使用Microsoft Excel 2016和IBM SPSS Statistics 26對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，采用鄧肯氏新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)棉花農(nóng)藝性狀的影響

開花期：2022年和2023年，C||LS處理的邊行株高顯著高于C||ES處理的邊行和內(nèi)行株高，CM處理的株高顯著高于C||ES處理的邊行株高，C||ES處理內(nèi)行、C||LS處理內(nèi)行及CM處理間的株高差異均不顯著。2022年C||LS處理的邊行、內(nèi)行單株果枝數(shù)一致，均顯著高于C||ES處理的邊行、內(nèi)行和CM處理，2023年各處理間的單株果枝數(shù)無顯著差異（表1）。

結(jié)鈴期：2022年，CM處理的單株果枝數(shù)顯著高于C||ES處理的邊行，2023年各處理間的單株果枝數(shù)無顯著差異。2022年和2023年，C||LS處理的邊行、內(nèi)行單株成鈴數(shù)顯著高于CM處理和C||ES處理的邊行，C||ES處理的邊行、內(nèi)行單株成鈴數(shù)與CM處理無顯著差異；各處理間的單株幼鈴數(shù)均無顯著差異（表1）。

吐絮期：2022年，各處理的單株成鈴數(shù)、幼鈴數(shù)、爛鈴數(shù)和吐絮鈴數(shù)均無顯著差異。2023年，C||LS處理的邊行單株成鈴數(shù)顯著高于CM處理，CM處理的單株?duì)€鈴數(shù)顯著高于C||LS處理的邊行、內(nèi)行，各處理的單株幼鈴數(shù)和單株吐絮鈴數(shù)均無顯著差異（表1）。

2.2 不同處理對(duì)棉花和大豆LAI的影響

隨著生育進(jìn)程推進(jìn)，棉花和大豆的LAI均呈現(xiàn)先升高后降低趨勢(shì)（圖1）。棉花LAI在盛鈴期達(dá)到最大值。2022年和2023年棉花開花期，CM處理的LAI顯著高于C||ES和C||LS處理；棉花盛鈴期及吐絮期，C||LS處理的LAI顯著高于C||ES和CM處理，CM、C||ES處理的LAI無顯著差異（圖1A～B）。

大豆的LAI在結(jié)莢期達(dá)到最大值。2022年和2023年，大豆開花期，ESM處理的LAI顯著高于C||ES、C||LS和LSM處理，C||ES處理的LAI顯著高于C||LS和LSM處理。大豆結(jié)莢期，C||LS和LSM處理的LAI顯著低于C||ES、ESM處理，C||ES處理的LAI與ESM處理無顯著差異，C||LS處理的LAI與LSM處理無顯著差異。大豆鼓粒期，C||ES處理的LAI顯著高于ESM處理，C||LS處理的LAI顯著高于LSM處理，C||ES和C||LS處理的LAI無顯著差異，ESM和LSM處理的LAI無顯著差異（圖1C～D）。

2.3 不同處理對(duì)棉花、大豆群體光合速率的影響

2022年和2023年棉花盛蕾期，C||LS處理的棉花CAP（包括邊行、內(nèi)行及其平均）顯著高于C||ES和CM處理，而C||ES和CM處理間無顯著差異。2022年棉花盛花期，C||LS處理的CAP（邊行、內(nèi)行、平均）顯著高于C||ES和CM處理，C||ES處理的邊行CAP顯著高于CM處理，但二者的內(nèi)行及平均CAP無顯著差異。2023年棉花盛花期，C||LS處理的CAP（內(nèi)行、平均）顯著高于C||ES和CM處理，C||LS處理的邊行CAP顯著高于CM處理，與C||ES處理無顯著差異；C||ES處理的CAP平均與CM處理無顯著差異，但其內(nèi)行的CAP顯著低于CM處理，邊行的CAP顯著高于CM處理。2022年和2023年棉花盛鈴期，CAP達(dá)到最大值，與C||ES處理相比，C||LS處理的平均CAP分別顯著提高19.2%和36.6%，其中邊行分別顯著提高26.3%和22.7%，內(nèi)行分別提高10.7%和55.9%（P＜0.05）；與CM處理相比，C||LS處理的平均CAP分別顯著提高26.9%和38.3%，其中邊行分別顯著提高44.5%和44.2%，內(nèi)行分別提高8.3%和32.3%（P＜0.05）；除2023年C||ES處理的內(nèi)行CAP顯著低于CM處理外，C||ES和CM處理的CAP（包括邊行、內(nèi)行及其平均）無顯著差異（表2）。

2022年和2023年大豆開花期，C||ES處理的CAP（邊行、平均）顯著高于C||LS、ESM和LSM處理，ESM處理的平均CAP顯著高于C||LS和LSM處理；2022年C||LS處理的CAP（邊行、平均）顯著高于LSM處理，2023年C||LS處理的CAP（邊行、內(nèi)行、平均）與LSM處理無顯著差異。2022年和2023年大豆結(jié)莢期，C||ES處理的CAP（邊行、內(nèi)行、平均）顯著高于C||LS和LSM處理，ESM處理的CAP（邊行、內(nèi)行、平均）顯著高于LSM處理，C||LS處理的CAP（邊行、內(nèi)行、平均）與LSM處理無顯著差異。大豆鼓粒期CAP達(dá)到最大值，與C||ES處理相比，2022年和2023年C||LS處理的平均CAP分別顯著下降26.0%和21.1%，其中邊行分別顯著下降23.6%和25.1%，內(nèi)行分別下降28.9%（P＜0.05）和15.6%；LSM處理的平均CAP分別比ESM處理顯著下降22.2%和25.8%。2022年和2023年大豆結(jié)莢期和鼓粒期，同一播期下間作大豆的平均CAP與單作大豆無顯著差異（表3）。

2.4 不同處理對(duì)土地生產(chǎn)力的影響

2.4.1 棉花、大豆產(chǎn)量性狀。2022年和2023年，與CM處理相比，C||ES處理的平均籽棉產(chǎn)量分別提高5.1%（P＜0.05）和3.8%，其中邊行的籽棉產(chǎn)量均顯著提高7.5%，內(nèi)行的籽棉產(chǎn)量無顯著差異；C||LS處理的平均籽棉產(chǎn)量分別顯著提高11.8%和13.5%，其中邊行籽棉產(chǎn)量分別顯著提高21.4%和23.5%，內(nèi)行之間沒有顯著差異。2022年和2023年，C||LS處理的平均籽棉產(chǎn)量較C||ES處理分別顯著提高6.4%和9.4%，其中邊行籽棉產(chǎn)量分別顯著提高12.9%和14.8%，內(nèi)行籽棉產(chǎn)量沒有顯著差異。2022年和2023年，C||ES處理的棉鈴密度分別比CM處理增加14.4%（P＜0.05）和4.8%；C||LS處理的棉鈴密度分別比CM處理顯著增加20.8%和11.8%；C||LS處理的棉鈴密度分別較C||ES處理增加5.6%和6.6%，但差異不顯著。2022年和2023年不同處理間的鈴重和衣分均無顯著差異（表4）。

2022年和2023年，與ESM處理相比，C||ES處理的平均大豆產(chǎn)量分別提高4.9%（P＜0.05）和4.2%，其中邊行大豆產(chǎn)量均顯著提高8.0%，內(nèi)行沒有顯著差異；與LSM處理相比，C||LS處理的大豆平均產(chǎn)量分別顯著提高6.7%和5.9%，其中邊行分別顯著提高8.3%和7.4%，內(nèi)行分別提高5.0%和4.4%，但差異不顯著。2022年和2023年，LSM處理的大豆平均產(chǎn)量分別比ESM處理顯著降低5.8%和4.5%；C||LS處理的大豆平均產(chǎn)量比C||ES處理分別降低4.2%（P＜0.05）和2.9%，其中邊行產(chǎn)量分別顯著下降5.5%和5.0%，內(nèi)行產(chǎn)量無顯著差異（表5）。

2022年，ESM處理的大豆百粒重顯著高于LSM處理，C||ES、C||LS和LSM處理的大豆百粒重?zé)o顯著差異；2023年，ESM處理的大豆百粒重顯著高于C||ES、C||LS和LSM處理，C||ES、C||LS和LSM處理之間無顯著差異。2022年和2023年，與ESM處理相比，C||ES處理的大豆每莢粒數(shù)分別顯著下降20.5%和10.0%，LSM處理的大豆每莢粒數(shù)分別增加9.8%和12.6%（P＜0.05）；與C||LS處理相比，C||ES處理的大豆每莢粒數(shù)分別降低2.9%和10.0%（P＜0.05），LSM處理的大豆每莢粒數(shù)分別顯著增加34.2%和12.6%。2022年和2023年，與ESM處理相比，C||ES處理的大豆莢密度分別顯著增加33.8%和25.2%，LSM處理的大豆莢密度分別顯著降低11.4%和8.0%；與LSM處理相比，C||LS處理的大豆莢密度分別顯著增加41.1%和18.9%；C||LS處理的大豆莢密度分別比C||ES處理降低6.6%和12.7%（P＜0.05）（表5）。

2.4.2 生物產(chǎn)量和收獲指數(shù)。2022年和2023年，與CM處理相比，C||ES處理的棉花平均生物產(chǎn)量分別提高6.0%和8.8%，其中邊行分別提高9.9%和8.3%，內(nèi)行分別提高2.1%和9.2%；C||LS處理的棉花平均生物產(chǎn)量分別提高14.6%和18.1%，其中邊行生物產(chǎn)量分別提高22.9%和31.3%（P＜0.05），內(nèi)行棉花生物產(chǎn)量分別增加6.2%和5.0%。與C||ES處理相比，C||LS處理的棉花平均生物產(chǎn)量分別提高8.1%和8.6%，其中邊行分別提高11.9%和21.2%，內(nèi)行分別增加4.1%和降低3.8%。不同處理間棉花內(nèi)行及平均生物產(chǎn)量均無顯著差異。2022年和2023年，C||ES、C||LS和CM處理的棉花收獲指數(shù)無顯著差異（表6）。

同一播期下，間作大豆的生物產(chǎn)量（邊行、內(nèi)行、平均）和單作無顯著差異。與ESM處理相比，2022年和2023年LSM處理的平均生物產(chǎn)量分別顯著下降14.7%和13.5%；與C||ES處理相比，2022年和2023年C||LS處理的平均大豆生物產(chǎn)量分別降低14.6%和15.6%（P＜0.05），其中邊行分別下降16.0%（P＜0.05）和10.5%，內(nèi)行分別下降13.0%和21.1%（P＜0.05）。2022年和2023年，C||ES與ESM處理的收獲指數(shù)無顯著差異；C||LS處理的收獲指數(shù)分別較LSM處理提高5.6%和6.0%（P＜0.05）。與C||ES處理相比，C||LS處理的收獲指數(shù)分別提高12.1%和15.1%（P＜0.05）（表7）。

2.4.3 LER。2022年和2023年，C||ES和C||LS處理的LER均大于1，可見棉花大豆間作具有一定的優(yōu)勢(shì)。與C||ES處理相比，C||LS處理的棉花偏土地當(dāng)量比分別顯著提高6.5%和9.9%，C||LS處理的大豆偏土地當(dāng)量比差異不顯著。C||LS處理的LER較C||ES處理均顯著提高4.8%（表8）。因此大豆播期推遲提高了土地利用效率和間作優(yōu)勢(shì)。

3 討論

3.1 大豆晚播提高了棉花大豆間作系統(tǒng)中棉花的群體光合能力

株高可以在一定程度上反映棉花的生長狀況，本研究發(fā)現(xiàn)2022年和2023年開花期，C||LS處理的邊行棉花株高顯著高于C||ES處理的邊行和內(nèi)行棉花株高，表明大豆晚播緩解了棉花-大豆間作系統(tǒng)中大豆對(duì)棉花的競(jìng)爭(zhēng)；吐絮期，間作模式下棉花的單株?duì)€鈴數(shù)低于棉花單作種植模式，這與呂晴晴等[8]研究得出的間作輪作可以改善棉花冠層結(jié)構(gòu)，改善棉田通風(fēng)條件，從而減少爛鈴數(shù)的結(jié)果相符。

棉花的生長發(fā)育依賴葉片的光合作用，LAI是衡量棉花群體光合能力的重要指標(biāo)之一[24-26]。前人研究指出，棉花與適宜作物間作可以提高間作系統(tǒng)中棉花單株的葉面積和LAI[12]，進(jìn)而改善棉花的光合能力。本研究發(fā)現(xiàn)，2022年和2023年棉花的LAI和群體光合速率均在盛鈴期達(dá)到最大，這與崔愛花等[27]的研究結(jié)果相同，同時(shí)也符合董合忠等[28]提出的優(yōu)化成鈴栽培理論。此外，2022年和2023年盛鈴期，C||LS處理的棉花LAI和平均CAP均顯著高于C||ES處理，表明間作系統(tǒng)中大豆晚播縮短了2種作物的共生期，可以顯著提高棉花群體的光合能力。

3.2 大豆晚播提高了棉花大豆間作系統(tǒng)的生產(chǎn)力

前人研究表明，棉田間作可以提高籽棉產(chǎn)量[12， 29-31]。棉花與豆科作物間作時(shí)，棉花-花生間作系統(tǒng)的效果要優(yōu)于棉花-大豆間作系統(tǒng)[12]。本試驗(yàn)嘗試通過大豆晚播來緩解間作系統(tǒng)中大豆與棉花的競(jìng)爭(zhēng)，發(fā)現(xiàn)間作條件下棉花和大豆的產(chǎn)量均高于單作，且籽棉產(chǎn)量的提高主要是通過棉鈴密度的提高來實(shí)現(xiàn)的，這與何寧等[12]的研究結(jié)果相同。2022年和2023年，C||LS處理的平均籽棉產(chǎn)量比C||ES處理顯著提高6.4%～9.4%，其中邊行籽棉產(chǎn)量顯著提高12.9%～14.8%，說明早播大豆會(huì)影響棉花的生長發(fā)育，而晚播大豆能緩解棉花和大豆之間的競(jìng)爭(zhēng)；C||LS處理的平均大豆產(chǎn)量比C||ES處理下降 2.9%～4.2%，其中邊行產(chǎn)量顯著下降5.0%～5.5%。2022年和2023年，C||LS處理的LER較C||ES處理均顯著提高4.8%。因此，C||LS處理的單位面積土地生產(chǎn)力優(yōu)于C||ES處理，表明推遲大豆播期對(duì)整個(gè)間作系統(tǒng)是有利的，可優(yōu)化棉花-大豆間作模式。2022年和2023年C||LS、C||ES處理的平均棉花生物產(chǎn)量均高于CM處理，且C||LS處理的平均棉花生物產(chǎn)量比C||ES處理提高8.1%～8.6%，其中邊行棉花生物產(chǎn)量提高11.9%～21.2%。由此可見，大豆播期推遲縮短了棉花和大豆的共生期，改善了棉花-大豆間作系統(tǒng)中大豆對(duì)棉花的競(jìng)爭(zhēng)，其中對(duì)邊行棉花的改善效應(yīng)更明顯。

4 結(jié)論

棉花-大豆間作優(yōu)于棉花單作和大豆單作，提高了土地利用效率。棉花與晚播大豆間作改善了棉花生長情況，降低了單株?duì)€鈴數(shù)量，顯著提高棉花LAI、群體光合速率和籽棉產(chǎn)量，增加了生物產(chǎn)量。間作模式下，晚播大豆的產(chǎn)量和生物產(chǎn)量低于早播大豆，但棉花與晚播大豆間作的LER顯著高于棉花與早播大豆間作。因此，在棉花-大豆間作系統(tǒng)中，推遲大豆播種可以緩解棉花、大豆之間的競(jìng)爭(zhēng)，提高間作系統(tǒng)生產(chǎn)力。

附件：

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附圖1 2022年和2023年臨清市的溫度和降水量

Fig. S1 Temperature and precipitation of Linqing City in 2022 and 2023

附圖2 棉花和大豆的種植模式示意圖

Fig. S2 Diagram of cotton and soybean planting patterns

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（責(zé)任編輯：王小璐 責(zé)任校對(duì)：王國鑫）