晉中盆地不同玉米—大豆間作模式下作物產量研究

王靜 蘇東濤 李娜娜

摘要? ? 為探究不同玉米—大豆間作模式對晉中盆地玉米及大豆產量的影響，本試驗采用單因素隨機區組試驗設計，設置大豐30—汾豆78、大豐26—汾豆78、華美468—汾豆78、福盛源1號—汾豆78等4個間作模式，測定玉米穗部性狀、玉米產量、大豆莢部性狀、大豆產量以及玉米和大豆的干物質。結果表明，在晉中盆地采用華美468—汾豆78和福盛源1號—汾豆78等2種間作模式有利于玉米產量的提升，而采用大豐30—汾豆78間作模式則有利于大豆產量的提升。

關鍵詞? ? 玉米;大豆;間作;產量;晉中盆地

中圖分類號? ? S5-33;S513;S565.1? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2020）21-0005-03? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

0006）

耕地資源與糧食產量問題是當前國內外眾多科學家及公眾關注的焦點問題之一[1-4]，如何有效緩解該問題至關重要。隨著全球人口逐年增加而耕地面積不斷減少[5]，間作這種在時間和空間上能更有效地利用一種或多種資源的種植方式被廣泛應用[6]。間作系統中，豆科和禾本科作物間作是傳統農業中應用最為廣泛的一個組合[7]，同時玉米是晉中盆地的主要糧食作物，也是該區重要的飼料和工業原料。加快當地玉米生產發展，保障其有效供給，已成為穩定該區糧食生產的迫切任務之一[8]。大豆作為我國重要的糧油作物之一，也是獲得植物蛋白的重要來源[9]。有研究表明，玉米和大豆的農藝性狀及產量受不同品種間作模式影響較大[9]。冷志杰等[10]通過對數學模型的研究指出，大豆、玉米間作既有競爭現象又有互利現象，可通過改變玉米和大豆的品種實現增產、增收的效果。眾多研究表明，產量的形成與干物質積累量密切相關[11]。干物質的積累能影響作物的生長發育狀況，不同間作模式能夠影響作物的干物質積累，進而影響作物產量[12]。目前，國內外關于不同玉米—大豆間作模式下產量及干物質的研究很多，但關于晉中盆地不同玉米—大豆間作模式下產量及干物質的影響鮮有報道。本研究對不同玉米—大豆間作模式下玉米產量、大豆產量以及玉米干物質和大豆干物質等指標進行系統分析，以期為該地區玉米及大豆的高效優質栽培提供參考。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 試驗地概況

本試驗于2019年度在山西省孝義市東盤糧村（東經111°21′～111°56′，北緯36°56′～37°18′）進行，氣候隸屬于溫帶季風性氣候，平均海拔750 m，年平均溫度10.1 ℃，年降雨量472.6 mm，雨季主要集中于7—9月，以小量降水居多。全年太陽日照時數平均為2 640.7 h，輻射總量為616.18 kJ/cm2，年平均無霜期195 d，年平均蒸發量為1 957.8 mm，屬典型的黃土高原旱作農業區。供試土壤為黏土，肥力較差，耕層土壤有機質含量14.6 g/kg、全氮0.42 g/kg、速效氮70.8 mg/kg、速效磷11.3 mg/kg、速效鉀126.2 mg/kg，pH值7.89。

1.2? ? 試驗材料

玉米品種選用大豐30、大豐26、華美468、福盛源1號，均為山西省農業科學院經濟作物研究所選育，屬強抗旱、高抗旱品種，緊湊型株型;大豆品種選用汾豆78，為山西省農業科學院經濟作物研究所選育，株型收斂，無限結莢習性品種。

1.3? ? 試驗設計

本試驗采用單因素隨機區組試驗設計，設置4種玉米—大豆間作模式，分別為大豐30—汾豆78（CS1）、大豐26—汾豆78（CS2）、華美468—汾豆78（CS3）、福盛源1號—汾豆78（CS4）。3次重復，共12個小區，小區面積為0.667 hm2，壟寬65 cm。間作玉米種植密度均為8.25萬株/hm2，行距為50 cm;間作大豆種植密度均為18萬株/hm2，行距為40 cm，帶型配比為1∶1，南北走向種植，均于當年10月初進行收獲。所有試驗田管理措施與傳統種植方式一樣，均進行機械種植和病蟲草害管理，肥料施用量（折純量）為純N 240 kg/hm2、P2O5 150 kg/hm2、K2O 225 kg/hm2。

1.4? ? 測定內容及方法

1.4.1? ? 玉米穗部性狀。在玉米成熟期，各小區玉米品種選取10株進行室內考種，測量穗長、穗重、穗粒數、穗粒重、禿尖長度、穗粗、穗軸粗、穗軸重和百粒重。

1.4.2? ? 大豆莢部性狀。在大豆成熟期，各小區大豆選取10株進行室內考種，測量單株莢數、無效莢、1粒莢、2粒莢、3粒莢、4粒莢、單株粒數、粒莢比和百粒重。

1.4.3? ? 玉米及大豆干物質。在玉米及大豆成熟期，每個小區隨機取代表性植株5株，所有樣品均在105 ℃下殺青20 min，然后在80 ℃下烘干至恒重，測定干物質量。

1.4.4? ? 玉米及大豆產量測定。玉米及大豆成熟期時，各小區取6 m2脫粒稱重測產，質量記為M。采用PM-8188NEW谷物水分測定儀測定收獲時玉米及大豆含水量。計算公式如下：

產量（kg/hm2）=

1.5? ? 統計分析

本文采用SPSS 16.0進行單因素方差分析（One-Way ANOVA），用最小顯著差異（LSD）法進行多重比較（顯著水平為P<0.05），各指標的相關性采用person相關分析，并采用Microsoft Excel 2016制作圖表。

2? ? 結果與分析

2.1? ? 不同間作模式對玉米穗部性狀的影響

由表1可知，處理CS4玉米穗長分別較處理CS1、CS2顯著增加了7.71%和6.92%;對于玉米穗重和玉米穗粒重，處理CS2顯著低于處理CS1、CS3、CS4，處理CS1、CS3、CS4之間無顯著差異;處理CS4玉米穗軸粗顯著低于處理CS1、CS2、CS3，處理CS1、CS2、CS3之間無顯著差異;處理CS1穗軸重顯著高于處理CS2、CS3、CS4，處理CS2、CS3、CS4之間無顯著差異;不同間作模式下玉米百粒重表現為處理CS1>處理CS4>處理CS3>處理CS2;對于玉米穗粒數、玉米禿尖長度和玉米穗粗，4種間作模式均不存在顯著差異。

2.2? ? 不同間作模式對大豆莢部性狀的影響

由表2可知，處理CS1大豆單株莢數顯著高于處理CS2、CS3、CS4。處理CS2大豆無效莢顯著高于處理CS4。對于大豆1粒莢，處理CS2顯著高于處理CS1、CS3、CS4;對于大豆2粒莢，處理CS1顯著高于處理CS2;對于大豆3粒莢、4粒莢和單株粒數，處理CS1顯著高于處理CS2、CS3、CS4。處理CS2豆莢比顯著低于處理CS1、CS3、CS4，處理CS1、CS3、CS4之間無顯著差異。對于大豆百粒重，4種間作模式之間均不存在顯著差異。

2.3? ? 不同間作模式對籽粒產量及干物質的影響

由表3可知，不同間作模式下玉米產量表現為處理CS4>處理CS3>處理CS1>處理CS2，其中處理CS4、CS3顯著高于處理CS1、CS2，而4種不同間作模式之間玉米干物質無顯著差異。不同間作模式下大豆產量表現為處理CS1>處理CS3>處理CS4>處理CS2，大豆干物質為處理CS1顯著高于處理CS3。

2.4? ? 不同間作模式下玉米穗部性狀與產量的相關性

由表4可知，玉米的產量與其穗長、穗粗、穗粒數、穗粒重、穗重和百粒重之間呈極顯著正相關，與穗軸重呈顯著正相關，與穗軸粗和禿尖長度不存在顯著相關。

2.5? ? 不同間作模式下大豆莢部性狀與產量之間的相關性

由表5可知，大豆產量與單株莢數、1粒莢、2粒莢、3粒莢、單株粒數和豆莢比呈極顯著正相關。

3? ? 結論與討論

適合的玉米間作品種直接關系到單位種植面積下的高產穩產，間作對于玉米及大豆的產量和農藝性狀有很大影響，這些影響程度因品種的不同而具有很大差異[13]。本研究結果表明，不同間作模式下，同一大豆品種與不同玉米品種間作之間，在單株莢數、無效莢、1粒莢、2粒莢、3粒莢、4粒莢、單株粒數和豆莢比8個農藝性狀上均存在顯著差異;不同玉米品種和同一大豆品種間作，在穗長、穗重、穗粒重、穗軸粗、穗軸重和百粒重6個農藝性狀上均存在顯著性差異。這與前人研究結果相似[9，14]。本研究表明，玉米產量最高的為福盛源1號—汾豆78種植模式，該種植模式下玉米穗長、穗重和穗粒重均顯著高于其他處理，而玉米穗軸粗和穗軸重均顯著低于其他處理。大豐30—汾豆78種植模式雖然玉米百粒重顯著高于其他處理，但其較短的玉米穗長導致其產量不高。說明良好的玉米穗部性狀是玉米高產的原因之一。提高大豆單株莢數和單株粒數是提高大豆產量的原因之一[15]。大豆產量最高的大豐30—汾豆78種植模式的單株莢數和單株粒數顯著高于其他處理。干物質積累能夠反映出作物的生長發育狀況并且也可以影響到作物的產量[12]。不同玉米—大豆間作模式下玉米干物質無顯著差異，而大豐30—汾豆78種植模式下的大豆干物質顯著高于華美468—汾豆78種植模式，這與大豆產量表現一致，其原因可能是大豆生育后期營養物質主要運輸到大豆莢部，大豆莢部的干物質占比較大，所以大豆的干物質和大豆的產量差異性表現一致。

綜上所述，晉中盆地華美468—汾豆78和福盛源1號—汾豆78等2種間作種植模式通過提高玉米穗長、穗重和穗粒重進而提高了玉米產量，而大豐30—汾豆78間作種植模式是通過提高大豆單株莢數、單株粒數和大豆干物質進而提高大豆產量。

4? ? 參考文獻

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基金項目? ?國家“十二五”農村領域國家科技計劃課題（2015 BAD22B03-2）;山西省農科院農業科技創新課題（YCX2018408）。

作者簡介? ?王靜（1979—），男，山西陽城人，碩士，副研究員，從事土地資源管理與農業資源利用研究工作。

收稿日期? ?2020-06-23