大豆玉米帶狀種植模式對不同大豆品種產量和農藝性狀的影響

王金霞 常世豪 王朋磊 李金花 舒文濤 楊青春 張東輝 李瓊 張保亮 耿臻

（河南省周口市農業科學院，周口 466001）

間套作種植模式在我國農業生產中有著悠久的歷史，對中國農業可持續發展具有重要意義[1-2]。我國耕地面積有限，糧食需求不斷增多，采用間作可有效解決二者矛盾，保證糧食供應[3]。間作種植能有效地發揮光、肥、水、氣、熱等有限農業資源的生產潛力，特別是提高土壤養分的吸收利用效率[4-6]，能有效彌補單作的不足，減少病害，抑制雜草，實現農業高產高效[7-9]。禾豆間套作模式能充分利用豆科作物與根瘤菌共生固氮作用，改變土壤酶活性[10]，增強土壤肥力，減少禾本科的氮肥施用量[6]，改善農田生態環境；該模式是被農民廣泛接受的高效生態種植模式[11-12]。

帶狀復合種植是在傳統間套作的基礎上發展而來的[6]，選擇合適的作物進行帶狀種植能夠在提高土地利用率的同時達到增產目的[13]。大豆玉米帶狀種植不僅發揮了禾豆間套作模式的優點，而且由于大豆玉米的根系特點和株高差異，可以改善作物的光合作用和營養吸收，充分發揮玉米邊緣優 勢[14-16]。大豆玉米帶狀種植與單作玉米相比，玉米產量不變或略有減少，而大豆產量增加[5]，可有效提高大豆總產量，避免我國大豆過于依賴國外進口，解決大豆玉米爭地矛盾。大豆玉米帶狀種植在生產實踐中取得了很好的效果，我國在2022年開始大面積推廣該種植模式[13]。目前對大豆玉米帶狀種植的研究主要集中在對玉米的生物量積累[15]、對大豆玉米間作土壤微生態、光合作用、間作玉米密度、機械化、不同熟期大豆對間作影響[17-20]、大豆玉米間的互作及病蟲害的研究，而對適合進行間作的大豆品種研究較少。因此探討兩種大豆玉米帶狀種植模式對不同大豆品種（系）的農藝性狀的影響，可以為周口市在大豆玉米帶狀種植中選擇適宜模式和大豆品種提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料玉米品種為鄭單958；大豆品種（系）共9 個，分別為周豆33、安豆109、周豆34、周豆37、安豆203、周豆41、濮豆5136、周豆38、鄭1659。

1.2 試驗設計采用雙因素裂區試驗設計，主因素為間作模式：大豆4 行玉米2 行（S4M2）和大豆5行玉米2 行（S5M2），副因素為大豆品種。大豆、玉米行長均為6m，2 行玉米行間距40cm，大豆、玉米株距均為10cm；兩行大豆之間的距離為40cm，大豆、玉米間行距65cm；S4M2 模式每小區占地面積17.40m2，S5M2 模式每小區占地面積19.80m2；并在最后一品種后種植2 行玉米，試驗四周設置大豆作為保護行。在河南省周口市農業科學院許灣基地種植2 個重復，在河南省安陽市農業科學院試驗基地種植1 個重復。

1.3 考種大豆收獲期在每個小區中間2 行（3 行）的任1 行連續取10 株考種。成熟后每小區大豆、玉米全區收獲計產，最后計算折合產量。

1.4 數據處理數據處理采用WPS Office 軟件統計處理，計算經濟效益（經濟效益=間作玉米產量× 玉米市場價格+間作大豆產量×大豆市場價格）。數據分析用DPS8.5 軟件進行處理間差異顯著性分析和相關性分析。

2 結果與分析

2.1 兩種大豆玉米間作模式對作物產量的影響由圖1 可知，在S5M2 模式下，7 個大豆品種（系）的產量高于S4M2 模式；2 個品種濮豆5136 和周豆38 相反，在S4M2 模式下產量更高。周豆33、安豆109、周豆34、周豆37、安豆203、周豆41 在S5M2 模式的產量顯著高于S4M2 模式。安豆203在S5M2 種植模式下比S4M2 種植模式下產量顯著增加，增產幅度為49.96%。兩種種植模式下周豆37 產量均較高。與周豆37 間作時，S5M2 模式種植的玉米產量比S4M2 模式下的玉米產量顯著增加，增產幅度為26.67%。玉米在與周豆37、安豆203 間作時在S5M2 模式下的產量顯著高于S4M2模式。

圖1 不同帶狀種植模式下的大豆和玉米產量

由表1 數據可知，同一大豆品種（系）與玉米在不同帶狀種植模式下經濟效益有所不同。S4M2 間作模式下，濮豆5136 與玉米間作經濟效益值最高，為30995.61 元/hm2；S5M2 間 作模式下，安豆203與玉米間作經濟效益值最高，為30922.08 元/hm2。說明在S4M2 模式下選擇濮豆5136 品種合適，在S5M2 種植模式下選擇安豆203 最合適。周豆33、周豆37、安豆203 在S5M2 模式下種植的經濟效益值均顯著高于在S4M2 模式下的經濟效益值，說明這3 個品種更適合在S5M2 模式下栽培。安豆109、濮豆5136 在S4M2 模式下種植的經濟效益值均顯著高于在S5M2 模式下的經濟效益值，說明安豆109和濮豆5136 更適合在S4M2 模式下栽培。

表1 不同帶狀種植模式對經濟效益的影響 （元/hm2）

2.2 不同種植模式對大豆農藝性狀的影響由表2可知，與S4M2 種植模式相比，周豆33 在S5M2 種植模式下的單株粒重、單株粒數、有效莢數顯著增高，說明S5M2 模式下與產量相關性狀的增加最終導致周豆33 產量的提高；周豆33 底莢高在S5M2 模式下顯著降低。兩種種植模式下各品種（系）的無效莢數、有效分枝數、主莖節數、株高差異不顯著，說明有效分枝數、主莖節數、株高受本試驗種植模式的影響較小。濮豆5136 在S4M2 模式下種植時單株粒重、單株粒數、有效莢數顯著增加，周豆38 在S5M2 模式下種植時有效莢數顯著增加。

表2 不同帶狀種植模式間大豆農藝性狀的差異顯著性分析

2.3 大豆玉米帶狀種植模式下大豆各性狀間的相關分析由表3 可知，單株粒重與單株粒數、有效莢數、有效分枝數、主莖節數呈極顯著正相關，與底莢高呈極顯著負相關；單株粒數與主莖節數、有效分枝數、有效莢數呈極顯著正相關，與底莢高呈極顯著負相關；有效莢數與主莖節數、有效分枝數呈極顯著正相關，與底莢高呈極顯著負相關；有效分枝數與主莖節數呈極顯著正相關，與底莢高呈極顯著負相關；主莖節數與株高呈極顯著正相關。說明單株粒重、單株粒數、有效莢數、有效分枝數這些產量性狀能夠同時提高進而實現大豆的產量增長。

表3 大豆各性狀間的相關性分析

3 結論與討論

在我國耕地資源有限的情況下，帶狀種植在提高土地資源利用效率和作物產量方面具有十分重要的作用[8，13，17]。大豆玉米帶狀種植能夠實現高產量、高效率生產，使資源要素配置更合理。“大豆-玉米帶狀復合種植技術”是我國農業農村部主推的秋季作物種植模式之一，此模式可以擴大大豆種植面積、提高大豆產量。封亮等研究表明玉米大豆間作可以增加經濟效益，在大豆玉米行比為2∶2 間作時，玉米和大豆的群體產量得到顯著提高，在大豆玉米行比為4∶2 間作時生態效益更好[16-17]。本試驗結果表明兩種間作模式下大豆產量多存在顯著差異，其中周豆33、安豆109、周豆34、周豆37、安豆203、周豆41 在大豆增加1 行時產量顯著增加，這與前人研究結果相同[14]。帶狀種植方式更具優勢可能因為增加1 行減弱了玉米對大豆的庇蔭，可減緩大豆生長過程中的弱光脅迫[19]，提高了土壤中氮磷鉀等肥料的利用率[11-13]，更好地協調作物種間關系，合理優化了空間配比[16]。試驗結果顯示玉米在兩種模式下產量均有增產或減產情況，可能因為兩種模式下都已經充分發揮了玉米的邊行優勢[19]，大豆玉米間作提高了玉米對土壤中氮的利用率，使土壤中的微生物結構更合理[13-16]。本研究表明不同大豆品種與玉米間作時最適模式不同、經濟效益不同，為滿足糧食需求和提高經濟效益，S4M2 間作模式下應推廣濮豆5136 與玉米間作；S5M2 間作模式下應推廣安豆203 與玉米間作。前人研究結果表明施肥條件[4-5]、施肥種類[6]、與大豆間作的玉米株型、輪作制度、種植密度等也影響作物的產量和經濟效 益[12，14，16，20]，因此在推廣大豆玉米間作帶狀種植時應因地制宜合理選擇種植模式和品種。

對大豆農藝性狀相關性分析表明單株粒重與單株粒數、有效莢數、有效分枝數、主莖節數顯著正相關，這與前人研究結果一致[12]。兩種間作模式下有效分枝數、主莖節數、株高差異不顯著，可能是這些性狀受環境影響小，與大豆品系遺傳特性有關，可為大豆高產育種提供依據。本研究僅在兩種帶狀種植模式下對9 個大豆品種（系）的產量和農藝性狀進行初步研究，對于其他模式對帶狀種植的影響有待進一步分析。