高寒區氮添加對禾豆間作系統牧草和種子產量的影響
2023-12-31 00:00:00鮑根生張鵬馬祥賈志鋒劉文輝馬興赟
草地學報 2023年7期
摘要：禾豆間作是農作物增產和提高土地利用效率的經典種植方式，有關燕麥（Avena sativa）與豌豆（Pisum sativum）不同間作種植模式對飼草和種子產量影響的研究較少。本研究開展氮添加對燕麥與豌豆單播、同行混合及隔行間作三種植模式飼草和種子產量的影響。結果表明：（1）氮添加能增加單播、同行混合和隔行間作系統燕麥和豌豆的生物量，相同氮水平下，隔行間作系統生物量最高；同時，氮添加能提高單播、間作燕麥及單播豌豆種子產量。（2）隔行間作燕麥和豌豆的土地當量比高于同行混合間作模式。（3）同行混合和隔行間作燕麥的競爭系數顯著高于豌豆。由此可見，燕麥和豌豆隔行間作種植并適量氮素添加是實現高寒區人工草地增產提質的有效途徑。
關鍵詞：燕麥；豌豆；同行混合間作；隔行間作；種子產量；氮添加
中圖分類號：S789.7 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0435（2023）07-2210-10
Effect of Nitrogen Addition on Forage and Seed Yields of Intercropping System of Avena sativa and Pisum sativum in Alpine Regions
BAO Gen-sheng1，2*， ZHANG Peng1，3， MA Xiang1，2， JIA Zhi-feng1，2， LIU Wen-hui1，2， MA Xing-yun4
（1. Qinghai Academy of Animal Science and Veterinary Medicine， Xining， Qinghai Province 810016， China; 2. Key Laboratory of Superior Forage Germplasm in the Qinghai-Tibetan Plateau， Xining， Qinghai Province 810016， China; 3. Qinghai University， Xining， Qinghai Province 810003， China;4. Haibei Prefecture Grassland Station， Xihai， Qinghai Province 810299， China）
Abstract：Grass mixed intercropping with legume is considered the most important planting pattern in establishing artificial grasslands in alpine regions，and intercropping is a classical planting pattern to improve the crops productivity and land utilization efficiency of agricultural systems. However，the effect of mixed and intercropped planting patterns on seed yields of Avena sativa and Pisum sativum was unclear. Therefore，we conducted a field study to examine the effect of nitrogen addition on forage and seed yields of A. sativa and P. sativum with monocultured，mixed and alternate-row intercropped planting patterns. Our results showed that nitrogen addition significantly improved the above- and belowground biomass of monocultured A. sativa and P. sativum in mixed and alternate-row intercropped system. Both above- and belowground biomass of alternate-row intercropping system was highest under the same nitrogen addition level;by contrast，monocultured P. sativum was lowest. Similarly，nitrogen addition also significantly enhanced the seed yield of A. sativa;high nitrogen addition level has a positive effect on seed yields of monocultured P. sativum，and a negative effect was detected on seed yields of P. sativum in mixed and alternate-row intercropped system. There is no significant difference in seed yields of A. sativa among monocultured，mixed and alternate-row intercropped systems under low nitrogen addition level. Furthermore，eithor A. sativa or P. sativum partial and overall land equivalent ratio in alternate-row intercropped system was higher than mixed intercropped system，the nitrogen addition significantly enhanced partial land equivalent ratio of A. sativa while decreased it for P. sativum. In addition，competition ratio of A. sativa in mixed and alternate-row intercropped system were significantly stronger than P. sativum;nitrogen addition also enhanced the competition ratio of A. sativa，by contrast，competition ratio of P. sativum reduced. In conclusion，low nitrogen fertilizer had a positive role on improving productivity of A. sativa and P. sativum in mixed or alternate-row intercropped systems，and our findings suggested that A. sativa alternate-row intercropped with P. sativum combining with low nitrogen fertilizer addition should be recommended in establishing high productivity and quality artificial grasslands in alpine regions.
Key words：Avena sativa;Pisum sativum;mixed intercropping;alternate-row intercropping;forage yield;seed yield;nitrogen addition
全球氣候暖濕化、載畜量高和人類不合理活動等因素的綜合作用造成高寒區天然草地呈持續退化態勢，導致草食家畜飼草供給短缺和草畜矛盾加劇[1-2]。眾多研究證實，建植人工草地是解決草畜矛盾的關鍵途徑[3-4]。例如：相同面積人工草地生產力和牧草營養價值分別比天然草地提高2.7～12.1倍[5]和10%～25%[6]。同時，人工草地建植也是有效遏制天然草地退化的有效途徑[4]，主要原因是人工草地在碳固定、養分涵養和水土保持能力優于天然草地[7-8]。然而，由于寒冷和干旱極端生境，抗逆性強、生長周期短的優良牧草短缺成為高寒區人工草地建植的關鍵限制因素[9-10]。因此，選擇抗逆性強的優良牧草并輔以科學栽培技術成為高產優質人工草地成功建植的關鍵措施[3，5，11]。
禾豆間作是利用禾本科（Gramineae）和豆科（Fabaceae）作物間相互作用提高資源利用效率的一種重要的農業種植模式[12]，主要通過不同作物對共享資源生態位的時空差異而形成物種間的互惠關系，最終促進間作群體生產力增加和生態功能加強[13-17]。禾豆間作也是人工草地種植的最重要模式，主要包括同行混合間作、隔行間作和帶狀間作等[18]。與單播人工草地相比，禾豆間作可顯著提高牧草產量和品質、增強對氮素和水分的利用、減少溫室氣體排放和加速土壤養分循環過程[9，19]。同時，高寒區主要以一年生燕麥（Avena sativa）與箭筈豌豆（Vicia sativa）、多年生紫花苜蓿（Medicago sativa）與高羊茅（Festuca elata）、垂穗披堿草（Elymus nutans）、無芒雀麥（Bromus inermis）、羊草（Leymus chinensis）等多年生禾草同行混合間作為主[20]；其中，一年生燕麥和箭筈豌豆同行混合間作模式增產效應顯著高于多年生禾豆同行混合間作模式[21]。與農業生態系統的隔行、帶狀間作和人工草地禾豆同行混合間作模式相比，有關高寒區人工草地禾豆隔行間作種植模式的研究較少。Li等[22-23]在甘南地區對燕麥與箭筈豌豆隔行間作研究發現，隔行間作可通過增強光和土壤養分利用效率提高禾豆間作系統生產力。然而，禾豆單播、同行混合和隔行間作三種種植模式對高寒區人工草地系統生產力影響的對比研究鮮有報道。
禾豆間作種植模式主要利用禾本科植物的耗氮特性耗竭豆科植物根際土壤礦質氮含量，從而強化豆科植物的生物固氮能力[24]。Xiao等[25]對小麥（Triticum aestivum）與蠶豆（Vicia faba）間作系統的土壤15N標記研究發現，間作小麥吸收土壤15N含量比單播小麥增加79%，蠶豆吸收土壤15N降低80%，而間作蠶豆生物固氮獲取氮素量比單播蠶豆增加57%。研究表明，豆科植物在禾豆間作系統的固氮能力存在明顯差異[17]。例如，Wang等[9]對燕麥與箭筈豌豆同行混合間作研究發現，高氮水平下燕麥生物量最高，箭筈豌豆固氮效率也比低氮處理增加73%。另外，張小明等[26]對燕麥與箭筈豌豆隔行間作研究發現，氮添加可提高間作系統中燕麥的干物質總產量，但箭筈豌豆固氮效率顯著降低。由此可見，同行混合和隔行間作體系中燕麥和箭筈豌豆的系統生產力增益效應存在差異，這主要與間作方式不同有關[9，22，26]。
基于此，本研究以一年生燕麥和飼用豌豆（Pisum sativum）為研究對象，在青藏高原東部農區開展氮添加對燕麥與飼用豌豆單播、同行混合和隔行間作三種植模式的飼草和種子產量影響的研究。主要回答以下問題：（1）三種種植模式的生物量（地上和地下）及種子產量是否存在差異？（2）氮添加對三種種植模式生物量和種子產量是否存在增益效應？（3）氮添加和種植模式對燕麥和豌豆土地當量比及競爭系數是否存在影響？通過回答上述問題，探尋高寒區燕麥和豌豆最佳組合種植模式并明晰氮添加對不同間作種植模式系統生產力的增益效果，為高寒區建植高品質人工草地和緩解草畜矛盾提供技術支撐。
1 材料與方法
1.1 試驗地概況
試驗地位于青海省西寧市湟中區土門關鄉加汝爾村（36° 26′ 51″ N，101° 41′ 28″ E，2 668 m），該地是青藏高原和黃土高原過渡地段，屬典型淺山種植區，無灌溉條件。高原大陸性氣候，氣溫低、晝夜溫差大。年均溫為2.8℃，年均降雨量為368 mm，無霜期平均120天。土壤類型為栗鈣土，有機質含量34.39 g·kg-1、全氮含量2.20 g·kg-1、全磷含量2.44 g·kg-1、銨態氮含量121 mg·kg-1、速效磷含量27.60 mg·kg-1和速效鉀含量290 mg·kg-1，pH為8.18。2021年試驗地種植作物為燕麥。
1.2 試驗設計
供試燕麥為青海省畜牧獸醫科學院培育的‘青永久872’新品系，豌豆品種為‘青建1號’飼用豌豆。田間試驗采用裂區試驗設計，其中，主區處理為氮添加，裂區處理為種植模式。主區包括3個氮添加水平，對照（不添加）、低氮（50 kg·hm-2）和高氮（200 kg·hm-2）；裂區包括燕麥和豌豆單播、同行混合和隔行間作三種種植模式，每個區組包含12個處理（3個氮水平× 4種種植方式，其中，單播模式包含燕麥和豌豆單播），重復4個區組，共計48個小區。相鄰小區間設置寬度1 m保護行，相鄰區組間設置寬度2 m保護行。
2022年5月5日開展田間種植試驗，每個小區面積為2 m×5 m。供試氮肥為尿素（N含量為46%）和過磷酸鈣（P2O5含量為12%），過磷酸鈣作為基肥一次性施入，尿素在播種期和拔節期分兩次施入。其中，低氮和高氮處理小區尿素施入量分別為50 g和200 g，過磷酸鈣每小區施入量為90 g。為防止高溫造成肥料的揮發性損失，田間土與肥料按照10∶1比例混勻后，人工均勻撒施并深翻混勻。采用人工條播，每小區種植8行，行距25 cm，播種深度5 cm。依據高寒區燕麥和飼用豌豆播種量的研究[27-28]，燕麥和豌豆單播播種量為225 kg·hm-2和112 kg·hm-2，即每行播種量分別為28.12 g和13.90 g。隔行間作播種時，燕麥和豌豆隔行依次種植4行，每行播種量與單播行播量一致。燕麥和豌豆同行混合間作種植時，每行燕麥和豌豆播種量降至單播播種量50%并混合種植，即每行燕麥和豌豆播種量為14.06 g和6.95 g。播種后人工覆埋和鎮壓，于燕麥拔節期和開花期進行兩次田間人工除雜。
1.3 測定項目及方法
燕麥乳熟期（8月16日）和成熟期（9月24日）各處理小區內選擇長勢一致的0.5 m×0.5 m樣方進行取樣，為避免邊際效應，外側1行不進行取樣。其中，乳熟期草產量取樣時，燕麥和豌豆單播種植樣方內的植物齊地面刈割并裝入風干袋，同行混合和隔行間作種植樣方內的豌豆和燕麥齊地面刈割，原地將燕麥和豌豆莖葉分離并裝袋；成熟期取樣時，地上植株先采集燕麥成熟穗部和豌豆豆莢，剩余地上部分取樣方法與乳熟期取樣方法相同；室溫晾干并稱取種子產量。由于燕麥和豌豆根系主要分布在0～30 cm土層[29]，故小區地上植株取樣完成后，用鐵鍬挖取深度30 cm根土混合物置于直徑60 cm、高度50 cm圓桶內，桶內注滿水并靜置24 h，用水清洗并收集根系，依據燕麥、豌豆莖稈留茬和根系特征將根系分開[30]，裝袋帶回實驗室。地上植株和根系置于125℃烘箱內殺青30 min后，80℃烘至恒重。
1.3.1 土地當量比（Land equivalent ratio，LER） 土地當量比主要用于衡量間作模式相對于單播模式的收益，其意義在于單播模式獲取與間作模式相同收益所需的耕地面積[31-32]。計算公式如下：
同行混合間作模式：
LERm=PLERmas+PLERmps=Ymas/Ysas+Ymps/Ysps """（1）
隔行間作模式：
LERi=PLERias+PLERips=Yias/Ysas+Yips/Ysps """（2）
式中：LERm和LERi分別代表豌豆和燕麥同行混合和隔行間作模式的土地當量比。PLERmas和PLERmps分別表示同行混合間作模式燕麥和豌豆的偏土地當量比，PLERias和PLERips分別表示隔行間作模式燕麥和豌豆的偏土地當量比；Ymas和Ymps分別表示同行混合間作模式下燕麥和豌豆產量，Yias和Yips分別代表隔行間作模式下燕麥和豌豆產量，Ysas和Ysps分別表示單播燕麥和豌豆產量。當LERm和LERi值大于1表示同行混合和隔行間作模式的土地利用效率高于單播，而LERm和LERi值小于1則表示單播的土地利用效率高于同行混合和隔行間作模式。
1.3.2 競爭系數（Competition ratio，CR） 競爭系數指間作種植模式中一種植物相對于另一種植物對水分、熱量和養分等資源的競爭力[33-34]。計算公式如下：
CRasm=PLERmas/PLERmps """（3）
CRpsm=PLERmps/PLERmas """（4）
CRasi=PLERias/PLERips """（5）
CRpsi=PLERips/PLERias """（6）
式中：CRasm和CRpsm分別表示燕麥和豌豆在同行混合間作模式下的競爭系數，CRasi和CRpsi分別表示燕麥和豌豆在隔行間作模式下的競爭系數。
1.4 統計分析
采用雙因素方差分析種植模式（單播、同行混合或隔行間作）、氮添加（對照、低氮和高氮）及種植模式與氮添加對燕麥和豌豆組合種植的生物量（地上和地下生物量）、種子產量、土地當量比和競爭系數的影響；其中，種植模式和氮添加為固定因子，區組為隨機因子。同時，采用Duncan多重比較分析播種模式和氮添加水平對豌豆和燕麥生物量、土地當量比、競爭系數和種子產量的影響。方差分析前需進行方差齊性和正態分布檢驗以滿足方差分析。所有數據用“平均值±標準誤”表示。采用IBM SPSS 26.0軟件進行數據處理，Sigmaplot 14.0進行繪圖。
2 結果與分析
2.1 氮添加對單播、同行混合和隔行間作種植模式燕麥和豌豆生物量的影響
氮添加、種植模式對燕麥和豌豆地上、地下生物量存在顯著影響（表1，Plt;0.05）；其中，種植方式與氮添加對地上和地下生物量存在極顯著交互作用（表1，Plt;0.01）。單播、隔行和同行混合間作燕麥地上生物量隨氮添加量增加顯著增加（圖1a，1c，1e，Plt;0.05）。隨氮添加量增加，單播豌豆地上生物量持續增加，同行混合間作豌豆生物量呈先增加后降低變化趨勢，而隔行間作豌豆地上生物量卻持續降低（圖1a，1c，1e，Plt;0.05）。同時，低氮水平下，隔行間作系統地上生物量顯著高于單播和同行混合間作系統，豌豆單播模式地上生物量最低（圖1g，Plt;0.05）。
隨氮添加量增加，同行混合和隔行間作燕麥地下生物量顯著增加（圖1d，1f，Plt;0.05），低氮添加單播燕麥的地下生物量顯著高于對照和高氮水平（圖1b，Plt;0.05）。低氮水平下，單播和同行混合間作豌豆地下生物量顯著高于對照和高氮水平（圖1b，1d，Plt;0.05），而隔行間作豌豆地下生物量在不同氮水平間差異不顯著（圖1f）。隨氮添加量增加，同行混合和隔行間作系統地下生物量快速增加，而單播豌豆地下生物量顯著低于單播、同行混合和隔行間作系統中燕麥的地下生物量（圖1h，Plt;0.05）。
2.2 氮添加對單播、同行混合和隔行間作種植模式燕麥和豌豆種子產量的影響
隨氮添加量增加，單播、同行混合和隔行間作燕麥種子產量持續增加（圖2a～2c）；其中，添加高氮后，單播、同行混合和隔行間作燕麥種子產量顯著高于低氮和對照處理（圖2a，2c，Plt;0.05）。高氮水平下，單播豌豆種子產量顯著高于對照和低氮處理（圖2a，Plt;0.05）；低氮水平下，同行混合間作豌豆的種子產量顯著高于對照和高氮處理（圖2b，Plt;0.05）。另外，高氮水平下，單播、同行混合和隔行間作系統的種子產量顯著高于對照（圖2d，Plt;0.05）；相同氮水平下，單播豌豆種子產量顯著低于其他種植模式（圖2d，Plt;0.05）。
2.3 氮添加對同行混合和隔行間作種植模式燕麥和豌豆土地當量比的影響
種植模式和氮添加對不同種植模式的燕麥和豌豆土地當量比有極顯著影響（表2，Plt;0.01）；其中，氮添加和種植模式對豌豆和燕麥土地當量比也存在極顯著的交互作用（表2，Plt;0.01）。隔行間作系統的燕麥、豌豆偏土地和總土地當量比顯著高于同行混合間作模式（表3，Plt;0.05），同時，同行混合和隔行間作總土地當量比顯著高于燕麥和豌豆單播的偏土地當量比（表3，Plt;0.05）。隔行間作模式下，低氮水平燕麥的偏土地當量比高于對照和高氮處理，而高氮水平豌豆的偏土地當量比卻顯著低于對照和低氮處理（表3，Plt;0.05）。低氮水平下，同行混合間作豌豆的偏土地當量比顯著低于對照和高氮處理，而燕麥偏土地和總土地當量比顯著高于對照和高氮處理，同時，隔行間作燕麥的總土地當量比顯著高于同行混合間作燕麥的總土地當量比（表3，Plt;0.05）。
2.4 氮添加對同行混合和隔行間作種植模式燕麥和豌豆競爭系數的影響
種植模式和氮添加對同行混合和隔行間作燕麥和豌豆的競爭系數存在極顯著影響（表2，Plt;0.01）；其中，氮添加和種植模式對豌豆和燕麥競爭系數存在極顯著的交互作用（表2，Plt;0.01）。同行混合和隔行間作模式下燕麥競爭系數顯著高于豌豆（表4，Plt;0.05）。隔行間作模式下，燕麥競爭系數隨氮添加量增加顯著增加，而豌豆競爭系數卻顯著降低（表4，Plt;0.05）。同行混合間作模式下，低氮水平的燕麥競爭系數顯著高于高氮處理（表4，Plt;0.05）；而未添加氮處理的豌豆競爭系數顯著高于高氮處理（表4，Plt;0.05）。
3 討論
燕麥與豌豆單播、同行混合和隔行間作模式對燕麥、豌豆及間作整體的生物量增益效應存在差異；同行混合和隔行間作模式中燕麥土地當量比高于豌豆。同時，同行混合和隔行間作模式中燕麥競爭系數大于豌豆。低氮水平下，三種種植模式的燕麥生物量、種子產量和土地當量比最高；隨氮添加量增加，豌豆生物量、種子產量和土地當量比卻逐漸降低。
3.1 同行混合和隔行間作模式對禾豆組合種植系統生產力增產效應存在差異
禾豆間作（同行混合和隔行間作）建植初期禾本科植物憑借快速發芽和根系拓展優勢對土壤資源獲取能力強于豆科植物，造成豆科植物根系周圍可利用資源減少[24]。同時，隨禾本科植物根系充分發育和豆科植物根系生長遲緩，造成禾本科和豆科植物地下根系出現生態位分化，而根系生態位分化將進一步強化禾本科和豆科植物對有效資源的競爭，造成豆科植物根際氮素匱乏并促進其生物固氮能力增強[35]。另外，高大禾本科與低矮豆科植物的植株高度差異也導致禾豆間作體系對地上可利用資源呈生態位互補。由此可見，資源生態位分化和互補利用特性是禾豆間作系統生產力增加的關鍵原因[13，16-17，35]。本研究發現，燕麥與豌豆間作（同行混合和隔行間作）體系中燕麥地上和地下生物量高于單播燕麥，而豌豆地上和地下生物量卻顯著低于單播豌豆，這也為間作體系中燕麥和豌豆地下根系和地上植株出現生態位分化及資源利用互補提供直接證據[13，35]。
同時，本研究中隔行間作模式地上生物量和土地當量比顯著高于同行混合間作模式，說明隔行間作模式對燕麥和豌豆增產效應優于同行混合間作。這一研究結果與其他禾豆隔行間作系統生產力高于同行混合間作的結論一致[9，22，36-37]。造成隔行間作系統生產力優于同行混合間作模式的主要原因為：（1）隔行間作燕麥株高高于豌豆能形成有效攔截光資源，同時，燕麥與豌豆間隔種植也能緩解遮陰對豌豆生長的限制[22]。然而，同行混合間作模式下燕麥對光資源競爭較強，豌豆長期處于遮陰逆境[9，23]；（2）隔行間作燕麥深根系與豌豆淺根系在垂直方向形成地下資源利用互補性，同時，燕麥和豌豆根系水平方向的間隔也有利于對土壤資源的高效利用[35-36]。然而，燕麥與豌豆同行混合間作種植后，地下根系纏繞加劇對土壤資源的競爭，造成地上植株可利用地下資源有限。（3）隔行間作燕麥的競爭系數顯著高于同行混合間作，說明隔行間作模式中燕麥對資源獲取能力強于同行混合間作燕麥。同時，競爭強度與隔行間作系統優勢植物生物量呈正相關，故隔行間作更易獲得更高的系統生產力[38]。然而，Liu等[39]通過比較玉米（Zea mays）和大豆（Glycine max）同行混合和隔行間作系統生物量發現，同行混合間作模式的地上和地下生物量顯著高于隔行間作模式。這主要與隔行間作模式改變玉米和大豆對銨態氮和硝態氮吸收策略有關?？梢姡谢旌虾透粜虚g作模式系統生產力增產效應與間作種植植物種類密切相關，資源互補性物種組合種植可能成為同行混合和隔行間作系統生產力提升的關鍵[13，16，35]。
3.2 氮添加對燕麥和豌豆不同間作種植模式系統生產力的影響
禾豆間作系統中禾本科植物獲取氮素主要以根系從土壤吸收氮素、豆科植物利用根際固氮細菌固定大氣游離態氮和外源氮素添加等途徑為主[13，24，35，40]。其中，外源氮素添加對間作體系中禾本科和豆科植物種間關系及氮素利用存在顯著影響[40-42]。Brooker等[43]提出“脅迫梯度假說”，即外界環境的壓力強度在一定程度上決定物種間的競爭或促進作用；當環境壓力從弱變強后，植物種間關系可從競爭關系轉變為促進作用。間作系統中禾豆種間關系在一定程度受土壤氮素水平的影響[41]。外源添加氮素后，由于土壤氮素含量高，禾本科與豆科植物對氮素利用主要以種間競爭關系為主；與之相反，當土壤氮素成為禾豆生長的限制性元素時，間作系統內禾豆植物生長則需通過豆科植物固氮和禾草吸收土壤氮素獲取氮，禾豆種間關系轉變為相互促進[41-42]。本研究發現，隨氮添加量增加，間作系統內燕麥競爭系數逐漸增強而豌豆競爭系數卻快速降低，說明土壤氮含量增加將進一步增強燕麥的競爭能力，導致燕麥在間作體系中處于優勢地位；而高氮條件下，豌豆生物固氮能力受抑制和燕麥獲取資源能力強，造成豌豆競爭能力遠低于燕麥，導致豌豆地上、地下生物量和種子產量較低。低氮處理的燕麥競爭系數低于高氮處理，而豌豆競爭系數呈現相反趨勢，說明低氮處理可降低燕麥與豌豆對土壤氮素的競爭力，間作燕麥和豌豆種間關系在低氮處理后由種間競爭轉變為種間促進，這主要與間作體系中燕麥對土壤有限氮素吸收和豆科植物生物固氮能力增強有關[12，24]。這一結果與Wang等[9]低氮處理的箭筈豌豆與燕麥同行混合間作體系氮吸收能力高于高氮處理的研究結果一致。
另外，Li等[13]研究也證實對土壤氮含量進行科學評價并適量添加氮肥可有效提高間作體系的系統生產力和土地當量比；同時，適量氮添加對間作系統的增益效應具有長期穩定性?；谌?313項已報道的作物間作研究的整合分析發現，適量投入氮肥可提高作物間作體系的增益效應，而大量投入氮肥則會降低作物間作系統的土地當量比[41]。同時，Yu等[42]對全球552項已報道禾豆間作研究的整合分析發現高氮肥投入對豆科植物偏土地當量比存在負作用。另外，Xu等[40]對全球654項有關玉米與黃豆間作研究的整合分析也發現低氮投入可促進玉米與黃豆間作系統發揮植物種間資源利用的互補性優勢，從而提高間作系統的總產量。綜合上述研究，低氮投入能有效提高禾豆間作系統增產效益的穩定性和長期性，其中，加強禾本科對土壤氮素高效吸收利用并引發豆科生物固氮能力增強可能是低氮投入增加間作系統生產力的主要作用途徑[13，16，34，40-42]。
4 結論
燕麥與豌豆同行混合間作成為高寒地區人工草地建植產量高、品質優的經典種植模式。然而，本研究發現，燕麥與豌豆隔行間作種植模式土地當量比最高，飼草和種子產量均高于同行混合間作種植模式，故燕麥和豌豆隔行間作種植應作為高寒區禾豆人工草地建植的推薦種植模式。同時，低氮條件下，燕麥與豌豆隔行間作模式的飼草產量和種子產量最高，證明低氮投入能有效提高燕麥、豌豆隔行間作體系的增產效應，也從側面證實低氮水平能增強燕麥與豌豆種間資源利用互補性及強化豌豆生物固氮能力?？梢?，低氮投入的隔行間作種植模式是高寒區燕麥和豌豆人工草地增產提質的有效途徑。然而，本研究僅在青海省東部農區單個樣點開展了單個生長季的燕麥和豌豆單播、同行混合和隔行間作比較研究，故今后尚需在燕麥和豌豆高寒適生區多年持續開展禾豆單播和不同間作種植模式的比較研究，并綜合分析氣候、土壤等因素綜合作用對燕麥與豌豆隔行間作種植模式的增產潛力。
參考文獻
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（責任編輯 劉婷婷）
