不同配置大豆玉米帶狀復合種植系統中各行作物的形態和產量

Morphology and Yield of Crops in Diferent Rows Under Soybean and Maize Strip Compound Planting Systems WEI Xin-rul，YANG Wu-jie2，HEHao-chenetal（1.Shandong Agricultural University，Tai’an，Shandong 271018；2.Shandong Provincial Department of Agriculture and Rural Affairs，Jinan，Shandong ）

AbstractToquantifythechangesinplantmorphologyandyieldofsoybeanandmaieindferentfieldconfigurationsandprovideabsisfor selectingconfigurations，thisexperimentsetufiveintercroppingtreatments，namely24S2M，4S3M，62M，and63（esr presentows，Srepresentssoybeans，ndMrepresentsmaize）Using monoculturesoybeans（SS）andmonoculturemaize（S）ascotrols， theplantmorpholgy，ieldofachoofrops，landquivalentatioandcoomicbnefitsunderintercoppingtreatentsalyed. Resultsshowedthaterewerediferencsinsoybanyieldamongdiferentowsofsobeanmaiecompositeplantingodeswithdifreton figurations. Compared with monoculture， the configuration of 6 rows of soybeans resulted in a 53.20% decreased in yield for soybean row1 （the outermost row），a 42.73% decrease in yield for soybean row 2（the second row），and a 29.87% decreased in yield for soybean middle row.In the configuration of four rows of soybeans，the side row of soybeans decreased by 56. 18% compared to monoculture，and the middle row of soybeans decreased by 53.20% compared to monoculture.Soybeans yields of the configuration of 6 rows were 1.2O times higher than theconfiurationof4rowsofsoybeans.Thereweredifrencsinmaizeyieldamongdiferentrowsofsoybeanandmaizecompoundplanting modeswithdiferentcofiguratios.Theconfiguratioofowsofmaiehadmargialectsonachowofmaize，sotereasnsiint difrenceinmaeyieldetwnthofiguratioofowofaizeandmonocultur（exceptforS），hileteconfiguatioofowsf maizehadsignificantlylowermaizeyieldperowthanmonoculture.Although62Mwasbeneficialforsoybeangrowthandhadthehighstsoy beanyield，tesallspacingbtweenmaizeplantsasotconducivetomaizeyield；teofigurationofitercroping toosofsoas withtworowsofmaizehadasideroweectandtheighestyield，utthumberofsoybeanrowsassallesuinginsignifcantlylower soybeanyieldtnothofiguratiosFromteperspetieoflandqualentatiodoniceneits，hofiguratioofnteoing 4rowsofsoybeansand2rowsofmaizehadnosignificantdiferencecomparedtomonocure，andthesobeanyieldwashiger，akigita recommended configuration.

KeywordsSoybean；Maize；Intercropping；Plant morphology；Yield

我國主糧作物基本自給自足，但大豆作為主要的油料作物，2020年大豆自給率不足 20% ，高度依賴進口[1-3]，為了保證我國大豆安全，發展國內大豆產業，提高大豆種植面積，提升大豆產能，成為近年來備受關注的問題[4-5]。在盡量不影響玉米產量的情況下，大豆玉米帶狀復合種植是解決以上問題的有效途徑。農業農村部“十四五”規劃中提出，到2025年，推廣大豆玉米復合種植面積約333.33萬 。2022年中央一號文件中明確在西北、西南、黃淮海地區推廣大豆玉米

帶狀復合種植技術。

作物的生長環境會影響其形態及產量[。間作下，大豆受玉米的遮陰影響，受光環境變差，植株重心升高，莖稈木質化、纖維化程度減小，莖稈韌性和抗折性減弱，使植株更易發生倒伏[7]。增加大豆行數，其株高、莖粗、分枝數和節數等會逐漸趨于單作水平[8]。然而，如玉米行距過小或株距過小，會導致玉米莖粗、干物重、穗粒數減少，進而影響其產量[9-12]。如何協調2種作物的行株距，選擇恰當的配置是亟待解決的問題。

大豆玉米帶狀復合種植系統內，不同行作物的植株形態及產量存在差異。由于喪失邊際效應，中間行玉米通風透光不及邊行玉米，可能會導致中間行玉米單株產量不及邊行玉米；中間行大豆受到的玉米遮陰影響較小，可能會使中間行大豆產量高于邊行大豆。然而，目前缺乏對3行、4行玉米間作多行大豆配置中作物形態及產量的研究。筆者旨在評估大豆玉米帶狀復合種植不同田間配置對系統內各行作物形態和產量的影響，為大豆玉米帶狀復合種植技術的合理田間配置提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗地概況試驗在山東省德州市禹城市房寺鎮進行，該地屬季風性大陸氣候帶，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥。年均氣溫 14.20℃，其中 gt;0℃積溫 ，年均降水量約687.58mm，無霜期約 200d 。播種前 0～20cm 土壤耕層有機質含量 9.35g/kg ，全氮 0.76g/kg ，速效磷11.46mg/kg ，速效鉀 105.63mg/kg 。

1.2試驗設計大豆品種為齊黃34，玉米品種為寶景186（2022年）及黃金糧MY73（2023年）。于2022年6月21日播種，2022年10月15日收獲；2023年6月15日播種，2023年10月10日收獲。采用隨機區組設計。以大豆玉米的不同行比為變量因素（2S2M、4S2M、4S3M、6S2M、6S3M），各配置：2S2M，2行玉米間作2行大豆；4S2M，4行大豆間作2行玉米；4S3M，4行大豆間作3行玉米；6S2M，6行大豆間作2行玉米；6S3M，6行大豆間作3行玉米。

各間作配置玉米保苗密度為6.6萬株/ ，與單作玉米一致。各間作配置大豆保苗密度為10.5萬株 ，單作大豆保苗密度為15.0萬株/ ，相當于單作密度的 70% 。2S2M配置大豆行距為 40cm ，玉米行距為 40cm ，玉米帶與大豆帶間距為 60cm ；4S2M配置大豆行距為 40cm ，玉米行距為40cm ，玉米帶與大豆帶間距為 60cm ；6S2M配置大豆行距為40cm ，玉米行距為 40cm ，玉米帶與大豆帶間距為 60cm 4S3M配置大豆行距為 40cm ，玉米行距為 50cm ，玉米帶與大豆帶間距為 65cm；6S3M 配置大豆行距為 45cm ，玉米行距為50cm ，玉米帶與大豆帶間距為 65cm ；單作大豆的行距為50cm ；單作玉米的行距為 70cm 。

采用人工點播的方式，每個配置設4個連續的生產單元，每小區長 10.0m ，玉米、大豆單作均種10列，每處理重復3次，各重復之間隔 1.5m ，出苗后間苗至設計密度。田間管理參照山東省農業農村廳發布的《2022年全省大豆玉米帶狀復合種植項目實施方案》進行。

1.3 測定項目與方法

1.3.1大豆形態指標及產量。大豆形態指標：大豆成熟期，在每個配置的每行取9株大豆植株，對大豆株高、莖粗、最低分枝數、最低分枝高、底莢高、分枝數、節數、分枝莢數、分枝粒數、主莖莢數、主莖粒數進行測定。

大豆實際產量：在各配置中，取 5.0m 所有大豆植株，且每一行大豆植株分開裝袋，后脫粒曬干，待籽粒風干至水分含量小于等于標準水分含量 13% 時稱重。根據每小區實際占地面積計算 產量。

1.3.2玉米形態指標及產量。玉米株高、莖粗：在玉米成熟期，每個配置分別在每行中取連續的5株玉米，使用游標卡尺測定其株高、莖粗。莖粗選玉米第3節間最窄處進行測量。分別在各配置的每行玉米植株中取連續5株測定玉米各行果穗的穗粒數、穗行數、穗長、穗粗、禿尖長。

玉米產量：選取未曾取樣的完整1帶作為測產帶，取每個小區未取過樣品的1帶所有玉米棒（每一行分開裝），掛曬晾干，全部脫粒，待籽粒風干至水分含量低于等于標準水分含量 14% 時稱重。根據每小區實際占地面積計算 產量。

1.3.3計算公式。土地當量比指采用間套作種植的同一塊土地上的2種及以上作物的收益與各作物單作時的收益之比，是衡量一塊土地上的間混作較單作增產程度的一項指標。

式中， 和 分別為間作群體內玉米和大豆的產量（ ）， 和 分別為單作玉米和單作大豆的產量（ 。當 LERgt;1 時，表現出間作優勢。

1.4數據統計 使用MicrosoftExcel 2009計算數據，Origin2022分析軟件進行繪圖，SPSS25.0進行方差顯著性分析，并通過獨立樣本 T 檢驗，對2組數據進行顯著性分析。

2 結果與分析

2.1不同田間配置對各行大豆玉米產量的影響

2.1.1產量、土地當量比和經濟效益。間作顯著降低了大豆產量（表1），具體表現為 SSgt;6S2Mgt;6S3Mgt;4S2Mgt;4S3Mgt; 2S2M，間作較單作顯著降低 40. 18%～60. 50% （2022年）和4 3.15%～63 48% （2023年）。其中2S2M顯著低于其他配置。隨著大豆行數的增加大豆產量均呈遞增趨勢。玉米產量表現為 SMgt;2S2Mgt;4S2Mgt;4S3Mgt;6S2Mgt;6S3M，2S2M 較單作無顯著差異，其他配置的玉米產量比單作降低了 6.73% ＼～28. 06% （2022年）和 3.22%～28.05%（20） 23年）。

各配置土地當量比均大于1。各間作配置的土地當量比從高到低依次為 4S2Mgt;6S2Mgt;4S3Mgt;2S2Mgt;6S3M ，其中4S2M的土地當量比達1.44（2022年）和1.41（2023年）。大豆行數不變，增加玉米行數，土地當量比呈下降趨勢。大豆玉米間作的經濟效益均顯著高于各單作。各間作配置與玉米單作相比，經濟效益提高 23.37%～39.23%（2022 年）和 20.65%～36.51% （2023年）。其中4S2M的經濟效益最高，為27960.00元 （2022年）和30155.79元 （2023年）。

2.1.2各行大豆產量。同一配置不同大豆行的產量從邊行至中間行的表現均呈逐漸增加趨勢。不同配置的大豆每一行產量表現：大豆邊行1從大到小依次為 652Mgt;4S2Mgt; 4S3Mgt;6S3Mgt;2S2M （圖1）。6行大豆的間作處理中，大豆邊行1產量小于邊行2產量小于中間行產量，大豆邊行2的產量較大豆邊行1增加了 22.37% ，大豆中間行的產量較邊行1增加了 49.84% 。與單作相比，大豆邊行1產量降低了53.20% ，大豆邊行2產量降低了 42.73% ，大豆中間行產量降低了 29.87% 。從邊行到中間行大豆產量降幅逐漸減小。4行大豆間作多行玉米的處理中，大豆中間行的產量較大豆邊行增加了 21.24% ，大豆邊行較單作降低了 56.18% ，大豆中間行較單作降低了 53.20% 。

注：（1）（2）（3）表示各配置中大豆各行相對玉米邊行的位置，由近到遠分別為大豆邊行1、大豆邊行2、大豆中間行。不同小寫字母表示差異顯著（ Plt;0.05 。

Note：（1），（2）and（3） represent the position of different rows of soybeanineach configuration relativeto the maizeside row，from neartofar，respectively，soybeansiderow1，soybeansiderow2， soybean middle row.Different lowercases indicate significant difference at O.05 level.

2.1.3各行玉米產量。4S2M（1）2S2M（1）的玉米產量與單作差異不顯著，但其他間作配置顯著低于單作（圖2）。不同田間配置的玉米各行產量從大到小依次為 SMgt;2S2M（Ω1）gt; 4S2M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（2）gt;6S2M（1）gt;6S3M（1）gt;6S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M（1）gt;4S3M1gt;1gt;S （2），各配置玉米的邊行產量高于中間行產量，4S3M、6S3M的玉米邊行產量較中間行平均增加了 6.55% 。

2.2不同田間配置對各行大豆、玉米成熟期植株形態的影響

注：（1）、（2）表示各配置的玉米行相對大豆邊行的位置，依次為玉米邊行、玉米中間行。不同小寫字母表示差異顯著（ Plt;0.05 ）

Note：（1）and （2） represent the position of maize row relative to soy-beanside rowin each configuration，and they are maize side rowand maize middle row respectively.Different lowercase indicatesignificantdifferenceat O.O5level.

2.2.1各行大豆成熟期植株形態。4行大豆間作多行玉米的處理中，大豆中間行的最低分枝高較大豆邊行降低了1.48% ，株高降低了 2.60% ，底莢高降低了 6.63% ，莖粗增加了 6.43% ，節數減少了 0.43% ，分枝數增加了 23.25% （表2）。6行大豆間作多行玉米的處理中，大豆中間行的最低分枝高、底莢高較大豆邊行1分別降低了 14.53%.14.87% ，株高、莖粗分別增加了 2.02%.9.52% ，節數、分枝數分別增加了5.57%.24.66% 。大豆邊行2與大豆邊行1相比，大豆最低分枝高、底莢高分別減少了 7.10%.3.66% ，株高、莖粗分別增加了 1.79%.4. 08% ，節數、分枝數分別增加了 2. 10% 、1.86% 。

2.2.2各行玉米株高、莖粗。邊行玉米株高從大到小依次為 4S2Mgt;2S2Mgt;SMgt;6S2Mgt;4S3Mgt;6S3Mgt;6S4M （圖3），除4S2M、2S2M較單作玉米株高增加外，其他間作配置較單作降低了 1.39%～10.16% 。2行玉米間作多行大豆的配置玉米邊行株高均高于3行玉米（或4行玉米）間作多行大豆的配置。各配置邊行玉米莖粗從大到小依次為 4S2Mgt;SMgt; 2S2Mgt;4S3Mgt;6S3Mgt;6S4Mgt;6S2M ，除4S2M較SM玉米莖粗增加外，其他間作配置較單作降低了 2.85%～14.13% 。2行玉米間作多行大豆的配置，除6S2M莖粗低于所有配置外，其他配置均高于其他間作配置。大豆行數相同，隨著玉米行數的增加，玉米邊行莖粗呈降低趨勢。

各配置的中間行玉米株高較單作均有不同程度的降低。在間作中，4S2M配置的邊行玉米株高最高，6S2M配置株高最低，6S2M玉米莖粗最小。每個間作配置中玉米邊行株高均高于中間行。玉米莖粗在各配置中表現不同，4S3M配置玉米邊行大于中間行；6S3M、6S4M配置玉米邊行莖粗小于中間行，分別較中間行降低了 1.92%.5.73% 。

注：（1）、（2）表示各配置的玉米行相對大豆邊行的位置，（1）為玉米邊行，（2）為玉米中間行。不同小寫字母表示差異顯著（ Plt;0.05） 。Note：（l）and2eprtseoifaoaiicfFttaidomaize middle row. Different lowercases indicate significant difference at O.O5 level.

Fig.3Plant height and stem diameterof maize ineach rowunderdifferent field configurations

2.3不同田間配置對各行大豆莢粒分布、玉米穗部性狀的影響

2.3.1各行大豆成熟期分枝莢數、分枝粒數、主莖莢數、主莖粒數。4行大豆間作多行玉米的處理中，大豆中間行的分枝莢數、分枝粒數較大豆邊行分別增加了 27.31%.28.67% ，主莖莢數、主莖粒數顯著增加了 44.57%.35.61% （表3）。6行大豆間作多行玉米的處理中，大豆中間行的分枝莢數、分枝粒數、主莖粒數較大豆邊行1顯著增加了51. 60% 、50.09%.28.92% ，主莖莢數增加了 14.20% ；大豆邊行2的分枝粒數、主莖莢數、主莖粒數較邊行1分別增加了 3.16% 、7.72%.10.76% ，分枝莢數減少了 0.59% 。大豆中間行的分枝莢數、分枝粒數較大豆邊行2顯著增加了 52.49% 、45.49% ，主莖莢數、主莖粒數增加了 6.01%.16.40% 。2.3.2各行玉米成熟期穗部性狀。3行玉米間作多行大豆的處理中，玉米中間行的穗長、穗粗較邊行分別降低了6.01%.1.52% ，禿尖長、穗行數分別增加了 112.82%.3.26% 行粒數減少了 6.45% （表4）。除6S2M外，其余的2行玉米間作多行大豆的處理玉米邊行的穗長、穗粗、禿尖長、穗行數較3行玉米間作多行大豆的玉米邊行分別增加了 3.01% ！1.09%.84.62%.3.62% ，行粒數減少了 2.59% 。6S2M的玉米邊行與其他配置的玉米邊行相比，其穗長、穗粗、穗行數最小，禿尖長最長。玉米從邊行到中間行果穗的穗長、穗粗、行粒數呈降低趨勢，禿尖長及穗行數呈增加趨勢。

3討論

大豆玉米帶狀復合種植系統中，由于光分布的不均質，各行大豆的受光條件不同，各行大豆的產量不同[13-15]。隨著大豆行數的增加，大豆的主莖莢數、主莖粒數逐漸增加，產量逐漸增加[8，16-18]，另外，增加大豆行數，其株高降低，莖粗增加，分枝數和節數增加，單株莢數增多[19-20]。但前人研究缺乏對不同配置各行大豆形態和產量的定量研究。該研究發現，大豆產量表現為大豆邊行（邊行1、邊行2）lt;大豆中間行，原因是大豆邊行距離玉米行近，受到的遮陰嚴重，形態受到的影響較大，產量較低；中間行的大豆遮陰較輕，大豆受光環境較好，形態受到的影響較小，產量較邊行高。因此，各間作配置中，6行大豆配置的平均大豆株高、底莢高、最低分枝高最高，莖粗最大，且產量最高。

不同大豆玉米復合種植模式各行玉米的產量和形態有所區別[2I-22]。由于2行玉米均具有邊際效應，2行玉米間作多行大豆的配置玉米產量（除6S2M）大于3行玉米邊行玉米產量，且與單作玉米的產量差異不顯著。而6S2M處理的玉來由于植株株距過小（各配置株數均與單作一致為前提），單株對單位面積的資源競爭加劇，因此生長受到抑制，邊際優勢減弱，導致玉米產量降低。在3行玉米的配置中，玉米產量邊行大于中間行，原因是邊行玉來有邊際效應，增加玉米行數，中間行玉米喪失了邊際效應，最終導致產量降低。

4結論

間作大豆產量表現為6行大豆的間作配置 gt;4 行大豆的間作配置 gt;2 行大豆的間作配置。6行大豆間作多行玉米的處理中，大豆中間行的分枝莢數、分枝粒數、主莖粒數較大豆邊行1（最邊行）增加 51.60%.50.09%.28.92% ，大豆中間行產量 gt; 大豆邊行 gt; 大豆邊行 。4行大豆間作多行玉米的處理中，大豆中間行的主莖莢數、主莖粒數較邊行平均增加44.57%，35.61% ，大豆中間行產量（ gt; 大豆邊行 ）。間作玉米產量表現：2行玉米配置（除2S6M外）的玉米邊行產量（ 行玉米配置邊行產量（ 行玉米配置中間行產量 。

所有配置中，4S2M（4行大豆間作2行玉米）能夠最好地協調玉米和大豆各行的產量，該配置的土地當量比最高（1.44），經濟效益（27960.00元 ）最高，是生產推薦的配置。

參考文獻

[1] HE L，JIN N，YU Q. Impacts of climate change and crop management prac-tices on soybean phenology changes in China[J].Science of the total envi-ronment，2020，707：1-11.

[2]翟濤，吳玲.開放視角下中國大豆產業發展態勢與振興策略研究[J].大豆科學，2020，39（3）：472-478.

[3]RENDD，YANGH，ZHOULF，etal.TheLand-Water-Food-Environmentnexusin the context of China’s soybean import[J].Advances in water re-sources，2021，151：1-10.

[4]馬宏偉，白荻，李靜，等.中國大豆2021一2025年消費量和生產量預測分析[J].大豆科學，2022，41（3）：358-362.

[5]馮鋒，張志楠，谷勇哲，等.提升我國大豆供給能力路徑芻議[J].中國科學院院刊，2022，37（9）：1281-1289.

[6]武高林，杜國禎.植物形態生長對策研究進展[J].世界科技研究與發展，2007，29（4）：47-51.

[7]王甜，龐婷，杜青，等.田間配置對間作大豆光合特性、干物質積累及產量的影響[J].華北農學報，2020，35（2）：107-116.