氮肥減施配施有機肥對小麥大豆間作產(chǎn)量和干物質(zhì)的影響

中圖分類號：S512 文獻標識碼：A 文章編號：0488-5368（2025）08-0061-04

Effects of Reduced Nitrogen Application Combined with Organic Fertilizer on Yield and Dry Matter Accumulation in Wheat - Soybean Intercropping

SUN Xiangchun，F(xiàn)ENG Tao，ZHANG Meizhen，XU Wenxia，LU Duo， DENG Ximing，WU Xiaoting （Jiuquan AcademyofAgricultural Sciences，Jiuquan，Gansu735ooo，China）

Abstract：To investigatethe efectsof reduced nitrogen fertilizer application combined with organic fertilizer on grain yieldand nitrogen use efficiency in wheat -soybean intercropping systems in the Hexi region，a field experiment was conducted using four nitrogen application levels ： the local conventional rate（N1， 120kg/hm² ）， and reductions of 10% （N2， 108kg/hm² ）， 20% （N3， 96kg/hm² ），and 30% （N4， 84kg/hm² ）. Two additional treatments combined a 30% nitrogen reduction with organic fertilizer application： N5 （ 84kg/hm² nitrogen +1500kg/hm² organic fertilizer）and N6（ 84kg/hm² nitrogen + 3 000kg/hm² organic fertilizer）. The results showed that grain yield under N1 was 0.49% and 0.56% higher than N2 and N3，respectively，with no significant differences；however，yield under N1 was 15.62% higher than under N4，which was statistically significant.Under N4，yields under N5 and N6 increased by 8.84% and 15.44% ，respectively，with a significant difference observed between N4 and N6.Partial factor productivityof nitrogen was highest under N3 for wheat （43.93kg/kg ）and under N4 for soybean （ 13.64kg/kg ）.The harvest index ranged from O.55 to O.59 for wheat and from O.22 to O.24 for soybean. These findings suggest that，under local production conditions，a 20% （204 reduction in nitrogen fertilizer application doesnot significantlyafect yieldand may enhance nitrogen use efficiency in wheat - soybean intercropping systems.

Key Words： Intercropping；Nitrogen fertilizer;Organic fertilizer； Biomass

間套作是一種充分利用光溫和土壤資源，提高單位耕地產(chǎn)出率的集約化農(nóng)業(yè)栽培技術(shù)[1]。為農(nóng)民實現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，為國家糧食安全提供了重要保障[2]。在河西地區(qū)，間套作模式類型多，禾本科豆科作物間套作是當?shù)卣岢闹魍颇Ｊ剑L期以來，農(nóng)民為追求高產(chǎn)出、高效益，對肥料的依賴程度過高，尤其是氮肥施用不合理，導致土壤質(zhì)量受損、養(yǎng)分平衡失調(diào)等問題日益突出[3]。有研究表明，施氮量能夠影響作物營養(yǎng)器官的物質(zhì)積累及氮素的再分配，使作物形成產(chǎn)量差異，合理利用氮肥不僅可以提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)，還能夠提高氮素收獲指數(shù)[4]，提高土壤肥力[5～7]。過量施用氮肥可能會導致肥料利用率降低，土壤養(yǎng)分失衡，長期大量施用氮肥，會造成土壤中氮素的積累，造成污染，影響生態(tài)環(huán)境[8]。因此，在資源一定的情況下，如何滿足作物對氮素的需求，提高利用率，提高經(jīng)濟效益，本研究針該種植區(qū)小麥大豆間作氮肥減施進行了初步研究分析，旨在為小麥大豆間作在該區(qū)域的進一步深入研究及大面積推廣利用奠定基礎。

1材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗設在酒泉市農(nóng)業(yè)科學研究院科研創(chuàng)新基地 （39^°75^′N，98^°51^′E） ，海拔 1 439m ，平均氣溫6.9^°C～9.3^°C ，年均日照時數(shù) 3033.4h～3267.6h 年均降水量 36.8～85.3mm ，無霜期 130～140d ，該地區(qū)氣候干燥，夏季炎熱，冬季嚴寒，干旱多風，晝夜溫差大，屬典型的綠洲荒漠農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)。試驗前測定 0～20cm 耕層土壤理化性質(zhì)，容重 1.51g/cm³ ，pH 值8.50，有機質(zhì)含量 16.9g/kg ，堿解氮含量27.7mg/kg ，速效磷含量 32.8mg/kg ，速效鉀含量129.6mg/kg。

1.2 試驗設計

試驗采用隨機區(qū)組設計，種植模式為小麥大豆間作，設置四個氮肥處理和兩個有機肥處理，共6設處理：N1當?shù)亓晳T施氮量（ 120kg/hm² ）、N2減量 10% 施氮（ 108kg/hm² ）、N3減量 20% 施氮（96kg/hm² ）、N4減量 30% 施氮（ 84kg/hm² ）、N5減量30% 施氮 + 有機肥 1500kg/hm² 、N6減量 30% 施氮 + 有機肥 3000kg/hm² ，每個處理3次重復。

試驗在酒泉市農(nóng)業(yè)科學研究院科研創(chuàng)新基地開展，試驗地前茬作物為辣椒。小麥于2023年3月19日播種，大豆于2023年4月30日播種，小區(qū)長寬為 10m×6m ，小麥/大豆間作為寬幅模式，幅寬為 300cm：300cm ，供試小麥品種為寧春4號，播種量 30kg/667m² ，供試大豆品種為中黃30，播種密度為26.68萬株／ ?m² ，大豆行距 50cm ，株距15cm，雙苗定值。氮肥為尿素，施氮分別按基肥：追肥 =6：4 分施；磷肥（ 150kg?P₂O₅/hm² 全作基肥，每小區(qū)之間設置田埂隔離，四周設置保護行。其他田間管理措施同當?shù)刂懈弋a(chǎn)田管理措施，按期施肥澆水除草防治病蟲害。

1.3 測定指標與計算方法

干物質(zhì)測定。在小麥、大豆成熟期進行取樣，每個小區(qū)的1/2作為取樣區(qū)，每次取樣選擇一個邊行和一個中行植株，小麥共取40 株（邊行20株，中行20株），大豆共取6株（邊行3株、中行3株）。將地上部分植株剪下后，小麥按照莖稈（包括葉片）、籽粒分開，大豆按照莖稈（包括葉片、果莢）、籽粒分開，樣品帶回實驗室在 105°C 烘箱中殺青30min后，調(diào)至 75^°C 恒溫烘干至恒重，用電子天平稱取干重[9]

籽粒產(chǎn)量測定。小麥在成熟期于每小區(qū)內(nèi)取具有代表性的 6m² 樣方測取生物量，將樣本風干脫粒后測定水分，按 13% 含水量折合成產(chǎn)量；大豆成熟后，在每小區(qū)內(nèi)取具有代表性的大豆植株，長5m ，寬一帶幅的樣方測取生物量，將樣本豆莢風干脫粒后測定水分，按 13% 含水量折合成產(chǎn)量[10]

收獲指數(shù) Σ=Σ 籽粒產(chǎn)量（ kg/hm² ）/總生物量kg/hm² ）；

氮肥偏生產(chǎn)力 Σ=Σ 籽粒產(chǎn)量（ kg/hm² ）/氮肥用量 （kg/hm² ）；

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

數(shù)據(jù)采用WPSoffice整理匯總，采用SPSS21.0統(tǒng)計分析軟件進行方差分析，運用Duncan法和Duncan法進行顯著性檢驗

2 結(jié)果與分析

2.1氮肥減施配施有機肥對小麥大豆籽粒產(chǎn)量的 影響

不同施肥量對小麥大豆的生物量有一定的影響，小麥籽粒產(chǎn)量（圖1），以N1最高，為4399.33kg/hm² ，相比N2、N3、N4、N5和N6的籽粒產(chǎn)量分別高 181. 41kg/hm² 、192.51 kg/hm² 、752.76kg/hm²?418.6kg/hm² 和 143.46kg/hm² ，增幅為4.30% 、 4.58% .20.64% ！ 10.52% 和 3.37% ，N1、N2、N3、N5、N6間差異不顯著，N4和N1、N2、N6之間差異顯著。大豆籽粒產(chǎn)量（圖2），以N1最高，為1 316.46kg/hm² ，相比N2、N3、N4、N5 和N6的籽粒產(chǎn)量分別高 21.07kg/hm²?23.52kg/hm² 170.69kg/hm²?81.07kg/hm² 和 39.74kg/hm² ，增幅為1. 63% 、1. 82% 、14. 89% 、6. 56% 和 3.11% ，N2、N3、N4、N5間差異不顯著，N4和N1、N6之間差異顯著。表明小麥大豆產(chǎn)量基本隨施氮量的減小呈降低趨勢，隨有機肥的增加呈升高趨勢。

圖1施肥類型與施肥量對小麥籽粒產(chǎn)量的影響

圖2施肥類型與施肥量對大豆籽粒產(chǎn)量的影響

群體籽粒產(chǎn)量（作物籽粒產(chǎn)量之和），以N1最高，為 5715.79kg/hm² ，相比N2、N3、N4、N5和 N6的群體籽粒產(chǎn)量分別高 202.48kg/hm² 、216.03kg/hm².923.44kg/hm².499.67kg/hm² 和183.19kg/hm² ，增幅為 0.49%.0.56%.15.62%.6.22% 和 0.48% ， N1，N2，N3，N5 和N6間差異不顯著，N4和N1、N6之間差異顯著，N2、N3、N4、N5間差異不顯著（圖3）。試驗結(jié)果表明小麥大豆群體產(chǎn)量基本隨施氮量的減小呈降低趨勢，隨有機肥的增加呈升高趨勢。

圖3施肥類型與施肥量對小麥大豆群體籽粒產(chǎn)量的影響

2.2 氮肥減施配施有機肥對小麥大豆莖稈產(chǎn)量的影響

小麥莖稈產(chǎn)量（圖4）以N6最高，為5828.25kg/hm² ，相比N1、N2、N3、N4、和N5莖稈產(chǎn)量分別高350．25 kg/hm² 、361.88 kg/hm² 、606.13kg/hm²?961.5kg/hm² 和 396.75kg/hm² ，增幅為6.39% （20 ，6.62% .11.61% ） .19.76% 、和 7.30% ， _N1 、N2、N3、N6、N6間差異不顯著，N4和N1、N2、N6之間差異顯著，施入有機肥能明顯提高小麥莖稈產(chǎn)量。大豆莖稈產(chǎn)量（圖5），以N6最高，為6099.78kg/hm² ，相比N1、N2、N3、N4和N5的莖稈產(chǎn)量分別高446.3 kg/hm² 、614.27 kg/hm² 、767. 22kg/hm².822.06kg/hm² 和 467.8kg/hm² ，增幅為7.89% 、11. 89% ！ 14.39% 、15. 58% 和 8.31% ，N4與N1、N2、N6之間差異顯著。

圖4施肥類型與施肥量對小麥莖稈產(chǎn)量的影響

圖5施肥類型與施肥量對大豆莖稈產(chǎn)量的影響

群體莖稈產(chǎn)量（作物莖稈產(chǎn)量之和），以N6最高，為 11928.04kg/hm² ，相比 N1，N2，N3，N4 和N5的群體莖稈產(chǎn)量分別高 796.55kg/hm²?976.14 kg/hm²?1373. 35kg/hm²?1983. 56kg/hm² 和864.54kg/hm² ，增幅為 7.16%.8.91%.13.01% ！17.58% 和 7.81% ，N1、N2、N3、N5之間間差異不顯著，N4與N1和N6之間差異顯著（圖6）。

圖6 施肥類型與施肥量對小麥大豆群體莖稈產(chǎn)量的影響

2.3 氮肥減施配施有機肥對小麥大豆收獲指數(shù)的影響

不同處理的收獲指數(shù)不同（圖7），小麥以N4最高為0.59，其次是N5為0.58，N3最低為0.55，處理間差異不顯著，總體變化是隨施氮量的減少呈先降低后增加的趨勢，隨有機肥的增加呈降低趨勢；大豆收獲指數(shù)在 0.22～0.24 之間，N3與N1、N6間差異顯著。

圖7施肥類型與施肥量對小麥大豆收獲指數(shù)的影響

2.4氮肥減施配施有機肥對氮素偏生產(chǎn)力的影響

結(jié)果表明（圖8），小麥的氮素偏生產(chǎn)力隨施氮量的減少呈先增加后減少的趨勢，N3最高為43.93kg/kg，N1 最低為 34.79kg/kg ，隨有機肥的增加呈上升趨勢；大豆的氮素偏生產(chǎn)力隨施氮量的減少呈增加趨勢，N4最高為 13.64kg/kg ，N1最低為10.97kg/kg ，隨有機肥的增加呈上升趨勢。

圖8施肥類型與施肥量對小麥大豆收氮素偏生產(chǎn)力的影響

3 結(jié)論與討論

大量研究表明，間作可以提高植物的養(yǎng)分、水分和光能利用效率，減少土壤中的氮輸人和損失[11，12]，從而提高整個群體的生產(chǎn)力。本研究探索了小麥大豆間作寬幅模式減施氮肥配施有機肥對小麥大豆生物量的變化。結(jié)果表明，無論籽粒產(chǎn)量還是總生物量，小麥大豆的產(chǎn)量基本隨施氮量的減少呈逐漸降低趨勢，小麥、大豆籽粒產(chǎn)量N1相比N2、N3、N4分別高 4.30%.4.58%.20.64% 和0.49% 、 0.56% 、 15.62% ，這與楊奇等的研究結(jié)果基本相似4；在N2、N3 施氮水平下大豆籽粒產(chǎn)量波動較小，只降低了 1.63% 和 1.82% ，而對小麥產(chǎn)量降低 4.30% 和 4.58% ，可能與小麥大豆間作小麥競爭氮的能力比大豆強的原因有關(guān)[12]，間作群體籽粒產(chǎn)量波動更小，降低了 0.49% 和 0.56% ，表明小麥大豆間作削弱了氮肥減少對群體產(chǎn)量損失[13]，說明小麥大豆間作一定范圍內(nèi)可以減少氮肥施用量。小麥的氮素偏生產(chǎn)力N3最高為43.93kg/kg ，而大豆的以N4最高為 13.64kg/kg ，這可能與低氮環(huán)境下豆科作物固氮能力提高有關(guān)[12]。當施氮量減少至當?shù)亓晳T性施肥量的 20% （96kg/hm² ）時，產(chǎn)量差異不顯著（ pgt;0.05 ），當減施至30% C 84kg/hm² ）時，小麥大豆籽粒、莖稈產(chǎn)量降低，差異顯著（ ?plt;0.05） ），增施有機肥后，產(chǎn)量有不同程度的增加，最優(yōu)有機肥配比由于本試驗設置處理較少，有待進一步研究分析。

大量研究表明，多樣化種植較單作增加生物量效果明顯，具有穩(wěn)產(chǎn)、生產(chǎn)力強以及可持續(xù)等特點[10，14]，但在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，還需根據(jù)當?shù)貧夂颦h(huán)境、市場需求進一步優(yōu)化匹配，將其各種優(yōu)勢轉(zhuǎn)化生產(chǎn)力，提升農(nóng)民經(jīng)濟收入，推動當?shù)禺a(chǎn)業(yè)發(fā)展。

參考文獻：

[1］孫明明，王萍，呂世翔，等：大豆間套作種植技術(shù)研究進展.大豆科學[J].2017，36（5）：818-823.

[2]蘇本營，陳圣賓，李永庚，等.間套作種植提升農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務功能[J].生態(tài)學報，2013，33（14）：4 505-4 514.

[3]茍志文，殷文，柴強，等.干旱灌區(qū)小麥間作玉米麥后復種綠肥的可持續(xù)性分析[J].中國農(nóng)業(yè)科學，2022，55（7）：1319-1 331.

[4]楊奇，閆澤川，馮嘉，等.氮肥類型與施氮量對玉米干物質(zhì)及氮素積累的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學，2024，52（ 7） ： 86-93.

[5]馬琦，楊利燁，石薇，等.種植模式與管理措施對黃土高原紫花苜蓿、高羊茅草地產(chǎn)量、品質(zhì)和水分利用的影響[J].2022，44（7）：61-69.

[6]韓冬雨，李立軍，廉瑋歆，等.陰山南麓復種燕麥箭筈豌豆間作和施氮對土壤特性和飼草產(chǎn)量的影響[J].中國土壤與肥料，2024（5）：151-161.

[7]黨科.糜子/綠豆間作下氮對綠豆生長發(fā)育和根際土壤特性的影響[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學，2021.

[8］張春萍.氮肥用量對毛苕子生物量及其根瘤生長的影響[J].湖北農(nóng)業(yè)科學，2014，53（16）：3753-3754+3759

[9]殷文，陳桂平，郭瑤，等.春小麥秸稈還田對后茬玉米干物質(zhì)積累及產(chǎn)量形成的調(diào)控效應[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報（中英文），2020，28（8）：1210-1 218.

[10]劉志鵬，茍志文，柴強，等.干旱灌區(qū)綠肥對多樣化種植小麥玉米產(chǎn)量性能指標的影響[J].作物學報，2024 ，50 （9） ：2 415-2 424.

[11］薛曉萍，王建國，郭文琦，等.氮素水平對初花后棉株生物量、氮素累積特征及氮素利用率動態(tài)變化的影響[J].生態(tài)學報，2006（26）：3 631-3640.

[12]李隆，李曉林，張福鎖，等.小麥大豆間作條件下作物養(yǎng)分吸收利用對間作優(yōu)勢的貢獻[J].植物營養(yǎng)與肥料學報，2000，6（2）：140-146.

[13]董勇杰，張刁亮，李越，等.不同施氮量下玉米生長及產(chǎn)量對間作豆科綠肥的響應[J].中國農(nóng)業(yè)科學，2024，57（10） ：1 900-1 914.

[14]耿川雄，任家兵，馬心靈，等.基于LCA的不同間作體系產(chǎn)量優(yōu)勢及溫室效應研究[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報，2020（28）：159-167.