玉米行距配置對(duì)套作大豆生物量、根系傷流及養(yǎng)分的影響

楊 峰，婁 瑩，劉沁林，范元芳，劉衛(wèi)國，雍太文，王小春，楊文鈺

（四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院/農(nóng)業(yè)部西南作物生理生態(tài)與耕作重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 611130）

玉米行距配置對(duì)套作大豆生物量、根系傷流及養(yǎng)分的影響

楊 峰，婁 瑩，劉沁林，范元芳，劉衛(wèi)國，雍太文，王小春，楊文鈺

（四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院/農(nóng)業(yè)部西南作物生理生態(tài)與耕作重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 611130）

【目的】通過研究套作種植條件下，玉米不同行距配置對(duì)大豆生物量、根系傷流及其養(yǎng)分的影響，為玉米-大豆帶狀套作合理的群體配置提供理論依據(jù)?！痉椒ā吭囼?yàn)于2012—2013年采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，以玉米-大豆帶狀套作種植中大豆為研究對(duì)象，固定玉米和大豆帶寬200 cm，設(shè)置3個(gè)玉米窄行處理，分別是A1（20 cm+180 cm；窄行20 cm，寬行180 cm）、A2（40 cm+160 cm）和A3（60 cm+140 cm）。兩行大豆種植于玉米寬行中，行距40 cm；凈作大豆為對(duì)照，行距70 cm，每個(gè)處理重復(fù)3次。在大豆第三節(jié)齡期（V3）、第五節(jié)齡期（V5）與盛花期（R2）分析玉米不同行距配置對(duì)套作大豆根系生物量、氮磷鉀的積累、傷流強(qiáng)度及傷流液組分的影響?！窘Y(jié)果】套作大豆地上地下生物量和根系氮磷鉀養(yǎng)分積累隨著玉米窄行行距的增加而降低，且顯著低于凈作對(duì)照（P＜0.05）。根系傷流強(qiáng)度在各處理下均隨生育時(shí)期的推進(jìn)而增加，同一生育時(shí)期傷流強(qiáng)度從A1到A3逐漸降低，但A1和A2處理差異不顯著（P＞0.05）。A1處理下大豆根系傷流強(qiáng)度在V3、V5及R2期比凈作處理平均低27.69%、26.11%和23.23%。除V5期大豆根系傷流組分銨態(tài)氮含量低于V3和R2期外，硝態(tài)氮、全磷、全鉀、可溶性糖含量隨大豆生育時(shí)期推進(jìn)逐漸增加，且均低于凈作對(duì)照。通過相關(guān)分析，大豆地上地下生物量與根系養(yǎng)分積累量、傷流強(qiáng)度及組分含量間均呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）?！窘Y(jié)論】在玉米-大豆帶狀套作種植中，行距配置的差異性導(dǎo)致大豆地上地下生物量和根系傷流強(qiáng)度的變化而影響根系養(yǎng)分的吸收和物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)。

玉米；大豆；套作；生物量；根系傷流；養(yǎng)分

0 引言

【研究意義】近年來，作為糧、油、飼兼用作物大豆，進(jìn)口依存度巨大，產(chǎn)業(yè)形勢(shì)嚴(yán)峻［1-2］。采用間套復(fù)種的方式，大力發(fā)展間套作大豆，對(duì)提高土地利用率，擴(kuò)大大豆生產(chǎn)，增加大豆產(chǎn)量意義重大［3-4］。目前，國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《關(guān)于加快轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式的意見（國辦發(fā)［2015］59號(hào)）》明確提出重點(diǎn)在黃淮海及西南地區(qū)推廣玉米大豆間套作種植。玉米-大豆帶狀套作作為禾本科-豆科間套作種植的模式之一，不僅能夠提高耕地復(fù)種指數(shù)，增加糧食產(chǎn)量，而且有效緩解農(nóng)業(yè)高產(chǎn)高投入、養(yǎng)分利用率低、環(huán)境污染等問題，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中具有重要的作用［5］?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】圍繞套作大豆地上部光能截獲、形態(tài)響應(yīng)、光合生理、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成［1，6-8］，地下部根系形態(tài)、根瘤性狀、根系活力［5，9-11］開展了大量研究。但對(duì)于玉米-大豆帶狀套作不同時(shí)空配置下大豆根系特性相關(guān)研究較少，特別是關(guān)于根系傷流及養(yǎng)分動(dòng)態(tài)規(guī)律研究更少［5］。根系傷流是根系活力的重要體現(xiàn)，傷流液養(yǎng)分反映根系吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)的基本情況［12］。目前，在水稻、玉米、小麥、棉花等作物上圍繞不同水肥條件、不同品種特性、不同密度條件根系傷流強(qiáng)度、根系傷流組分的動(dòng)態(tài)及產(chǎn)量特征進(jìn)行了相關(guān)研究［12-17］。而在大豆方面主要集中于不同品種特性和不同生育時(shí)期傷流及傷流組分變化，張玉姣等［17］報(bào)道不同大豆品種經(jīng)過遺傳改良后增加了根系傷流液中硝態(tài)氮含量，降低了銨態(tài)氮濃度；同一品種隨著生育時(shí)期推進(jìn)氮濃度降低，氮總量和傷流強(qiáng)度在R4期達(dá)到最大。鄧宏中等［18］發(fā)現(xiàn)根系傷流液中可溶性糖含量在R2期最高，且與Pn程極顯著相關(guān)。【本研究切入點(diǎn)】前人研究主要以凈作大豆為研究對(duì)象，且在間套作種植中不同行距配置對(duì)大豆根系傷流及養(yǎng)分動(dòng)態(tài)的影響仍不清楚?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究以玉米-大豆帶狀套作下大豆為研究對(duì)象，分析帶狀套作不同行距配置對(duì)大豆根系傷流和傷流液養(yǎng)分的影響，探討根系傷流各參數(shù)之間的關(guān)系，為玉米-大豆帶狀復(fù)合種植合理的栽培管理措施和肥料施用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與材料

試驗(yàn)于2012年和2013年在四川農(nóng)業(yè)大學(xué)雅安教學(xué)農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行。土壤為黏質(zhì)壤土，土壤含全磷0.31 g·kg-1、全鉀6.35 g·kg-1、全氮0.71 g·kg-1、速效磷24.28 mg·kg-1、速效鉀119.77 mg·kg-1、有機(jī)質(zhì)3.20%、堿解氮62.29 mg·kg-1。供試玉米品種為川單418（株型為半緊湊型，春播全生育期109 d左右）；大豆品種為貢選1號(hào)（株型緊湊，直立抗倒，耐蔭性較好，有限結(jié)莢習(xí)性，中遲熟，夏播生育期135 d左右）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，以玉米-大豆帶狀套作種植中大豆為研究對(duì)象，固定玉米和大豆帶寬2 m，玉米采用寬窄行種植，設(shè)置3個(gè)玉米窄行處理，分別是：A1（20 cm+180 cm；窄行20 cm，寬行180 cm）、A2（40 cm+160 cm）和A3（60 m+140 m）。玉米于4月初種植，大豆于6月中旬種植在玉米寬行中，行距均為40 cm。大豆單作（行距70 cm）為對(duì)照（CK），每個(gè)處理重復(fù)3次，共12個(gè)小區(qū)。每帶種兩行玉米和兩行大豆，每個(gè)小區(qū)種植3帶，帶長5 m。玉米種植密度均為6.0×104株/hm2，穴植單株；凈套作大豆種植密度為10.0×104株/hm2，穴植單株。

玉米底肥為尿素37.5 kg·hm-2、過磷酸鈣600 kg·hm-2（12% P2O5）和氯化鉀150 kg·hm-2（60%K2O），而后分別于苗期、拔節(jié)期與大喇叭口期追施苗肥（尿素75 kg·hm-2）、拔節(jié)肥（尿素150 kg·hm-2）與攻苞肥（碳銨750 kg·hm-2）。大豆免耕直播，底肥配施尿素75 kg·hm-2、過磷酸鈣600 kg·hm-2和氯化鉀60 kg·hm-2，初花后追施尿素75 kg·hm-2。除草、噴藥等管理同大田。

圖1 玉米-大豆帶狀套作田間行距配置Fig. 1 Plant pattern arrangements of the maize-soybean relay strip intercropping

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 生物量測(cè)定 在大豆第三節(jié)齡期（V3）、第五節(jié)齡期（V5）和盛花期（R2），連續(xù)選取每個(gè)小區(qū)長勢(shì)一致大豆5株。參考金劍方法［14-15］，采用傳統(tǒng)挖掘法，根據(jù)大豆根系分布特點(diǎn)，挖取以大豆植株為中心的長20 cm×寬20 cm×深20 cm的根土混合體。將大豆植株按照地上和地下部分開，地下部分根土混合體置60目篩中，以清水沖洗，將泥土沖洗干凈并剔除雜質(zhì)，與地上部分別裝于牛皮紙袋在105℃殺青1 h，70℃烘干至恒重，稱取根生物量。

1.3.2 根系主要養(yǎng)分測(cè)定 將大豆的根干樣品用高速粉碎機(jī)粉碎，稱取0.1 g，加入過量濃硫酸，于380℃消煮至澄清，冷卻后定容至100 mL，用Alliance-Futura連續(xù)型流動(dòng)分析儀測(cè)定根系中的N、P含量，用火焰原子吸收光譜儀測(cè)定K含量。

1.3.3 根傷流強(qiáng)度與傷流組分 在大豆V3、V5及R2期，每個(gè)小區(qū)選取長勢(shì)一致的大豆3株。參考鄧宏中等［18］方法，于上午7：00時(shí)用清洗干凈的干燥刀片從大豆子葉節(jié)處剪斷，套上已知重量（W1）裝有脫脂棉的自封袋，讓脫脂棉貼緊切口，用橡皮筋扎緊袋口，24 h后稱重（W2），重量差值（W2-W1）即為傷流量（株/24 h）。用注射器擠壓出脫脂棉獲得傷流液，利用Alliance-Futura連續(xù)流動(dòng)分析儀測(cè)定傷流中的NH4+、NO3-和PO43-，用火焰原子吸收光譜儀測(cè)定K+濃度，采用蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖含量［18］。

1.4 數(shù)據(jù)分析與處理

采用Microsoft Excel 2010整理和匯總試驗(yàn)數(shù)據(jù)，使用SPSS 19.0分析數(shù)據(jù)，并用Origin 8.0制圖。

2 結(jié)果

2.1 生物量

生物量反映了作物對(duì)光能的利用及環(huán)境的適應(yīng)性［19］。由表1可知，玉米窄行行距直接影響套作大豆地上和地下生物量積累。在各生育時(shí)期，套作大豆地上和地下生物量隨玉米窄行行距的增加而降低，且顯著低于凈作對(duì)照。套作處理下大豆地上生物量與凈作相比，從V3到R2期降低幅度平均由21.21%上升至49.78%，A3處理降低幅度最大，且顯著低于A1和A2處理（P＜0.05）。A1處理的地下生物量在V3、V5及R2期顯著高于A3處理（P＜0.05），兩年平均高52.17%、48.48%和64.07%，但與凈作大豆相比，平均低30%、24.62%和42.44%。從V3到R2期，凈套作大豆地下生物量逐漸增加，A1、A2、A3及CK處理在R2期分別為1.37、1.20、0.84和2.38 g。

2.2 根系養(yǎng)分積累

由圖2可知，各生育時(shí)期大豆根系N、P、K的積累量呈現(xiàn)出相同的變化趨勢(shì)，與不同處理下大豆根系生物量變化規(guī)律一致。套作大豆根系N、P、K的積累量隨玉米窄行行距增加而降低，且顯著低于凈作對(duì)照（P＜0.05）。套作條件下，A1和A2處理在不同的生育時(shí)期和不同的年份大豆根系N、P及K含量差異不明顯，但A3處理顯著低于A1處理（P＜0.05）。與A1處理相比，A3處理大豆根系氮含量在V3、V5及R2期兩年平均降低39.74%、43.19%和41.19%，磷含量平均降低31.05%、38.51%和41.67%，鉀含量平均降低39.54%、43.19%和41.20%。

表1 不同玉米行距配置下套作大豆地上和地下生物量（g/株）Table1 Above-ground and below-ground biomass of relay intercropped soybean under different maize row spacing patterns（g/plant）

2.3 根系傷流強(qiáng)度

傷流強(qiáng)度反應(yīng)根系對(duì)水分的吸收和輸導(dǎo)能力［12］。由圖3可以看出，兩年各處理大豆根系傷流強(qiáng)度均隨生育時(shí)期的推進(jìn)而增加，同一生育時(shí)期內(nèi)各處理大豆根系傷流強(qiáng)度變化趨勢(shì)一致，從A1到A3處理逐漸降低，且顯著低于凈作處理（P＜0.05）。各生育時(shí)期中，大豆根傷流強(qiáng)度A1和A2處理差異不顯著（P＞0.05），但均顯著高于A3處理。A1處理下大豆根系傷流強(qiáng)度在V3、V5及R2期比A3處理兩年分別平均高50.30%、31.84%和29.16%，但比凈作處理平均低27.69%、26.11%和23.23%。

圖3 大豆傷流強(qiáng)度Fig. 3 Bleeding intensity of soybean

2.4 根系傷流組分

根系傷流組分受作物生育時(shí)期和栽培環(huán)境的改變而變化［12］。由表2可知，隨大豆生育時(shí)期的推進(jìn)，各處理根系傷流中硝態(tài)氮、全磷、全鉀、可溶性糖含量逐漸增加，而銨態(tài)氮含量在V5期較低。套作下除A2處理下V5期大豆根系傷流銨態(tài)氮含量高于A1和A3處理外，隨著玉米窄行行距的增加（從A1到A3處理）同一生育時(shí)期大豆根系各傷流組分逐漸降低。對(duì)于硝態(tài)氮含量，V3期的A1和A2處理及R2期的A1處理與凈作大豆差異不顯著外（P＞0.05），其他時(shí)期及處理均顯著低于凈作（P＜0.05）。同時(shí)，凈套作下根系傷流全磷含量除R2期的A1處理外，其他處理均顯著低于凈作（P＜0.05）。銨態(tài)氮、全鉀和可溶性糖含量在套作處理下均顯著低于凈作。

表2 大豆根系傷流液中硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、全磷、全鉀及可溶性糖含量（μg/株·天）Table2 Content of nitrate-N， ammonium-N， total phosphorus， total potassium and soluble sugar in bleeding sap of soybean root（μg/plant·d）

2.5 相關(guān)性分析

由表3可知，大豆地上地下生物量與根系養(yǎng)分積累量、傷流強(qiáng)度及組分含量間均呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)最高為0.99，最低為0.68。套作大豆地上部生物量與地下根系養(yǎng)分積累量和傷流養(yǎng)分極顯著相關(guān)，同樣地下生物量與根系傷流可溶性糖達(dá)到極顯著相關(guān)，可能與根系通過養(yǎng)分積累及養(yǎng)分向上運(yùn)輸顯著影響地上部生長，地上部通過同化物質(zhì)的形成影響地下部分。相比于根系傷流強(qiáng)度及其養(yǎng)分含量，大豆根系中養(yǎng)分積累量與地上部生物量相關(guān)性更高，相關(guān)性大小表現(xiàn)為：根系中P、K積累量大于傷流中NO、NH、P、K與可溶性糖含量，而N積累量相對(duì)較小。

表3 大豆地上地下生物量與根系養(yǎng)分積累量、傷流強(qiáng)度及組分含量相關(guān)性分析Table3 Relationship among root nutrient accumulation， bleeding intensity， bleeding sap component concentration， above-ground and below-ground biomass （n=36）

3 討論

根系作為植物的三大營養(yǎng)器官之一，在植物的生長發(fā)育過程中起著極為重要的作用，但根系的生長受到土壤的質(zhì)地、土壤的溫度、土壤的水肥及地上部的影響［20-21］。光環(huán)境是作物生長發(fā)育過程中重要的生態(tài)環(huán)境因子之一，通過影響作物的地上部而間接作用于地下根系［1］。在玉米-大豆帶狀套作系統(tǒng)中，大豆生長發(fā)育前期受到玉米的蔭蔽導(dǎo)致地上和地下生物量下降，且大豆地下生物量與冠層光環(huán)境極顯著相關(guān)［1］，本研究結(jié)果也證實(shí)隨著玉米窄行行距的增加，同一生育時(shí)期大豆地上地下生物量逐漸降低，顯著低于凈作大豆（表1）。在R2期，各處理套作大豆地上地下生物量仍低于凈作（表1），這些結(jié)果與套作大豆前期遭受蔭蔽而導(dǎo)致玉米收獲后大豆后期恢復(fù)力減弱有關(guān)［22］。

養(yǎng)分的吸收是干物質(zhì)形成的基礎(chǔ)，干物質(zhì)的積累影響?zhàn)B分的累積［23］。氮、磷、鉀是大豆生長所需的必不可少的元素，根系是銜接土壤養(yǎng)分和作物生長的橋梁［24］。本研究中，隨著玉米窄行的增加，大豆根系氮、磷、鉀的積累量下降，與大豆根系生物量變化規(guī)律一致，呈極顯著正相關(guān)（表1、表3和圖2）。主要由于作物植株氮、磷、鉀積累量之間存在緊密的相關(guān)性，與養(yǎng)分間互作及生物量有關(guān)［25］。隨著生育時(shí)期的推進(jìn)，凈套作大豆根系氮、磷、鉀的積累量逐漸增加，R2期最大（圖2）。同樣，王樹起等在不同施氮水平下分析大豆根系氮素積累量的動(dòng)態(tài)規(guī)律發(fā)現(xiàn)根系氮素積累量最高值也出現(xiàn)在R2期［26］，但敖雪等發(fā)現(xiàn)不同磷效率大豆根系氮、磷、鉀的積累量高峰出現(xiàn)在R5期，可能與不同的品種類型和處理方式有關(guān)［24］。傷流強(qiáng)度和傷流成分含量反映了植物根系活動(dòng)能力強(qiáng)弱［15］。宋海星等報(bào)道傷流強(qiáng)度和傷流液物質(zhì)成分受環(huán)境因素和栽培措施影響［12］，本研究也證實(shí)凈套作大豆光環(huán)境的差異導(dǎo)致大豆根系傷流強(qiáng)度和物質(zhì)成分含量的改變（圖2和表2）。在套作條件下隨著玉米窄行的增加，大豆冠層光合有效輻射的降低引起地上地下生物量下降［1］，A1處理下大豆根系傷流強(qiáng)度顯著高于A3處理，與地下生物量相關(guān)性達(dá)到極顯著水平（圖3和表3）。同樣，韋澤秀等［27］在黃瓜根系傷流及其影響因素研究中也證實(shí)根系生物量對(duì)傷流強(qiáng)度影響最大。根系的生長狀況對(duì)傷流量及其養(yǎng)分含量作用非常明顯［12，28］，隨著大豆生育時(shí)期的推進(jìn)，生物量不斷增加，各處理根系傷流中硝態(tài)氮、全磷、全鉀、可溶性糖含量逐漸增加，而銨態(tài)氮含量在V5期較低（表2）。萬燕等［29］在不同氮肥水平下葉面噴施烯效唑?qū)μ鬃鞔蠖股L和氮代謝影響的研究中發(fā)現(xiàn)傷流液中銨態(tài)氮在播種后45—73 d內(nèi)也呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì)，可能與大豆由營養(yǎng)生長過渡到生殖生長過程中對(duì)硝態(tài)氮和銨態(tài)氮的轉(zhuǎn)化需求不同有關(guān)。根系傷流液中可溶性糖的增加與葉片光合速率存在一定的正相關(guān)，研究發(fā)現(xiàn)大豆R2期是源庫轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時(shí)期，此時(shí)根系傷流液中可溶性糖含量最高，隨后使地上部分光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)向籽粒，而向根系轉(zhuǎn)移的較少，可溶性糖降低［18］，這些結(jié)果與本研究根系傷流液中可溶性糖在R2期之前動(dòng)態(tài)類似，但后期變化需要進(jìn)一步研究。同一生育時(shí)期套作大豆傷流液養(yǎng)分含量顯著低于凈作，且套作下隨玉米窄行的增加而降低，與地上地下生物量和傷流強(qiáng)度密切相關(guān)（表2和表3），主要與凈套作大豆冠層光環(huán)境變化有關(guān)［1］，套作大豆地上部對(duì)冠層光環(huán)境的響應(yīng)導(dǎo)致生物量積累的下降可能是傷流養(yǎng)分含量下降的主要原因之一［30-31］。

此外，本研究主要以玉米-大豆帶狀套作系統(tǒng)中大豆為研究對(duì)象，圍繞共生期玉米對(duì)大豆的蔭蔽及玉米收獲后大豆恢復(fù)中的3個(gè)關(guān)鍵生育時(shí)期分析不同玉米行距配置對(duì)套作大豆根系生物量、傷流及其養(yǎng)分含量的影響，今后需要進(jìn)一步分析套作大豆其他生育時(shí)期和帶狀套作系統(tǒng)中玉米根系傷流及其養(yǎng)分動(dòng)態(tài)。

4 結(jié)論

在玉米-大豆帶狀套作種植系統(tǒng)中，大豆地上地下生物量及根系氮磷鉀養(yǎng)分積累量、傷流強(qiáng)度和傷流液中硝態(tài)氮、全磷、全鉀、可溶性糖含量從V3期到R2期逐漸增加，但同一生育時(shí)期各指標(biāo)卻隨著玉米窄行的增加而降低。通過相關(guān)性分析，大豆地上地下生物量和根系傷流強(qiáng)度、養(yǎng)分積累量、傷流強(qiáng)度及組分含量間均呈極顯著正相關(guān)。因此，帶狀套作下玉米和大豆間合理的行距配置有利于提高大豆根系活力和生長發(fā)育。

［1］ YANG F， HUANG S， GAO R C， LIU W G， YONG T W， WANG X C，WU X L， YANG W Y. Growth of soybean seedlings in relay strip intercropping systems inrelation to light quantity and red far-red ratio. Field Crops Research， 2014， 155: 245-253.

［2］ 周新安， 年海， 楊文鈺， 韓天富. 南方間套作大豆生產(chǎn)發(fā)展的現(xiàn)狀與對(duì)策（I）. 大豆科技， 2010， 3: 1-2.

ZHOU X A， NIAN H， YANG W Y， HAN T F. Intercropping soybean production development and strategies of southern China. Soybean Science and Technology， 2010， 3: 1-2. （in Chinese）

［3］ 楊文鈺， 雍太文， 任萬軍， 樊高瓊， 牟錦毅， 盧學(xué)蘭. 發(fā)展套作大豆，振興大豆產(chǎn)業(yè). 大豆科學(xué)， 2008， 27（1）: 1-7.

YANG W Y， YONG T W， REN W J， FAN G Q， MU J Y， LU X L.Develop relay-planting soybean， revitalize soybean industry. Soybean Science， 2008， 27（1）: 1-7. （in Chinese）

［4］ 楊文鈺， 楊峰， 雍太文. 我國間套作大豆研究方向和發(fā)展對(duì)策研討會(huì)紀(jì)要. 大豆科技， 2011， 1: 35-36.

YANG W Y， YANG F， YONG T W. Symposium of intercropped soybean research and development strategies in China. Soybean Science and Technology， 2011， 1: 35-36. （in Chinese）

［5］ 楊峰， 婁瑩， 廖敦平， 高仁才， 雍太文， 王小春， 劉衛(wèi)國， 楊文鈺.玉米-大豆帶狀套作行距配置對(duì)作物生物量、根系形態(tài)及產(chǎn)量的影響. 作物學(xué)報(bào)， 2015， 41（4）: 642-650.

YANG F， LOU Y， LIAO D P， GAO R C， YONG T W， WANG X C，LIU W G， YANG W Y. Effects of row spacing on crop biomass， root morphology and yield in maize-soybean relay strip intercropping system. Acta Agronomica Sinica， 2015， 41（4）: 642-650. （in Chinese）

［6］ 王竹， 楊文鈺， 吳其林. 玉/豆套作蔭蔽對(duì)大豆光合特性與產(chǎn)量的影響. 作物學(xué)報(bào)， 2007， 33（9）: 1502-1507.

WANG Z， YANG W Y， WU Q L. Effects of shading in maize/soybean relay-cropping system on the photosynthetic characteristics and yield of soybean. Acta Agronomica Sinica， 2007， 33（9）: 1502-1507. （in Chinese）

［7］ YANG F， WANG X C， LIAO D P. LU F， GAO R C， LIU W G， YONG T W， WU X L， DU J B， LIU J， YANG W Y. Yield response to different planting geometries in maize-soybean relay strip intercropping systems. Agronomy Journal， 2015， 107: 296-304.

［8］ 崔亮， 蘇本營， 楊峰， 楊文鈺. 帶狀套作大豆群體冠層光能截獲與利用特征. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2015， 48（1）: 43-54.

CUI L， SU B Y， YANG F， YANG W Y. Relationship between light interception and light utilization of soybean canopy in relay strip intercropping system. Scientia Agricultura Sinica， 2015， 48（1）: 43-54.（in Chinese）

［9］ 于曉波， 羅玲， 曾憲堂， 蘇本營， 龔萬灼， 雍太文， 楊文鈺， 張明榮，吳海英. 套作弱光脅迫對(duì)大豆苗期根系形態(tài)和生理活性的影響.中國油料作物學(xué)報(bào)， 2015， 37（2）: 185-193.

YU X B， LUO L， ZENG X T， SU B Y， GONG W Z， YONG T W，YANG W Y， ZHANG M R， WU H Y. Response of roots morphology and physiology to shading in maize-soybean relay strip intercropping system. Chinese Journal of Oil Crop Sciences， 2015， 37（2）: 185-193.（in Chinese）

［10］ 于曉波， 蘇本營， 龔萬灼， 羅玲， 劉衛(wèi)國， 楊文鈺， 張明榮， 吳海英，曾憲堂. 玉米-大豆帶狀套作對(duì)大豆根瘤性狀和固氮能力的影響.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2014， 47（9）: 1743-1753.

YU X B， SU B Y， GONG W Z， LUO L， LIU W G， YANG W Y，ZHANG M R， WU H Y， ZENG X T. The nodule characteristics and nitrogen fixation of soybean in maize-soybean relay strip intercropping. Scientia Agricultura Sinica， 2014， 47（9）: 1743-1753.（in Chinese）

［11］ 王竹， 楊文鈺， 伍曉燕， 吳其林. 玉米株型和幅寬對(duì)套作大豆初花期形態(tài)建成及產(chǎn)量的影響. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)， 2008， 19（2）: 323-329.

WANG Z， YANG W Y， WU X Y， WU Q L. Effects of maize plant type and planting width on the early morphological characters and yield of relay planted soybean. Chinese Journal of Applied Ecology， 2008，19（2）: 323-329. （in Chinese）

［12］ 宋海星， 李生秀. 水、氮供應(yīng)對(duì)玉米傷流及其養(yǎng)分含量的影響. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)， 2004， 10（6）: 574-578.

SONG H X， LI S X. Effects of water and N supply on maize bleeding sap and its nutrient contents. Plant Nutrition and Fertilizer Science，2004， 10（6）: 574-578. （in Chinese）

［13］ 柏彥超， 錢曉晴， 沈淮東， 薛巧云， 王娟娟， 陳峰， 汪孫軍. 不同水、氮條件對(duì)水稻苗生長及傷流液的影響. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2009， 15（1）: 76-81.

BAI Y C， QIAN X Q， SHEN W D， XUE Q Y， WANG J J， CHEN F，WANG S J. Effects of water and nitrogen forms on growth and xylem sap of rice seedlings. Plant Nutrition and Fertilizer Science， 2009，15（1）: 76-81. （in Chinese）

［14］ 田曉莉， 楊培珠， 何鐘佩， 李丕明. 棉花根-冠關(guān)系的研究-根系傷流液及葉片中內(nèi)源激素的變化. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 1999， 4（5）: 92-97.

TIAN X L， YANG P Z， HE Z P， LI P M. Changes of endogenous hormones in root exudates and leaf of cotton and the relation between root and growing stem. Journal of China Agricultural University，1999， 4（5）: 92-97. （in Chinese）

［15］ 趙全志， 呂德彬， 程西永， 陳軍營， 梁靜靜. 雜種小麥群體光合速率及傷流強(qiáng)度優(yōu)勢(shì)研究. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2002， 35（8）: 925-928.

ZHAO Q Z， Lü D B， CHENG X Y， CHEN J Y， LIANG J J. The heterosis of canopy photosynthetic rate and bleeding intensity of hybrid wheat. Scientia Agricultura Sinica， 2002， 35（8）: 925-928. （in Chinese）

［16］ 周宇飛， 史振聲， 呂德貴， 王藝陶， 王娜. 種植密度對(duì)不同耐密性春玉米基部莖節(jié)維管束及根系傷流的影響. 西北植物學(xué)報(bào)， 2013，33（3）: 518-526.

ZHOU Y F， SHI Z S， Lü D G， WANG Y T， WANG N. Effects of planting densities on basal stem vascular bundles and root bleeding sap of different density-tolerant maize cultivars. Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica， 2013， 33（3）: 518-526. （in Chinese）

［17］ 張玉姣， 徐克章， 陳展宇， 李大勇， 趙新宇， 張治安. 不同年代大豆品種根系傷流液含氮化合物的變化. 中國油料作物學(xué)報(bào)， 2014，36（4）: 469-475.

ZHANG Y J， XU K Z， CHEN Z Y， LI D Y， ZHAO X Y， ZHANG Z A. Changes of nitrogen compounds in root bleeding sap of soybean cultivars released in different years. Chinese Journal of Oil Crop Sciences， 2014， 36（4）: 469-475. （in Chinese）

［18］ 鄧宏中， 李鑫， 徐克章， 李大勇， 孫苗苗， 張治安. 不同年代大豆品種根系傷流液中可溶性糖含量的變化及與葉片光合的關(guān)系. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 2013， 34（2）: 197-202.

DENG H Z， LI X， XU K Z， LI D Y， SUN M M， ZHANG Z A. The change of soluble sugar content in root bleeding sap and the correlation with leaf photosynthesis in soybean cultivars released in different years. Journal of South China Agricultural University， 2013，34（2）: 197-202. （in Chinese）

［19］ ECHARTE L， MAGGIORA A D， CERRUDO D， GONZALEZ V H，ABBATE P， CERRUDO A， SADRAS V O， CALVI?O P. Yield response to plant density of maize and sunflower intercropped with soybean. Field Crops Research， 2011， 121: 423-429.

［20］ CALONEGO J C， ROSOLEM C A. Soybean root growth and yield in rotation with cover crops under chiseling and no-till. European Journal of Agronomy， 2010， 33（3）: 242-249.

［21］ 楊秀紅， 吳宗璞， 張國棟. 大豆根系的研究. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2002， 33（2）: 203-208.

YANG X H， WU Z P， ZHANG G D. Study on soybean root system. Journal of Northeast Agricultural University， 2002， 33（2）: 203-208.（in Chinese）

［22］ 吳雨珊， 龔萬灼， 廖敦平， 武曉玲， 楊峰， 劉衛(wèi)國， 雍太文， 楊文鈺. 帶狀套作蔭蔽及復(fù)光對(duì)不同大豆品種（系）生長及產(chǎn)量的影響.作物學(xué)報(bào)， 2015， 41（11）: 1740-1747.

WU Y S， GONG W Z， LIAO D P， WU X L， YANG F， LIU W G，YONG T W， YANG W Y. Effects of shade and light recovery on soybean cultivars （lines） and its relationship with yield in relay strip intercropping systems. Acta Agronomica Sinica， 2015， 41（11）: 1740-1747. （in Chinese）

［23］ 向達(dá)兵， 郭凱， 楊文鈺. 不同磷鉀處理下套作大豆干物質(zhì)積累及鉀肥利用率的動(dòng)態(tài)變化. 中國油料作物學(xué)報(bào)， 2012， 34（2）: 163-167.

XIANG D B， GUO K， YANG W Y. Dynamics of dry matter accumulation and potasslum utilization in relay strip intercropped soybean under different phosphorus and potassium levels. Chinese Journal of Oil Crop Sciences， 2012， 34（2）: 163-167. （in Chinese）

［24］ 敖雪， 孔令劍， 朱倩， 趙明哲， 張惠君， 王海英， 謝甫綈. 磷素對(duì)不同磷效率基因型大豆根系養(yǎng)分吸收特性的影響. 大豆科學(xué)， 2015，34（4）: 653-660.

AO X， KONG L J， ZHU Q， ZHAO M Z， ZHANG H J， WANG H Y，XIE F T. Effect of phosphorus on nutrient absorption characteristics of roots in soybean with different phosphorus efficiencies. Soybean Science， 2015， 34（4）: 653-660. （in Chinese）

［25］ LI M， ZHANG H C， YANG X， GE M J， MA Q， WEI H， DAI Q G，HUO Z Y， XU K， LUO D Q. Accumulation and utilization of nitrogen，phosphorus and potassium of irrigated rice cultivars with high productivities and high N use efficiencies. Field Crops Research， 2014，161: 55-63.

［26］ 王樹起， 韓曉增， 喬云發(fā)， 嚴(yán)君， 李曉慧. 施氮對(duì)大豆根系形態(tài)和氮素吸收積累的影響. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)， 2009， 17（6）: 1069-1073.

WANG S Q， HAN X Z， QIAO Y F， YAN J， LI X H. Root morphology and nitrogen accumulation in soybean （Glycine max L.） under different nitrogen application levels. Chinese Journal of Eco-Agriculture， 2009， 17（6）: 1069-1073. （in Chinese）

［27］ 韋澤秀， 梁銀麗， 黃茂林， 周茂娟， 曾興權(quán). 黃瓜結(jié)瓜期根系傷流及其影響因素研究. 西藏科技， 2011（10）: 5-9.

WEI Z X， LIANG Y L， HUANG M L， ZHOU M J， ZENG X Q. Root bleeding and its influencing factors at fruiting of cucumber. Tibet Science and Technology， 2011（10）: 5-9. （in Chinese）

［28］ FERNANDES A M， SORATTO R P， GONSALES J R. root morphology and phosphorus uptake by potato cultivars grown under deficient and sufficient phosphorus supply. Scientia Horticulturae，2014， 180: 190-198.

［29］ 萬燕， 閆艷紅， 楊文鈺. 不同氮肥水平下葉面噴施烯效唑?qū)μ鬃鞔蠖股L和氮代謝的影響. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)（農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版）， 2012，38（2）: 185-196.

WAN Y， YAN Y H， YANG W Y. Effects of foliar spraying uniconazole on growth and nitrogen metabolism of relay strip intercropping soybean under different nitrogen levels. Journal of Zhejiang University （Agriculture and Life Sciences）， 2012， 38（2）: 185-196. （in Chinese）

［30］ GONG W Z， JIANG C D， WU Y S， CHEN H H， LIU W Y， YANG W Y. Tolerance vs. avoidance: Two strategies of soybean （Glycine max）seedlings in response to shade in intercropping. Photosynthetica， 2015，53: 259-268.

［31］ WU Y S， GONG W Z， YANG F， WANG X C， YONG T W， YANG W Y. Responses to shade and subsequent recovery of soybean in maize-soybean relay strip intercropping. Plant Production Science，2016， 19: 206-214.

（責(zé)任編輯 李莉）

Effect of Maize Row Spacing on Biomass， Root Bleeding Sap and Nutrient of Soybean in Relay Strip Intercropping Systems

YANG Feng， LOU Ying， LIU Qin-lin， FAN Yuan-fang， LIU Wei-guo， YONG Tai-wen，WANG Xiao-chun， YANG Wen-yu
（College of Agronomy， Sichuan Agricultural University/Key Laboratory of Crop Ecophysiology and Farming System in Southwest，Ministry of Agriculture， Chengdu 611130）

【Objective】 Soybean （Glycine max （L.） Merr.） is an important N-fixing crop， and is a major oilseed crop produced and consumed for protein and oil throughout the world. How maize planting patterns affect the root biomass， bleeding sap and nutrient of soybean were analyzed under maize-soybean relay strip intercropping systems. This study will provide a theoretical basis for reasonable group configuration of maize-soybean strip intercropping. 【Method】The experiment was conducted in 2012-2013 to analyze the effect of maize row-spacing patterns on soybean root biomass， accumulation of N， P and K， bleeding intensity and bleeding sap components at V3， V5 and R2 stages under maize- soybean relay strip intercropping systems. This experiment comprised three maize and soybean intercropping systems and one sole soybean treatment with three replications. Maize cultivar Chuandan418， and soybean cultivar Nandou12 were used as materials. The following maize planting patterns were adopted: A1 （20 cm+180 cm， 20 cm narrow row and 180 cm wide row）， A2 （40 cm +160 cm）， A3 （60 cm+140 cm）. Maize-to-soybean row ratio wasalso 2:2. Soybean was planted in the wide rows before the reproductive stage of maize. 【Result】 Above-ground biomass，below-ground biomass and root accumulation of N， P and K in soybean were decreased with increasing maize narrow-row spacing，and these parameters under intercropping conditions were less than those of monoculture significantly （P＜0.05）. Root bleeding intensity of soybean was decreased from V3 to R2 stages， opposite trends were appeared from A1 to A3 treatments at the same growth stage. No significant difference of root bleeding intensity was found in A1 and A2 treatments （P＞0.05）. Root bleeding intensity at V3， V5 and R2 stage in A1 treatment was decreased by 27.69%， 26.11% and 23.23% compared with those of monoculture， respectively. Nitrate nitrogen， total phosphorus， total potassium， soluble sugar content of bleeding sap and bleeding intensity of soybean root increased gradually with increasing the soybean growth stages except the ammonium nitrogen content. The correlation among root nutrient accumulation， bleeding intensity， bleeding sap component concentration， above-ground and below-ground biomass were significant （P ＜ 0.01）. 【Conclusion】Therefore，planting pattern affect the soybean biomass and root bleeding intensity in maize-soybean relay strip intercropping system， this will influence the nutrient absorption and matter transport of soybean root.

maize； soybean； relay intercropping； biomass； root bleeding sap； nutrient

2016-04-18；接受日期：2016-07-18

國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2016YFD0300209）、國家自然科學(xué)基金（31571615）、四川省教育廳重點(diǎn)項(xiàng)目（16ZA0041）

聯(lián)系方式：楊峰，Tel：028-86290960；E-mail：f.yang@sicau.edu.cn。通信作者楊文鈺，E-mail：mssiyangwy@sicau.edu.cn