晉中盆地不同玉米—大豆間作模式下作物產(chǎn)量研究

王靜 蘇東濤 李娜娜

摘要? ? 為探究不同玉米—大豆間作模式對(duì)晉中盆地玉米及大豆產(chǎn)量的影響，本試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)置大豐30—汾豆78、大豐26—汾豆78、華美468—汾豆78、福盛源1號(hào)—汾豆78等4個(gè)間作模式，測(cè)定玉米穗部性狀、玉米產(chǎn)量、大豆莢部性狀、大豆產(chǎn)量以及玉米和大豆的干物質(zhì)。結(jié)果表明，在晉中盆地采用華美468—汾豆78和福盛源1號(hào)—汾豆78等2種間作模式有利于玉米產(chǎn)量的提升，而采用大豐30—汾豆78間作模式則有利于大豆產(chǎn)量的提升。

關(guān)鍵詞? ? 玉米;大豆;間作;產(chǎn)量;晉中盆地

中圖分類(lèi)號(hào)? ? S5-33;S513;S565.1? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? ? A

文章編號(hào)? ?1007-5739（2020）21-0005-03? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）

0006）

耕地資源與糧食產(chǎn)量問(wèn)題是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外眾多科學(xué)家及公眾關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題之一[1-4]，如何有效緩解該問(wèn)題至關(guān)重要。隨著全球人口逐年增加而耕地面積不斷減少[5]，間作這種在時(shí)間和空間上能更有效地利用一種或多種資源的種植方式被廣泛應(yīng)用[6]。間作系統(tǒng)中，豆科和禾本科作物間作是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的一個(gè)組合[7]，同時(shí)玉米是晉中盆地的主要糧食作物，也是該區(qū)重要的飼料和工業(yè)原料。加快當(dāng)?shù)赜衩咨a(chǎn)發(fā)展，保障其有效供給，已成為穩(wěn)定該區(qū)糧食生產(chǎn)的迫切任務(wù)之一[8]。大豆作為我國(guó)重要的糧油作物之一，也是獲得植物蛋白的重要來(lái)源[9]。有研究表明，玉米和大豆的農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量受不同品種間作模式影響較大[9]。冷志杰等[10]通過(guò)對(duì)數(shù)學(xué)模型的研究指出，大豆、玉米間作既有競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象又有互利現(xiàn)象，可通過(guò)改變玉米和大豆的品種實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)、增收的效果。眾多研究表明，產(chǎn)量的形成與干物質(zhì)積累量密切相關(guān)[11]。干物質(zhì)的積累能影響作物的生長(zhǎng)發(fā)育狀況，不同間作模式能夠影響作物的干物質(zhì)積累，進(jìn)而影響作物產(chǎn)量[12]。目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于不同玉米—大豆間作模式下產(chǎn)量及干物質(zhì)的研究很多，但關(guān)于晉中盆地不同玉米—大豆間作模式下產(chǎn)量及干物質(zhì)的影響鮮有報(bào)道。本研究對(duì)不同玉米—大豆間作模式下玉米產(chǎn)量、大豆產(chǎn)量以及玉米干物質(zhì)和大豆干物質(zhì)等指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)分析，以期為該地區(qū)玉米及大豆的高效優(yōu)質(zhì)栽培提供參考。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 試驗(yàn)地概況

本試驗(yàn)于2019年度在山西省孝義市東盤(pán)糧村（東經(jīng)111°21′～111°56′，北緯36°56′～37°18′）進(jìn)行，氣候隸屬于溫帶季風(fēng)性氣候，平均海拔750 m，年平均溫度10.1 ℃，年降雨量472.6 mm，雨季主要集中于7—9月，以小量降水居多。全年太陽(yáng)日照時(shí)數(shù)平均為2 640.7 h，輻射總量為616.18 kJ/cm2，年平均無(wú)霜期195 d，年平均蒸發(fā)量為1 957.8 mm，屬典型的黃土高原旱作農(nóng)業(yè)區(qū)。供試土壤為黏土，肥力較差，耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量14.6 g/kg、全氮0.42 g/kg、速效氮70.8 mg/kg、速效磷11.3 mg/kg、速效鉀126.2 mg/kg，pH值7.89。

1.2? ? 試驗(yàn)材料

玉米品種選用大豐30、大豐26、華美468、福盛源1號(hào)，均為山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所選育，屬?gòu)?qiáng)抗旱、高抗旱品種，緊湊型株型;大豆品種選用汾豆78，為山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所選育，株型收斂，無(wú)限結(jié)莢習(xí)性品種。

1.3? ? 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)置4種玉米—大豆間作模式，分別為大豐30—汾豆78（CS1）、大豐26—汾豆78（CS2）、華美468—汾豆78（CS3）、福盛源1號(hào)—汾豆78（CS4）。3次重復(fù)，共12個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積為0.667 hm2，壟寬65 cm。間作玉米種植密度均為8.25萬(wàn)株/hm2，行距為50 cm;間作大豆種植密度均為18萬(wàn)株/hm2，行距為40 cm，帶型配比為1∶1，南北走向種植，均于當(dāng)年10月初進(jìn)行收獲。所有試驗(yàn)田管理措施與傳統(tǒng)種植方式一樣，均進(jìn)行機(jī)械種植和病蟲(chóng)草害管理，肥料施用量（折純量）為純N 240 kg/hm2、P2O5 150 kg/hm2、K2O 225 kg/hm2。

1.4? ? 測(cè)定內(nèi)容及方法

1.4.1? ? 玉米穗部性狀。在玉米成熟期，各小區(qū)玉米品種選取10株進(jìn)行室內(nèi)考種，測(cè)量穗長(zhǎng)、穗重、穗粒數(shù)、穗粒重、禿尖長(zhǎng)度、穗粗、穗軸粗、穗軸重和百粒重。

1.4.2? ? 大豆莢部性狀。在大豆成熟期，各小區(qū)大豆選取10株進(jìn)行室內(nèi)考種，測(cè)量單株莢數(shù)、無(wú)效莢、1粒莢、2粒莢、3粒莢、4粒莢、單株粒數(shù)、粒莢比和百粒重。

1.4.3? ? 玉米及大豆干物質(zhì)。在玉米及大豆成熟期，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)取代表性植株5株，所有樣品均在105 ℃下殺青20 min，然后在80 ℃下烘干至恒重，測(cè)定干物質(zhì)量。

1.4.4? ? 玉米及大豆產(chǎn)量測(cè)定。玉米及大豆成熟期時(shí)，各小區(qū)取6 m2脫粒稱重測(cè)產(chǎn)，質(zhì)量記為M。采用PM-8188NEW谷物水分測(cè)定儀測(cè)定收獲時(shí)玉米及大豆含水量。計(jì)算公式如下：

產(chǎn)量（kg/hm2）=

1.5? ? 統(tǒng)計(jì)分析

本文采用SPSS 16.0進(jìn)行單因素方差分析（One-Way ANOVA），用最小顯著差異（LSD）法進(jìn)行多重比較（顯著水平為P<0.05），各指標(biāo)的相關(guān)性采用person相關(guān)分析，并采用Microsoft Excel 2016制作圖表。

2? ? 結(jié)果與分析

2.1? ? 不同間作模式對(duì)玉米穗部性狀的影響

由表1可知，處理CS4玉米穗長(zhǎng)分別較處理CS1、CS2顯著增加了7.71%和6.92%;對(duì)于玉米穗重和玉米穗粒重，處理CS2顯著低于處理CS1、CS3、CS4，處理CS1、CS3、CS4之間無(wú)顯著差異;處理CS4玉米穗軸粗顯著低于處理CS1、CS2、CS3，處理CS1、CS2、CS3之間無(wú)顯著差異;處理CS1穗軸重顯著高于處理CS2、CS3、CS4，處理CS2、CS3、CS4之間無(wú)顯著差異;不同間作模式下玉米百粒重表現(xiàn)為處理CS1>處理CS4>處理CS3>處理CS2;對(duì)于玉米穗粒數(shù)、玉米禿尖長(zhǎng)度和玉米穗粗，4種間作模式均不存在顯著差異。

2.2? ? 不同間作模式對(duì)大豆莢部性狀的影響

由表2可知，處理CS1大豆單株莢數(shù)顯著高于處理CS2、CS3、CS4。處理CS2大豆無(wú)效莢顯著高于處理CS4。對(duì)于大豆1粒莢，處理CS2顯著高于處理CS1、CS3、CS4;對(duì)于大豆2粒莢，處理CS1顯著高于處理CS2;對(duì)于大豆3粒莢、4粒莢和單株粒數(shù)，處理CS1顯著高于處理CS2、CS3、CS4。處理CS2豆莢比顯著低于處理CS1、CS3、CS4，處理CS1、CS3、CS4之間無(wú)顯著差異。對(duì)于大豆百粒重，4種間作模式之間均不存在顯著差異。

2.3? ? 不同間作模式對(duì)籽粒產(chǎn)量及干物質(zhì)的影響

由表3可知，不同間作模式下玉米產(chǎn)量表現(xiàn)為處理CS4>處理CS3>處理CS1>處理CS2，其中處理CS4、CS3顯著高于處理CS1、CS2，而4種不同間作模式之間玉米干物質(zhì)無(wú)顯著差異。不同間作模式下大豆產(chǎn)量表現(xiàn)為處理CS1>處理CS3>處理CS4>處理CS2，大豆干物質(zhì)為處理CS1顯著高于處理CS3。

2.4? ? 不同間作模式下玉米穗部性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性

由表4可知，玉米的產(chǎn)量與其穗長(zhǎng)、穗粗、穗粒數(shù)、穗粒重、穗重和百粒重之間呈極顯著正相關(guān)，與穗軸重呈顯著正相關(guān)，與穗軸粗和禿尖長(zhǎng)度不存在顯著相關(guān)。

2.5? ? 不同間作模式下大豆莢部性狀與產(chǎn)量之間的相關(guān)性

由表5可知，大豆產(chǎn)量與單株莢數(shù)、1粒莢、2粒莢、3粒莢、單株粒數(shù)和豆莢比呈極顯著正相關(guān)。

3? ? 結(jié)論與討論

適合的玉米間作品種直接關(guān)系到單位種植面積下的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，間作對(duì)于玉米及大豆的產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀有很大影響，這些影響程度因品種的不同而具有很大差異[13]。本研究結(jié)果表明，不同間作模式下，同一大豆品種與不同玉米品種間作之間，在單株莢數(shù)、無(wú)效莢、1粒莢、2粒莢、3粒莢、4粒莢、單株粒數(shù)和豆莢比8個(gè)農(nóng)藝性狀上均存在顯著差異;不同玉米品種和同一大豆品種間作，在穗長(zhǎng)、穗重、穗粒重、穗軸粗、穗軸重和百粒重6個(gè)農(nóng)藝性狀上均存在顯著性差異。這與前人研究結(jié)果相似[9，14]。本研究表明，玉米產(chǎn)量最高的為福盛源1號(hào)—汾豆78種植模式，該種植模式下玉米穗長(zhǎng)、穗重和穗粒重均顯著高于其他處理，而玉米穗軸粗和穗軸重均顯著低于其他處理。大豐30—汾豆78種植模式雖然玉米百粒重顯著高于其他處理，但其較短的玉米穗長(zhǎng)導(dǎo)致其產(chǎn)量不高。說(shuō)明良好的玉米穗部性狀是玉米高產(chǎn)的原因之一。提高大豆單株莢數(shù)和單株粒數(shù)是提高大豆產(chǎn)量的原因之一[15]。大豆產(chǎn)量最高的大豐30—汾豆78種植模式的單株莢數(shù)和單株粒數(shù)顯著高于其他處理。干物質(zhì)積累能夠反映出作物的生長(zhǎng)發(fā)育狀況并且也可以影響到作物的產(chǎn)量[12]。不同玉米—大豆間作模式下玉米干物質(zhì)無(wú)顯著差異，而大豐30—汾豆78種植模式下的大豆干物質(zhì)顯著高于華美468—汾豆78種植模式，這與大豆產(chǎn)量表現(xiàn)一致，其原因可能是大豆生育后期營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要運(yùn)輸?shù)酱蠖骨v部，大豆莢部的干物質(zhì)占比較大，所以大豆的干物質(zhì)和大豆的產(chǎn)量差異性表現(xiàn)一致。

綜上所述，晉中盆地華美468—汾豆78和福盛源1號(hào)—汾豆78等2種間作種植模式通過(guò)提高玉米穗長(zhǎng)、穗重和穗粒重進(jìn)而提高了玉米產(chǎn)量，而大豐30—汾豆78間作種植模式是通過(guò)提高大豆單株莢數(shù)、單株粒數(shù)和大豆干物質(zhì)進(jìn)而提高大豆產(chǎn)量。

4? ? 參考文獻(xiàn)

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基金項(xiàng)目? ?國(guó)家“十二五”農(nóng)村領(lǐng)域國(guó)家科技計(jì)劃課題（2015 BAD22B03-2）;山西省農(nóng)科院農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新課題（YCX2018408）。

作者簡(jiǎn)介? ?王靜（1979—），男，山西陽(yáng)城人，碩士，副研究員，從事土地資源管理與農(nóng)業(yè)資源利用研究工作。

收稿日期? ?2020-06-23