行距對玉米—大豆套作體系中玉米產量及干物質積累與分配的影響

蒲 甜，張 群，陳國鵬，陳 誠，曾 紅，彭 霄，楊文鈺，王小春（四川農業大學農學院/農業部西南作物生理生態與耕作重點實驗室，四川溫江611130）

行距對玉米—大豆套作體系中玉米產量及干物質積累與分配的影響

蒲 甜，張 群，陳國鵬，陳 誠，曾 紅，彭 霄，楊文鈺，王小春*
（四川農業大學農學院/農業部西南作物生理生態與耕作重點實驗室，四川溫江611130）

合理的田間配置是間套作種植挖掘作物產量潛力的關鍵。通過2年大田試驗，在帶寬160和200 cm條件下分別設置了6個玉米行距（20、30、40、50、60和70 cm）處理，探究玉米—大豆套作體系下行距對套作玉米產量及干物質積累與分配的影響。結果表明，160和200 cm帶寬下，行距變化顯著影響玉米產量和單株干物質積累量，隨著玉米行距的增加呈先增高后降低的趨勢。2種帶寬下，大豆產量隨玉米行距的變寬不斷降低；行距為20～50 cm時，群體產量隨行距增加而顯著增加，玉米行距為40和50 cm時，群體產量無顯著差異；行距為50～70 cm時，群體產量呈下降趨勢。2種帶寬下，玉米群體干物質積累最大增長速率、快增期的干物質積累量和花后干物質同化量隨窄行行距的增加亦呈先增高后降低的變化趨勢，莖鞘和葉片的轉運率和貢獻率變化則與之相反；2種帶寬均在窄行距50 cm時，玉米群體干物質積累最大增長速率和花后干物質同化量最大，分別為320.63、119.53 kg·hm-2d-1和376.92、140.90 g·株-1。合理的行距配置（玉米窄行距40 ～50 cm）可以顯著增加套作玉米穗粒數，提高玉米的干物質積累速率，同時促進花后光合產物的形成，增加快增期干物質的積累量，對套作玉米產量潛力的發揮和群體產量的提高具有重要作用。

玉米—大豆套作；行距；玉米；產量；干物質積累

玉米是世界上分布最廣的糧食作物之一，目前中國的玉米年產量僅次于美國，居世界第二。在中國耕地極為有限的情況下，通過作物間套作來擴大糧食播種面積、提高糧食產量越來越受到人們的關注。玉米—大豆間套作是中國西南地區旱地多熟種植的主要栽培模式，該模式具有培肥土壤、利于玉米高產、降低成本和減少水土流失等優點，是促進糧食增產、農民增收，實現農作物產業化、規模化的一項重要措施［1-3］。間套作玉米栽培模式的核心技術之一是寬窄行種植。它通過縮小株距增加密度，增加群體的受光面積，提高群體光能利用率，較傳統的種植模式有明顯的增產效應［4-5］。

作物產量形成的物質基礎是干物質的積累。前人研究表明，在一定的范圍內，干物質積累越多，籽粒產量也越高［6-7］。不同的田間配置方式會影響植株干物質的積累與分配［8-13］。作物生產是一個群體過程，而不是個體的表現［14］。作物群體的大小由種植密度決定，而作物群體分布的均勻性則由行距配置決定［15］。關于行距配置，大量的研究表明，合理的行距配置可以建造良好的群體結構，協調作物群體與個體的發展［16］，可以改善作物群體內部的通風透光條件，充分利用不同層次的光資源，提高作物的光能利用率［17-21］，有利于作物干物質的積累、養分的吸收利用以及經濟效益的提高［22-24］。前人的研究主要在單作條件下，研究行距配置對玉米干物質積累與分配的影響，或者在套作條件下，行距配置對群體干物質積累的影響。而在套作條件下，玉米行距配置多以生產經驗而定，配置標準參差不齊，缺乏統一技術規程和必要理論支撐。本研究擬在2種代表性帶寬下，研究行距配置對玉米干物質積累和營養器官物質轉移分配的影響，探明該模式下玉米獲得高產的適宜行距配置及其增產機理，為該模式技術體系的改進和完善提供參考。

表1 試驗地生育期內氣候條件Table 1 Climatic conditions during the growing period

1 材料與方法

1.1 試驗材料與地點

試驗于2012年3月至8月和2013年3月至8月在四川省仁壽縣現代農業示范基地進行，試驗地生育期內氣候條件見表1，耕層土壤養分含量：有機質1.19%，全氮0.33 g·kg-1，全磷0.32 g· kg-1，全鉀6.05 g·kg-1，速效氮51.34 mg·kg-1，速效磷3.62 mg·kg-1，速效鉀121.33 mg·kg-1。選用半緊湊型的玉米品種川單418和晚熟的大豆品種貢選1號為試驗材料。

1.2 試驗設計

采用單因素隨機區組設計，因素為寬窄行行距配置（cm+cm）。2012年帶寬為160 cm，共設6個水平，分別為寬窄行“140+20”“130+30”“120+40”“110+50”“100+60”“90+70”。2013年帶寬為200 cm，共設6個水平，分別為寬窄行“180+20”“170+30”“160+40”“150+50”“140+60”“130+70”（圖1）。重復3次，共18個小區，每個小區種3帶，帶長5 m。玉米種植密度為60 000株·hm-2，穴植單株。玉米全生育期共施氮肥240 kg·hm-2，底肥∶拔節肥∶攻穗肥比例為3∶2∶5。底肥每hm2另配施有機肥24 000 kg（含N 0.18%，P2O50.12%，K2O 0.08%），過磷酸鈣600 kg（含P2O512%），氯化鉀150 kg（含K2O 60%）。大豆采用寬窄行種植，種植密度均為120 000株·hm-2，于寬行內均種2行，大豆窄行行距40 cm，穴留單株。大豆基肥配施尿素75 kg·hm-2，過磷酸鈣600 kg·hm-2，氯化鉀60 kg· hm-2，追肥為初花后施尿素75 kg·hm-2。玉米3 月25日苗床育苗，4月5日移栽。其他管理措施與大田管理一致。

圖1 玉米—大豆套作田間布置Fig.1 Planting pattern arrangements of maize-soybean relay strip intercropping

1.3 測定項目與方法

1.3.1 干物質量

分別于玉米拔節期、吐絲期、灌漿期（抽雄后20 d）、成熟期取樣測定干物質，每小區選取生長一致的5株健康植株，將莖鞘、葉片、籽粒等器官分開，鮮樣105℃殺青1 h，80℃烘干至恒質量，稱量。計算各時期各器官干物質轉運量、轉運率、貢獻率及收獲指數。

1.3.2 產量

玉米成熟期，每小區調查有效穗，取20穗室內考種，調查穗粒數、千粒重等指標，按小區單收單曬計實產。在大豆完熟期時，每小區在2邊2帶中取10株，調查單株粒數、百粒重等指標，按小區單收單曬計實產。

1.4 相關計算

莖鞘（葉）干物質轉運量=吐絲期莖鞘（葉）干質量-成熟期莖鞘（葉）干質量；

莖鞘（葉）花前干物質轉運率（%）=莖鞘（葉）物質轉運量/吐絲期莖鞘（葉）干質量×100；

莖鞘（葉）花前干物質貢獻率（%）=莖鞘（葉）物質轉運量/成熟期籽粒干質量×100；

莖鞘（葉）花后干物質同化量=成熟期籽粒干質量-（莖鞘+葉）物質轉運量；

《伍子胥變文》的敘事以順序為主，根據伍子胥逃亡、復仇先后順序來安排情節，敘事所交代的情節銜接嚴密、清楚、完整。從開篇交代伍子胥逃亡緣由，中間以逃亡、復仇、報恩為線索，交代整個敘事過程中所遇的人物和事件，結尾以伍子胥死和吳國被滅為結局，濃厚的悲劇意味讓人震撼和思考。除順序，變文里還采用散韻交錯穿插的敘事藝術，或用散文敘述情節，或用韻文來歌唱；或在散文敘述后，用韻文重復敘述，或在韻文中插入情節，用詩化的語言來抒情，如此使變文在敘事過程中富于變化，且呈現出敘事藝術形式多樣。如：

收獲指數=籽粒產量/地上部生物量。

1.5 統計分析

采用Excel 2003軟件對數據進行處理，DPS 7.05軟件的LSD法進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 產量及產量構成

由表2可知，帶寬為160和200 cm時，行距配置對玉米產量的影響規律基本一致，玉米窄行行距為20～50 cm時，玉米產量隨行距增大而大幅增加，行距50 cm時產量達到最高，但與窄行距40 cm差異不顯著，隨著窄行行距的進一步增加玉米產量開始降低。160和200 cm帶寬下，窄行行距50 cm處理的玉米產量分別達6 826.74 和9 709.72 kg·hm-2，比窄行距20 cm處理分別增產39.13%和10.94%。2種帶寬下，套作大豆的產量隨玉米行距的增加呈不斷減小趨勢。帶寬為160 cm時，各處理間大豆產量無顯著差異；帶寬為200 cm，玉米窄行距大于40 cm時，大豆產量顯著降低。帶寬為160 cm時，群體產量以窄行距50 cm處理最高，達8 065.47 kg·hm-2；帶寬為200 cm時，群體產量以窄行距40 cm處理最高，達11 456.98 kg·hm-2；2種帶寬下，窄行距40 和50 cm處理的群體產量無顯著差異。

表2 行距配置方式對玉米產量構成因素及產量、群體產量的影響Table 2 Effects of row spacing on maize yield component and crops yield in maize-soybean relay intercropping system

由表2可知，在寬窄行種植模式下，不同行距配置間產量差異的主要原因是穗粒數和千粒重的差異，其次為有效穗。2種帶寬下，分別以窄行行距70和60 cm處理的有效穗數最高，每hm2分別達56 250.10和58 000.29穗，顯著高于20 cm處理；千粒重分別在50和60 cm處理達到峰值；160 cm帶寬下，每穗穗粒數分別以窄行距60 和50 cm處理最高，達485.06和672.04粒。穗粒數和千粒重變化與產量表現趨勢一致，2種帶寬下，隨著玉米窄行行距的增加，穗粒數和千粒重均呈先增高后降低的趨勢。從源庫關系看，窄行行距較小時，窄行葉片相互遮擋程度較高，通風透光條件較差，光合產物的合成受到限制，源不足，庫對源的強度表現出明顯的反饋作用，穗粒數減少和千粒重降低；而隨著窄行行距的增加，當窄行行距過大時，窄行出現漏光，寬行出現一定程度的相互遮擋，導致光能利用率的降低。表明窄行行距較低或較高，均會使得作物產量無法發揮最大潛力。

玉米干物質積累量隨著玉米的生育進程推進不斷增長，在成熟期達到最大值。2年的試驗結果均表明，玉米在吐絲前，由于前期植株矮小，群體內個體間的競爭較小，單株玉米干物質積累量處理間差異不顯著，行距配置方式對單株玉米干物質積累的影響，主要是在散粉后（表3）。

同一帶寬配置下，玉米窄行行距的變化可以顯著影響玉米各生育階段干物質積累量，各時期的干物質積累量均在窄行距小于50 cm時隨窄行距的增加而上升；窄行距超過50 cm，干物質積累量不再上升，160 cm帶寬下干物質積累量顯著降低，而在200 cm帶寬下行距的繼續增大對干物質積累量無顯著影響。2種帶寬均在窄行距50 cm時，成熟期單株干物質積累量最高，分別達到269.22和311.49 g·株-1。在160 cm帶寬下，窄行距小于40 cm和大于50 cm時，吐絲后各時期單株干物質積累量顯著低于50 cm處理；在200 cm帶寬下，窄行距為20～50 cm時，吐絲后各時期單株干物質積累量隨著行距增加而顯著增加，窄行距大于50 cm時，繼續增加窄行距對單株干物質積累量影響差異不顯著。

表3 行距配置方式對單株玉米干物質積累的影響Table 3 Effects of row spacing on maize dry matter accumulation per plant in maize-soybean relay intercropping system g·plant-1

表4 不同行距配置下玉米群體干物質積累的Logistic方程Table 4 Logistic equation of maize dry matter accumulation under different row spacing

2.3 干物質積累的Logistic方程

Logistic方程以時間為自變量，能較好地模擬作物群體的生長過程。由表4可知，不同行距配置下，各處理的作物群體干物質積累量（Y）隨移栽后天數（X）動態過程均被較好地擬合為Logistic方程Y=K/（1+ae-bX），R2均達到0.99以上。

在160 cm帶寬下，玉米窄行距由20 cm增加到70 cm，最大增長速率出現的時間為85.3～86.1 d，快增期持續的天數為34.7～35.6 d，處理間差異不大；最大增長速率和快增期干物質積累量隨著窄行行距的增加呈先增加后降低的趨勢，以窄行距50 cm處理較高，分別為320.63 kg· hm-2d-1和11 114.83 kg·hm-2。與窄行距50 cm處理相比，窄行距20 cm處理的最大增長速率降低了 26.45%，快增期干物質積累量減少了24.57%。在200 cm帶寬下，最大增長速率出現的時間變幅為86.4～87.1 d；快增期持續天數變幅為34.2～36.1 d；隨著玉米窄行距由20 cm增加到50 cm，表現為快增期的持續天數縮短，最大增長速率以及快增期干物質積累量增加，并隨著窄行行距的進一步增加而分別延長和降低，變化趨勢與160 cm帶寬基本一致。

2.4 干物質的分配與轉運

由表5可知，拔節期玉米各器官干物質積累各處理間差異不顯著，葉片的干物質積累量大于莖鞘的干物質積累量，表明生育前期的生長中心在葉片；其余各時期則表現為，隨著玉米窄行行距的增加，玉米各器官干物質積累量呈現先增加后降低的趨勢；玉米窄行距由20 cm增加到40 cm時，各器官干物質積累量顯著增加，40 cm到50 cm之間略有增加，但差異不顯著。在200 cm帶寬下，窄行距由50 cm增加到70 cm時，各器官的干物質積累量不再顯著增加或降低。160 cm帶寬下，各時期各器官的干物質積累量低于200 cm帶寬，2種帶寬行距配置對各器官干物質積累量的影響變化趨勢基本一致。吐絲期，與積累量最高的窄行距50 cm處理相比較，窄行距20、30 cm處理莖鞘干物質積累量在160和200 cm帶寬下分別減少了 20.71%、13.21%和 19.82%、16.11%，葉片干物質積累量分別減少了26.26%、21.15%和26.95%、18.39%；成熟期，與積累量最高的窄行距50 cm處理相比較，窄行距20、30 cm處理莖鞘干物質積累量在2種帶寬下分別減少了29.57%、16.70%和28.96%、21.51%，葉片干物質積累量分別減少了34.72%、24.53%和37.90%、26.00%。灌漿期和成熟期，2種帶寬窄行距20 cm處理的籽粒質量較窄行距50 cm處理分別降低了 21.08%、20.41% 和 21.42%、18.08%，差異均達顯著水平。

在160和200 cm帶寬下，干物質的轉移率和貢獻率均以窄行行距20 cm處理最大，顯著高于其他行距處理，隨著行距的增加干物質的轉移率和貢獻率有降低趨勢（表6）。窄行行距大于30 cm時，行距的增加對各處理間的莖鞘和葉片的干物質轉移率和貢獻率影響差異不顯著。由表6可知，成熟期籽粒干物質量主要來源于開花后期植株的光合同化；玉米植株花后干物質同化量表現為隨玉米行距的增加呈現先增加后降低的趨勢；2種帶寬下的花后干物質同化量均以窄行距50 cm處理較高，分別為119.53和140.90 g· 株-1，顯著高于窄行距20 cm處理；窄行距大于40 cm時，各處理間花后干物質同化量差異不顯著，2種帶寬下不同行距對花后干物質同化量的影響變化趨勢基本一致。2種帶寬的收獲指數均以窄行距20 cm處理最高，顯著高于窄行距50 cm處理。

表5 行距配置方式對玉米各器官干物質分配的影響Table 5 Effects of row spacing on maize dry matter partitioning in maize-soybean relay intercropping system　g·plant-1

表6 行距配置方式對玉米各器官干物質轉運的影響Table 6 Effects of row spacing on maize dry matter transportation in maize-soybean relay intercropping system

3 結論與討論

合理的田間配置方式可以提高玉米中下層葉片的光截獲量，增大光合面積［20，25-26］，進一步提高光能利用率，促進植株干物質積累［5，23，27-28］。在一定范圍內，產量隨干物質積累量的增加而增加，與干物質積累量呈正相關關系［7，29］。本試驗中，2種帶寬下，干物質積累量隨行距的增加呈先增高后降低的趨勢，在窄行距50 cm時，干物質積累量達到最大值，顯著高于20和30 cm處理（表3）。在窄行距較小時，窄行葉片相互遮擋程度較高，中下層葉片的光截獲率較低，光合產物的合成受到顯著抑制，因此，行距的改善顯著提高了玉米的干物質積累量。由于生長前期植株間對光照、養分等競爭較小，行距配置對玉米干物質積累量的影響較小［30］，生長后期作物受環境條件的影響大于前期，說明生殖器官的形成對環境反應更加敏感［9］。本研究中，行距配置對玉米各時期以及各器官干物質積累量的影響隨著生育時期的推進逐漸增大（表3、表5）。玉米籽粒干物質積累量主要來源于作物后期葉片光合產物，因此，后期保證充足的綠葉面積對籽粒產量尤為重要［6，31］。王敬亞等［27］研究表明，適當的寬窄行配比，可以使群體中后期仍保持較高的葉面積指數，衰退緩慢，漏光損失較低。作物生長后期營養器官干物質的減少量主要是用于呼吸消耗［9］，而合理的田間配置能降低作物的呼吸消耗［16］，促進作物的干物質積累，為產量的提高提供物質基礎。馬赟花等［32］研究證明，葉片功能期較長的作物，直至成熟期都可以進行光合作用，不斷地將光合產物向籽粒轉運，所以干物質分配向籽粒轉運的較少，反之，從莖鞘轉移物質就較多。本研究中，在160和200 cm帶寬下，均以窄行距20 cm處理的莖鞘和葉片的轉移率和貢獻率較高，但窄行葉片受到的脅迫程度較高，光合產物的合成受阻，呼吸消耗較多，且由于作物自身干物質積累能力的差異，收獲指數雖較高，對籽粒產量貢獻作用卻不大（表6）。2種帶寬下，花后干物質同化量均隨行距增加呈先增后降趨勢，窄行距50 cm處理最高（表6），且該處理下玉米群體干物質積累最大增長速率和快增期的干物質積累量最大，快增期的持續時間較短（表4），表明其冠層結構具有更加明顯的優勢，能夠充分利用群體內的光資源，提高中下部葉片的光合性能，延緩葉片的衰老，在植株生育后期向籽粒不斷提供物質和能量。

合理的寬窄行種植方式可以提高玉米的百粒重、穗行數、行粒數等［33-34］。本研究中，160和200 cm帶寬下，玉米產量隨窄行距的增加呈先增高后降低的趨勢，窄行行距50 cm處理產量最高，其穗粒數和千粒重顯著高于窄行距20和30 cm處理（表2）。表明相同密度下，行距配置主要通過影響玉米的穗粒數和千粒重影響其最終產量。2種帶寬下，隨著玉米窄行距的增加，寬行逐漸減小，大豆產量亦隨之降低；在160 cm帶寬下，各處理間大豆產量差異不顯著；在200 cm帶寬下，大豆產量在玉米窄行距大于40 cm時顯著降低，主要原因可能是寬行的光截獲量減少。160 cm帶寬下，群體產量以窄行距50 cm最高；200 cm帶寬下，群體產量以窄行距40 cm最高；窄行距40、50和60 cm處理間差異不顯著。表明合理的行距配置能夠協調個體與群體的發展，獲得高產。

本研究結果表明，窄行距在40～50 cm范圍內，能夠顯著提高玉米的穗粒數、千粒重以及群體干物質積累最大增長速率，促進花后光合產物的形成，增加花后干物質的同化量，有利于玉米干物質的積累，為玉米產量的提高提供了物質基礎。對于作物間套作，高位作物田間配置發生了改變，低位作物又受到蔭蔽脅迫，如何提高復合系統的產量是關鍵。本研究在玉米—大豆帶狀復合種植模式下進行，在保證玉米產量潛力發揮的同時，應盡量減少高位作物玉米對低位作物大豆的蔭蔽脅迫，使復合系統內光照分布更合理和利用更充分。本研究中，在160 cm帶寬下，玉米產量在窄行距大于50 cm時顯著降低；在200 cm帶寬下，玉米產量在窄行距大于40 cm時無顯著差異，但大豆產量卻顯著降低，因此，本研究認為40～50 cm為玉米窄行距的最佳配置方式。

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（責任編輯 侯春曉）

Effects of row spacing on yield，dry matter accumulation and partitioning of maize in maizesoybean relay strip intercropping system

PU Tian，ZHANG Qun，CHEN Guo-peng，CHEN Cheng，ZENG Hong，PENG Xiao，YANG Wen-yu，WANG Xiaochun*
（College of Agronomy，Sichuan Agricultural University/Key Laboratory of Crop Ecophysiology and Farming System in Southwest China，Ministry of Agriculture，Wenjiang 611130，China）

Optimum planting pattern is the key to increase crop yield potential in intercropping system.In order to investigate the effects of narrow row spacing on the maize yield and dry matter accumulation and partitioning in maizesoybean relay strip intercropping system（M/S）.Field experiments were conducted with 6 marrow row spacing（20，30，40，50，60，70 cm）treatments in the 160 and 200 cm strip width，respectively in 2012 and 2013 year.The results showed that row spacing had significant effect on maize grain yield and dry matter accumulation.Yield and dry matter accumulation of maize were increased with the increasing of narrow spacing.Under 160 and 200 cm stripwidth，soybean yield decreased with the increasing of maize narrow row spacing；Yield of M/S significantly increased with narrow row spacing increasing from 20 cm to 50 cm，and there was no significant difference between the treatments of 40 and 50 cm；While the narrow row spacing more than 50 cm，population yield tend to decrease.The change trend of the maximum increasing rate，dry matter accumulation of rapid increasing stage and post-anthesis assimilation were similar to maize yield.Contrary trends were observed in the maximum transportation efficiency and contribution rate of stem-sheath and leaves.The highest maximum increasing rate and post-anthesis assimilation were realized when the narrow row spacing was 50 cm under the two strip width，with the values of 320.63，119.53 kg· hm-2d-1and 376.92，140.90 g·plant-1，respectively.In general，comprehensive results showed that optimum row spacing（maize narrow row spacing was 40 cm to 50 cm）could significantly increase kernels per ear and improve the maximum increasing rate of dry matter accumulation，post-anthesis assimilate and plant dry mater accumulation of rapid increasing stage.So optimum row spacing was an important role for crop yield potential.

maize-soybean relay strip intercropping；row spacing；maize；yield；dry matter accumulation

S513

A

1004-1524（2016）08-1277-10

10.3969/j.issn.1004-1524.2016.08.02

2015-12-31

農業部公益性行業科技（20150312705）；國家科技支撐計劃（2012BAD04B13-2）；四川省育種攻關項目（2011NZ0098-15-2）

蒲甜（1990—），女，四川江油人，碩士研究生，主要從事玉米高產優質高效栽培理論與技術研究。E-mail：644399468@qq.com
*

，王小春，E-mail：xchwang@sicau.edu.cn