玉米-大豆帶狀復(fù)合種植對(duì)大豆種植的影響

李素艷

摘要：為探明玉米-大豆帶狀復(fù)合種植模式對(duì)大豆光合作用、農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)效益的影響，以間作大豆為研究對(duì)象、以單作大豆為對(duì)照，分析大豆的葉片光合特性、植株農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量變化規(guī)律，并分析不同模式下的作物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，從而為確定適宜的間作大豆種植模式提供理論參考。

關(guān)鍵詞：大豆；帶狀間作；光合作用；農(nóng)藝性狀；產(chǎn)量；經(jīng)濟(jì)效益

中圖分類號(hào)：S344.3；S513；S565.1? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：1674-1161（2023）06-0001-02

當(dāng)前，我國(guó)大豆年產(chǎn)量約為1 600萬(wàn)t，而大豆年消費(fèi)量約為1.1億t左右，供需比例嚴(yán)重失衡，致使多達(dá)90%的大豆需要進(jìn)口。為提升大豆產(chǎn)能，西北、黃淮海等地區(qū)大面積推廣玉米-大豆帶狀復(fù)合種植。然而，在玉米-大豆帶狀復(fù)合種植過(guò)程中，大豆生長(zhǎng)發(fā)育的中后期易倒伏，這嚴(yán)重影響到植株干物質(zhì)分配、葉片光合特性和產(chǎn)量形成。對(duì)此，以大豆的植株生長(zhǎng)和產(chǎn)量為研究對(duì)象，分析玉米-大豆帶狀復(fù)合種植對(duì)大豆葉片光合特性、產(chǎn)量形成和經(jīng)濟(jì)效益的影響，從而為合理確定該模式提供理論參考。

1 玉米-大豆帶狀復(fù)合種植概述

復(fù)合種植也稱間作，是同一時(shí)期內(nèi)在單位土地上種植兩種或多種作物。在耕地面積不變的情況下，玉米-大豆帶狀復(fù)合種植模式通過(guò)縮株保密技術(shù)，在玉米基本不減產(chǎn)的情況下，可增收一季大豆。其核心技術(shù)為：選配良種，擴(kuò)間增光，縮株保密。凡是能種植玉米、大豆的區(qū)域都適合發(fā)展該模式。各地可根據(jù)本地區(qū)特點(diǎn)因地制宜地確定技術(shù)模式，例如大豆4～6行、玉米2行模式；大豆4～6行、玉米4行模式；大豆4～6行、玉米3行模式等。其中，2∶4（即2行玉米+4行大豆）種植模式如圖1所示[1]。

1.1 優(yōu)勢(shì)

大豆-玉米帶狀復(fù)合種植的主要優(yōu)勢(shì)有提高土地當(dāng)量比、增加氮素利用率、減少病蟲害等。當(dāng)帶寬2 m、大豆玉米行距0.6 m、大豆和大豆行距0.4 m時(shí)，玉米-大豆帶狀復(fù)合種植的土地當(dāng)量比可達(dá)1.42[2]。玉米、大豆的生育期和生長(zhǎng)季節(jié)基本相同，播種和收獲作業(yè)同期，這可以減少田間作業(yè)次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。同時(shí)，玉米和大豆的共生期較長(zhǎng)，復(fù)合群體漏光少，光合作用面積大，有利于提高光能利用率。大豆根部具有固氮作用，不僅能為自身提供充足氮素，還能為玉米提供部分氮素，有利于減少氮肥的施用量。另外，玉米的遮擋可使大豆免受部分蟲害侵襲，從而減少農(nóng)藥使用量。

1.2 劣勢(shì)

大豆為光敏感型作物，光照對(duì)其整個(gè)生育期的生長(zhǎng)發(fā)育影響較大。研究表明，大豆中總干物質(zhì)的91.31%來(lái)自于光合產(chǎn)物積累[3]。然而，在玉米-大豆復(fù)合種植模式下，玉米和大豆在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中不可避免地爭(zhēng)地爭(zhēng)光，使得大豆前期不遮蔭而后期遮蔭，即高位作物（玉米）截獲低位作物（大豆）的光能，導(dǎo)致玉米的光合速率提高而大豆的光能利用率降低。大豆冠層的透光率降低后，會(huì)出現(xiàn)莖稈伸長(zhǎng)、落花落莢等避蔭反應(yīng)，進(jìn)而降低單株莢數(shù)、粒數(shù)和百粒質(zhì)量并影響大豆產(chǎn)量。大豆生長(zhǎng)的中后期同時(shí)受玉米蔭蔽脅迫和自蔭性脅迫，導(dǎo)致莖稈纖細(xì)、陡長(zhǎng)，易發(fā)生倒伏。

2 玉米-大豆帶狀復(fù)合種植對(duì)大豆種植效應(yīng)的影響

2.1 大豆葉片的光合特性

在玉米-大豆帶狀復(fù)合種植中，光照對(duì)大豆植株的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成有重要影響。有研究認(rèn)為遮蔭使大豆葉片厚度變薄，葉綠體數(shù)量降低，從而引起葉片光合作用降低。程彬等[4]測(cè)定不同密度下大豆的葉片葉綠素含量和對(duì)應(yīng)葉片的光合參數(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn)，間作大豆的葉片葉綠素含量顯著高于單作大豆，且隨著密度的增加而增加，但大豆生長(zhǎng)中后期會(huì)受雙重蔭蔽脅迫（高位作物玉米遮蔭和自蔭性），使植株群體冠層內(nèi)部的PAR嚴(yán)重降低，從而導(dǎo)致葉片光合作用降低。大豆密度為20株/m2時(shí)，群體的冠層內(nèi)部光環(huán)境較好，大豆倒伏率較低。王甜等[5]的相關(guān)試驗(yàn)表明，增加幅寬有利于大豆截獲光能和提高光合速率，4 m的帶寬能有效改善大豆的光合特性和增加大豆的產(chǎn)量。然而，在一定程度內(nèi)，隨種植密度的增加，復(fù)合種植大豆的光合速率先增后減，而帶寬增加過(guò)多會(huì)嚴(yán)重降低大豆產(chǎn)量。

2.2 大豆植株的農(nóng)藝性狀

與玉米和大豆單作相比，玉米-大豆帶狀復(fù)合種植模式下的大豆在生長(zhǎng)發(fā)育性狀方面無(wú)明顯差異，即播種期、出苗期、初花期、吐絲期、成熟期、全生育期基本相同[6]。但受玉米蔭蔽及自蔭性的影響，復(fù)合種植大豆的植株會(huì)發(fā)生一些脅迫反應(yīng)，如株高增加和莖粗降低、植株易倒伏。

大量試驗(yàn)證實(shí)，蔭蔽脅迫會(huì)促進(jìn)作物莖稈伸長(zhǎng)、莖粗降低和分枝減少，同時(shí)降低地上部干物質(zhì)的積累量。隨著帶寬的增加，大豆株高降低，莖粗增加，分枝數(shù)增多。而隨著種植密度的增加，大豆株高增加，莖粗減小，分枝數(shù)減少[5]。還有研究顯示，單作模式下大豆的莖粗、莖稈抗折力顯著高于間作，且隨著密度增加而增強(qiáng)，這可能是因?yàn)槿~片中合成的光合產(chǎn)物大多用于植株向上生長(zhǎng)，而非用于莖稈次生生長(zhǎng)、分枝發(fā)生及產(chǎn)量形成，從而導(dǎo)致莖稈抗折力降低。影響間作大豆植株倒伏率的因素見表1。同時(shí)，一些研究認(rèn)為玉米冠層葉片對(duì)太陽(yáng)光的吸收和反射，使大豆植株群體的光合作用降低，并阻礙葉片中碳水化合物向莖稈中轉(zhuǎn)移，致使植株的莖粗降低后易倒伏。

2.3 大豆的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益

大量的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比試驗(yàn)表明，玉米-大豆帶狀套種的經(jīng)濟(jì)效益較好。于珍珍等[6]的對(duì)比研究表明，與單作相比，玉米、大豆套種中的玉米產(chǎn)量略有降低，但大豆產(chǎn)量顯著提高，總體表現(xiàn)為總產(chǎn)量增加。在不同帶寬下，隨著大豆種植密度的增加，大豆產(chǎn)量先增加后減少。在帶寬2.4 m、種植密度67 500 株/hm2或82 500 株/hm2時(shí)，大豆的有效株數(shù)、百粒質(zhì)量、單株粒數(shù)均顯著增加，產(chǎn)量較高。楊科等[1]認(rèn)為在玉米-大豆帶狀復(fù)合種植模式下，玉米產(chǎn)量與凈作玉米相當(dāng)，但多收大豆1 864.2 kg/hm2，因此效益比單作玉米增加6 123.84元/hm2，增收率為39.27%。陶國(guó)華[7]采用2∶3（2行玉米+3行大豆）的方式進(jìn)行玉米套種大豆，其生產(chǎn)季節(jié)基本與單作相同，但種植效益比玉米單作、大豆單作分別增長(zhǎng)31.20%和32.16%，經(jīng)濟(jì)效益明顯提高。李青竹等[8]認(rèn)為2行玉米+6行大豆的種植模式是較為合理的群體結(jié)構(gòu)，不僅玉米的千粒質(zhì)量、單株產(chǎn)量和大豆的株粒數(shù)、百粒質(zhì)量、單株產(chǎn)量較高，而且經(jīng)濟(jì)效益較好，分別較玉米單作和大豆單作增效67.52%和81.35%。

然而，胡海波等[9]的研究顯示，與清種大豆和玉米相比，帶狀復(fù)合種植的大豆、玉米產(chǎn)量均有所下降，這可能與帶狀復(fù)合種植的玉米行間的空間小、大豆因無(wú)法獲得生長(zhǎng)所需要的光熱資源而光合作用降低有關(guān)。

3 結(jié)語(yǔ)

玉米-大豆帶狀復(fù)合種植是一種具有明顯優(yōu)勢(shì)的種植制度，根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況構(gòu)建合理的間作種群結(jié)構(gòu)，就能發(fā)揮其增產(chǎn)效益。今后，應(yīng)繼續(xù)因地制宜地開展玉米-大豆帶狀復(fù)合種植的相關(guān)研究，了解玉米和大豆的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律，探索不同種植模式對(duì)間作大豆葉片光合特性、植株干物質(zhì)分配和產(chǎn)量的影響，從而為玉米-大豆帶狀復(fù)合種植技術(shù)的推廣提供理論指導(dǎo)。

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Effect of Corn-Soybean Strip Compound Planting on Soybean Planting

LI Suyan

（Liaoning Agricultural Science and Technology Achievement Transformation Service Center， Shenyang 110161， China）

Abstract：? In order to investigate the effects of corn-soybean strip compound planting pattern on photosynthesis， agronomic traits and economic benefits of soybean， the blade photosynthetic characteristics， plant agronomic traits and yield of soybean were analyzed with intercropping soybean as the research object and mono-cropping soybean as the control， and the crop yield and economic benefits under different patterns were analyzed， so as to provide theoretical reference for determining suitable intercropping soybean planting pattern.

Key words：? soybean; strip intercropping; photosynthesis; agronomic trait; yield; economic benefit