玉米—大豆带状套作中田间小气候与群体产量的关系

以玉米—大豆带状套作为研究对象,设置玉米不同宽行行距(A1:1.2 m、A2:1.3 m、A3:1.4 m、A4:1.5 m、A5:1.6 m、A6:1.7 m、A7:1.8 m)和相同窄行行距(0.4 m)处理,以玉米净作为对照,研究了玉米田间小气候对产量的影响。结果表明:土壤温度在玉米全生育期随带宽的增加呈先升后降趋势,A4温度最高(26.2℃),较净作高0.6℃;而田间温度在玉米生长中后期随带宽变化相反,A6的2年平均温度最高(26.25℃),较A4高1.15℃;吐丝期,带宽处理对玉米行间透光率的影响较其他生育期更为显著,A1的2年平均透光率最高,比净作显著提高11.2%;套作的光能利用率显著高于净作,光能利用率随带宽的增加呈先升后降趋势,A5光能利用率最高,较对照、A7分别显著提高26.52%、20.51%;A5总产量和经济效益达最大,分别较A7和对照提高14.35%、19.46%和16.77%、26.84%。影响玉米产量的主要因素有土壤水分含量、田间温度、玉米冠层CO2浓度,对大豆产量产生影响的主要因素为土壤温度、行间透光率。选择适宜的带宽协调气候因子与玉米的相互作用关系,降低玉米大豆种类间竞争,使气候资源调配更合理,创造适宜玉米、大豆生长的田间小气候因子,提高玉米产量,兼顾大豆产量是玉米—大豆带状套作模式获得高产的重要措施。     

带状复合种植模式下玉米产量及相关性分析

为探明玉米-大豆带状复合种植对玉米产量的影响,确定最佳田间配置,设置不同种植带宽和玉米大豆行比的5种不同田间配置,对玉米产量及其相关因素进行研究.结果表明,带宽与玉米产量呈显著负相关,玉米吐丝后的叶面积指数和干物质积累量与产量形成呈显著正相关,最佳田间配置为2.0 m 2:2处理,即带宽2.0 m,行比2:2,玉米产量为9590.16 kg/hm2,大豆产量为1525.79 kg/hm2,其土地当量比为1.52,表现出较强的套作优势,套作模式下的系统产量高于净作模式,可以为玉米-大豆带状复合种植模式下玉米高产的田间配置提供理论依据.     

带宽、行比配置对玉米农艺性状及干物质积累影响

【目的】为探究适宜于南方丘陵红壤旱地玉米间作大豆合理的带宽、行比田间配置种植模式。【方法】试验共设7个处理,分别为:(1)玉米间作大豆带宽2 m,行比2∶2;(2)带宽2.4 m,行比2∶3;(3)带宽2.4 m,行比2∶4;(4)带宽2.8 m,行比2∶3;(5)带宽2.8 m,行比2∶4;(6)玉米净作(等行距栽培,行距70 cm);(7)大豆净作(等行距栽培,行距50 cm),每个处理种2带,重复3次。【结果】试验结果表明:随着生育期的推进,不同带宽、不同行比处理的玉米株高均呈先增长后下降趋势,玉米播种第75天时带宽2.4 m、行比2∶4的株高最高,为198.33 cm;玉米叶面积指数随生育期的推进呈先增加后降低的趋势,在生长后期带宽2.8 m、行比2∶3的玉米叶面积指数相比于其它处理均表现为最大;玉米干物质积累量随玉米生育期的推进呈不断增长趋势且变化大致相同,播种后90 d时,带宽2.4 m、行比2∶4的玉米干物质积累量最大,为11 568.61 kg/hm~2,带宽2.4 m、行比2∶4的玉米产量最高,为6 977.78 kg/hm~2。【结论】带宽2.4 m,行比2∶4田间配置协调了个体与群体的矛盾,使得植株的株高最高、秃尖长最小、干物质积累量最大、产量最高,为玉米间作大豆较好的田间配置种植模式,可为江西红壤旱地玉米间作大豆种植田间配置提供参考。     

玉米-大豆带状套作高产玉米叶片的生理特征研究

【目的】通过净作和套作2种种植模式下不同玉米品种的产量对比,分析套作模式下不同产量水平玉米的生理特性差异,为筛选适宜玉米-大豆带状套作的玉米品种提供参考。【方法】通过2年的大田试验,在玉米-大豆带状复合种植模式下,研究21个玉米品种在净作和套作模式下的产量水平,以产量为7 500 kg/hm~2为界限,将供试的玉米品种划分为3个产量类别,即净作高产套作高产(S~HI~H)、净作高产套作低产(S~HI~L)和净作低产套作低产(S~LI~L),通过比较净作高产套作高产与净作高产套作低产两个类别下玉米穗位叶的叶片特性,从品种间穗位叶生理特性变异系数和生理特性与产量的相关性筛选套作高产玉米穗位叶的生理指标。【结果】筛选出叶绿素a、叶绿素含量和叶片厚度可作为选择套作高产玉米穗位叶的主要特征指标,在吐丝期套作高产的玉米品种叶片叶绿素a含量为345.76～503.64 mg/m~2,叶绿素含量为481.21～727.73 mg/m~2,叶片厚度为143.18～163.43μm。【结论】套作高产的玉米品种相对于套作低产的玉米品种有较高的叶绿素a、叶绿素含量和较厚的叶片厚度。     

种间距对不同结瘤特性套作大豆物质积累、 鼓粒及产量形成的影响

目的 间套作是实现资源高效利用、解决粮食供求矛盾的重要途径,间套作体系下作物和谐共生受种间互作强度的重要影响。本研究以玉米-大豆套作系统为研究对象,探讨玉豆种间距对不同结瘤特性大豆干物质积累与产量形成的影响。方法 2016—2017年,连续2年进行大田试验,二因素随机区组设计,A因素为不同玉豆种间距,大豆净作（A1）与玉米大豆套作（4种玉豆种间距：30 cm,A2;45 cm,A3;60 cm,A4;75 cm,A5）,B因素为3个大豆品种（贡选1号,弱结瘤;桂夏3号,中度结瘤;南豆25号,强结瘤）,分析大豆干物质积累、鼓粒、产量构成的变化规律。结果 玉豆种间距对不同结瘤大豆的物质积累分配有显著影响,鼓粒前期净作大豆的干物质积累量显著高于套作,R4期（盛荚期）达到最高;套作大豆的干物质积累则在R5期（始粒期）达到最高,并逐渐高于净作,以玉豆种间距45、60 cm下的物质积累量较高;玉豆种间距60 cm（A4）下的南豆25号在荚果分配率、成熟期干物质积累量和营养器官对荚果的贡献率等方面优于桂夏3号和贡选1号。各品种在套作下均以A4种间距下的鼓粒时间最长、达到最大鼓粒速率时的籽粒重最高,百粒重与产量最大,且与净作产量差异不显著;各玉豆种间距下以南豆25的鼓粒能力最强,A4种间距下南豆25的平均产量分别比桂夏3号、贡选1号高5.4%和6.3%。结论 强结瘤的南豆25号能较好适应玉米大豆套作环境,且在种间距60 cm下表现最优,有利于干物质向籽粒分配和鼓粒,以增加百粒重,弥补荚数不足,达到套作与净作产量相当的目的。     

不同种植方式对玉米大豆间作群体产量形成的影响

研究了在高、中产地力水平下，不同种植方式对玉米大豆间作复合群体的生理生态变化和产量的影响。结果表明：随带距加宽，玉米大豆行比增加，田间通风透光状况得到改善，复合群体的叶面积系数、光合势增加，光能利用率提高，生物产量提高，而光合生产率、经济系数降低。经济产量下降。玉米大豆间作增产的关键在于田间带距和行比的合理搭配。     

长期定位施氮对套作大豆温室气体排放及产量的影响

【目的】通过长期定位施氮试验,研究不同施氮水平对套作大豆温室气体排放及产量的影响。【方法】采用二因素裂区设计,主因素为种植模式,大豆单作(SS)和玉米/大豆套作(IMS);副因素为玉米、大豆施氮总量,设不施氮(NN:0)、减量施氮(RN:180 kg/hm~2)和常量施氮(CN:240 kg/hm~2)。【结果】种植模式对大豆农田温室气体排放有影响,大豆单作和玉米/大豆套作下的大豆CO_2排放通量在V5和R5出现峰值,R5期的大豆单作较玉米大豆套作的CO_2排放通量高13.45%;除V7和R8期外,大豆单套作的CH_4为吸收状态,在大豆生育期呈降低后增加的规律,在R2期出现最低值;大豆单作N_2O的排放通量高于玉米/大豆套作。不同施氮水平对大豆农田温室气体排放有显著影响,套作下V5-V10期的CO_2排放通量为NNCNRN,R2和R5期为CNRNNN;套作下的CH_4排放通量表现为CNRNNN,V10期后为NNCNRN;V3-V10期的N_2O排放通量表现为CNRNNN。套作大豆产量比单作大豆高15.92%,有显著差异;不同施氮水平下,套作下大豆的产量则是以CN为最高,表现为CNRNNN,RN和CN分别比NN高24.97%和46.23%。套作玉米产量比单作玉米产量高3.98%,单作玉米的产量RN比NN和CN分别高128.51%和3.2%,套作下玉米产量CN比RN和NN分别高0.94%和61%。【结论】套作及减量施氮不仅能保证作物的产量,还能减少温室气体的排放,实现减排增产。     

旱地不同间套作对玉米生长·养分累积及产量的影响

通过田间小区试验,研究玉米与不同作物间套作方式对玉米生长、养分累积及产量的影响。结果表明:与玉米单作方式相比,玉米与不同作物间套作更能提高玉米的叶片叶绿素含量、光合特性、植株氮磷钾养分累积以及产量。4种间套作方式中,玉米花生、玉米大豆间作在对玉米叶片叶绿素含量及光合特性方面提高幅度较大;植株氮磷钾养分累积方面,则以玉米大豆间作处理的氮素累积最大,可达224.6 kg/hm2,以玉米红薯套作处理的磷、钾养分累积最大,分别为117.72、352.84 kg/hm2;产量方面,玉米红薯套作、玉米大豆间作较玉米单作增产率分别达75.7%、47.5%。     

玉米-大豆间套作下田间小气候对大豆花形态建成进程的影响

【目的】探讨玉米-大豆间套作下田间小气候的变化对大豆花芽分化进程的影响,以期为明确大豆对生长环境变化的反应机理提供形态学依据。【方法】于2018—2019年开展田间试验,采用二因素裂区设计,主因素是不同大豆品种：南豆25（ND）、桂夏3号（GX）和贡秋豆8号（GQ）,副因素为种植模式：大豆单作（SS）、玉米-大豆套作（RI）和玉米-大豆间作（SI）。于2018年,在大豆出苗后40、47、54和61 d对其主茎顶端的花芽进行连续性的形态学解剖观察,并在此基础上于2019年进一步对大豆出苗后54 d的主茎顶端、中部和底部的花芽进行分部位观察。同时在2019年,统计分析不同种植模式下大豆冠层透光率、田间温度、相对湿度以及CO₂浓度等小气候的变化对大豆不同部位花芽分化进程的影响。【结果】2018年,3个大豆品种的花芽分化规律表现为GQ要快于ND和GX。在出苗后47 d和61 d,此时大豆处于营养生长后期和生殖生长前期,不同种植模式间的差异最大,表现为间套作的花芽分化进程要稍快于单作。2019年,对大豆营养生长到生殖生长转变的关键时期（出苗后54 d）的花芽分化进程进行分层观察发现,3个大豆品种均表现为冠层>中部>底部,但是在不同模式下的表现不一致,ND和GX在SS模式下的花芽分化进程要慢于RI和SI模式,GQ的花芽分化在3个种植模式之间的差异并不显著。ND、GX和GQ的透光率在出苗后60 d为1个拐点,此时RI和SI模式冠层的透光率与SS模式相比无显著差异,中部和底部的透光率虽呈下降趋势,但都要显著高于SS模式。而在出苗后70 d,ND、GX和GQ在SI模式的冠层透光率最低,分别是82.1%、88.2%和86.8%,而此时的SS和RI模式的冠层透光率均接近100%。在生殖生长后期,ND、GX和GQ在RI和SI模式的日均温度均要高于SS模式,同时RI模式要高于SI模式。不同种植模式下的ND、GX和GQ的相对湿度均在出苗后70 d有一个显著下降趋势,其中RI模式的相对湿度最低,分别是73.5%、75.4%和78.2%。ND、GX和GQ的CO₂浓度在RI和SI模式下都要低于SS模式,在间套作种植中下又以RI模式的CO₂浓度最低,尤其是在出苗后70 d分别比SS模式低10.3%、10.2%和10.9%。【结论】玉米-大豆间套作种植可以促进大豆花芽从营养生长到生殖生长的转变。在大豆生育后期,间套作模式下尤其是套作玉米收获后,套作大豆的中下层的透光率显著高于单作,行间温度、相对湿度和CO₂浓度均低于单作,这种带状间套作种植模式的大豆行间微环境优于单作,有利于大豆生殖生长后期荚果的发育,为间套作大豆产量形成机制提供了形态学依据。     

玉米行距配置对套作大豆生物量、根系伤流及养分的影响

【目的】通过研究套作种植条件下,玉米不同行距配置对大豆生物量、根系伤流及其养分的影响,为玉米-大豆带状套作合理的群体配置提供理论依据。【方法】试验于2012—2013年采用单因素随机区组设计,以玉米-大豆带状套作种植中大豆为研究对象,固定玉米和大豆带宽200 cm,设置3个玉米窄行处理,分别是A1(20 cm+180 cm;窄行20 cm,宽行180 cm)、A2(40 cm+160 cm)和A3(60 cm+140 cm)。两行大豆种植于玉米宽行中,行距40 cm;净作大豆为对照,行距70 cm,每个处理重复3次。在大豆第三节龄期(V3)、第五节龄期(V5)与盛花期(R2)分析玉米不同行距配置对套作大豆根系生物量、氮磷钾的积累、伤流强度及伤流液组分的影响。【结果】套作大豆地上地下生物量和根系氮磷钾养分积累随着玉米窄行行距的增加而降低,且显著低于净作对照(P0.05)。根系伤流强度在各处理下均随生育时期的推进而增加,同一生育时期伤流强度从A1到A3逐渐降低,但A1和A2处理差异不显著(P0.05)。A1处理下大豆根系伤流强度在V3、V5及R2期比净作处理平均低27.69%、26.11%和23.23%。除V5期大豆根系伤流组分铵态氮含量低于V3和R2期外,硝态氮、全磷、全钾、可溶性糖含量随大豆生育时期推进逐渐增加,且均低于净作对照。通过相关分析,大豆地上地下生物量与根系养分积累量、伤流强度及组分含量间均呈极显著正相关(P0.01)。【结论】在玉米-大豆带状套作种植中,行距配置的差异性导致大豆地上地下生物量和根系伤流强度的变化而影响根系养分的吸收和物质的转运。     

不同玉米-大豆带状套作组合条件下光合有效辐射强度分布特征对大豆光合特性和产量的影响

【目的】发展间种套作大豆是有效解决粮食供需矛盾的重要途径。本文旨在通过优化群体配置,改善群体光分布特征,实现大豆对有效光能的高效利用,为套作大豆高产栽培及群体结构的优化设计提供理论依据和技术途径。【方法】本研究于2011年和2012年,以不同株型玉米杂交种和大豆品种贡选1号为试材,设计登海605/贡选1号（处理A）、川单418/贡选1号（处理B）、雅玉13/贡选1号（处理C）3种玉豆带状套作组合,并以大豆单作作为对照（CK）,分析不同玉豆带状套作组合PAR分布特征对大豆光合特性和产量的影响。【结果】（1）不同玉豆带状套作组合的PAR和透光率存在显著差异,且均显著低于CK（P＜0.05）。玉豆共生期间,处理A的PAR分别比处理B和处理C高54.4%和90.7%。处理A的透光率分别比处理B和处理C高7.4%和17.7%。处理A的PAR和透光率均显著高于处理B和处理C。这说明登海605/贡选1号的带状套作组合,能够提高套作系统的光合有效辐射强度和透光率。（2）不同玉豆带状套作组合下,处理A大豆叶片Pn显著高于处理B和处理C (P＜0.05）,处理B和处理C大豆的Pn与处理A相比分别低了14.16%和27.23%。Gs和Ci与Pn变化趋势相同,Pn与Gs存在显著的正相关关系（0.883**）,说明气孔限制可能是Pn下降的主要原因。（3）不同玉豆带状套作组合显著提高了大豆叶片的Chla、Chlb、Chl(a+b)含量,降低了Chla/b比值,且均呈显著差异（P<0.05）。在V3、V5和R1期时,处理C大豆叶片Chla含量比处理A和B相比分别高5.42%、10.2%、5.9%和3.08%、4.9%、3.3%。处理C下大豆的Chlb含量比处理A和处理B分别高14.4%、14.9%,11.73%和7.8%、7%和5.74%。处理C大豆叶片Chl(a+b)的含量比处理A和处理B分别高7.27%,11.1%,7%和4.08%,5.35%,3.8%。处理间Chla/b与其呈相反的变化趋势。不同套作组合大豆叶片的叶绿素含量随着遮阴程度的增加而增加,使叶片更有效的捕获有限的光能,对光强降低有一定的补偿作用,增加对有限光能的利用。（4）不同玉豆带状套作组合大豆叶面积指数和干物质重且均显著低于CK。且处理间呈显著性差异(P＜0.05）,玉豆共生期间,不同玉豆带状套作组合大豆的LAI表现为处理A＞处理B＞处理C,且处理B和处理C的干物质重分别比处理A低35.4%和57.1%,LAI与干物质重存在显著的正相关关系 （0.977**）,说明紧凑型玉米削弱了对大豆弱光胁迫的程度,增加了LAI和光能截获量,从而提高了套作大豆群体的物质积累。（5）不同玉豆带状套作组合下,大豆产量及产量构成因素存在显著性差异（P＜0.05）。处理A的单株荚数比处理B和处理C高11.28%和32.75%,单株粒数高5.19%和13.34%,每荚粒数高6.4%和22.5%,单株粒重高2.16%和6.22%。不同处理间大豆产量以处理A的产量最高,且分别比处理B和处理C高13.13%和35.6%,说明随着玉米对大豆弱光胁迫程度的加剧,大豆产量呈现降低趋势。【结论】适宜的株型配置可以改善套作大豆生长的光照环境、提高其光合效率和产量。     

带状套作大豆群体冠层光能截获与利用特征

【目的】研究不同行距的玉豆间距带状套作组合对大豆冠层结构特征与光能利用的影响,为制定适宜的群体配置提供理论依据。【方法】以四川省主推玉米和大豆品种“川单418”和“贡选1号”为试材,设计（A）玉豆间距40 cm（大豆窄行行距70 cm）、（B）玉豆间距50 cm（大豆窄行行距50 cm）、（C）玉豆间距60 cm（大豆窄行行距30 cm）3种玉豆带状套作组合,并以单作玉米（SM）和单作大豆（SSB）作为对照,对带状套作大豆冠层结构、光能截获量、干物质重等指标进行测定分析。【结果】（1）不同带状套作大豆群体冠层上方的PAR存在显著差异,且均显著低于SSB（P＜0.05）。玉豆共生期间,处理A大豆群体冠层上方的PAR与处理B和C相比,分别低44.1%和60.4%。这说明由于处理A缩短了玉豆间距,加剧了玉米对大豆的遮荫程度,从而降低了大豆群体可利用的有限光照资源。（2）不同带状套作大豆群体的LAI、叶倾角和株高均呈现显著差异（P＜0.05）,在大豆V5、V7和R1期,处理B比处理C和处理A的LAI分别提高了16.4%、13.1%、12%和30.3%、32.2%、29.3%。叶倾角比处理C和处理A分别提高了15%、16%、14%和34%、31%、26%。株高比处理C和处理A分别减低了7%、8.8%、7.9%和13.5%、16.7%、14.8%。说明适宜的玉豆间距可以提高套作大豆的LAI,调整更加合理的叶倾角和株高,优化植株形态特征,实现光能在大豆群体内的均匀分布,有利于提高大豆的光能利用效率。（3）不同带状套作大豆光能截获量呈现显著差异（P＜0.05）。在大豆V5、V7和R1期间,处理A与处理B相比光能截获量分别降低了43%、22%和33%,处理C与处理B相比则分别降低了21%、10%和17%,LAI与光能截获量存在显著的正相关关系（0.977**）, 说明在玉豆间距为50 cm时增加了大豆群体的LAI,从而提高了光能截获量。（4）不同带状套作大豆光能利用率呈现显著差异（P＜0.05）。在大豆V5、V7和R1期,处理B与处理C相比光能利用率分别提高了8.6%、7.0%和5.8%,处理B与处理A相比则分别提高了40%、23%和13%。（5）不同带状套作大豆群体的干物质重均显著低于SSB,且处理间呈显著性差异（P＜0.05）。在大豆V5、V7和R1期,处理A与处理B相比分别降低了59%、36%和41%,处理C与处理B相比则分别降低了27%、16%和22%,DMW与光能截获量存在显著的正相关关系（0.989**）,说明在玉豆间距为50 cm时增加了大豆群体的光能截获量,从而提高了大豆群体干物质的积累。（6）不同带状套作大豆群体产量及总产量存在显著性差异（P＜0.05）。其中处理B的大豆产量分别比处理C和处理A提高了10%和27%,总产量比处理C和处理A提高了1%和3%。说明随着玉豆间距的缩短,大豆弱光胁迫程度的增加,大豆产量呈下降趋势。【结论】本试验条件下,以玉豆间距为50 cm的玉豆带状套作种植模式可以优化大豆群体冠层结构、提高光能利用率和产量。     

辽西半干旱区玉米大豆间作模式对作物干物质积累分配、产量及土地生产力的影响

【目的】通过分析玉米大豆间作模式作物干物质积累与分配规律及种间竞争关系,探讨玉米大豆间作的增产机理,提出适合辽西半干旱区的最优玉米大豆间作模式。【方法】试验于2018—2019年在国家农业环境阜新科学观测实验站进行,采用田间试验方法,设置2行玉米2行大豆间作（MS2:2）、4行玉米4行大豆间作（MS4:4）、6行玉米6行大豆间作（MS6:6）、玉米单作（M）、大豆单作（S）等5种种植模式,研究作物的干物质积累分配特点、种间竞争力及其对产量和土地生产力的影响。【结果】3种间作模式均提高了玉米拔节期和灌浆期的干物质积累量,比单作玉米分别增加16.58%—20.32%和51.29%—52.56%;间作对大豆分枝期和鼓粒期的干物质积累影响较小,但分枝期MS2:2间作模式干物质积累量显著低于单作大豆。玉米干物质分配比率拔节期叶大于茎,灌浆期穗大于茎、叶,且3种间作模式穗的分配比率比单作玉米增加23.22%—31.70%;大豆干物质分配比率分枝期茎大于叶,鼓粒期茎、叶大于荚果,MS2:2和MS4:4间作模式大豆荚果分配比率比单作大豆分别降低19.30%、17.22%,MS6:6间作模式与单作大豆差异不显著。间作模式下玉米比大豆表现出了更强的种间竞争力（Ams>0）和产量营养竞争比率（CRms>1）。MS6:6和MS4:4间作模式土地当量比LER分别为1.16、1.07,土地生产力提高7%—16%,具有显著的间作优势;MS2:2间作模式土地当量比为0.97,具有间作劣势。【结论】玉米大豆间作模式土地生产能力的提高主要是通过改变作物干物质积累分配及种间竞争关系实现,MS6:6和MS4:4间作模式优势明显。表现最佳的是MS6:6间作模式,该模式能够显著提高土地生产力,在当地农业生产中具有很好的应用价值。     

Maize-soybean strip intercropping: Achieved a balance between high productivity and sustainability

Intercropping is one of the most vital practice to improve land utilization rate in China that has limited arable land resource. However, the traditional intercropping systems have many disadvantages including illogical field lay-out of crops, low economic value, and labor deficiency, which cannot balance the crop production and agricultural sustainability. In view of this, we developed a novel soybean strip intercropping model using maize as the partner, the regular maize-soybean strip intercropping mainly popularized in northern China and maize-soybean relay-strip intercropping principally extended in southwestern China. Compared to the traditional maize-soybean intercropping systems, the main innovation of field lay-out style in our present intercropping systems is that the distance of two adjacent maize rows are shrunk as a narrow strip, and a strip called wide strip between two adjacent narrow strips is expanded reserving for the growth of two or three rows of soybean plants. The distance between outer rows of maize and soybean strips are expanded enough for light use efficiency improvement and tractors working in the soybean strips. Importantly, optimal cultivar screening and increase of plant density achieved a high yield of both the two crops in the intercropping systems and increased land equivalent ratio as high as 2.2. Annually alternative rotation of the adjacent maize- and soybean-strips increased the grain yield of next seasonal maize, improved the absorption of nitrogen, phosphorus, and potasium of maize, while prevented the continuous cropping obstacles. Extra soybean production was obtained without affecting maize yield in our strip intercropping systems, which balanced the high crop production and agricultural sustainability.     

玉米-大豆不同宽幅间作对大豆光合特性及群体产量的影响

为探究不同农机作业宽幅条件下玉米-大豆间作对大豆光合特性及群体产量的影响，于2018—2019年采用大田试验，以单作玉米（SM）和单作大豆（SSB）为对照，在玉米-大豆2：1播幅（I₂₁）、2：2播幅（I₂₂）、2：3播幅（I₂₃）间作模式下，测定大豆光合指标、生理生长指标以及群体产量。2年的结果表明：各处理大豆冠层上方的光合有效辐射（PAR）日变化呈现先增后降的单峰曲线变化趋势，随着大豆宽幅的增加，各间作处理大豆冠层上方的光合有效辐射逐渐增加，但均小于单作。相较于单作，间作处理降低了大豆植株的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）以及地上部生物量，各指标均随着大豆播幅的增加而增加，其中I₂₁处理显著低于I₂₃和SSB处理，I₂₂处理与I₂₃处理之间差异不显著；增加了大豆植株的胞间CO₂浓度（Ci）、叶绿素含量以及株高，各指标均随着大豆播幅的增加而减小，其中I₂₁处理显著高于I₂₃和SSB处理。与单作相比，基于处理总面积的间作玉米产量显著增加，大豆产量显著降低，3种间作处理以籽粒产量为基础的LER（土地当量比）随着大豆播幅的增加而增加。研究表明，玉米-大豆2：2、2：3播幅种植具有间作生产优势。     

减量施氮对套作玉米大豆叶片持绿、光合特性和系统产量的影响

【目的】探究不同种植模式和施氮水平下玉米大豆的叶片持绿、光合和系统产量特性。【方法】通过田间定位试验研究种植方式(玉米单作(MM)、大豆单作(SS)、玉米套作(IM)、大豆套作(IS))和施氮水平(不施氮(NN)、减量施氮(RN：180 kg N·hm^-2)、常量施氮(CN：240 kg N·hm^-2))对玉米大豆叶片持绿、光合特性以及其干物质积累和系统产量的影响。【结果】玉米产量随施氮量增加而增加,大豆产量随施氮增加先增后降;RN下,IM的籽粒干物质积累量最大,玉米大豆套作系统的总产量最高,系统生产力指数（SPI）最大。套作下各作物的叶片持绿期更长,光合特性指标均较单作稳定,且在籽粒形成期优于单作;各施氮水平下,套作处理的绿叶百分比均显著高于单作,IM的最大绿叶衰减速率出现天数比MM的分别晚7 d、5 d和1 d;IS的则比SS的分别晚7 d、0 d和11 d。相比单作,套作可以显著降低各施氮水平下玉米叶片的平均衰减速率,延长最大衰减速率出现天数,降低绿叶衰减程度。各作物的光合速率表现为套作高于单作,减量施氮高于常量施氮。玉米R2期,IM的叶片光化学淬灭系数（Qp）比MM的高12.78%,非光化学淬灭系数（NPQ）则低21.30%;NPQ随施氮水平的增加而降低,RN比NN降低了17.11%。套作SPAD值波动幅度弱于单作,且呈稳定上升趋势;玉米R2期,IM比MM高34.52%,大豆R2和R6期,IS分别比SS高10.39%、29.48%;RN的SPAD值最高,玉米R2期,IMRN处理比IMNN处理高17.46%,MMRN处理比MMNN处理高35.02%;大豆R6期,ISRN处理比ISNN和ISCN处理分别高7.71%、6.67%,SSRN处理比SSCN处理高10.03%。【结论】减量施氮下,玉米大豆套作显著延长了叶片的持绿期;花后叶片的光合速率、PSⅡ光合机构功能、叶绿素都保持在较高的水平且比单作稳定,籽粒干物质积累增强,充分发挥了玉米的生产潜力并增加了大豆产量,使得套作系统总产量显著提高。     

种间距离对玉米-大豆带状套作土壤理化性状及根系空间分布的影响

【目的】探究玉米-大豆套作种间距离对土壤环境及根系空间分布的影响,以期为作物根系调控养分高效吸收提供理论依据。【方法】采用单因素随机区组试验设计,设置5种根系互作方式,其中玉米-大豆套作种间距分别为30 cm（MS30）、45 cm（MS45）、60 cm（MS60）,单作玉米行间距100 cm（MM100）,单作大豆行间距100 cm（SS100）,研究玉米-大豆套作下土壤理化性状及根系空间分布的变化规律。【结果】玉米蜡熟期（R4）至成熟期（R6）、大豆始粒期（R5）至成熟期（R8）,套作处理日平均土壤氧气含量、土壤呼吸速率随种间距离增加呈先增后减趋势;其中玉米土壤氧气含量MS45处理最高,MS30处理最低,而套作后的土壤呼吸速率均显著低于单作;大豆土壤呼吸速率以MS45处理最高,较SS100处理高130.00%,而套作后的土壤氧气含量均低于单作。与单作相比,套作玉米土壤中>5 mm水稳性团聚体含量、套作大豆土壤中5—2 mm水稳性团聚体含量、土壤NO- 3-N显著增加,其中均以MS45处理最高,较单作分别显著增加19.26%、4.49%、18.07%。共生期间,与单作相比,套作各处理玉米、大豆根系空间分布呈非对称性,套作玉米根系横向能延伸到大豆行的空间下方,纵向能下扎生长更深,套作大豆根系明显偏向大豆带生长,套作玉米和大豆根长、根表面积、根体积、根干重低于单作;玉米收获后,套作大豆根系恢复生长,在水平和垂直方向上进一步延伸,其中MS45处理的根体积高于单作。通过PCA分析,土壤养分含量和水稳性团聚体指标与根系形态参数呈正相关关系【结论】玉米-大豆带状套作合理的种间距离会促进土壤大团聚体的形成,增加土壤氧气含量,改善土壤通气环境及土壤养分状况,优化作物根系空间分布,促进根系生长发育。     

种植密度对玉米-大豆带状间作下大豆光合、产量及茎秆抗倒的影响

【目的】阐明玉米-大豆带状间作下大豆植株冠层在不同种植密度下的光环境变化规律,明确种植密度对间作大豆叶片光合特性、产量形成及茎秆抗倒的影响,为构建寡日照地区间作大豆合理群体密度提供理论参考。【方法】本研究以大豆（川豆-16）和玉米（正红-505）为试验材料。采用双因素随机区组设计,主因素为种植方式,设玉米-大豆带状间作和大豆带状单作2个水平,副因素为大豆的3个种植密度（PD1=17株/m²,PD2=20株/m²,PD3=25株/m²),研究种植密度对间作大豆冠层内部光环境变化、叶片光合特性、植株生长动态、田间倒伏率及产量构成等的影响。【结果】2年结果表明,在玉米-大豆带状间作系统中,大豆生长中后期受高位作物玉米遮荫和自荫性增加的影响,其植株群体冠层内部的光合有效辐射（PAR）、叶面积指数（LAI）、叶片光合能力、分枝数及产量显著降低,但受玉米影响的程度因大豆种植密度的不同而不同。在间作模式下,PD1和PD2处理的大豆植株群体冠层光合有效辐射比PD3处理分别增加了45.4%和24.8%,净光合速率分别增加了46.1%和12.3%,单株有效荚数分别增加了53.2%和27.2%,单株分枝数分别增加了270.4%和140.9%,田间倒伏率分别降低了50.3%和19.3%。相关性分析发现,间作大豆的田间倒伏率与冠层内部光合有效辐射、叶片净光合速率、茎秆抗折力、茎叶干物质比、单株分枝数及单株有效荚数呈显著负相关,与株高、叶面积指数和单株无效荚数呈显著正相关。【结论】在玉米-大豆带状间作模式下,20株/m²的大豆密度（PD2）有利于创造良好的群体冠层内部光环境,降低植株田间大豆倒伏率,增加光合产物积累,从而提高大豆产量。