大豆玉米带状种植模式对不同大豆品种产量和农艺性状的影响

王金霞 常世豪 王朋磊 李金花 舒文涛 杨青春 张东辉 李琼 张保亮 耿臻

（河南省周口市农业科学院，周口 466001）

间套作种植模式在我国农业生产中有着悠久的历史，对中国农业可持续发展具有重要意义[1-2]。我国耕地面积有限，粮食需求不断增多，采用间作可有效解决二者矛盾，保证粮食供应[3]。间作种植能有效地发挥光、肥、水、气、热等有限农业资源的生产潜力，特别是提高土壤养分的吸收利用效率[4-6]，能有效弥补单作的不足，减少病害，抑制杂草，实现农业高产高效[7-9]。禾豆间套作模式能充分利用豆科作物与根瘤菌共生固氮作用，改变土壤酶活性[10]，增强土壤肥力，减少禾本科的氮肥施用量[6]，改善农田生态环境；
该模式是被农民广泛接受的高效生态种植模式[11-12]。

带状复合种植是在传统间套作的基础上发展而来的[6]，选择合适的作物进行带状种植能够在提高土地利用率的同时达到增产目的[13]。大豆玉米带状种植不仅发挥了禾豆间套作模式的优点，而且由于大豆玉米的根系特点和株高差异，可以改善作物的光合作用和营养吸收，充分发挥玉米边缘优 势[14-16]。大豆玉米带状种植与单作玉米相比，玉米产量不变或略有减少，而大豆产量增加[5]，可有效提高大豆总产量，避免我国大豆过于依赖国外进口，解决大豆玉米争地矛盾。大豆玉米带状种植在生产实践中取得了很好的效果，我国在2022年开始大面积推广该种植模式[13]。目前对大豆玉米带状种植的研究主要集中在对玉米的生物量积累[15]、对大豆玉米间作土壤微生态、光合作用、间作玉米密度、机械化、不同熟期大豆对间作影响[17-20]、大豆玉米间的互作及病虫害的研究，而对适合进行间作的大豆品种研究较少。因此探讨两种大豆玉米带状种植模式对不同大豆品种（系）的农艺性状的影响，可以为周口市在大豆玉米带状种植中选择适宜模式和大豆品种提供理论依据。

1.1 试验材料玉米品种为郑单958；
大豆品种（系）共9 个，分别为周豆33、安豆109、周豆34、周豆37、安豆203、周豆41、濮豆5136、周豆38、郑1659。

1.2 试验设计采用双因素裂区试验设计，主因素为间作模式：大豆4 行玉米2 行（S4M2）和大豆5行玉米2 行（S5M2），副因素为大豆品种。大豆、玉米行长均为6m，2 行玉米行间距40cm，大豆、玉米株距均为10cm；
两行大豆之间的距离为40cm，大豆、玉米间行距65cm；
S4M2 模式每小区占地面积17.40m2，S5M2 模式每小区占地面积19.80m2；
并在最后一品种后种植2 行玉米，试验四周设置大豆作为保护行。在河南省周口市农业科学院许湾基地种植2 个重复，在河南省安阳市农业科学院试验基地种植1 个重复。

1.3 考种大豆收获期在每个小区中间2 行（3 行）的任1 行连续取10 株考种。成熟后每小区大豆、玉米全区收获计产，最后计算折合产量。

1.4 数据处理数据处理采用WPS Office 软件统计处理，计算经济效益（经济效益=间作玉米产量× 玉米市场价格+间作大豆产量×大豆市场价格）。数据分析用DPS8.5 软件进行处理间差异显著性分析和相关性分析。

2.1 两种大豆玉米间作模式对作物产量的影响由图1 可知，在S5M2 模式下，7 个大豆品种（系）的产量高于S4M2 模式；
2 个品种濮豆5136 和周豆38 相反，在S4M2 模式下产量更高。周豆33、安豆109、周豆34、周豆37、安豆203、周豆41 在S5M2 模式的产量显著高于S4M2 模式。安豆203在S5M2 种植模式下比S4M2 种植模式下产量显著增加，增产幅度为49.96%。两种种植模式下周豆37 产量均较高。与周豆37 间作时，S5M2 模式种植的玉米产量比S4M2 模式下的玉米产量显著增加，增产幅度为26.67%。玉米在与周豆37、安豆203 间作时在S5M2 模式下的产量显著高于S4M2模式。

图1 不同带状种植模式下的大豆和玉米产量

由表1 数据可知，同一大豆品种（系）与玉米在不同带状种植模式下经济效益有所不同。S4M2 间作模式下，濮豆5136 与玉米间作经济效益值最高，为30995.61 元/hm2；
S5M2 间 作模式下，安豆203与玉米间作经济效益值最高，为30922.08 元/hm2。说明在S4M2 模式下选择濮豆5136 品种合适，在S5M2 种植模式下选择安豆203 最合适。周豆33、周豆37、安豆203 在S5M2 模式下种植的经济效益值均显著高于在S4M2 模式下的经济效益值，说明这3 个品种更适合在S5M2 模式下栽培。安豆109、濮豆5136 在S4M2 模式下种植的经济效益值均显著高于在S5M2 模式下的经济效益值，说明安豆109和濮豆5136 更适合在S4M2 模式下栽培。

表1 不同带状种植模式对经济效益的影响 （元/hm2）

2.2 不同种植模式对大豆农艺性状的影响由表2可知，与S4M2 种植模式相比，周豆33 在S5M2 种植模式下的单株粒重、单株粒数、有效荚数显著增高，说明S5M2 模式下与产量相关性状的增加最终导致周豆33 产量的提高；
周豆33 底荚高在S5M2 模式下显著降低。两种种植模式下各品种（系）的无效荚数、有效分枝数、主茎节数、株高差异不显著，说明有效分枝数、主茎节数、株高受本试验种植模式的影响较小。濮豆5136 在S4M2 模式下种植时单株粒重、单株粒数、有效荚数显著增加，周豆38 在S5M2 模式下种植时有效荚数显著增加。

表2 不同带状种植模式间大豆农艺性状的差异显著性分析

2.3 大豆玉米带状种植模式下大豆各性状间的相关分析由表3 可知，单株粒重与单株粒数、有效荚数、有效分枝数、主茎节数呈极显著正相关，与底荚高呈极显著负相关；
单株粒数与主茎节数、有效分枝数、有效荚数呈极显著正相关，与底荚高呈极显著负相关；
有效荚数与主茎节数、有效分枝数呈极显著正相关，与底荚高呈极显著负相关；
有效分枝数与主茎节数呈极显著正相关，与底荚高呈极显著负相关；
主茎节数与株高呈极显著正相关。说明单株粒重、单株粒数、有效荚数、有效分枝数这些产量性状能够同时提高进而实现大豆的产量增长。

表3 大豆各性状间的相关性分析

在我国耕地资源有限的情况下，带状种植在提高土地资源利用效率和作物产量方面具有十分重要的作用[8，13，17]。大豆玉米带状种植能够实现高产量、高效率生产，使资源要素配置更合理。“大豆-玉米带状复合种植技术”是我国农业农村部主推的秋季作物种植模式之一，此模式可以扩大大豆种植面积、提高大豆产量。封亮等研究表明玉米大豆间作可以增加经济效益，在大豆玉米行比为2∶2 间作时，玉米和大豆的群体产量得到显著提高，在大豆玉米行比为4∶2 间作时生态效益更好[16-17]。本试验结果表明两种间作模式下大豆产量多存在显著差异，其中周豆33、安豆109、周豆34、周豆37、安豆203、周豆41 在大豆增加1 行时产量显著增加，这与前人研究结果相同[14]。带状种植方式更具优势可能因为增加1 行减弱了玉米对大豆的庇荫，可减缓大豆生长过程中的弱光胁迫[19]，提高了土壤中氮磷钾等肥料的利用率[11-13]，更好地协调作物种间关系，合理优化了空间配比[16]。试验结果显示玉米在两种模式下产量均有增产或减产情况，可能因为两种模式下都已经充分发挥了玉米的边行优势[19]，大豆玉米间作提高了玉米对土壤中氮的利用率，使土壤中的微生物结构更合理[13-16]。本研究表明不同大豆品种与玉米间作时最适模式不同、经济效益不同，为满足粮食需求和提高经济效益，S4M2 间作模式下应推广濮豆5136 与玉米间作；
S5M2 间作模式下应推广安豆203 与玉米间作。前人研究结果表明施肥条件[4-5]、施肥种类[6]、与大豆间作的玉米株型、轮作制度、种植密度等也影响作物的产量和经济效 益[12，14，16，20]，因此在推广大豆玉米间作带状种植时应因地制宜合理选择种植模式和品种。

对大豆农艺性状相关性分析表明单株粒重与单株粒数、有效荚数、有效分枝数、主茎节数显著正相关，这与前人研究结果一致[12]。两种间作模式下有效分枝数、主茎节数、株高差异不显著，可能是这些性状受环境影响小，与大豆品系遗传特性有关，可为大豆高产育种提供依据。本研究仅在两种带状种植模式下对9 个大豆品种（系）的产量和农艺性状进行初步研究，对于其他模式对带状种植的影响有待进一步分析。

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