全 文 ：中国雇 学 通报 2 0 14, 3 0 (3 ) : 2 0 5 一 2 0 8
C h i n e s e A gr i c u lut r a l S c i e n c e B u ll e t i n
玉米株食豆混播比例对群体产量及产量构成的影响
张淑艳 , 战海云 , 李 强 , 白梅荣
(内蒙古民族大学农学院 , 内蒙古通辽 02 80 0)
摘 要 : 为了提高玉米单产和土地利用率 , 通过将玉米 ` 郑单 95 8 ’ 和林食豆按 1 : 1、 1 : 2 、 1 : 3的比例进行混
播 , 以 单作 玉米作为对照 ,研 究 了混播群体的地上产量及构成 。 结果表明 , 玉米产量 占群体产量 的
87 .4 % 以上 ; 随混播林食豆 的比例增加 , 玉米产量略有下降 ,其中茎叶产量 下降明显 , 而林食豆产量增
加 ;混播群体地上 生物产量和经济产量均随混播林食豆 比例增加而增加 ,并且各混播处理均显著高于玉
米单作 ,其中 :1 3( A 1 B 3 )和 1 : 2( A 1 B 2 )的群体地上产量分别 比单作玉米提高 15 . 5% 和 16 . 4% 。
关键词 : 玉米 ;林食豆 ;混播 ;产量
中图分类号 : S 一 3 文献标志码 : A 论文编号 : 2 0 1 3一 0 853
E fe
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Z h a n g S h u y a n
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’ a n d s e m i e u l t iv a t e d s o yb e a n m i x e d s o w i n g b y l :
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, a n d le t th e m a i
z e m o n o e u l t u r e a s e o n t r o l
.
T h e er s u l t s s h o w e d t h a t
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,
t h e s t e m a n d l e a f y i e ld
d e e r e a s e d o b v i o u s l y
, a n d s e m i e u l ti v a te d s o y b e a n y i e ld i n e r e a s e d w i t h p or p o rt i o n s i n e er a s i n g
.
G r o u p s o f m ix e d
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,
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g r o u n d o f l : 3 (A
I B 3)
a n d l :2 (A
IB Z ) i
n e r e a s e d 1 5
.
5%
,
16
.
4% t h a n m o n o e u l t u er m a i
z e y i e ld
.
K e y w o r d s : m a i
z e ; s e m i e u l t iv a t e d s o y b e a n ; m ix e d s o w i n g ; y i e ld
0 引言
禾本科植物与豆科植物是优 良的混播组合 , 两类
作物根系深浅搭配 , 能实现水肥利用的互补 ! 1〕, 还具有
活化和积累土壤养分 、 提高土壤有机质含量 、 改善土壤
理化性质的作用 ! 2〕, 是一项可操作性强 、 原理简单 、 成
本投人低 、 收益直观 明显 的技术 ! 3〕。 中国人均耕地面
积在不断减少 ! 4〕, 因此 , 筛选结构合理 、 产质量高的混
播组合 , 对农业生产具有现实意义 。
玉米与豆科作物混作在中国栽培历史悠久 , 应用
较广 , 是一种典型的混作模式 ! 5〕。 武得礼等 ! 6〕对玉米与
箭舌豌豆混播的研究 , 盛颂德等 ! 7〕对玉米混播首蓓的
研究 , 李晶等 ! 8〕对青贮玉米混播方式的研究 , 曲永利等
l9j 对青贮玉米与扁豆混播青贮营养价值的研究均表
明 , 混播能提高群体产量和粗蛋 白产量 , 显著增加经济
效益 。 很多研究表明混播作物种类的选择和 比例是影
响混播群体产量的关键 。 沈怀 民等 ! 1。〕研究表明 , 青贮
玉米与株食豆混播有良好的增产效果 。 田小 明等 ! 11〕、
张海芝等 ! 12〕对玉米与大豆同穴混播的试验表明 , 玉米
与大豆的比例为 1 : 1 . 3一 1 . 5较好 , 而刘昭明等 ! 13〕研究表
明 , 青贮玉米与扁豆以 1 : 1和 2 : 1混播为宜 。 内蒙古通
辽市位于东北农牧交错带 , 玉米是主产作物 , 目前尚未
见有玉米混播的研究报告 , 因此 , 笔者选择株食豆与玉
基金项目 : 内蒙古自然科学基金 “ 科尔沁沙地人工草地生态系统氮的环境效应研究 ” ( Z o lZ M s o s o s) 。
第一作者简介 :张淑艳 , 女 , 内蒙古人 , 19 64 年出生 , 教授 , 硕士 , 主要从事草地生态与环境研究 。 通信地址 : 0 2 8 0 0 内蒙古民族大学农学院 , eT l :
0 4 7 5
一
8 3 14 6 0 0
,
E
一
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: z h a n g sh u y a n 6 4 @ 1 6 3
.
e o m
。
收稿日期 : 2 0 13 一 0 3一 2 6 ,修回日期 : 20 1 3一 0 7 一 0 3 。
.2 0 6
. 中国农 学通报 ht t P:/w w w
.
c a sb. og r
.
c n
米混播 , 探讨其混播比例对群体产量和产量构成的影
响 , 旨为本地区玉米生产实践提供理论参考和依据 。
1 材料与方法
1
.
1 试验地 自然条件与概况
试验地设在内蒙古民族大学实验农场 (43 . 37 O N ,
12 2
.
1o6 )E
。 该地区属典型的温带大陆性季风气候 ,年
均气温 .6 4℃ , ) 10 ℃活动积温 3 184 ℃ 。 无霜期 150 天 ;
年均降水量 39 . 1 m m , 生长季内 ( 4一9 月 )降水量占全
年降水量的 89 % 。 试验地土壤为灰色草甸土 。
1
.
2 试验材料
玉米 ` 郑单 958 ’ 在通辽市种子市场购买 ; 株食豆
褐色品种由东北农业大学农学院提供 。
1
.
3 试验方法
采用人工穴播的方法 , 将玉米与株食豆进行同行
混播 , 玉米行距 50 c m , 株距 28 c m , 将株食豆等距离播
种于两穴玉米之间 ; 试验采用随机区组设计 , 3次重
复 , 小区面积 4 m x s m ,试验设 4个混播比例 , 即玉米 :
株食豆 =1 : O 、 1 : 1 、 1 : 2 、 1 : 3 , 分别记为 A IB 。 、 A I B I 、 A I B Z 、
A
I B 3
, 其中 :1 0为玉米单作 。 施磷酸二按 15 0 k g小耐 、
硫酸钾 1 35 比h/ 耐做底肥 , 施尿素 50 k g小耐 、 磷酸二按
75 k g小m Z做种肥 。 播后镇压 , 全苗后定苗 , 缺苗及时
补栽 。 玉米 5一 8 叶期结合中耕追施氮肥 15 0 k g小耐 , 生
育期灌溉 2次 。
1
.
4 测定 内容
在 `郑单 9 58 ’ 蜡熟期进行测产 , 分别测定玉米茎
秆 、 叶片 、 果穗的鲜重 ,株食豆的整株鲜重 , 各处理随机
选取部分玉米 、 株食豆 ( 不少于 50 9 )共 3份 , 分茎 、
叶 、 果穗 , 切成 2 0 c m 小段 , 烘干至恒重后称重 , 计算干
物质产量 。 点数各测产区 内有效穗数 , 每小区取 10
穗 ,测定穗长 、 穗粗 、 穗行数 、 行粒数 、 穗粒数和百粒重 ,
用测水仪测 定含水率 , 并计算籽粒产量 (含水量为
1 4% )
。
1
.
5 数据分析
所得数据采用 D P S 数据处理系统进行统计分析 。
2 结果与分析
2
.
1 混播比例对混播群体地上生物产量的影响
图 1是各混播处理收获时作物群体的地上干物质
生物产量及其构成 , 混播群体的地上生物总产量随株
食豆 比例增加而递增 , A I B I 、 A IB Z 、 A IB 3较单播分别增
产 10 .0 % , 巧 . 5% , 16 .4 % 。 方差分析表明 , 各混播群体
的地上生物产量均极显著高于单作 , 并且 A IB 3和 A IB Z
也显著高于 A IB I , 但两者之间没有显著差异 。
混播群体中 , 玉米是群体地上生物产量构成的主
体 , 平均占 87 . 4% (表 1 ) , 其中 A IB I玉米生物产量高于
单作 , 随株食豆 比例增加 , 玉米生物产量呈下降趋势 ,
并且 A IB I与 A IB 3有显著差异 。 混播极显著提高了玉
米籽粒产量 , 随株食豆 比例增加 , 玉米籽实产量增加明
显 , 其中 A I B 3和 A IB Z均显著高于 A IB I , 两者间没有显
著差异 ; 混播群体中玉米籽实产量 占群体总产量的
45
.
5%
, 其中 A IB Z最高占 45 . 9% , 比单作高 2 . 6% 。 玉米
除籽实外的其他产量以单作最高 , 显著高于混播各处
理 , 混播中随株食豆 比例增加而减少 , 其中 A IB I显著
高于 A IB Z和 A IB 3 , 后两者间没有显著差异 ; 玉米其他
生物产量占群体总产的 41 . 9% , 其中 A IB 3只 占 38 % , 比
单作低 18 . 8% 。 株食豆产量平均占群体产量的 12 . 6% ,
其中 , A I B Z和 A IB 3显著高于 A IB I ; 随株食豆 比例增加 ,
其产量逐渐增加 , 但增加幅度逐渐减小 , A I B Z比 A IB I
增加 6 . 0% , A IB 3 t匕A IB Z增加 3 . 0% 。
.2 2 混播比例对 `郑单 958 ’ 籽粒产量构成因子的影响
各混播比例玉米的穗粒性状如表 2 , 其中穗长 、 行
不同小写字母表示差异显著(P< O . O)S , 不同大写字母表示差异极显著(P< O .ol )
图 1 混播群体生物产量及其构成
张淑艳等 :玉米林食豆混播 比例对群体产量及产量构成的影响 .2 0 7 .
表 1混播比例对 `郑单95 8’ 株食豆混播群体生物产量及产量构成的影响
玉米 株食豆混播比例 产量/ ( 靶/ h m勺 占总产/ % 籽粒/ ( k/ gh m勺 占总产/ % 其他/ ( k/ gh m勺 占总产/ % 产量/ ( k g/ h m勺 占总产/ %
O Q伪,ù、
O.…6700ù、4伪,A B o 1 8 8 5 1 . s ab A 8 15 3 . l e B 4 3 . 24 5 . 14 5 . 9
4 5
.
4
I O6 9 8 7 a A
6石认136A B : 19 15 6 4 a A 9 34 5 3 bA 9 8 l l . l bB 15 7 2
.
8 e B
A B
:
1 8 8 1 8石ab A 9 9 9 1 . 9 a A 8 8 2 6 . 7 e C 2 9 5 7月 b A
A B
3
1 8 64 6 7 b A I O 15 O4 a A 8 4 9 6
.
3 e C 3 7 0 6石之L入
刀4)0公丘lo吠歇技
注 : 不同小写字母表示差异显著(P< O . O)S , 不同大写字母表示差异极显著 (P< O . ol ) 。
表 2 混播群体中 `郑单 9 5 8 ’ 籽粒产量及穗粒性状
混播比例 穗长 c/ m 穗粗 c/ m 行粒数 /粒 粒深c/ m 秃尖长 c/ m 穗重g/
2 9 1
.
6
3 14
.
9
3 2 0
.
7
3 5 7
.
3
穗粒重g/ 百粒重g/ 有效穗数(/ 穗h/ m勺 产量丫(k g h/ m勺
A B
。
A B
19刀 O 20 8 5 3 7 . 6
4 5
.
2
4 5
.
6
5 2
.
6
6 6 3 3 3 8 15 3
.
1
25 8名 6 5 0 0 0 9 3 4 5 . 3
A B
:
18 2 3 26 2
.
7 6 7 6 6 7 9 9 9 1
.
9
A B
3
2 1
.
3 3 2 87 7 6 6 3 3 3 10 15 0 4
注 : `按水分含量 14 % 的折算产量
粒数 、 粒深 、 穗重 、 穗粒重 、 百粒重均以 A IB 3最大 , A IB Z
则秃尖长度最小 , 单位面积有效穗数最多 , 籽粒产量以
A
I B 3最高 , A I B Z次之 。 其中行粒数 、 粒深 、 穗重 、 穗粒
重 、 百粒重随株食豆比例增加而增加的规律明显 。
表 3的相关分析表明 , 穗长 、 穗粗 、秃尖长 、 有效穗
数与其他穗粒性状因子间关联不大 ;行粒数与粒深 、 穗
重 、 百粒重间有显著的正相关关系 , 粒深与穗重 、 穗粒
重 、 百粒重间有显著的正相关关系 , 穗重与百粒重 、 粒
深 、 行粒数间有正相关关系 , 即穗重 、 行粒数 、 粒深 、 百
粒重 4个因子间有相互关联的正相关关系 。 而百粒重
和粒深均与穗粒重和籽粒产量间有显著的正相关关
系 ;籽粒产量与穗粒重间有极显著的正相关相关 。
表 3 玉米籽粒产量与穗粒性状间相关系数及其显著性
穗长 穗粗 行粒数 粒深 秃尖长 穗重 穗粒重 百粒重 有效穗数 产量
穗长
穗粗
行粒数
粒深
秃尖长
穗重
穗粒重
百粒重
有效穗数
产量
0
.
3 4 2
0
.
6 4 5
一
0
.
2 3 0
O石 17 一 0 3 7 4 0乡 8 3
0 3 6 3 0
.
8 9 3
一住 4 24
一
0 5 0 1
0 7 3 0
一
0 2 2 4 0乡 8 7 O乡 8 6 一 0 3 54
0
.
5 6 7
一
0
.
5 3 3 0
.
9 0 5 O乡 6 8 一 0 . 5 5 3 0 . 9 3 4
O石 8 8 一 0 3 6 3 0乡 5 6 O乡 8 8 一 0 . 4 2 6 O乡 84一 O乡 8 1
一
0 5 04
一
0 2 83 0
.
24 1 0
.
1 74
一
O石 6 1 O刀 87 0刀4 7 0刀 2 5
0 4 6 8
一
0 5 9 7 0月 0 4 0 . 9 6 5 一 0 . 6 5 2 O乡 15 0月9 1 0月 6 1 0 . 16 7
3 结论与讨论
株食豆 是一年生高产饲料作物 , 植株茎上部蔓
生 , 混作中高大的玉米成为株食豆攀援生长的支撑 , 良
好生长 , 形成稳定的共生群体 , 是较好的混播组合 。 本
试验表明 ,玉米混播株食豆后 , 显著提高了混播群体的
产量和玉米的产量 , 与李晶等 ! 7〕的研究结论相同 。 混
播株食豆的比例对群体产量和玉米的产量有显著影
响 , 本试验中 , 群体产量以 A I B 3产量最高 ,玉米产量以
.20 8中国农学通报h t t P:w /w w
.
cs ab . og r
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A
IB Z最高 , 两者间差异不显著 , 但无论群体产量
还是玉米产量 , 上述两者均显著高于 A I B I和 A IB 。 , 即
以每 2穴玉米中间播 2一 3株株食豆为宜 。
高大的玉米在群体中始终占据上层 , 成为混播群
体的主体 , 试验表明 , 玉米 占总产量平均为 87 . 4% , 株
食豆占群体产量平均为 1 2 . 6% , 随株食豆 比例增加 , 其
产量增加明显 , 株食豆产量对群体总生物产量具有重
要影响 。 但是 , 随株食豆比例越大 ,群体下层空间竞争
加剧 , 密度效应逐渐显现 ,玉米的下层叶片和株食豆都
受到一定影响 , 试验中株食豆产量增加与其数量间不
成比例关系 , 田 间观察到生长后期株食豆 明显受到抑
制 。 因为混作在一起的作物具有非常复杂的相互作用
关系 , 涉及地上部 (冠层 )的相互作用和地下部 (根际 )
的相互作用 , 作物对水分 、养分和光热等资源的高效利
用等都与种间相互作用相联系 ! 14〕。
本地玉米秸秆多作为牛羊冬季的粗饲料使用 , 玉
米秸秆以粗纤维为主 , 营养价值较低 , 而株食豆营养丰
富 , 其粗蛋 白质含量可达 16 % , 各种营养成分含量与紫
花首蓓干草粉相当 ! 1 5〕 , 混合收获有利于提高其饲用价
值 , 关于群体生物产量及玉米秸秆的营养价值在其他
论文中讨论 。 本试验中玉米为 ` 郑单 9 58 ’ , 其苗期生
长速度较快 , 叶片上冲 , 株型紧凑 , 耐密性好 , 与株食豆
形成了较好的混播效果 , 对于其他玉米品种与株食豆
的混播方式和 比例还有待更多研究 。