全 文 ：植物营养与肥料学报 ２０１５，２１（２）：３３６－３４５ ｄｏｉ牶１０１１６７４／ｚｗｙｆ．２０１５０２０７
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｌａｎｔＮｕｔｒｉｔｉｏｎａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｈｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐｌａｎｔｎｕｔｒｉｆｅｒｔ．ｏｒｇ
收稿日期：２０１４－０１－２０ 接受日期：２０１４－０５－２７
基金项目：国家自然科学基金重大国际（地方）合作项目（３１２１０１０３９０６），国家现代农业玉米产业技术体系项目（ＣＡＲＳ－０２－２４）资助。
作者简介：周涛（１９８７—），男，四川遂宁人，硕士研究生，主要从事土壤肥力和植物营养研究。Ｅｍａｉｌ：３６４４６２９０７＠ｑｑ．ｃｏｍ
通信作者 Ｔｅｌ：０２８－８６２９１１７９，Ｅｍａｉｌ：ｃｙｘｕｅ２００２＠ａｌｉｙｕｎ．ｃｏｍ
麦－豆和麦／玉／豆体系中大豆的磷肥增产增效作用研究
周 涛１，徐开未１，王 科１，黄 蔚１，张朝春２，陈远学１
（１四川农业大学资源环境学院，四川成都 ６１１１３０；２中国农业大学资源与环境学院，北京 １００１９３）
摘要：【目的】小麦／玉米／大豆旱地三熟模式是我国西南山丘区的主要旱作耕作模式，大豆作为该体系中改善土壤
环境的核心作物，明确其增产、增效作用，可指导该体系的科学管理。【方法】于２０１２、２０１３年连续２年进行田间试
验，采用小麦－大豆（单作）和小麦／玉米／大豆（套作）两种体系，设置５个不同磷水平处理 （ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４、
ＳＰ５），调查了大豆在与玉米共生期和玉米收获后的生物量变化，以及收获期籽粒产量、全株养分含量和养分利用效
率的差异。【结果】１）玉米收获前大豆植株地上部生长率，单作为１５２ｇ／（ｍ２·ｄ），套作为１１８ｇ／（ｍ２·ｄ），单作
比套作高２８８％；玉米收获后，大豆植株地上部生长率，单作为４１５ｇ／（ｍ２·ｄ），套作为５６０ｇ／（ｍ２·ｄ），套作显
著高于单作３４９％。２）大豆籽粒产量套作平均比单作高２０３％。单作、套作大豆籽粒产量均随土壤磷含量的增
加呈先增加后降低的变化趋势，２年平均产量最高均在ＳＰ４处理，套作为２９２３ｋｇ／ｈｍ
２，单作为２４００ｋｇ／ｈｍ２。ＳＰ４处
理产量与ＳＰ２和ＳＰ３差异不显著，与ＳＰ１和ＳＰ５差异显著。３）收获期大豆籽粒氮、磷、钾含量套作高于单作，茎、荚
含量套作低于单作；各部位的氮含量随土壤磷含量的增加先增高后降低，磷、钾含量有随土壤磷含量的增加而增加
的趋势。４）小麦＋大豆种植带的植株氮、钾积累量，套作体系明显高于轮作体系，且随土壤磷含量的增加先增加后
减少。５）小麦＋大豆种植带磷肥当季利用率随土壤磷含量的增加而逐渐减小，ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４、ＳＰ５处理套作体系比
单作体系分别高４４６％、７４９％、６６９％、１０９５％，平均高７４０％。【结论】套作大豆相比单作大豆具有产量和营养
优势，套作大豆茎、荚氮、磷、钾养分相比单作大豆可更多地向籽粒转运，大幅提高其对磷肥当季利用效率。合理施
用磷肥也可提高大豆产量。
关键词：大豆；套作；轮作；磷；产量；养分利用效率
中图分类号：Ｓ３４４２；Ｓ５６５１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－５０５Ｘ（２０１５）０２－０３３６－１０
Ｅｆｅｃｔｏｆｐｈｏｓｐｈａｔｅｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｏｎｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｙｉｅｌｄ
ａｎｄｎｕｔｒｉｅｎｔｕｓｅｅｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｓｏｙｂｅａｎｉｎｗｈｅａｔｓｏｙｂｅａｎ
ａｎｄｗｈｅａｔ／ｍａｉｚｅ／ｓｏｙｂｅａｎｓｙｓｔｅｍｓ
ＺＨＯＵＴａｏ１，ＸＵＫａｉｗｅｉ１，ＷＡＮＧＫｅ１，ＨＵＡＮＧＷｅｉ１，ＺＨＡＮＧＣｈａｏｃｈｕｎ２，ＣＨＥＮＹｕａｎｘｕｅ１
（１ＣｏｌｅｇｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＳｉｃｈｕａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＣｈｅｎｇｄｕＳｉｃｈｕａｎ６１１１３０，Ｃｈｉｎａ；
２ＣｏｌｅｇｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：【Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓ】Ｔｈｅｗｈｅａｔ／ｍａｉｚｅ／ｓｏｙｂｅａｎｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍｈａｓｂｅｃｏｍｅｔｈｅｍａｉｎｌｙｆａｒｍｉｎｇｍｏｄｅｉｎ
ｔｈｅｈｉｌｙａｒｅａｏｆｓｏｕｔｈｗｅｓｔＣｈｉｎａ．Ｓｏｙｂｅａｎ，ａｓｔｈｅｃｏｒｅｏｆｔｈｅｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ｓｈｏｕｌｄｂｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｏｎｉｔｓ
ｈｉｇｈｅｒｙｉｅｌｄａｎｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙｆｏｒｔｈｅｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ．【Ｍｅｔｈｏｄｓ】Ａｔｗｏｙｅａｒｓ’ｆｉｅｌｄｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ
ｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｉｎｔｈｅｌｏｎｇｔｅｒｍｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍｆｏｒｔｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｔｈｅｇｒｏｗｔｈｏｆｓｏｙｂｅａｎ
ｇｒｏｗｎｉｎｔｈｅｗｈｅａｔ／ｍａｉｚｅ／ｓｏｙｂｅａｎｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ（ＩＳ）ａｎｄｒｏｔａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓ（ＳＳ）．Ｔｈｅｂｉｏｍａｓｓａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄ
ｇｒａｉｎｙｉｅｌｄ，ｎｕｔｒｉｅｎｔｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｎｕｔｒｉｅｎｔｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｅｆｉｃｉｅｎｃｙｉｎｔｈｅｈａｒｖｅｓｔｓｔａｇｅｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄｉｎｔｈｅｔｗｏ
ｓｙｓｔｅｍｓ．【Ｒｅｓｕｌｔｓ】１）Ｔｈｅｄｒｙｍａｔｅｒａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｒａｔｅ（ＤＭＡＲ）ｏｆｓｏｙｂｅａｎｓｉｎＩＳｗａｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｌｏｗｅｒｔｈａｎｉｎ
ＳＳｂｅｆｏｒｅｍａｉｚｅｈａｒｖｅｓｔ，ｗｉｔｈｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｖａｌｕｅｏｆ１１８ｇ／（ｍ２·ｄ）ｉｎＩＳａｎｄ１５２ｇ／（ｍ２·ｄ）ｉｎＳＳ；ｔｈｅＤＭＡＲ
ｉｎＩＳｂｅｃａｍｅｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｉｎＳＳａｆｔｅｒｍａｉｚｅｈａｒｖｅｓｔｗｉｔｈｖａｌｕｅｏｆ５６０ｇ／（ｍ２·ｄ）ｉｎＩＳａｎｄ４１５ｇ／（ｍ２·ｄ）ｉｎ
２期 周涛，等：麦－豆和麦／玉／豆体系中大豆的磷肥增产增效作用研究
ＳＳ．２）ＳｏｙｂｅａｎｇｒａｉｎｙｉｅｌｄｗａｓａｆｅｃｔｅｄｂｙｔｈｅｓｏｉｌａｖａｉｌａｂｌｅＰｃｏｎｔｅｎｔｓ．ＴｈｅｈｉｇｈｅｓｔｙｉｅｌｄｗａｓｉｎｔｒｅａｔｍｅｎｔＳＰ４（ｉｎ
ＩＳｗａｓ２９２３ｋｇ／ｈａ，ｉｎＳＳｗａｓ２４００ｋｇ／ｈａ），ｗｈｉｃｈｗａｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｉｎＳＰ１ ａｎｄＳＰ５，ｂｕｔｎｏｔ
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｔｈａｎｉｎＳＰ２ａｎｄＳＰ３ＴｈｅｙｉｅｌｄｉｎＩＳｗａｓ２０３％ ｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｉｎＳＳ．３）Ｔｈｅｎｉｔｒｏｇｅｎ，ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｎｄ
ｐｏｔａｓｓｉｕｍｃｏｎｔｅｎｔｓｉｎｓｏｙｂｅａｎｇｒａｉｎｉｎＩＳｗａｓｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｉｎＳＳ，ｔｈｏｓｅｉｎｓｔｅｍｓａｎｄｐｏｄｓｉｎＩＳｗｅｒｅｌｏｗｅｒ
ｔｈａｎｉｎＳＳ．Ｔｈｅｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｎｄｐｏｔａｓｓｉｕｍｃｏｎｔｅｎｔｓｉｎｓｏｙｂｅａｎｐｌａｎｔｓｗｅｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｓｏｉｌ
ａｖａｉｌａｂｌｅＰ，ｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔｓｗａｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｆｉｒｓｔａｎｄｔｈｅｎｄｅｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔＮｃｏｎｔｅｎｔｓｉｎｔｒｅａｔｍｅｎｔＳＰ４．
４）Ｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄｐｏｔａｓｓｉｕｍａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｌａｎｔｉｎｇｓｔｒｉｐｏｆｗｈｅａｔａｎｄｓｏｙｂｅａｎｐｌａｎｔｓ（ＷＳＰＳ）ｉｎＩＳｗｅｒｅ
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｉｎＳＳ，ａｎｄｄｅｃｒｅａｓｅｄａｆｔｅｒｔｈｅｆｉｒｓｔｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｓｏｉｌａｖａｉｌａｂｌｅ
ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ．５）ＡｌｔｈｏｕｇｈｔｈｅＰｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｕｓｅｅｆｉｃｉｅｎｃｙ（ＰＵＦ）ｏｆＷＳＰＳｇｒａｄｕａｌｙｄｅｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｓｏｉｌ
ａｖａｉｌａｂｌｅＰｃｏｎｔｅｎｔｓ，ＰＵＦｏｆＷＳＰＳｉｎＩＳｗｅｒｅａｌｗａｙｓｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｉｎＳＳｉｎｔｈｅｓａｍｅＰｉｎｐｕｔｓ，ａｓｆｒｏｍＰ２ｔｏＰ５
ｔｈｏｓｅｉｎＩＳｗｅｒｅ４４６％，７４９％，６６９％ ａｎｄ１０９５％ ｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｉｎＳＳ．【Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ】Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｉｎ
ｗｈｅａｔｓｏｙｂｅａｎｒｏｔａｔｉｏｎ，ｓｏｙｂｅｅｎｉｎｗｈｅａｔ／ｍａｉｚｅ／ｓｏｙｂｅａｎｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇｓｈｏｗｓｙｉｅｌｄａｎｄｎｕｔｒｉｔｉｏｎａｌａｄｖａｎｔａｇｅ．Ｉｎ
ｔｈｅｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ｍｏｒｅｎｉｔｒｏｇｅｎ，ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｎｄｐｏｔａｓｓｉｕｍａｒｅｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｄｆｒｏｍｐｏｄｓａｎｄｓｔｅｍｓｔｏｓｅｅｄｓ，
ｌｅａｄｉｎｇｔｏｈｉｇｈｅｒｙｉｅｌｄａｎｄｎｕｔｒｉｅｎｔｕｓｅｅｆｉｃｉｅｎｃｙ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ牶ｓｏｙｂｅａｎ牷ｒｅｌａｙｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ牷ｒｏｔａｔｉｏｎ牷ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ牷ｙｉｅｌｄ牷ｎｕｔｒｉｔｉｏｎｕｓｅｅｆｉｃｉｅｎｃｙ
大豆是我国除油菜以外的第二大油料作物，西
南山丘区是我国大豆主产区之一。近年由于农业产
业结构调整及生态农业发展，南方山丘区大豆种植
面积逐年增加，在全国大豆产业中占有举足轻重的
地位。在川渝地区，春大豆主要种植在田埂和边坡
上，而秋大豆相比春大豆种植面积更大，其主要与玉
米等作物以间套作方式种植于山丘区旱坡耕地。近
年来，川渝地区在传统三熟制“小麦／玉米／甘薯”基
础上大力推广“小麦／玉米／大豆”新三熟套作模
式［１］，麦／玉／豆体系成为该区旱作制研究的重点。
大豆作为该体系中增效和改善土壤环境的核心作
物，已作了较多研究。无论是从玉米与大豆带状复
合种植时玉米株型的选择［２－３］，还是玉米大豆带幅
与行株距田间配置对大豆生长、农艺性状及产量的
影响［４－５］，最终发现套作大豆前期生长都会受到共
生玉米的抑制。通过选择紧凑型或半紧凑型玉米品
种、合理配置玉米大豆的行株距、适期播种等措施可
以有效减轻玉米对大豆的竞争抑制，而使套作大豆
产量高于单作大豆［６－７］。在小麦／玉米、小麦／大豆
的套作体系中研究也发现，前期受小麦抑制的玉米、
大豆最终的产量均高于对应单作［８］。也有研究指
出，在麦／玉／豆体系中大豆可充分利用小麦季肥料
残效而基本不施肥，即使在不施肥情况下若土壤基
础肥力高还可能造成大豆徒长而影响产量［９］。所
以针对轮、套作体系下大豆增产特性研究具有重要
的实践意义。
间套作体系中，套作作物后期恢复生长的能力
受施肥量的影响较大［１０］，而磷肥的当季利用率低、
肥效长，在麦／玉／豆体系中小麦相比于大豆对磷肥
施用更敏感，对磷肥的依赖性高［１１］。基于我们前期
对大豆利用小麦季肥料残效生长，提高肥料利用效
率的研究［９］，本试验在２０１１年基础上于２０１２、２０１３
年连续两年在四川雅安麦／玉／豆定位试验基地开
展，设置５个磷水平，用以比较小麦 －大豆和小麦／
玉米／大豆两种体系中，不同土壤磷含量对单作、套
作大豆生长动态、产量、养分含量和养分利用效率的
影响，以期掌握不同体系下大豆的生长特性和养分
利用规律，为当地大豆高产高效种植提供依据。
１ 材料与方法
１１ 试验材料
试验于２０１２、２０１３年在四川农业大学雅安试验
农场进行，土壤为紫色湿润雏形土，质地粘重，俗称
紫色大土，０—２０ｃｍ耕层土壤 ｐＨ６２７，有机质
３３４ｇ／ｋｇ、全氮 ２１０ｇ／ｋｇ、碱解氮１１２ｍｇ／ｋｇ、有效
磷１８ｍｇ／ｋｇ、速效钾７１ｍｇ／ｋｇ。
小麦选用高抗优质品种“川麦３７”，由四川省农
业科学院作物研究所选育；玉米选用“川单４１８”，由
四川农业大学玉米研究所选育；大豆选用秋豆品种
“贡选 １号”，由四川省自贡市农业科学研究所
选育。
１２ 试验设计与方法
１２１试验设计 利用小麦／玉米／大豆周年间套作
体系长期定位试验进行。该试验开始于２０１１年，试
验采用裂区设计，５个磷水平为大区，大区内设４个
小区作为４次重复，大区间隔２ｍ，重复间无间隔。
７３３
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
磷肥施在小麦和玉米上，小麦 ５个磷水平分别为
Ｐ２Ｏ５０、４５、９０、１３５、１８０ｋｇ／ｈｍ
２（以 ＷＰ１、ＷＰ２、ＷＰ３、
ＷＰ４、ＷＰ５表示），氮、钾用量一致，Ｎ１２０ｋｇ／ｈｍ
２、
Ｋ２Ｏ９０ｋｇ／ｈｍ
２。玉米５个磷水平，分别为 Ｐ２Ｏ５０、
３７５、７５、１１２５、１５０ｋｇ／ｈｍ２（记为 ＭＰ１、ＭＰ２、ＭＰ３、
ＭＰ４、ＭＰ５），氮、钾施用量一致，Ｎ１９５ｋｇ／ｈｍ
２、Ｋ２Ｏ
１０５ｋｇ／ｈｍ２。大豆作为小麦的后作，不施肥，以大豆
播种时土壤速效磷含量作为磷水平，分别记为 ＳＰ１、
ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４、ＳＰ５；经测定，大豆播种前各施磷处理
的土壤速效磷含量２０１２年单作小区分别为１１、２０、
３５、４１、４４ｍｇ／ｋｇ，套作小区分别为１１、１５、３１、３２、３６
ｍｇ／ｋｇ；２０１３年单作小区分别为 ９、１０、３０、３７、３９
ｍｇ／ｋｇ，套作小区分别为７、９、３０、３３、３５ｍｇ／ｋｇ。
轮作小区面积２ｍ×３６ｍ＝７２ｍ２，间套作为
２ｍ×５４ｍ＝１０８ｍ２，小麦／玉米间作田间配置见
图１。２０１２年的小麦于 ２０１１年 １１月 １１日播种，
２０１２年５月３０日收获；玉米２０１２年４月６日育苗，
４月１５日移栽，８月６日收获；大豆２０１２年６月１４
日播种，１０月３０日收获。２０１３年的小麦于２０１２年
１１月１０日播种，２０１３年５月１１日收获；玉米２０１３
年３月２６日育苗，４月７日移栽，８月６日收获；大
豆２０１３年６月１２日播种，１１月５日收获。小麦条
播，行距０２５ｍ，密度为２４×１０６ｐｌａｎｔ／ｈｍ２；小麦扬
花时，在隙地中移栽２行玉米，玉米宽窄行种植，窄
行距６０ｃｍ（宽行距１４０ｃｍ），窝距４０ｃｍ（图１），每
窝栽壮苗２株，密度５０×１０４ｐｌａｎｔ／ｈｍ２。大豆点播
于小麦茬地，行距４０ｃｍ，穴距３５ｃｍ（图１），每穴留
２株，套作大豆密度５７１×１０４ｐｌａｎｔ／ｈｍ２，单作大豆
密度１４３×１０５ｐｌａｎｔ／ｈｍ２。
图１ 小麦、玉米、大豆的田间布设图
Ｆｉｇ．１ Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｏｆｗｈｅａｔ，ｍａｉｚｅ，ｓｏｙｂｅａｎｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄ
１２２施肥方法 小麦播种时开深５ｃｍ左右的沟，
３０％的氮和全部磷、钾肥撒于沟内基施，于分蘖期追
施３０％的氮，于拔节期追施４０％的氮。玉米打塘施
底肥，窝深１５ｃｍ左右，３０％的氮和全部磷、钾肥作
底肥施于窝内，于玉米拔节期追施３０％的氮，大喇
叭口期追施４０％的氮。
８３３
２期 周涛，等：麦－豆和麦／玉／豆体系中大豆的磷肥增产增效作用研究
１２３测定项目与方法 试验前整个试验地多点采
集０—２０ｃｍ耕层混合土样，分析基础肥力特征［１２］。
小麦收获后大豆播种前，在小麦茬地各小区分别多
点采集０—２０ｃｍ耕层混合土样，测定土壤速效磷含
量［１２］。小麦、玉米收获时分别计产，采样并测定氮、
磷、钾含量。为评估大豆生物量积累动态，分别于大
豆初花期（玉米收获时）、盛花期、收获期每小区随
机采６株样品，分茎、叶、豆荚、籽粒（收获期大豆叶
基本掉完，故不计叶）称重制样，分别计算各个时期
的干物质积累量，计算生长率，计算公式：ＣＧＲ
［ｋｇ／（ｍ２·ｄ）］＝（Ｗｔ２－Ｗｔ１）／（ｔ２－ｔ１），式中 Ｗｔ１、
Ｗｔ２分别为ｔ１、ｔ２时间的干物质量
［１３］，大豆收获指数
ＨＩ＝籽粒／（籽粒 ＋茎 ＋荚）。大豆实收计产，样品
粉碎过０２５ｍｍ筛，分析氮、磷、钾含量［１２］。
１３ 数据处理与分析
数据采用 Ｅｘｃｅｌ２０１０进行处理和作图，利用
ＳＰＳＳ１３０进行差异显著性检验。
２ 结果与分析
２１ 不同土壤供磷条件下轮作、套作大豆生长量及
生长率
２１１大豆干物质积累动态 图２显示，大豆的干
物质积累主要在玉米收获以后，花前生物量是单作
明显高于套作，而花后套作大豆的生物量相比单作
增加更快，以致于逐渐超越了单作大豆，收获期大豆
生物量套作比单作高１７６％。
图２ 大豆干物质积累动态
Ｆｉｇ．２ Ｄｙｎａｍｉｃｓｏｆｄｒｙｍａｔｅｒａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｓｏｙｂｅａｎ
［注（Ｎｏｔｅ）：图中数据为２０１２、２０１３两年５个磷水平的平均值Ａｌ
ｔｈｅｖａｌｕｅｓｉｎｔｈｅｆｉｇｕｒｅａｒｅｔｈｅａｖｅｒａｇｅｏｆｔｈｅｆｉｖｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｉｎ２０１２
ａｎｄ２０１３；ＳＳ—播种期 Ｓｅｅｄｓｔａｇｅ；ＥＦＳ—初花期 Ｅａｒｌｙｆｌｏｗｅｒｉｎｇ
ｓｔａｇｅ；ＦＳ—盛花期 Ｆｌｏｗｅｒｉｎｇｓｔａｇｅ；ＨＳ—收获期 Ｈａｒｖｅｓｔｓｔａｇｅ．］
２１２不同土壤供磷条件下大豆不同部位、不同时
期的生长率 表１显示，在大豆与玉米共生期间，套
作大豆茎、叶生长率明显低于单作大豆；从玉米收获
时至大豆盛花期间，套作大豆生长率仍明显低于单
作大豆；在大豆盛花期至收获期，套作大豆全株的生
长率显著高于单作大豆。
不论在玉米大豆共生期，还是在玉米收获后至
盛花期和从盛花期至收获期，单、套作大豆各部位的
生长率均随土壤磷含量的增大呈先增加后降低的趋
势，多在ＳＰ４处理为最高，但 ＳＰ２、ＳＰ３和 ＳＰ４处理间
差异较小，ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４与 ＳＰ１和 ＳＰ５处理间差异
较明显。如从盛花期至收获期，ＳＰ４处理套作大豆
籽粒生长率比 ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ５ 处理分别高
６２２％、３８０％、１６２％、４７０％，单作大豆分别高
１９８％、２６５％、１３８％、４２３％。
随着大豆生育进程的发展，在玉米大豆共生期、
玉米收获后至大豆盛花期、盛花期至收获期，大豆茎
叶的生长率在玉米收获至大豆盛花期这个阶段内最
大，玉米大豆共生期间大豆茎叶的生长率约只有玉
米收获至大豆盛花期间的十分之一，在不计叶的情
况下，盛花期至收获期间大豆茎叶的生长率总体上
是负值。说明玉米大豆共生期这段时间内大豆生长
较慢，在玉米收获至大豆盛花期这段时间内大豆生
长十分迅速，而盛花期后茎叶逐渐衰老，并将干物质
从茎叶运输给籽粒。
大豆不同部位的生长率有明显差异。在玉米大
豆共生期，不同磷处理下叶生长率明显高于茎；在玉
米收获后至大豆盛花期，叶生长率与茎差不多或明
显高于茎；盛花期至收获期，大豆茎叶总体生长率为
负值，而籽粒和荚皮的生长率迅速增加，套作大豆籽
粒生长率大于荚皮，单作与荚皮相当或大。大豆玉
米共生期间单、套作大豆叶的生长率分别占全株生
长率的５８４％、６０７％，而玉米收获至大豆盛花期
单、套作大豆叶的生长率占全株生长率的６３１％、
５９８％；套作大豆叶的生长率占总生长率的比重随
土壤磷含量的增加呈先增加后降低的趋势（各处理
依次为 ５７６％、５４１％、６１４％、６２６％、５９６％），
而单作大豆叶的生长率占总生长率的比重则呈逐渐
增加的趋势 （各处理依次为 ６１１％、６２３％、
６２７％、６０２％、６３２％）。
２２ 不同土壤供磷条件下单、套作大豆籽粒产量
表２显示，不论单作大豆还是套作大豆，不同土
壤供磷条件下籽粒产量２０１２和２０１３年都是随土壤
磷含量的增加有先增高后降低的变化趋势，基本上
都是ＳＰ４处理最大，其中ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４处理间差异
不显著，ＳＰ４与 ＳＰ１和 ＳＰ５间差异显著。与ＳＰ１相
９３３
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
表１ 不同土壤磷含量对大豆生长率的影响 ［ｇ／（ｍ２·ｄ）］
Ｔａｂｌｅ１ Ｅｆｅｃｔｏｆｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｏｎｓｏｙｂｅａｎｇｒｏｗｔｈｒａｔｅ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
器官
Ｏｒｇａｎｓ
初花期
Ｅａｒｌｙｆｌｏｗｅｒｉｎｇｓｔａｇｅ
盛花期
Ｆｌｏｗｅｒｉｎｇｓｔａｇｅ
收获期
Ｈａｒｖｅｓｔｓｔａｇｅ
套作
Ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ
单作
Ｓｏｌｅ
套作
Ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ
单作
Ｓｏｌｅ
套作
Ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ
单作
Ｓｏｌｅ
ＳＰ１ 茎 Ｓｔｅｍ ０３４ｂ ０４３ｂ ３１０ｂ ４０８ｂｃ ０３９ａ －００８ａ
叶 Ｌｅａｆ ０４８ｃ ０７２ｃ ４８１ｃ ７４９ｃ
荚Ｐｏｄ ２００ａ １６９ｂ
籽粒 Ｓｅｅｄ ３４９ｂ ２４７ａ
全株 Ｐｌａｎｔ ０８１ｂ １１５ｃ ７９１ｂ １１５７ｂ ５８８ｃ ４０８ａｂ
ＳＰ２ 茎 Ｓｔｅｍ ０５３ａ ０５８ａｂ ４６０ａ ３２４ｃ ０２６ａｂ －００５ａ
叶 Ｌｅａｆ ０７０ｂ ０８１ｂｃ ５８２ｂ ７７３ｃ
荚Ｐｏｄ ２３５ａ １９４ｂ
籽粒 Ｓｅｅｄ ４１０ｂ ２３４ａ
全株 Ｐｌａｎｔ １２３ａｂ １３９ｂ １０４１ａ １０９６ｂ ６７１ｂｃ ４２１ａｂ
ＳＰ３ 茎 Ｓｔｅｍ ０５２ａ ０５８ａｂ ３７１ｂ ４５２ｂ ０１７ｂ －０１０ａ
叶 Ｌｅａｆ ０８４ａ ０９１ｂ ６８７ａ １０５３ａ
荚Ｐｏｄ ２３３ａ １７６ｂ
籽粒 Ｓｅｅｄ ４８７ａｂ ２６０ａ
全株 Ｐｌａｎｔ １３５ａ １４９ｂ １０５８ａ １５０４ａ ７３６ｂ ４２６ａｂ
ＳＰ４ 茎 Ｓｔｅｍ ０５１ａ ０６６ａ ３６６ｂ ５９７ａ ０２７ａｂ －００５ａ
叶 Ｌｅａｆ ０７９ａ １１５ａ ６８３ａ １１５２ａ
荚Ｐｏｄ ２５０ａ ２２９ａ
籽粒 Ｓｅｅｄ ５６６ａ ２９６ａ
全株 Ｐｌａｎｔ １２９ａ １８４ａ １０４９ａ １７４９ａ ８５２ａ ５２０ａ
ＳＰ５ 茎 Ｓｔｅｍ ０４７ａｂ ０６２ａ ４１６ａｂ ３８９ｂｃ ００３ｃ －００６ａ
叶 Ｌｅａｆ ０７５ａｂ １１５ａ ６５８ａ ８３９ｂ
荚Ｐｏｄ ２０５ａ １４８ｂ
籽粒 Ｓｅｅｄ ３８５ｂ ２０８ａ
全株 Ｐｌａｎｔ １２２ａｂ １７７ａｂ １０７４ａ １２２８ｂ ５９３ｃ ３４９ｂ
平均 Ｍｅａｎ １１８ １５２ １００２ １３４７ ６８８ ４２５
注（Ｎｏｔｅ）：表中数据为２０１２、２０１３两年均值Ａｌｔｈｅｖａｌｕｅｓｉｎｔｈｅｔａｂｌｅａｒｅｔｈｅａｖｅｒａｇｅｏｆ２０１２ａｎｄ２０１３；同列不同字母表示相同器官不同处
理间的差异显著（Ｐ＜００５）Ｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｃｏｌｕｍｎｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｅｒｅｎｔａｍｏｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｓａｍｅｏｒｇａｎｓ（Ｐ＜００５），—
表示间作和单作间差异显著 （Ｐ＜００５）Ｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｅｒｅｎｔｂｅｔｗｅｅｎｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇａｎｄｓｏｌｅｆｏｒｔｈｅｓａｍｅｏｒｇａｎｓ（Ｐ＜００５）．
比，ＳＰ４处理籽粒产量２０１２年套作、单作大豆分别
增加６４０％、１４５％，２０１３年套作、单作大豆分别增
加３０３％、２２０％，磷对套作大豆籽粒产量的增加
幅度相对比单作大豆大；与 ＳＰ４相比，ＳＰ５处理籽粒
产量 ２０１２年套作、单作大豆分别降低 ２４８％、
１５２％，２０１３年套作、单作大豆分别降低 ４４３％、
３７２％。２年平均产量均在 ＳＰ４处理最高，套作大
豆为２９２３ｋｇ／ｈｍ２，比ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ５处理分别高
４２９％、２５％、７２％、５６０％；单作大豆为 ２４００
ｋｇ／ｈｍ２，比 ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ５处理分别高 １９０％、
１８３％、１０７％、４０４％。
从总体上看，２０１２和 ２０１３年各磷处理下套作
大豆的籽粒产量都比单作大豆高，２年平均产量
ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４、ＳＰ５处理套作大豆比单作大豆
０４３
２期 周涛，等：麦－豆和麦／玉／豆体系中大豆的磷肥增产增效作用研究
分别高１４％、４０６％、２５７％、２１８％、９６％，平均
套作比单作高２０３％。
在不计叶的情况下，大豆收获指数受磷的影响
在不同种植模式中变化不一致。对于套作大豆，其
收获指数随土壤磷含量的增加呈先增大后减小的变
化趋势，２年平均结果ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４、ＳＰ５处理
收获指数从０４５增加到０４９后又降至０４２；对于
单作大豆，其收获指数随土壤磷含量的增加呈逐渐
减小的变化趋势，２年平均结果 ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、
ＳＰ４、ＳＰ５处理收获指数从０５１逐渐降至０４３。总
体上，大豆收获指数在单作、套作间无明显差异，平
均分别为０４６４、０４６６。
表２ 磷对大豆籽粒产量（ｋｇ／ｈｍ２）及收获指数的影响
Ｔａｂｌｅ２ Ｅｆｅｃｔｏｆｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｏｎｓｏｙｂｅａｎｇｒａｉｎｙｉｅｌｄａｎｄｈａｒｖｅｓｔｉｎｄｅｘ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
２０１２
籽粒产量
Ｇｒａｉｎｙｉｅｌｄ
收获指数
Ｈａｒｖｅｓｔｉｎｄｅｘ
２０１３
籽粒产量
Ｙｉｅｌｄ
收获指数
Ｈａｒｖｅｓｔｉｎｄｅｘ
平均 Ｍｅａｎ
籽粒产量
Ｙｉｅｌｄ
收获指数
Ｈａｒｖｅｓｔｉｎｄｅｘ
套作
Ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ
ＳＰ１ １５３４ｂ ０．４３ ２５５６ｂｃ ０．４７ ２０４５ ０．４５
ＳＰ２ ２２６６ａ ０．４８ ３４３９ａ ０．５１ ２８５３ ０．４９
ＳＰ３ ２２９２ａ ０．４７ ３１６１ａｂ ０．５０ ２７２６ ０．４９
ＳＰ４ ２５１６ａ ０．４６ ３３３１ａ ０．５１ ２９２３ ０．４８
ＳＰ５ １８９１ａｂ ０．４１ １８５７ｃ ０．４３ １８７４ ０．４２
单作
Ｓｏｌｅ
ＳＰ１ １６０８ａ ０．５３ ２４２６ａｂ ０．４８ ２０１７ ０．５１
ＳＰ２ １６０７ａ ０．４７ ２４５１ａｂ ０．４８ ２０２９ ０．４８
ＳＰ３ １７４６ａ ０．４７ ２５９０ａ ０．４４ ２１６８ ０．４６
ＳＰ４ １８４１ａ ０．４５ ２９６０ａ ０．４３ ２４００ ０．４４
ＳＰ５ １５６１ａ ０．４４ １８６０ｂ ０．４１ １７１０ ０．４３
注（Ｎｏｔｅ）：同列不同字母表示不同处理间的差异显著Ｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｃｏｌｕｍｎｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓａｍｏｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ（Ｐ＜
００５）．
２３ 不同土壤供磷条件下单、套作大豆的养分含量
及吸收利用效率
２３１磷对大豆养分含量的影响 由收获期大豆各
部位的养分含量可看出，套作和单作对收获期大豆
氮、磷、钾养分含量的影响均较小（表３）。不同部位
间，套作大豆籽粒的氮、磷、钾养分含量高于单作，茎
和荚则相反。籽粒氮含量在一定土壤磷含量范围内
随含磷量的增加而增加，最大出现在 ＳＰ３或 ＳＰ４处
理；茎、荚氮含量施磷处理均大于不施磷处理，但不
同磷处理间差异不大。籽粒、茎和荚磷、钾含量均有
随土壤磷含量的增加而增加的趋势。套作大豆籽粒
氮、磷、钾养分含量大于单作，茎、荚的养分含量是套
作小于单作，说明生育后期套作大豆茎、荚的养分较
单作大豆更多地向籽粒进行了运输。大豆各部位对
磷、钾的吸收均随土壤磷含量的增加而增加，磷的吸
收不同磷处理水平间差异显著，钾的差异小于磷。
２３２施磷对小麦＋大豆种植带养分积累及磷利用
率的影响 不论是小麦 －大豆轮作体系还是小麦／
玉米／大豆间套作体系，小麦、大豆是同一种植带上
的前作和后作，由于大豆不施肥，大豆主要利用的是
小麦季的肥料后效，因此计算了小麦 ＋大豆种植带
的养分积累及磷利用效率。结果显示（表４），两种
种植方式植株氮、磷、钾积累量均随土壤磷含量的增
加先增加后减少，套作小麦 ＋大豆植株地上部氮、
磷、钾积累量高于单作体系。两年平均，从 Ｐ１、Ｐ２、
Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５处理套作体系的小麦 ＋大豆种植带的氮
积累量比单作体系分别增加 ８０％、２７９％、
２６４％、２１６％、２０５％，钾积累量分别增加６７％、
２４４％、１０８％、１２９％、１２０％。套作体系的小麦
＋大豆种植带氮积累量Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５处理比Ｐ１分
别增加 ３０３％、４１２％、４８６％、１１７％，钾积累量
分别增加 ２２６％、４６４％、５３９％、３２８％；单作体
系的小麦＋大豆种植带氮积累量 Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５处
理比Ｐ１分别增加１０％、２０７％、３２％、０１％，钾积累
量分别增加１７８％、２９２％、３５６％、１７３％。套作
小麦＋大豆种植带磷肥表观利用效率从Ｐ２到Ｐ５处
１４３
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
表３ 大豆收获期氮、磷、钾养分含量（％）
Ｔａｂｌｅ３ ＴｈｅｔｏｔａｌＮ、ＰａｎｄＫｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｓｏｙｂｅａｎｓｅｅｄ，ｓｔｅｍａｎｄｐｏｄｉｎｈａｒｖｅｓｔｓｔａｇｅ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
籽粒 Ｓｅｅｄ
Ｎ Ｐ Ｋ
茎 Ｓｔｅｍ
Ｎ Ｐ Ｋ
荚Ｐｏｄ
Ｎ Ｐ Ｋ
套作
Ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ
ＳＰ１ ７．４２ｂ ０．６８ｂ １．５７ｂ ０．９０ｃ ０．０７ｃ ０．８５ｂ １．１４ｂ ０．１１ｂ ０．８７ｂ
ＳＰ２ ７．７８ａｂ ０．７７ａ １．６３ａｂ ０．９６ｂｃ ０．１１ｂ ０．８３ｂ １．３０ａ ０．１１ｂ ０．８５ｂ
ＳＰ３ ８．１８ａ ０．７９ａ １．６５ａ ０．９８ｂ ０．１７ａｂ ０．８１ｂ １．２５ａｂ ０．１４ａｂ ０．８７ｂ
ＳＰ４ ７．２２ｂ ０．７９ａ １．６７ａ １．１２ａ ０．１４ａｂ ０．８８ｂ １．３０ａ ０．１５ａｂ ０．８９ｂ
ＳＰ５ ６．４３ｃ ０．８４ａ １．６６ａ １．１４ａ ０．２０ａ １．０６ａ １．２２ａｂ ０．１８ａ ０．９８ａ
平均Ｍｅａｎ ７．４０ ０．７７ １．６３ １．０２ ０．１４ ０．８８ １．２４ ０．１４ ０．９０
单作
Ｓｏｌｅ
ＳＰ１ ７．１５ａｂ ０．６８ｃ １．５６ａ ０．９３ｃ ０．１０ｃ ０．７６ｃ １．２５ｃ ０．１２ｂ ０．９７ｂ
ＳＰ２ ７．６０ａ ０．７２ｂｃ １．５７ａ １．０５ｂ ０．１１ｃ ０．９２ｂ １．４６ａｂ ０．１３ｂ １．０２ｂ
ＳＰ３ ７．３８ａ ０．７３ｂ １．５５ａ １．０４ｂ ０．１５ｂｃ ０．９３ｂ １．４０ｂ ０．１６ａｂ ０．９７ｂ
ＳＰ４ ７．６８ａ ０．８０ａ １．５９ａ １．１７ａ ０．２１ａｂ １．１０ａ １．５０ａ ０．１９ａ １．１８ａ
ＳＰ５ ６．８１ｂ ０．８２ａ １．６０ａ １．１９ａ ０．２４ａ １．１４ａ １．３６ｂｃ ０．２０ａ １．０２ｂ
平均Ｍｅａｎ ７．３２ ０．７３ １．５７ １．０７ ０．１６ ０．９７ １．３９ ０．１６ １．０３
注（Ｎｏｔｅ）：表中数据为２０１２、２０１３两年均值Ａｌｔｈｅｖａｌｕｅｓｉｎｔｈｅｔａｂｌｅａｒｅｔｈｅａｖｅｒａｇｅｏｆ２０１２ａｎｄ２０１３同列不同字母表示不同处理间的差
异显著Ｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｃｏｌｕｍｎｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓａｍｏｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ（Ｐ＜００５）．
表４ 小麦＋大豆种植带周年氮、磷、钾养分积累总量（ｋｇ／ｈｍ２）
Ｔａｂｌｅ４ ＴｏｔａｌＮ、ＰａｎｄＫａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｌａｎｔｉｎｇｓｔｒｉｐｏｆｗｈｅａｔａｎｄｓｏｙｂｅａｎ
年度
Ｙｅａｒ
体系
Ｓｙｓｔｅｍ
养分
Ｎｕｔｒｉｅｎｔ
ＷＰ１＋ＳＰ１ ＷＰ２＋ＳＰ２ ＷＰ３＋ＳＰ３ ＷＰ４＋ＳＰ４ ＷＰ５＋ＳＰ５
２０１２ 小麦／（玉米）／大豆
Ｗｈｅａｔ／（Ｍａｉｚｅ）／Ｓｏｙｂｅａｎ
Ｎ ３０４．９ｃ ３９９．７ｂ ４６１．７ａ ４９８．６ａ ３７２．７ｂ
Ｐ ６０．３ｃ ７２．６ｂ ８７．３ｂ ９８．８ａ ８５．９ｂ
Ｋ ８８．４ｄ １１９．８ｃ １３２．４ｂｃ １７０．９ａ １５３．７ａｂ
小麦－大豆
Ｗｈｅａｔ－Ｓｏｙｂｅａｎ
Ｎ ２９２．２ｄ ３２２．１ｃ ３５８．４ｂ ４０３．２ａ ３０３．７ｃｄ
Ｐ ５６．６ｄ ６９．１ｂｃ ７４．７ａｂ ７９．４ａ ６３．６ｃ
Ｋ ９６．０ｃ １１２．４ｃ １３８．７ｂ １６５．３ａ １４０．９ｂ
２０１３ 小麦／（玉米）／大豆
Ｗｈｅａｔ／（Ｍａｉｚｅ）／Ｓｏｙｂｅａｎ
Ｎ ４３５．４ｂ ５６５．０ａ ５８４．０ａ ６０１．７ａ ４５４．１ｂ
Ｐ ６７．３ｃ ８４．８ａ ９９．５ａ ９７．５ａ ８３．６ｂ
Ｋ １６８．１ｃ ２２０．１ａ ２２３．２ａ ２３９．７ａ １９３．３ｂ
小麦－大豆
Ｗｈｅａｔ－Ｓｏｙｂｅａｎ
Ｎ ３９３．０ｂ ４３１．７ａｂ ４６８．８ａ ５０１．５ａ ３８２．３ｂ
Ｐ ５９．２ｂ ６７．３ａｂ ７４．９ａ ７７．５ａ ７２．２ａ
Ｋ １４４．３ｄ １６０．８ｃｄ １８２．１ａｂ １９８．１ａ １６８．９ｂｃ
平均
Ｍｅａｎ
小麦／（玉米）／大豆
Ｗｈｅａｔ／（Ｍａｉｚｅ）／Ｓｏｙｂｅａｎ
Ｎ ３７０．２ｄ ４８２．３ｂ ５２２．８ａｂ ５５０．２ａ ４１３．４ｃ
Ｐ ６３．８ｄ ７８．７ｃ ９３．４ａｂ ９８．２ａ ８４．７ｃ
Ｋ １２８．２ｃ １６９．９ｂ １７７．８ｂ ２０５．３ａ １７３．５ｂ
小麦－大豆
Ｗｈｅａｔ－Ｓｏｙｂｅａｎ
Ｎ ３４２．６ｃ ３７６．９ｃ ４１３．６ｂ ４５２．３ａ ３４３．０ｃ
Ｐ ５７．９ｃ ６８．２ｂ ７４．８ａ ７８．５ａ ６７．９ｂ
Ｋ １２０．２ｃ １３６．６ｃ １６０．４ｂ １８１．７ａ １５４．９ｂ
注（Ｎｏｔｅ）：同行不同字母表示不同处理间的差异显著 Ｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｒｏｗｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓａｍｏｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ（Ｐ＜
００５）．—表示同一处理间作和单作间差异显著（Ｐ＜００５）Ｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓｂｅｔｗｅｅｎｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇａｎｄｓｏｌｅｆｏｒｔｈｅｓａｍｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ（Ｐ
＜００５）．
２４３
２期 周涛，等：麦－豆和麦／玉／豆体系中大豆的磷肥增产增效作用研究
理分别为 ７５２％、７４７％、５７９％、２６４％，单作分
别为５２０％、４２７％、３４７％、１２６％（表５）。随着
施磷量的增加，小麦 ＋大豆磷肥表观利用效率呈降
低趋势，但套作依然高于轮作，Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５处理
套作 比 轮 作 分 别 高 ４４６％、７４９％、６６９％、
１０９５％，总体平均高７４０％。
综上说明，随着施磷量的增加作物的养分积累
量呈先升高后降低的趋势，而磷的表观利用率随施
磷量的增加依次下降，小麦／玉米／大豆套作体系相
比小麦－大豆轮作体系能提高作物的养分积累量，
从而提高作物的养分利用效率。
表５ 小麦＋大豆种植带周年磷表观利用率
Ｔａｂｌｅ５ Ｐｕｓｅｅｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅｐｌａｎｔｉｎｇｓｔｒｉｐｏｆｗｈｅａｔａｎｄｓｏｙｂｅａｎ（％）
年度Ｙｅａｒ 体系Ｓｙｓｔｅｍ ＷＰ１＋ＳＰ１ ＷＰ２＋ＳＰ２ ＷＰ３＋ＳＰ３ ＷＰ４＋ＳＰ４ ＷＰ５＋ＳＰ５
２０１２ 套作 Ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｉｎｇ — ６２１ ６８２ ６４８ ３２３
单作Ｓｏｌｅ — ６３１ ４５７ ３８４ ８８
２０１３ 套作 Ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｉｎｇ — ８８４ ８１３ ５０８ ２０６
单作Ｓｏｌｅ — ４０９ ３９６ ３０８ １６４
平均Ｍｅａｎ 套作 Ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｉｎｇ — ７５２ ７４７ ５７９ ２６４
单作Ｓｏｌｅ — ５２０ ４２７ ３４７ １２６
３ 讨论
在小麦／玉米／大豆间套作体系中，大豆与玉米
的共生期为５０ ５５天，占玉米整个生育期的４８％，
占大豆整个生育期的３９％，玉米收获后大豆生长约
８０ ９０天。大豆与玉米共生期间，玉米的地上部干
物质积累量占收获期总生物量的５０％以上（图３），
且大豆播种时玉米的叶面积指数、株高、茎、叶干物
质积累量都处于整个生育期的较高水平［１４］。同时
相关研究显示，单作玉米或麦／玉／豆体系中套作玉
米的氮、磷、钾积累量从吐丝期以后迅速增加［１５－１７］，
说明在麦／玉／豆间套作体系中，玉米与大豆之间存
在强烈的种间竞争作用。在大豆与玉米共生期，套
作大豆植株地上部生长率为１１８ｇ／（ｍ２·ｄ），而单
作大豆为１５２ｇ／（ｍ２·ｄ），单作比间作高２８８％；
玉米收获后套作大豆植株地上部生长率为５６０ｇ／
（ｍ２·ｄ），高于单作大豆３４９％（图４）。即使套作
大豆生长前期受到玉米种间竞争的影响，但通过后
期恢复生长，使套作大豆的产量和养分积累量均高
于单作大豆（表２、表４），同样的现象在我们以前的
研究中也得到证实［６］。这种前期受抑制后期快速
生长的现象，称为“竞争－恢复”生长［８］。研究显示
小麦／玉米或小麦／大豆套作体系中，在小麦收获前，
玉米、大豆的生长和养分吸收都受到小麦的抑制。
但当小麦收获后，间作玉米或大豆的养分积累量和
生长速率均快于单作［１８］。同样的现象在其他禾本
科和豆科的套作中也存在［１９－２０］。为此我们可以得
出，在小麦／玉米／大豆间套作体系中，套作大豆的产
图３ 玉米干物质积累动态
Ｆｉｇ．３ Ｄｙｎａｍｉｃｓｏｆｄｒｙｍａｔｅｒａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｍａｉｚｅ
［注（Ｎｏｔｅ）：图中数据为 ２０１１－２０１３年平均值 Ａｌｔｈｅｖａｌｕｅｓｉｎｔｈｅ
ｆｉｇｕｒｅａｒｅｔｈｅａｖｅｒａｇｅｏｆｔｈｅｄａｔｅｉｎ２０１１，２０１２ａｎｄ２０１３；ＪＳ—拔节期
Ｊｏｉｎｔｉｎｇｓｔａｇｅ；ＴＳ—大喇叭口期 Ｔｒｕｍｐｅｔｉｎｇｓｔａｇｅ；ＳＳ—吐丝期 Ｓｉｌｋｉｎｇ
ｓｔａｇｅＨＳ—收获期 Ｈａｒｖｅｓｔｓｔａｇｅ．］
量优势，主要得益于玉米收获后大豆的恢复性生长，
且恢复生长的强弱程度也受土壤磷含量多少的
影响。
在本研究中，我们发现收获期大豆各部位养分
含量均随土壤磷含量呈规律变化：大豆籽粒、茎、荚
的氮含量随着土壤磷含量的增加呈先增加后降低的
趋势，而磷、钾含量随着土壤磷含量的增加而增加；
籽粒的氮、磷、钾养分含量套作高于单作，而茎、荚的
氮、磷、钾养分含量套作低于单作。说明套作大豆
茎、荚的氮、磷、钾养分相比单作更多的向籽粒运输，
从而形成套作大豆的产量优势，这和套作大豆的产
量优势来自于生育后期茎、叶的干物质更多地向籽
粒运输的理论相吻合［１０］，同样，在高粱和花生的套
３４３
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
图４ 玉米收获前（Ａ）后（Ｂ）大豆的生长率变化
Ｆｉｇ．４ Ｃｈａｎｇｅｓｉｎｇｒｏｗｔｈｒａｔｅｏｆｓｏｙｂｅａｎｂｅｆｏｒｅ（Ａ）ａｎｄａｆｔｅｒ（Ｂ）ｍａｉｚｅｈａｒｖｅｓｔ
［注（Ｎｏｔｅ）：图中数据为２０１２、２０１３两年５个磷水平的平均值Ａｌｔｈｅｖａｌｕｅｓｉｎｔｈｅｆｉｇｕｒｅａｒｅｔｈｅａｖｅｒａｇｅｏｆｔｈｅｆｉｖｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｉｎ２０１２ａｎｄ２０１３．］
作中也有类似规律［２１－２２］。我们前期研究发现，在
麦／玉／豆间套作体系中土壤磷含量较高时大豆茎对
磷存在奢侈吸收，易造成大豆的徒长而影响结荚和
鼓粒［９］。本研究中，套作大豆在不同土壤磷浓度梯
度下，茎、荚的养分含量均低于单作大豆（表３），同
时单作大豆的收获指数随着土壤磷含量的增加呈下
降趋势，套作大豆的收获指数随土壤磷含量的增加
先增加后降低，除 ＳＰ１处理外单作的收获指数均低
于套作。说明麦／玉／豆体系中，套作大豆后期的恢
复生长促进了大豆营养器官的养分向籽粒运输，一
定程度上减轻了大豆的徒长。
在麦／玉／豆间套作体系中通过合理调控小麦季
施肥，大豆不施肥仅利用小麦季的肥料残效，即可满
足生长需要［９］。本研究中，随着土壤磷含量的增
加，大豆产量呈先增加后降低的趋势，且套作大豆的
产量均高于单作大豆，套作大豆最高产量比最低产
量高 ５５９％，而单作大豆最高产量比最低产量高
４０４％。不仅大豆产量有所提高，小麦 ＋大豆种植
带的养分利用效率也得到显著提升。小麦＋大豆种
植带磷肥表观利用效率，套作 Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５处理
分别为 ７５２％、７４７％、５７９％、２６４％，单作依次
为５２０％、４２７％、３４７％、１２６％，套作比单作各
个处理分别提高４４６％、７４９％、６６９％、１０９５％。
本研究中磷肥表观利用率明显高于其他研究［２３－２４］，
原因有两方面：第一，该体系中大豆不施肥，其生长
所需肥力为小麦季肥料后效，施一季肥供两季作物
生长，从而提高了肥料利用效率；第二，该试验为定
位试验，２０１１年试验开始时土壤速效磷含量为１８０
ｍｇ／ｋｇ，２０１３年大豆收获时，５个大区耕层土壤速效
磷含量 Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５处理，套作分别为６１、
８５、２９８、３３７、３４５ｍｇ／ｋｇ，单作为 ７９、１１０、
２８２、３７６、３８２ｍｇ／ｋｇ（未发表），Ｐ１、Ｐ２处理土壤
磷处于耗竭状态，Ｐ４、Ｐ５土壤磷处于积累状态。土
壤供磷能力差异增大，从而导致大豆植株地上部磷
积累量差异增大，因此使磷肥的表观利用效率在数
值上偏大。但试验证明，大豆利用小麦季肥料后效
不仅可以保证大豆正常生长，还可以提高磷肥的当
季利用效率。
４ 结论
１）小麦／玉米／大豆间套作体系相比小麦 －大
豆轮作体系，大豆籽粒两年平均增产２０３％。套作
大豆的产量优势主要受大豆竞争－恢复生长机制的
影响。
２）提高土壤磷含量在一定范围内可以显著提
高大豆的产量。
３）套作大豆营养器官的氮、磷、钾养分相比单
作大豆更多的向籽粒进行了转运。
４）间套作和轮作大豆可有效地利用小麦季磷
肥残效，大幅度提高磷肥的当季利用效率。
参 考 文 献：
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ＧａｏＪＬ，ＷａｎｇＺＧ，ＳｕｎＪＹｅｔａｌ．Ｎｉｔｒｏｇｅｎｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｎｄ
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Ｓｉｎｉｃａ，２００６，（３）：３６３－３６８
［１８］ ＬｉＬ，ＳｕｎＪＢ，ＺｈａｎｇＦＳｅｔａｌ．Ｗｈｅａｔ／ｍａｉｚｅｏｒｗｈｅａｔ／ｓｏｙｂｅａｎ
ｓｔｒｉｐｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇＩ．Ｙｉｅｌｄａｄｖａｎｔａｇｅａｎｄｉｎｔｅｒｓｐｅｃｉｆｉｃｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ
ｏｎｎｕｔｒｉｅｎｔｓ［Ｊ］．ＦｉｅｌｄＣｒｏｐｓＲｅｓｅａｒｃｈ，２００１，７１：１２３－１３７
［１９］ ＤａｌａｌＲＣ．Ｅｆｅｃｔｏｆｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇｍａｉｚｅｗｉｔｈｐｉｇｅｏｎｐｅａｓｏｎ
ｇｒａｉｎｙｉｅｌｄａｎｄｎｕｔｒｉｅｎｔｕｐｔａｋｅ［Ｊ］．ＡｕｓｔｒａｌｉａｎＪｏｕｒｎａｌｏｆ
ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，１９７４，１０：２１９－２２４
［２０］ ＭａｎｓｏｎＳＣ，ＬｅｉｈｎｅｒＤＥ，ＶｏｒｓｔＪＪｅｔａｌ．Ｃａｓｓａｖａｃｏｗｐｅａａｎｄ
ｃａｓｓａｖａｐｅａｎｕｔｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇＩ．Ｙｉｅｌｄａｎｄｌａｎｄｕｓｅｅｆｉｃｉｅｎｃｙ
［Ｊ］．ＡｇｒｏｎｏｍｙＪｏｕｒｎａｌ，１９８６，７８：４３－４６
［２１］ ＨａｒｉｓＤ，ＮａｔａｒａｊａｎＭ．Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｙｉｅｌｄａｄｖａｎｔａｇｅｉｎ
ａｓｏｒｇｈｕｍ／ｇｒｏｕｎｄｎｕｔｉｎｔｅｒｃｒｏｐｅｘｐｏｓｅｄｔｏｄｒｏｕｇｈｔ．２．Ｐｌａｎｔ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｗａｔｅｒｓｔａｔｕｓ，ａｎｄｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｙｉｅｌｄ［Ｊ］．Ｆｉｅｌｄ
ＣｒｏｐｓＲｅｓｅａｒｃｈ，１９８７，１７：２７３－２８８
［２２］ ＮａｔａｒａｊａｎＭ，ＷｉｌｅｙＲＷ．Ｓｏｒｇｈｕｍｐｉｇｅｏｎｐｅａｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇａｎｄ
ｔｈｅｅｆｅｃｔｓｏｆｐｌａｎｔｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｄｅｎｓｉｔｙ．１．ｇｒｏｗｔｈａｎｄｙｉｅｌｄ［Ｊ］．
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ，１９８０，９５：５１－５８
［２３］ ＺｈａｎｇＷＦ，ＭａＷＱ，ＪｉＹＸｅｔａｌ．Ｅｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｅｃｏｎｏｍｉｃｓ，ａｎｄ
ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｒｅｓｏｕｒｃｅｕｓｅａｎｄｔｈｅ
ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｉｎｄｕｓｔｒｙ ｉｎ Ｃｈｉｎａ［Ｊ］． Ｎｕｔｒｉｅｎｔ Ｃｙｃｌｉｎｇ ｉｎ
Ａｇｒｏｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ，２００８，８０：１３１－１４４
［２４］ ＺｈａｎｇＬ，ＷｅｒｆＷＶ，ＢａｓｔｉａａｎｓＬｅｔａｌ．Ｌｉｇｈｔｉｎｔｅｒｃｅｐｔｉｏｎａｎｄ
ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｉｎｒｅｌａｙｉｎｔｅｒｃｒｏｐｓｏｆｗｈｅａｔａｎｄｃｏｔｏｎ［Ｊ］．ＦｉｅｌｄＣｒｏｐｓ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２００８，１０７：２９－４２
５４３