全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2014, 40(3): 519−530 http://zwxb.chinacrops.org/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家公益性行业(农业)科研专项(201103001), 国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-04-PS19), 四川省育种攻关项目
(2011NZ0098-15-2)和四川玉米单季稻大面积均衡增产技术集成研究与示范项目(2012BAD04B13-2)资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 杨文钰, E-mail: wenyu.yang@263.net
第一作者联系方式: E-mail: xchwang@sicau.edu.cn
Received(收稿日期): 2013-05-13; Accepted(接受日期): 2013-09-16; Published online(网络出版日期): 2013-11-14.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20131114.1710.014.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2014.00519
玉/豆和玉/薯模式下玉米氮素吸收利用差异及氮肥调控效应
王小春 1 杨文钰 1,* 邓小燕 1 张 群 1 雍太文 1 刘卫国 1
杨 峰 1 毛树明 2
1四川农业大学农学院 / 农业部西南作物生理生态与耕作重点实验室, 四川温江 611130; 2仁寿县农业局, 四川仁寿 620500
摘 要: 研究西南地区玉米主要 2种套作模式下氮素吸收利用差异及氮肥调控效应, 为氮素高效利用提供科学依据。
在四川 2个玉米主产区, 通过连续 4年的大田试验, 对比研究了玉/豆和玉/薯模式下玉米氮素吸收利用差异和不同供
氮水平对玉米氮素吸收的调控效应。结果表明, 玉/豆模式下玉米收获期植株中的氮素积累 2个试验点平均较玉/薯模
式增加 7.11%, 氮收获指数增加 2.00%左右, 氮素吸收效率增加 7.83%, 成熟期籽粒中氮素的分配比例增加 1.76%, 而
叶、茎鞘中氮素的分配比例分别减少 5.85%和 2.75%。分带轮作后, 由于不同前茬对土壤养分影响不同, 再加上套作
优势, 玉/豆模式下玉米在生长前期就表现出明显的优势, 到收获期植株氮素积累 2个试验点平均较玉/薯增加 11.85%,
氮素吸收效率增加 11.84%。在玉米氮素积累关键时期, 玉/豆模式在低氮处理下玉米植株氮素的积累量显著高于玉/
薯模式相同施氮处理, 而在高氮处理下 2种模式间差异不大或者表现相反, 氮肥偏生产力、氮素农艺效率和氮肥利用
率也有相似的结果; 玉/豆模式在 180 kg hm–2施氮量下较其他处理显著提高了玉米氮素农学利用率、氮素吸收利用率
和籽粒中氮素的分配量, 玉/薯模式下玉米氮素农学利用率和氮肥利用效率, 在 180~270 kg hm–2施氮量处理下较高;
花后氮素同化量玉/豆模式显著高于玉/薯; 2种模式均以施纯氮 180~270 kg hm–2处理有利于氮素转运和花后氮素同化
量积累。
关键词: 玉/豆(薯)套作; 玉米; 施氮量; 氮素利用率
Differences of Nitrogen Uptake and Utilization and Nitrogen Regulation Effects
in Maize between Maize/Soybean and Maize/Sweet Potato Relay Intercropping
Systems
WANG Xiao-Chun1, YANG Wen-Yu1,*, DENG Xiao-Yan1, ZHANG Qun1, YONG Tai-Wen1, LIU Wei-Guo1,
YANG Feng1, and MAO Shu-Ming2
1 Agronomy College of Sichuan Agricultural University / Key Laboratory of Crop Ecophysiology and Farming System in Southwest China,
Ministry of Agriculture, Wenjiang 611130, China; 2 Renshou Bureau of Agriculture, Renshou 620500, China
Abstract: The aim of this study was to investigate the differences of maize nitrogen uptake and utilization and nitrogen regulation
effects between two main intercropping systems including maize intercropped with soybean and sweet potato respectively in a
four-year field experiment at two major maize producing areas of Sichuan in southwest China. Results showed that maize nitrogen
accumulation (A), nitrogen harvest index (HI), nitrogen absorption efficiency (AE), and nitrogen distribution proportion to grain in
maize/soybean relay strip intercropping were increased by 7.11%, 2.00%, 7.83%, and 1.76% respectively at maturity, on an aver-
age of two experimental sites, but the distribution proportion to leaves and stem/sheath decreased by 5.85% and 2.75% respec-
tively. After strip rotation, maize intercropped with soybean showed obvious advantages even at early growing stage due to the
effects of preceding crops on soil nutrients and relay intercropping advantage, with an increase of 11.85% in A and 11.84% in AE
on average at maturity. During the key period of nitrogen accumulation, maize nitrogen accumulation was significantly higher
when intercropped with soybean under low-nitrogen treatment than that when intercropped with sweet potato. However the results
520 作 物 学 报 第 40卷


were insignificant or even opposite under high-nitrogen treatment. So did the results of nitrogen partial factor productivity (NPFP),
nitrogen agronomic efficiency (NAE), and NRE. NAE, NRE and nitrogen distribution proportion to grain of maize were signifi-
cantly higher in the treatment with nitrogen application of 180 kg ha–1 when intercropped with soybean, and in the treatment of
180–270 kg ha–1 when intercropped with sweet potato. After flowering stage, nitrogen assimilation amount after anthesis
(AANAA) in maize/soybean was higher than that in maize/sweet potato significantly; consequently, nitrogen transfer (NT) and
AANAA were higher in both intercropping systems with nitrogen application of 180–270 kg ha–1.
Keywords: Maize/soybean (sweet potato) intercropping; Maize; Nitrogen application amount; Nitrogen use efficiency
西南山地玉米区是我国第三大玉米主产区, 该
区热量资源丰富 , 二熟有余 , 三熟不足 , 为提高资
源利用效率, 长期以来, 形成了三熟套作种植模式,
玉米与大豆和甘薯套作是其主要的 2 种种植方式。
间套作系统由于作物结构和配置差异, 对养分的吸
收存在着竞争和协同作用, 不同套作系统的养分循
环差异也较大[1-8], 雍太文等[9]就这 2 种模式下玉米
养分积累量研究得出: 玉米与大豆套作, 氮素吸收
总量较与甘薯套作高出 41.18%, 究其原因是不同套
作模式中作物间发生了氮素转移, 玉米、大豆套作
时, 15N由大豆向玉米转移, 而玉米与甘薯套种时 15N
由玉米向甘薯转移 [10]。玉米作为 2种套作体系中的
主导作物, 对其氮素吸收利用特性和氮肥用量效应
还缺乏深入研究。
氮素对玉米增产作用显著, 但为追求高产, 大
量施用氮肥, 不仅达不到增产的目的, 往往还会减
产和降低产品质量, 更重要的是加重了对环境的污
染。前人研究认为[11-14], 在土壤含氮量较低的情况
下, 玉米与大豆间作显著提高玉米籽粒产量和氮素
吸收利用, 且随着施氮量的增加产量显著提高, 但
在土壤含氮量较高的情况下, 与单作差异不显著。
同一种作物在不同间套作系统中施氮的调控效应研
究却鲜见报道。理论上和生产上均迫切需要明确不
同施氮水平对玉米在不同套作系统中氮素吸收利用
的影响。
本研究以西南丘陵旱地新型种植模式玉 /豆和
传统模式玉/薯为研究对象, 进行连续 4 年的大田试
验, 系统研究了 2 种套作系统中玉米氮素吸收利用
规律, 在此基础上, 重点通过 2 种套作体系下氮肥
用量对玉米氮素吸收效率的影响, 提出 2 种套作模
式下玉米高效氮肥管理技术, 为进一步挖掘玉米增
产潜力、科学施肥, 实现农业环境友好化、可持续
化发展提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验设计
于2008年3月至2011年8月分别在四川农业大学
雅安教学农场(29°98′N, 103°0′E)和射洪县瞿河乡新
华村(30°87′N, 105°38′E)试验 , 土壤类型为紫色土 ,
质地雅安为重壤土 , 射洪为中壤土。玉米 (Zea
mays)、大豆(Glycine max)、甘薯(Ipomoea batatas)
品种依次为川单418 (四川农业大学玉米研究所)、贡
选1号 (四川省自贡市农业科学研究所 )和川薯164
(四川省农业科学院作物研究所)。
试验前雅安试验地耕层土壤含有机质 29.86 g
kg–1、速效氮 115.88 mg kg–1、速效磷 36.85 mg kg–1、
速效钾 136.61 mg kg–1, pH 7.4; 射洪试验地耕层土
壤含有机质 17.33 g kg–1、速效氮 62.50 mg kg–1、速
效磷 32.90 mg kg–1、速效钾 141.30 mg kg–1, pH 7.8;
2008 年单因素设计, 因素为不同套作模式, 2个水平,
A为玉/豆, B为玉/薯。采用 1 m/1 m田间配置, 玉米
每带种 2行, 带长 5 m, 每小区 10带, 重复 3 次, 6
个小区, 小区面积 100 m2, 全生育期玉米共施纯氮
240 kg hm–2, 按底肥∶穗肥=5∶5 施用, 2009 年和
2010 年在上一年的基础上, 换茬分带轮作, 即玉米
种在原大豆(或甘薯)茬口上。
2011 年在前 3 年定位试验研究的基础上, 采用
二因素裂区试验设计, 开展了 2 种模式下施氮量试
验, A因素为不同套种模式, 2个水平, A1为玉/豆; A2
为玉/薯; B因素为不同的施氮量, 5个水平, B1为 N0
(不施氮, 对照); B2为 N90 (纯氮 90 kg hm–2); B3为
N180 (纯氮 180 kg hm–2); B4为 N270 (纯氮 270 kg
hm–2); B5为N360 (纯氮 360 kg hm–2); 按底肥∶穗肥
=5∶5施用, 3次重复, 30个小区, 带长 5 m, 每小区
种 2带, 小区面积 20 m2。
试验地与玉米套作的前作均为小麦, 在 5 月 10
至 15 日收获小麦, 于 6 月 10 日左右播栽大豆和甘
薯在小麦行上, 每年均在 3 月 23 至 25 日间育苗移
栽玉米于小麦预留行中, 第 2 年在上一年的基础上
分带轮作。玉米密度均为 52 500株 hm–2, 窄行行距
40 cm, 窝距 38 cm, 穴植双株。底肥和穗肥中的氮
肥每公顷分别兑清粪水 24 000 kg (含纯 N 0.18%,
P2O5 0.12%, K2O 0.08%)穴施, 底肥每公顷配施过磷
酸钙 600 kg (含 P2O5 12%)和氯化钾 150 kg (含 K2O
第 3期 王小春等: 玉/豆和玉/薯模式下玉米氮素吸收利用差异及氮肥调控效应 521


60%)。大豆每带种 2行, 种植密度为 120 000株 hm–2,
窄行行距为 40 cm, 穴距为 25 cm, 穴留 3株, 大豆
底肥每公顷施尿素 60 kg (含纯氮 46%)、过磷酸钙
450 kg和氯化钾 60 kg, 追肥为初花期雨后每公顷施
尿素 60 kg; 甘薯每带起单垄, 垄宽 0.6 m, 垄栽双行
单株, 垄高 0.5 m, 株距 0.17 m, 施肥量与大豆相同。
1.2 测定项目与方法
出苗后标记长势一致有代表性的植株, 在四叶
期、拔节期、大喇叭口期、抽雄期、灌浆期(开花后
15 d)、蜡熟期(开花后 30 d)和成熟期(花后 45 d), 各
处理分别取样 5株(四叶期取 10株), 按叶片、茎鞘、
雄穗、苞叶、轴、籽粒等器官分开, 105℃杀青 60 min
后继续在 80℃恒温烘干, 称重, 粉碎, 过 60目筛, 用
浓H2SO4-H2O2消煮, 全自动凯氏定氮仪测定含氮量。
1.3 数据处理与计算方法
使用 Microsoft Excel 2003 整理数据, 在 SPSS16.0
中统计分析, 采用 LSD法(P<0.05)测验显著性。
氮素积累量与氮素利用率的计算[15-18]如下。
积累量(Accumulation, kg hm–2) = 某生育期单
位面积植株氮的积累量;
收获指数(Harvest index, %) = (成熟期单位面积
植株籽粒元素氮积累量 /植株该元素总积累量 )×
100;
形成100 kg籽粒所需养分量(kg 100 kg–1 grain) =
[成熟期植株养分总积累量(kg)/籽粒干重(kg)]×100;
氮吸收效率(AE, kg kg–1) = 植株在成熟期的全
氮量/每株的氮肥施入量;
氮素生产效率(NPE, kg kg–1) = 单位面积籽粒
产量/单位面积植株氮素积累量;
氮肥农艺效率(NAE, kg kg–1) = (施氮肥区产量–
不施氮肥区产量)/施氮量;
氮肥利用率(NRE, %) = (施氮肥区植株 N积累
量–不施氮肥区植株 N积累量)/施氮量×100%;
氮肥偏生产力(NPFP, kg kg–1) = 施氮区产量/施
氮量;
叶片(茎鞘)氮转运量(NT, kg hm–2) = 抽雄期氮
积累量–成熟期氮积累量;
叶片(茎鞘)氮转运率(NTE, %) = (氮转运量/抽
雄期氮积累量)×100%;
开花后氮素同化量(AANAA, kg hm–2) = 成熟
期籽粒氮素积累量－营养器官氮素转运量;
叶片(茎鞘)氮素转运对籽粒的贡献率(NCP, %)
= (氮转运量/成熟期氮积累量)×100%。
2 结果与分析
2.1 2种模式下玉米氮素积累与分配
2.1.1 氮素积累 氮素的积累量反映了玉米整个
生育期对氮营养的吸收情况。2008年试验结果表明
(表 1), 2种套作模式下各生育阶段玉米氮素的积累量
在开花前差异不显著, 从灌浆期开始至收获期, 雅安
试验点玉/豆模式下玉米氮素积累量显著高于玉/薯模
式, 3个时期玉米在玉/豆模式下的氮素积累量分别较
玉/薯模式增加 3.60%、4.01%和 2.19%, 射洪试验点
也表现为玉/豆模式下玉米氮素的积累量高于玉/薯模

表 1 2种模式下不同生育阶段玉米氮素积累
Table 1 N accumulation in maize at different growth stages under two intercropping systems (kg hm–2)
地点
Experiment
site
处理
Treatment
四叶期
4th leaf
age
拔节期
Jointing
stage
大喇叭口期
Spike formation
stage
抽雄期
Anthesis
stage
灌浆期
Filling
stage
蜡熟期
Dough
stage
收获期
Harvest
stage
2008
玉/豆 Maize/soybean 1.87 a 8.45 a 68.85 a 100.57 a 146.45 a 154.56 a 188.65 a 雅安
Ya’an 玉/薯 Maize/sweet potato 1.92 a 7.99 a 68.23 a 101.23 a 141.32 b 148.60 b 178.84 b
玉/豆 Maize/soybean 1.56 a 7.68 a 61.12 a 97.65 a 138.65 a 152.23 a 161.59 a 射洪
Shehong 玉/薯 Maize/sweet potato 1.54 a 7.98 a 63.45 a 100.90 a 135.78 a 148.97 b 148.64 b
2009–2010
玉/豆 Maize/soybean 2.11 a 14.39 a 71.39 a 104.16 a 158.46 a 183.13 a 203.02 a 雅安
Ya’an 玉/薯 Maize/sweet potato 1.96 a 12.76 b 62.98 b 94.70 b 132.76 b 146.37 b 183.29 b
玉/豆 Maize/soybean 1.64 a 10.67 a 63.47 a 108.32 a 147.37 a 173.42 a 197.25 a 射洪
Shehong 玉/薯 Maize/sweet potato 1.43 a 9.42 b 60.02 b 99.65 b 126.49 b 164.01 b 174.66 b
同列数据后不同小写字母表示同主因素 5%差异显著水平, 2009–2010为 2009年和 2010年数据的平均。
Labels of different letters in every list show 5% significant difference in different vice factors treatments. The data of 2009–2010 are
the average of 2009 data and 2010 data.
522 作 物 学 报 第 40卷


式, 蜡熟期和收获期两者差异达显著水平, 玉/豆模
式分别较玉/薯模式增加了 5.49%和 8.72%。
2009 年和 2010 年分别在上一年基础上分带轮
作, 2种模式玉米的前茬均分别是大豆和甘薯, 2年结
果变化趋势基本一致。将 2 年数据平均, 轮作后玉米
各生育阶段氮素积累量均高于轮作前, 到成熟期 2
个试验点较轮作前平均增加 12.5%; 各生育阶段氮
素积累量从拔节期开始, 玉/豆模式下玉米的氮素积
累量均显著高于玉/薯模式下, 雅安试验点, 7个生育
阶段玉/豆模式较玉/薯平均增加 17.32%, 提高幅度
在 7.65%~29.09%之间, 蜡熟期提高幅度最大; 射洪
试验点玉/豆模式较玉/薯平均增加 13.29%, 提高幅
度在 6.59%~19.61%之间, 灌浆增加幅度最大, 成熟
期雅安和射洪试验点玉/豆模式分别较玉/薯模式增
加 10.76%和 12.94%。
2 个试验点 2 种模式下玉米各生育阶段氮素积
累量变化趋势一致。但雅安试验点各年份、各生育
阶段, 玉米氮素积累量均高于射洪试验点, 2008 年,
雅安试验点各生育阶段玉米氮素的积累量较射洪试
验点高 10.68%, 2009年和 2010年分带轮作后, 2年
的平均值雅安试验点较射洪试验点高 6.59%。
2.1.2 成熟期氮素分配与利用 2种套作模式下
成熟期玉米茎叶氮素积累量差异不显著(表2), 玉 /
豆模式玉米氮素积累量高于玉/薯, 籽粒和其他器官
中氮素积累量在2种模式间差异达显著水平, 玉/豆
模式玉米籽粒的含氮量较玉 /薯平均高 8.46%和
12.73%, 射洪试验点2种模式间的差异大于雅安试
验点; 分带轮作后, 玉/豆模式中玉米各器官的氮素
积累量均显著高于玉/薯模式, 雅安和射洪试验点玉
/豆模式中玉米叶和茎中氮素积累量分别较玉/薯高
8.96%、7.46%和12.50%、11.11%, 雅安试验点2种模
式间的差异高于射洪, 而籽粒中氮素积累量分别高
出12.04%和17.26%, 射洪试验点2种模式间的差异
高于玉/薯。

表 2 2种模式下成熟期玉米氮素分配和吸收利用
Table 2 Nitrogen distribution to different organs and accumulation in maize under two intercropping systems
成熟期各器官氮素的分配
Nitrogen distribution to organs (g plant–1)地点
Exp. site
处理
Treatment 叶
Leaf
茎鞘
Stem/sheath
籽粒
Grain
其他
Other organs
收获指数
Harvest
index
(%)
吸收效率
Absorption
efficiency
(kg kg–1)
氮素生产效率
N production
efficiency
(kg kg–1)
形成 100 kg籽
粒需要量
Nutrients
required of
100 kg grain
2008
玉/豆 Maize/soybean 0.69 a 0.52 a 2.18 a 0.38 a 57.82 a 0.67 a 41.57 a 2.41 a 雅安
Ya’an 玉/薯 Maize/sweet potato 0.67 a 0.49 a 2.01 a 0.34 b 57.26 a 0.63 b 42.82 a 2.34 b
玉/豆 Maize/soybean 0.60 a 0.41 a 1.86 a 0.34 a 57.94 a 0.57 a 44.11 b 2.27 a 射洪
Shehong 玉/薯 Maize/sweet potato 0.59 a 0.39 a 1.65 b 0.29 b 56.51 b 0.52 b 46.45 a 2.15 b
2009–2010
玉/豆 Maize/soybean 0.73 a 0.53 a 2.42 a 0.41 a 59.17 a 0.72 a 38.89 a 2.57 a 雅安
Ya’an 玉/薯 Maize/sweet potato 0.67 b 0.46 b 2.16 b 0.34 b 59.50 a 0.65 b 40.09 a 2.49 a
玉/豆 Maize/soybean 0.72 a 0.50 a 2.31 a 0.38 a 59.08 a 0.70 a 39.20 a 2.55 a 射洪
Shehong 玉/薯 Maize/sweet potato 0.67 b 0.44 b 1.97 b 0.30 b 58.28 b 0.62 b 38.70 b 2.58 a
同列数据后不同小写字母表示同主因素 5%差异显著水平, 2009–2010为 2009年和 2010年数据的平均。
Labels of different letters in every list show 5% significant difference in different vice factors treatments. The data of 2009–2010 are
the average of 2009 data and 2010 data.

2种模式下氮收获指数玉/豆模式高于玉/薯模式,
增加1.65%左右; 氮素吸收效率2个试验点均表现为
玉/豆模式高于玉/薯模式, 分别增加6.35%和9.62%,
表明玉 /豆模式下玉米籽粒具有更高的氮素积累效
率和对肥料氮的吸收效率; 从玉米生产效率来看, 2
个试验点均表现为玉 /薯模式高于玉/豆模式 , 分别
增加3.01%和5.30%; 雅安试验点玉 /豆模式下玉米
形成100 kg籽粒需要吸氮2.41 kg, 较玉/薯多0.07 kg,
射洪试验点玉/豆模式下玉米形成100 kg籽粒需要吸
氮2.27 kg, 较玉/薯多0.12 kg。分带轮作后, 玉米收
获指数平均较轮作前提高了1.625个百分点 , 玉 /豆
模式也高于玉/薯模式 , 增加1.60%和1.81%; 2种模
式下氮素吸收效率的差异较2008年增大, 2个试验点
也均表现为玉 /豆模式高于玉 /薯模式 , 分别增加
10.77%和12.90%, 表明分带轮作后, 加上玉/豆模式
下种间促进作用叠加, 较大幅度提高了玉/豆模式玉
第 3期 王小春等: 玉/豆和玉/薯模式下玉米氮素吸收利用差异及氮肥调控效应 523


米对氮肥的吸收; 玉/薯模式下玉米的生产效率仍高
于玉 /豆模式 , 分别增加了3.09%和1.29%; 形成100
kg 籽粒氮素需要量, 分带轮作后2种模式均有提高,
在2.49~2.58之间, 模式间差异不显著。
2.2 2种模式下施氮量对玉米氮素积累的影响
种植模式和施氮量对玉米不同生育时期氮素积
累量的影响各处理间差异达显著水平(表 3和表 4)。
玉/豆模式玉米植株所积累的氮素量均高于玉/薯模
式, 生育前期差异不大, 生育后期差异均达显著水
平, 雅安试验点, 玉米苗期、抽雄期和成熟期玉/豆
模式下玉米氮素积累分别较玉/薯模式高 16.30%、
14.61%和 14.28%, 射洪试验点分别增加 4.55%、
9.92%和 19.62%。
随施氮量的提高, 玉米植株氮素积累量呈先增
后降的变化趋势, 雅安试验点抽雄后玉/豆模式下玉
米植株氮素积累量在 N180 处理最大 , 而玉 /薯在
N270 处理最高, 抽雄期与对照相比, N90、N180、
N270 和 N360 分别较对照增加 35.59%、54.75%、
58.87%和 44.25%, 成熟期各处理较对照分别高
17.92%、53.77%、58.27%和 51.06%。射洪试验点抽雄
前在 N180处理时最大, 抽雄后 N270处理氮素积累量
最大, 与对照相比, 抽雄期 N90、N180、N270和 N360
分别增加 34.04%、47.26%、45.84%和 35.40%, 成熟期
分别高出 18.88%、54.04%、61.15%和 44.25% (表 3)。

表 3 种植模式和施氮量对玉米各生育时期氮素积累的影响(四川雅安, 2011年)
Table 3 Effect of intercropping systems and nitrogen rate on N uptake of maize at different growth stages in Ya’an (2011)
各生育时期氮累积量 N accumulation at different stages (kg hm–2) 施肥量
Nitrogen rate 四叶期
4th leaf age
拔节期
Jointing stage
大喇叭口期
Spike formation stage
抽雄期
Anthesis stage
灌浆期
Filling stage
蜡熟期
Dough stage
成熟期
Harvest stage
玉/豆 Maize/soybean
N0 1.99 a 17.31 b 67.33 b 90.70 b 101.64 b 126.54 d 147.34 d
N90 2.15 a 19.29 a 93.51 a 122.80 a 135.12 a 154.76 c 176.35 c
N180 2.19 a 19.04 a 88.03 a 134.05 a 143.28 a 185.78 a 231.37 a
N270 2.12 a 18.22 ab 85.97 a 135.83 a 143.34 a 177.12 ab 225.90 ab
N360 2.11 a 17.53 b 70.18 b 130.73 a 140.02 a 163.92 bc 217.60 b
平均 Average 2.11 a 18.28 a 81.01 a 122.82 a 132.68 a 161.62 a 199.71 a
玉/薯 Maize/sweet potato
N0 1.66 a 15.22 b 60.52 b 75.13 d 85.89 c 119.31 b 127.58 d
N90 1.99 a 17.96 a 75.38 a 102.05 c 120.74 b 130.83 b 147.85 c
N180 1.88 a 18.12 a 78.76 a 122.57 ab 138.34 a 156.09 a 191.39 b
N270 1.79 a 18.74 a 81.85 a 127.62 a 138.71 a 171.78 a 209.23 a
N360 1.76 a 18.17 a 76.74 a 108.47 bc 133.35 a 164.23 a 197.71 b
平均 Average 1.82 b 17.64 a 74.65 b 107.17 b 123.41 b 148.45 b 174.75 b
施氮量均值 Average of nitrogen rate
N0 1.83 a 16.26 b 63.92 c 82.91 c 93.77 c 122.92 c 137.46 c
N90 2.07 a 18.63 a 84.45 a 112.42 b 127.93 b 142.80 b 162.10 b
N180 2.03 a 18.58 a 83.39 a 128.31 a 140.81 a 170.93 a 211.38 a
N270 1.95 a 18.48 a 83.91 a 131.73 a 141.03 a 174.45 a 217.57 a
N360 1.94 a 17.85 a 73.46 b 119.60 ab 136.68 ab 164.07 a 207.66 a
F值 F-value
A 49.999** 2.159 4.407* 11.448* 78.231** 60.168** 42.951**
B 0.882 7.431** 9.103** 22.523** 41.316** 14.777** 91.091**
A×B 0.177 2.643* 2.239* 0.529 0.753 1.303 5.627*
同列数据后不同小写字母表示同主因素 0.05差异显著水平, *和**分别表示在 0.05和 0.01水平上差异显著。A: 不同种植模式; B:
施肥量; A×B: 互作。
Labels of different letters in every list show 0.05 significant difference in different vice factors treatments. * and ** denote significantly
different at 0.05 and 0.01 probability levels, respectively. A: intercropping systems; B: nitrogen rate; A×B: interacion.
524 作 物 学 报 第 40卷


在雅安试验点的拔节期、大喇叭口期和成熟期
和射洪试验点的拔节期, 种植模式和施氮量对玉米
植株氮素积累量的影响交互作用显著, 表现为玉/豆
模式下较低氮处理的玉米植株氮素积累量达较高值,
而玉 /薯模式下玉米植株氮素积累的较高值均在高
氮处理下。2个试验点玉米植株氮素积累量差异较大,
成熟期雅安试验点玉米氮素积累量平均较射洪试验
点高 18.65 kg hm–2, 平均增加 11.06% (表 4)。

表 4 种植模式和施氮量对玉米各生育时期氮素积累的影响(四川射洪, 2011年)
Table 4 Effect of intercropping systems and nitrogen rate on N uptake of maize at different growth stages in Shehong (2011)
各生育时期氮累积量 N accumulation at different stages (kg hm–2) 施肥量
Nitrogen rate 四叶期
4th leaf age
拔节期
Jointing stage
大喇叭口期
Spike formation stage
抽雄期
Anthesis stage
灌浆期
Filling stage
蜡熟期
Dough stage
成熟期
Harvest stage
玉/豆 Maize/soybean
N0 1.27 b 6.83 c 47.53 c 80.54 c 85.73 c 105.60 c 138.58 e
N90 1.52 a 11.43 a 68.30 a 104.26 ab 120.62 b 140.47 b 163.37 d
N180 1.57 a 12.21 a 67.39 a 114.02 a 141.33 a 163.58 a 204.31 b
N270 1.54 a 11.21 a 63.50 ab 111.21 a 149.39 a 166.26 a 217.95 a
N360 1.17 b 9.44 b 58.90 b 102.29 b 138.26 a 146.28 b 194.02 c
平均 Average 1.41 a 10.22 a 61.12 a 102.46 a 127.07 a 144.44 a 183.65 a
玉/薯 Maize/sweet potato
N0 1.20 b 5.21 b 37.03 c 67.14 c 71.11 c 94.87 d 109.96 d
N90 1.50 a 9.99 a 55.93 ab 93.68 b 108.45 b 115.58 c 132.11 c
N180 1.45 a 10.92 a 59.24 a 103.45 ab 135.57 a 138.83 b 178.52 a
N270 1.49 a 11.16 a 55.70 ab 104.16 a 132.30 a 156.99 a 182.55 a
N360 1.12 b 9.69 a 50.10 bc 97.66 ab 126.37 a 143.68 ab 164.49 b
平均 Average 1.35 a 9.40 b 51.60 b 93.22 b 114.76 b 129.99 b 153.52 b
施氮量均值 Average of nitrogen rate
N0 1.23 b 6.02 c 42.28 c 73.84 d 78.42 c 100.24 d 124.27 e
N90 1.51 a 10.71 ab 62.11 a 98.97 c 114.54 b 128.03 c 147.74 d
N180 1.51 a 11.56 a 63.32 a 108.73 a 138.45 a 151.21 ab 191.41 b
N270 1.51 a 11.19 a 59.60 a 107.68 ab 140.84 a 161.63 a 200.25 a
N360 1.15 b 9.56 b 54.50 b 99.97 bc 132.31 a 144.98 b 179.26 c
F值 F-value
A 0.936 10.493** 97.456** 16.531** 87.342** 42.653** 89.846**
B 6.696** 20.787** 27.737** 27.743** 69.775** 41.640** 75.369**
A×B 0.666 2.768* 0.341 1.408 0.464 1.790 1.457
同列数据后不同小写字母表示同主因素 0.05 差异显著水平, *和**分别表示在 0.05 和 0.01 水平上差异显著。A: 不同种植模式;
B: 施肥量; A×B: 互作。
Labels of different letters in every list show 0.05 significant differences in different vice factors treatments. * and ** denote significantly
different at 0.05 and 0.01 probability levels, respectively. A: intercropping systems; B: nitrogen rate; A×B: interacion.

2.3 2种模式下施氮量对玉米氮素利用的影响
氮收获指数、氮肥偏生产力、农艺效率和回收
效率各处理间差异达显著和极显著水平(表 5)。玉米
氮素的收获指数以玉 /豆模式显著高于玉 /薯模式 ,
雅安试验点和射洪试验点玉 /豆模式玉米氮收获指
数分别较玉/薯模式高 1.58%和 0.85%, 随施氮量增
加, 玉米氮收获指数均显著下降, 射洪试验点随施
氮量增加, 收获指数下降率在 2 种模式间差异不大,
而在雅安试验点 , 玉 /豆和玉/薯模式中玉米收获指
数随施氮量增加的下降率分别为 7.38%和 12.00%,
表明在雅安试验点玉 /薯模式下玉米受氮肥影响大
于玉/豆, 这可能与基础肥力有关。
氮肥偏生产力在 2 种模式间差异达显著水平, 雅
安试验点和射洪试验点玉 /豆模式中玉米偏生产力
较玉/薯模式分别高 4.79 kg kg–1和 5.59 kg kg–1, 施
氮量提高, 氮肥偏生产力显著下降, 施氮量均值变
幅在 69.06~18.44 kg kg–1之间; 雅安试验点 2种模式
下玉米氮肥农艺效率差异不显著, 玉/豆模式略高于
第 3期 王小春等: 玉/豆和玉/薯模式下玉米氮素吸收利用差异及氮肥调控效应 525


玉/薯模式, 但施氮量对玉米氮肥农艺效率影响极显
著, 有随施氮量提高呈先增后降的变化趋势, 在玉/
豆模式下, N180 处理显著高于其他各处理, 分别较
N90、N270和 N360增加 35.93%、60.26%和 76.62%,
玉 /薯模式下在 N180~N270 处理下玉米氮肥农艺
效率较高, 射洪试验点 2种模式下玉米的氮肥农艺效
率差异达显著水平 , 玉 /豆模式较玉 /薯模式提高
1.30 kg kg–1, 施氮量对其的影响差异达极显著水平,
随施氮量增加先增后降, 2种模式下均在 N180处理
达最高值, 玉/豆模式分别较 N90、N270和 N360增
加 7.97%、35.23%和 63.11%, 玉/薯模式分别增加
45.03%、26.85%和 64.50%; 氮肥利用率在雅安试验
点 2 种模式间差异达显著水平, 在射洪试验点差异
不显著, 施氮量对氮肥利用率的影响差异均达极显
著水平, 随施氮量增加先增后减, 2 种模式均在 N180
处理较高。

表 5 种植模式和施氮量对玉米氮素利用效率及收获指数的影响(2011年)
Table 5 Effect of intercropping systems and nitrogen rate on N utilization efficiency and N harvest index in maize (2011)
雅安 Ya’an 射洪 Shehong
施肥量
Nitrogen rate
氮收获指数
N harvest index
(%)
氮肥偏生产力
NPFP
(kg kg–1)
氮肥农艺效率
NAE
(kg kg–1)
氮肥利用率
NRE
(%)
氮收获指数
N harvest index
(%)
氮肥偏生产力
NPFP
(kg kg–1)
氮肥农艺效率
NAE
(kg kg–1)
氮肥利用率
NRE
(%)
玉/豆 Maize/soybean
N0 58.18 a — — — 61.10 a — — —
N90 57.07 a 72.83 a 7.46 b 32.22 b 58.76 ab 75.86 a 12.72 ab 27.55 b
N180 54.54 b 44.23 b 11.55 a 46.68 a 58.48 ab 45.39 b 13.82 a 36.52 a
N270 53.96 b 26.38 c 4.59 c 29.10 b 57.69 b 30.00 c 8.95 b 29.40 b
N360 53.89 b 18.77 d 2.70 d 19.52 c 57.82 b 20.88 d 5.09 c 15.40 c
平均 Average 55.53 a 40.55 a 6.57 a 31.88 a 58.77 a 43.03 a 10.15 a 27.22 a
玉/薯 Maize/sweet potato
N0 58.15 a — — — 60.33 a — — —
N90 54.85 b 62.99 a 6.13 b 22.52 bc 58.61 ab 62.27 a 7.38 c 24.61 b
N180 54.17 b 36.82 b 7.83 a 35.45 a 57.27 ab 40.87 b 13.43 a 38.09 a
N270 51.39 c 25.15 c 7.31 a 30.24 ab 56.52 b 28.12 c 9.82 ab 26.89 ab
N360 51.17 c 18.11 d 3.89 c 19.48 c 56.87 b 18.49 d 4.77 d 15.15 c
平均 Average 53.95 b 35.77 b 6.29 a 26.92 b 57.92 a 37.44 b 8.85 b 26.18 a
施氮量均值 Average of nitrogen rate
N0 58.17 a — — — 60.72 a — — —
N90 55.96 b 67.91 a 6.79 b 27.37 b 58.69 ab 69.06 a 10.05 b 26.08 b
N180 54.36 b 40.53 b 9.69 a 41.07 a 57.87 b 43.13 b 13.62 a 37.30 a
N270 52.68 c 25.77 c 5.95 b 29.67 b 57.11 b 29.06 c 9.39 bc 28.14 b
N360 52.53 c 18.44 d 3.30 c 19.50 c 57.35 b 19.69 d 4.93 c 15.28 c
F值 F-value
A 3.663* 65.538** 33.806** 6.558* 4.356 91.247** 1.264 1.338
B 4.171* 39.389** 36.627** 12.989** 3.035* 34.232** 35.897** 26.224**
A×B 3.623* 7.259** 4.144* 3.685* 1.066 2.199** 5.971** 1.352
NPFP: 氮肥偏生产力; NAE: 氮肥农艺效率; NRE: 氮肥利用率; 同列数据后不同小写字母表示同主因素 5%差异显著水平。*和
**分别表示在 0.05和 0.01水平上差异显著。A: 不同种植模式; B: 施肥量; A×B: 互作。
NPFP: nitrogen partial factor productivity; NAE: nitrogen agronomic efficiency; NRE: nitrogen recovery efficiency. Labels of different
letters in every list show 5% significant difference in different vice factors treatments. * and ** denote significantly different at 0.05 and 0.01
probability levels, respectively. A: intercropping systems; B: nitrogen rate; A×B: interacion.

2.4 2种模式下施氮量对玉米氮素转运的影响
2 种模式下玉米叶片和茎鞘的氮素转运率, 在雅
安试验点差异达显著水平(表6和表7), 表现为玉/薯模
式高于玉/豆模式, 叶片和茎鞘的氮素转运率玉/薯模
式分别较玉/豆模式高 9.12%和 9.72%, 射洪试验点
两模式间的差异不显著, 但有相近的变化趋势。
526 作 物 学 报 第 40卷


表 6 种植模式和施氮量对玉米叶片和茎鞘氮素运移及籽粒贡献的影响(四川雅安, 2011年)
Table 6 Effects of intercropping systems and nitrogen rate on nitrogen transport from maize leaves, stem-sheathes to grains, and
contribution to the grains in Ya’an (2011)
叶片 Leaf 茎鞘 Steam-sheath 施肥量
Nitrogen rate 氮转运量
NT (kg hm–2)
氮转运率
NTE (%)
氮转运量
NT (kg hm–2)
氮转运率
NTE (%)
花后氮素同化量
AANAA
(kg hm–2)
氮素转运对籽粒的
贡献率
NCP (%)
玉/豆 Maize/soybean
N0 19.96 c 43.30 a 17.28 c 46.10 ab 42.56 d 49.53 c
N90 24.80 b 43.07 a 21.19 b 42.50 b 47.06 c 53.32 b
N180 30.41 ab 38.30 b 28.47 a 48.80 a 60.60 a 52.55 b
N270 32.09 a 38.75 b 29.56 a 47.27 a 55.50 b 55.48 a
N360 30.94 ab 38.90 b 23.28 b 41.43 b 51.79 bc 47.29 c
平均 Average 27.64 a 40.46 b 23.96 b 45.23 b 51.50 a 51.63 b
玉/薯 Maize/sweet potato
N0 23.76 b 52.89 a 21.89 c 51.27 a 33.12 c 55.25 b
N90 24.12 b 47.19 b 28.88 b 54.03 a 37.69 bc 54.55 b
N180 30.09 a 40.58 c 35.31 a 52.12 a 39.97 b 61.75 a
N270 30.41 a 39.52 c 34.30 a 51.59 a 49.94 a 56.77 b
N360 30.17 a 40.57 c 24.50 c 39.12 b 47.62 ab 51.88 c
平均 Average 27.71 a 44.15 a 28.98 a 49.63 a 41.67 b 56.04 a
施氮量均值 Average of nitrogen rate
N0 21.86 c 48.09 a 19.58 c 48.68 ab 37.84 d 52.39 ab
N90 24.46 b 45.13 ab 25.04 b 48.27 ab 42.38 c 53.93 ab
N180 30.25 a 39.43 b 31.89 a 50.46 a 50.28 ab 57.15 a
N270 31.25 a 39.14 b 31.93 a 49.43 a 52.72 a 56.13 a
N360 30.56 a 39.73 b 23.89 b 40.28 b 49.70 ab 49.59 b
F值 F-value
A 0.689 4.219* 3.178* 4.013* 27.475** 6.557*
B 5.627** 9.555** 17.581** 4.657** 40.354** 3.406*
A×B 1.073 0.346 1.294 1.099 12.651** 2.328
NT: 氮转运量, NTE: 氮转运率, AANAA: 花后氮素同化量, NCP: 氮素转运对籽粒的贡献率; 同列数据后不同小写字母表示同主
因素 5%差异显著水平, *和**分别表示在 0.05和 0.01水平上差异显著。A: 不同种植模式; B: 施肥量; A×B: 互作。
NT: N translocation; NTE: N transportation efficiency; AANAA: nitrogen assimilation amount after anthesis; NCP: the contribution of
nitrogen transport of grain. Labels of different letters in every list show 5% significant difference in different vice factors treatments. * and **
denote significantly different at 0.05 and 0.01 probability levels, respectively. A: intercropping systems; B: nitrogen rate; A×B: interacion.

施氮量对氮素转运的影响有随施氮量提高先增加后
降低的趋势。
雅安试验点玉/豆和玉/薯模式下施氮处理成熟期
籽粒氮素分别有47.29%~55.48%和51.88%~61.75%来
自开花前贮存在营养器官中的氮素 , 有 44.52%~
52.71%和38.25%~48.12%来自花后同化, 表明玉/豆模
式氮素积累主要依靠花后同化, 射洪试验点也有相似
的结果; 2种模式下, N0、N360处理氮素转运量和花后
籽粒氮素同化量, 以及氮素运转对籽粒的贡献均显著
低于 N180和 N270处理, 说明氮素亏缺和氮素过量都
不利于籽粒氮素积累, 2种模式下均以施氮180~270 kg
hm–2有利于提高植株氮素转运机能。
2.5 2种模式下施氮量对玉米氮素分配的影响
由图 1 和图 2 可见, 玉米成熟期各器官氮素积
累量均表现为玉/豆模式高于玉/薯模式, 玉/豆模式
下茎叶及其他各器官的分配率低于玉/薯模式, 而在
籽粒中分配高于玉/薯, 雅安和射洪试验点籽粒中分
配率玉/豆模式分别较玉/薯模式提高 3.24%和 1.61%,
使玉/薯模式下玉米氮素的收获指数低于玉/豆模式。
随施氮量的增加氮素在叶片、茎鞘中分配的比例显
著提高, 包括苞叶、雄穗和穗轴的其他各器官含氮
量均有先增后显著下降的趋势, 但总量有限, 在籽
第 3期 王小春等: 玉/豆和玉/薯模式下玉米氮素吸收利用差异及氮肥调控效应 527


表 7 种植模式和施氮量对玉米叶片和茎鞘氮素运移及籽粒贡献的影响(四川射洪, 2011年)
Table 7 Effects of intercropping systems and nitrogen rate on nitrogen transport from maize leaves, stem-sheathes to grains, and
contribution to the grains in Shehong (2011)
叶片 Leaf 茎鞘 Steam-sheath 施肥量
Nitrogen rate 氮转运量
NT (kg hm–2)
氮转运率
NTE (%)
氮转运量
NT (kg hm–2)
氮转运率
NTE (%)
花后氮素同化量
AANAA
(kg hm–2)
氮素转运对籽
粒的贡献率
NCP (%)
玉/豆 Maize/soybean
N0 17.27 c 47.23 a 20.60 c 56.70 a 46.79 c 44.78 c
N90 20.54 b 49.08 a 26.20 b 56.74 a 49.27 c 48.72 bc
N180 25.93 a 45.07 a 34.22 a 58.79 a 59.39 ab 55.21 a
N270 24.86 a 43.45 a 36.53 a 58.33 a 64.29 a 52.75 ab
N360 22.59 ab 43.07 a 34.04 a 59.46 a 55.57 b 50.48 ab
平均 Average 22.24 a 45.58 a 30.32 a 58.00 a 55.06 a 50.39 a
玉/薯 Maize/sweet potato
N0 17.60 b 55.90 a 19.01 c 60.90 ab 29.61 c 55.44 a
N90 17.92 b 48.49 ab 26.63 ab 63.98 a 32.88 c 57.31 a
N180 23.69 a 43.97 bc 30.77 a 58.82 ab 47.80 b 53.21 a
N270 20.49 ab 40.75 c 27.53 ab 56.95 b 55.25 a 46.95 b
N360 18.15 b 41.24 c 24.05 b 56.22 b 51.36 ab 45.20 b
平均 Average 19.57 b 46.07 a 25.60 b 59.37 a 43.38 b 51.62 a
施氮量均值 Average of nitrogen rate
N0 17.44 c 51.58 a 19.80 c 58.80 a 38.20 c 50.11 ab
N90 19.23 c 48.78 ab 26.41 b 60.36 a 41.07 c 53.02 a
N180 24.81 a 44.52 bc 32.50 a 58.81 a 53.59 b 54.21 a
N270 22.68 ab 42.10 c 32.03 a 57.64 a 59.77 a 49.85 ab
N360 20.37 bc 42.16 c 29.05 ab 57.84 a 53.47 b 47.84 b
F值 F-value
A 8.968* 1.049 18.723* 5.701 66.499* 1.231
B 8.387** 5.091** 14.832** 1.611 29.073** 2.296
A×B 2.954 2.549* 2.905* 1.555 2.492* 5.028**
NT: 氮转运量, NTE: 氮转运率, AANAA: 花后氮素同化量, NCP: 氮素转运对籽粒的贡献率; 同列数据后不同小写字母表示同
主因素 5%差异显著水平。*和**分别表示在 0.05和 0.01水平上差异显著。A:不同种植模式; B:施肥量; A×B:互作。
NT: N translocation; NTE: N transportation efficiency; AANAA: nitrogen assimilation amount after anthesis; NCP: the contribution of
nitrogen transport of grain. Labels of different letters in every list show 5% significant difference in different vice factors treatments. *, **
denote significantly different at 0.05 and 0.01 probability levels, respectively. A: intercropping systems; B: nitrogen rate; A×B: interacion.

粒中分配的比例随施氮量的提高而降低, 这也是高
氮处理下氮收获指数降低的原因。雅安试验点施氮
量为 180~360 kg hm–2 处理时叶片和茎鞘分配率最
高 , 差异不显著 , 在籽粒中的分配率玉 /豆模式下
90~180 kg hm–2处理显著高于其他各处理, 玉/薯模
式 90~180 kg hm–2处理范围内显著高于其他各处理;
射洪试验点施氮量为 180~270 kg hm–2 处理时叶片
和茎鞘分配率最高, 在籽粒中的分配率当施氮量为
90 kg hm–2处理时显著高于其他各处理。
3 讨论
3.1 2种套作模式下玉米氮素积累与分配差异
大量研究表明, 玉米与豆科作物间套作表现出
较强的套作优势, 而玉米与禾本科作物套作表现套
作劣势 [1,19], 本研究结果也表明, 与大豆套作的玉
米氮素吸收积累增加, 2个试验点变化趋势一致, 玉
/豆模式下玉米收获期植株中的氮素积累 2个试验点
平均增加 7.11%, 氮收获指数增加 2.00%左右, 氮素
吸收效率增加 7.83%, 成熟期籽粒中氮素的分配比
例增加 1.76%, 而叶、茎鞘中氮素的分配比例分别减
少 5.85%和 2.75%。分带轮作后, 由于不同前茬对土
壤养分影响不同, 再加上套作优势, 大豆前茬的玉
米在生长前期就表现出明显的生长优势, 到收获期
玉米植株氮素积累 2 个试验点平均增加 11.85%, 较
轮作前增加 4 个百分点, 氮收获指数增加 1.71%左
右, 氮素吸收效率增加 11.84%, 比轮作前也净增 4
528 作 物 学 报 第 40卷



图 1 玉米成熟期植株各器官氮素分配(四川雅安, 2011年)
Fig. 1 Proportion of nitrogen accumulation in leaves, stems, and grains at maturity stage in Ya’an (2011)
同组数据上不同小写字母表示同主因素 5%差异显著水平。Bars superscripted by different letters are significantly different at P<0.05.

图 2 玉米成熟期植株各器官氮素分配(四川射洪, 2011年)
Fig. 2 Proportion of nitrogen accumulation in leaves, stems, and grains at maturity stage in Shehong (2011)
同组数据上不同小写字母表示同主因素 5%差异显著水平。Bars superscripted by different letters are significantly different at P<0.05.

第 3期 王小春等: 玉/豆和玉/薯模式下玉米氮素吸收利用差异及氮肥调控效应 529


个百分点。说明玉/豆模式能够显著提高玉米的氮素
积累 , 若轮作效应叠加 , 优势更突出 , 玉米的生育
后期仍能够提供充足的养分, 保证其正常生长, 为
高产奠定基础。
3.2 2 种套作模式下玉米氮肥调控效应差异及其
影响机制
氮肥农学利用率、氮肥吸收利用率和氮肥偏生
产力是表示氮肥利用率的常用定量指标, 可从不同
的侧面描述作物对氮素或氮肥的利用效率。前人关
于不同种植模式对作物氮效率影响的研究均指出 ,
玉米与豆科作物间套作, 有利于氮效率提高[20-21]。
本研究表明, 玉米与大豆套作, 各生育阶段的氮素
积累量均显著高于与甘薯套作, 籽粒中的分配比例
也提高, 导致玉/豆模式下玉米的氮素收获指数、偏
生产力、氮肥吸收利用率、氮肥农学利用率均显著
高于玉米与甘薯套作, 且 2 种模式下氮肥调控效应
差异较大, 在玉米氮素积累关键时期玉/豆模式在低
氮处理下玉米植株氮素的积累量显著高于玉 /薯模
式相同施氮处理, 而在高氮处理下 2 种模式间差异
不大或者表现相反, 氮肥偏生产力、氮素农艺效率和
氮肥利用率也有相似的结果, 这可能是由于低施氮
处理下, 大豆固氮能力增加, 转移较多氮素给玉米,
使玉米土壤中氮含量增加, 反硝化作用减弱, 这与雍
太文等人研究结果一致[9-10], 对于大豆向玉米转移强
度与施氮量之间的数量关系还有待进一步研究。
Osaki 等[22]指出, 过量施氮导致叶片早衰及光合
能力下降, 最终可能影响正在发育籽粒的碳、氮代谢,
不利于氮肥利用率的提高。本研究表明, 施氮显著提
高玉米氮素利用效率, 超过一定范围增加施氮量反
而有所下降, 2种模式下玉米均在N360处理下氮利用
率各项指标显著降低。氮素偏生产力、氮素收获指数
随施氮量增加而降低, 而氮肥农艺效率和氮肥利用
率随施氮量的增加呈先增后降的变化趋势, 但 2种模
式的最适施氮处理表现略有不同, 2个试验点玉/豆模
式下玉米均在 180 kg hm–2施氮量下较其他处理显著
提高了氮肥农艺效率和氮肥利用率, 玉/薯模式也在
180 kg hm–2施氮量下 2 个指标值较高, 但与 270 kg
hm–2 施氮量处理差异不显著, 表明玉米与大豆套作
在适宜施氮范围内较低氮处理能显著提高氮肥利用
率, 而玉米与甘薯套作需要较高的施氮水平。
开花至成熟期是玉米氮素吸收运转分配的重要
时期。有研究表明[23-24], 籽粒中的氮一部分来自抽
雄前茎和叶中积累的氮素, 另一部分则来源于根系
直接供应。何萍等[25]指出, 过量供氮使营养体氮素
代谢过旺, 导致运往籽粒的氮素减少。因此适宜的
施氮量应充分考虑调节植株开花后氮素的吸收和转
运。本研究表明, 玉米与大豆套作, 花前氮素转移率
低于玉/薯套作, 但差异不大, 而花后氮素同化量玉/
豆模式显著高于玉/薯; 适宜施氮可以提高玉米植株
花后的氮素转运效率, 即施氮 180~ 270 kg hm–2的氮
素转运率高于其他处理。同时适宜的施氮量使玉米
花后氮素同化量也显著提高, 这说明该施氮范围可
有效调节开花前氮素转运以及开花后籽粒的氮素同
化, 有利于玉米植株全生育期内的氮素吸收分配。
4 结论
与玉米和甘薯套作相比, 玉米与大豆套作玉米
氮素积累量、氮收获指数、氮素吸收效率和成熟期
籽粒中氮素的分配比例均增加, 特别在玉米的生育
后期仍能提供充足的养分, 保证其正常生长, 奠定
高产基础。玉/豆模式下玉米在较低氮处理时就能显
著提高氮素吸收效率。但 2 种模式均以施纯氮
180~270 kg hm–2处理有利于氮素转运和花后氮素同
化量积累。
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