全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2015, 41(3): 448457 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), 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 authors): 王小春, E-mail: xchwang@sicau.edu.cn, Tel: 028-86290960; 杨文钰, E-mail: mssiyangwy@sicau.edu
Tel: 0835-2882004
第一作者联系方式: E-mail: wenxichen0812@sina.com
Received(收稿日期): 2014-07-07; Accepted(接受日期): 2014-09-30; Published online(网络出版日期): 2014-11-11.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20141111.1557.011.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2015.00448
玉米–大豆套作模式下氮肥运筹对玉米产量及干物质积累与转运的影响
文熙宸 王小春* 邓小燕 张 群 蒲 甜 刘国丹 杨文钰*
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
摘 要: 玉米-大豆套作是西南地区玉米的主要种植模式之一, 研究该模式下玉米适宜的氮肥运筹方式, 对该区玉米
生产具有重要指导意义。通过 2年田间试验, 研究了施 90、180、270和 360 kg N hm–2及底肥∶拔节肥∶穗肥=5∶0∶
5、3∶2∶5、5∶2∶3 对玉米–大豆套作模式下玉米产量及干物质积累与转运的影响。结果表明, 在相同底追比条件
下, 玉米产量及干物质积累量随施氮量增加呈先增后减的变化趋势。施 180 kg N hm–2可以显著促进玉米穗粒数、千
粒重及有效穗数的增加, 提高花前干物质转运量和花后干物质同化量, 植株干物质积累量和最大增长速率亦达到最
大; 相同施氮量条件下, 不同底追比对玉米产量及干物质积累的影响表现为: 3∶2∶5 > 5∶0∶5 > 5∶2∶3。氮肥后
移(3∶2∶5)可以促进花后干物质积累和向籽粒中转运, 增大干物质最大增长速率, 改善玉米穗部性状, 与传统施肥
方式(5∶0∶5)相比, 氮肥后移处理 2年平均产量提高了 4.11%。施氮量及底追比对产量的交互影响显著, 2010年以施
270 kg N hm–2并按 3∶2∶5底追比处理玉米产量最高, 与相同底追比条件下施 180 kg N hm–2处理差异不显著; 2011
年玉米产量以施 180 kg N hm–2按 3∶2∶5底追比处理显著高于其他处理, 达到 7803 kg hm–2。在本试验研究范围内,
施 180 kg N hm–2及底追比为 3∶2∶5的处理是获得玉米–大豆套作模式下玉米高产的最佳氮肥运筹方式。
关键词: 氮肥运筹; 产量; 干物质积累; 玉米; 玉米–大豆套作
Effects of Nitrogen Management on Yield and Dry Matter Accumulation and
Translocation of Maize in Maize–Soybean Relay-Cropping System
WEN Xi-Chen, WANG Xiao-Chun*, DENG Xiao-Yan, ZHANG Qun, PU Tian, LIU Guo-Dan, and YANG
Wen -Yu*
College of Agronomy, Sichuan Agricultural University / Key Laboratory of Crop Ecophysiology and Farming System in Southwest China, Ministry of
Agriculture, Wenjiang 611130, China
Abstract: Maize-soybean relay-cropping system is an important planting pattern in southwest China, in which the proper nitrogen
management plays a key role for improving maize production. A field experiment was conducted in two consecutive seasons
(2010–2011) with different treatments of nitrogen (N) application rates (90, 180, 270, 360 kg ha–1) and ratios of base fertilizer,
jointing fertilizer and earing fertilizer (5:0:5, 3:2:5, 5:2:3) to study the effects of nitrogen management on yield and dry matter
accumulation and translocation of maize in maize-soybean relay-cropping system. The results showed that, maize yield and dry
matter accumulation increased with increasing N application rates up to 270 kg N ha–1 under the same ratio of base fertilizer to
topdressing, and then decreased when N application rate was 360 kg N ha–1. The N application rate of 180 kg ha–1 significantly
increased kernels per ear, 1000-kernel weigh, ear number, and help increase translocation efficiency, post anthesis assimilation,
plant dry matter accumulation, and the maximum increasing rate, while the N application rate of 360 kg ha–1 had negative effect.
The effects of different ratios of base fertilizer to topdressing on maize yield and dry matter accumulation were 3:2:5>5:0:5>5:2:3,
postponed N application (B2, 3:2:5) was beneficial to improve dry matter accumulation and translocation to grain, increased the
maximum increasing rate and improved ear traits. Compared with conventional ratio of base fertilizer to topdressing (B1, 5:0:5),
B2 treatment (3:2:5) had a higher yield 0f 4.11% than B1 (5:0:5) on average of two years. The interaction between N application
第 3期 文熙宸等: 玉米–大豆套作模式下氮肥运筹对玉米产量及干物质积累与转运的影响 449


rates and ratios of base fertilizer to topdressing was significant on maize yield, N application rates of 270 kg ha–1 and the ratio of
3:2:5 reached to the highest yield in 2010 year. No significant difference between 180 and 270 kg N ha–1 with the same ratio of
base fertilizer to topdressing (3:2:5) in maize yield was found. In 2011, the yield under N application rate at180 kg ha–1 and ratio
of 3:2:5 treatment was significantly higher than that under other nitrogen management. Therefore, the most appropriate nitrogen
management is N application rate of 180 kg ha–1 and ratio of base fertilizer to topdressing 3:2:5.
Keywords: Nitrogen management; Yield; Dry matter accumulation; Maize; Maize–soybean relay-cropping
间套作在中国具有 2000多年的悠久历史, 对农
业可持续发展具有重要作用。玉米-大豆套作模式是
我国西南地区近年来迅速发展起来的一种新型旱地
种植模式。该模式集禾本科作物与豆科作物为一体,
有效地提高了土地复种指数和资源利用效率, 最终
获得套作体系作物高产或稳产, 具有明显的经济、
社会和生态效益[1-3]。西南地区是我国三大玉米主产
区之一, 玉米单产 3750~4500 kg hm–2左右[4], 较全
国平均产量低 300 kg hm–2, 年缺口 1500万吨, 如何
提高单产, 增加总产是缓解该地区玉米供需矛盾的
主要途径。前人对氮肥用量及施氮时期对单作玉米
已做了大量研究 , 发现施氮有利于提高玉米产量 ,
分次施氮尤其是增加穗肥比例可以增加玉米群体干
物质积累量, 提高最大增长速率, 有利于花后干物
质的积累及向籽粒转移[5-6]。但与单作玉米相比, 禾
豆间套作体系由于作物结构与配置差异, 玉米产量
和养分吸收利用特性发生改变。Kenneth 等 [7]在玉
米–绿豆间套作体系中发现氮素从绿豆向玉米植株
转移的现象 , 同时王小春等 [8]和雍太文等 [9]也研究
发现玉米–大豆套作体系中存在着明显的种间氮素
促进与竞争作用, 玉米各生育时期地上部生物量及
产量均表现套作高于单作, 并且套作有利于玉米植
株对氮素的吸收和向籽粒转运。玉米套作大豆后 ,
适宜施氮量和底追比与传统施肥方式相比是否有差
异, 目前还未见报道, 为此, 本文在玉米–大豆套作
模式下设计不同施氮量和底追肥比, 研究其对玉米
产量及干物质积累与分配的影响, 以期为西南地区
该模式下玉米高产高效生产提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料与试验田概况
供试玉米(Zea mays)品种为川单 418, 四川农业
大学玉米研究所提供); 大豆(Glycine max)品种为贡
选 1号, 四川省自贡市农业科学研究所提供。
四川省射洪县瞿河乡新华村(30°87′N, 105°38′E)
试验点属于亚热带温润季风气候区, 试验前已连续
分带轮作玉米-大豆3年。土壤类型为紫色土, 质地为
中壤土, 试验前耕层(0~20 cm土壤) pH 7.6, 土壤含
有机质12.65 g kg–1、速效氮44.14 mg kg–1、速效磷
26.79 mg kg–1、速效钾139.00 mg kg–1。
1.2 试验设计
于 2010—2011 年采用两因素随机区组试验设计,
玉米-大豆套作模式下玉米不同施氮量为 A因素, 底
肥∶拔节肥∶穗肥不同底肥追肥比为 B因素。 设计
A因素 4个水平, A1为 90 kg N hm–2 (尿素, 含N46%),
A2为 180 kg N hm–2, A3为 270 kg N hm–2 (传统施氮
量), A4为 360 kg N hm–2; B因素包括 3个水平, B1
为 5∶0∶5 (传统施氮方式), B2为 3∶2∶5 (氮肥后
移), B3为 5∶2∶3 (氮肥前移), 共 12个处理, 3次重
复。采用宽窄行田间配置, 每小区分别种植两带玉
米和大豆, 带长 4 m, 小区面积 16 m2。玉米密度为
52 500株 hm–2, 窄行行距 40 cm, 宽行行距 160 cm,
穴植双株, 株距 38 cm, 育苗移栽, 各处理均基施磷
肥(过磷酸钙, 含 P2O5 12%) 600 kg hm–2、钾肥(氯化
钾, 含 K2O 60%) 90 kg hm–2以及配施猪粪水 24 000
kg hm–2 (含 N 0.18%、P2O5 0.12%、K2O 0.08%)。大
豆密度为 12 000株 hm–2, 行距 40 cm, 穴留 3株, 穴
距 25 cm, 大豆基肥施尿素 60 kg hm–2、过磷酸钙 450
kg hm–2、氯化钾 60 kg hm–2, 追肥为初花期后施纯氮
27.5 kg hm–2。于 2010年 4月 10日播种玉米, 8月 3
日收获, 于 6月 15日播种大豆, 11月 7日收获。第
2年在第 1年的基础上分带轮作, 即在大豆带播种玉

图 1 玉米–大豆套作模式田间布局
Fig. 1 Arrangement plan of maize and soybean in the field
i: 玉米窄行行距(40 cm); ii: 大豆行距(40 cm);
iii: 玉米-大豆带宽(200 cm)。
i: narrow row spacing of maize; ii: row spacing of soybean;
iii: strip-width in maize-soybean relay-cropping system.
450 作 物 学 报 第 41卷

米, 玉米茬口播种大豆, 其他管理措施与大田管理
一致。
1.3 测定项目与方法
1.3.1 干物质重 分别于玉米拔节期、吐丝期、
灌浆中期、成熟期每小区连续选取长势一致的植株4
株, 按茎、叶、籽粒等器官分开, 105℃下杀青30 min,
80℃下烘干至恒重, 用百分之一电子天平称重。
1.3.2 产量及构成因素 玉米成熟期, 调查每小
区空秆数、有效穗, 从每小区选取有代表性的20个
玉米穗考察穗长、秃尖长、穗粒数及千粒重, 分小
区单收单晒测产。
1.4 相关计算
营养器官花前干物质转运量 = 开花期营养器
官干重  成熟期营养器官干重[10]
营养器官花前干物质转运率(%) = (开花期营养
器官干重  成熟期营养器官干重)/开花期营养器官
干重×100%[10]
营养器官花前干物质对籽粒的贡献率(%) = (营
养器官花前干物质转运量 /成熟期籽粒干重 )×
100%[10]
花后干物质同化量 = 成熟期籽粒干重  营养
器官花前干物质转运量[11]
收获指数 = 籽粒产量/地上部生物量[12]
1.5 数据处理
运用Microsoft Excel 2007软件计算并作图 ,
DPS7.05数据处理软件进行方差分析和显著性检验。
2 结果与分析
2.1 氮肥运筹对玉米产量及产量构成的影响
施氮量及底肥追肥比显著影响套作玉米的产量,
且两因素对产量的互作效应显著(表 1)。相同施氮量
条件下, 不同底追比处理对玉米产量两年均表现为
B2>B1>B3, 处理间差异达显著水平。2010年和 2011
年数据显示, B2处理较 B1和 B3处理分别平均增产
3.15%、8.54%和 4.79%、7.17%; 相同底追比条件下,
不同施氮量对玉米产量的影响两年变化规律一致 ,
均表现为随施氮量增加玉米产量呈先增后减的趋势,
A2 和 A3 处理玉米产量显著高于其他施氮处理。不
同施氮量和底追比两因素交互影响显著, 两年玉米
产量数据表现为, 按 B1 施肥方式, 低氮(90~180 kg
N hm–2)处理高于高氮(360 kg N hm–2)处理; 按 B2施
肥方式, 适量施氮(180~270 kg N hm–2)处理显著高
于其他施氮处理。2010年具体表现为组合间以 A3B2
处理产量最高, 与传统氮肥运筹 A3B1 (270 kg N
hm–2, 5∶0∶5)相比, 产量提高了 8.64%; 2011 年产
量结果有所改变, 以A2B2处理最大, 并与其他处理
差异达显著水平, 比 A3B1处理提高了 10.35%。

表 1 氮肥运筹对玉米产量的影响
Table 1 Effect of nitrogen management on maize yield in maize–soybean relay-intercropping system
处理
Treatment
A1 A2 A3 A4
平均
Mean
2010
B1 6632.04 b 7336.52 a 7097.30 ab 7021.65 a 7021.88 b
B2 6805.39 a 7520.69 a 7710.67 a 6965.26 b 7250.50 a
B3 6327.92 c 6991.08 b 7129.36 b 6076.00 c 6631.09 c
平均 Mean 6588.45 c 7282.76 a 7312.44 a 6687.64 b
F值 F-value A=57.12** B=64.10** A×B=6.74**
2011
B1 6983.40 a 7438.56 b 7071.86 b 6538.76 b 7008.15 b
B2 7098.60 a 7803.79 a 7528.30 a 6992.15 a 7355.71 a
B3 6598.61 b 7087.43 c 7171.99 b 6485.97 b 6836.00 c
平均 Mean 6893.54 b 7443.26 a 7257.38 ab 6672.29 c
F值 F-value A=47.98** B=62.25** A×B=2.94*
数据均为 3个重复的平均值, 同列数据后不同小写字母表示达 0.05显著水平。*在 P<0.05差异显著; **在 P<0.01差异显著。A1、
A2、A3和 A4分别为施 90、180、270和 360 kg N hm–2; B1、B2和 B3分别为底肥∶拔节肥∶穗肥= 5∶0∶5、3∶2∶5和 5∶2∶3。
Data are the averages of three replicates. Values within the same column followed by different small letters are significantly different at
P< 0.05. * Significant difference at P < 0.05; ** Significant difference at P < 0.01. Treatment A1, A2, A3, and A4 represent with treatments of
nitrogen (N) application rates 90, 180, 270, and 360 kg hm–2; B1, B2, and B3 represent with treatments of ratios of base fertilizer, jointing
fertilizer and earing fertilizer 5:0:5, 3:2:5, and 5:2:3.
第 3期 文熙宸等: 玉米-大豆套作模式下氮肥运筹对玉米产量及干物质积累与转运的影响 451


不同施氮量和底肥追肥比对玉米有效穗的影响
各处理间差异均达显著水平(表 2)。氮肥过少(90 kg
N hm–2)或过多(360 kg N hm–2)均降低了玉米有效穗
数, 氮肥过少玉米空秆率增多, 氮肥过多容易造成
苗期“烧苗”, 影响玉米生长发育, 最终降低有效穗;
相同施氮量条件下, 不同底追比处理对有效穗的影
响两年变化一致, 均表现为 B2>B1>B3, 各处理间
差异显著。不同施氮量和底追比对玉米有效穗的交
互影响显著, 低氮(90 kg N hm–2)时, 传统施肥有利
于前期玉米生长 , 减少空秆率 , 增加玉米有效穗 ;
适当的施氮量(180~270 kg N hm–2)下氮肥后移有利
于增加玉米有效穗数。

表 2 氮肥运筹对玉米产量构成及穗部性状的影响
Table 2 Effects of nitrogen management on maize yield component and ear traits in maize-soybean relay-intercropping system
2010 2011
处理
Treatment
穗长
Ear length
(cm)
秃尖长
Bald length
(cm)
有效穗
Ear numbers
(No. hm–2)
穗粒数
Kernels
per ear
千粒重
1000-kernel
weight (g)
穗长
Ear length
(cm)
秃尖长
Bald length
(cm)
有效穗
Ear number
(No. hm–2)
穗粒数
Kernels
per ear
千粒重
1000-kernel
weight (g)
A1B1 16.66 f 1.57 ab 46032.38 e 534.27 f 279.46 ab 16.98 b 1.55 a 45419.31 d 528.47 b 270.17 b
A1B2 17.08 e 1.43 c 45002.00 i 556.33 de 278.81 b 16.96 b 1.61 a 47502.39 b 534.60 b 273.05 b
A1B3 17.02 e 1.59 a 44502.38 j 535.66 f 274.04 b 16.45 b 1.60 a 45002.38 e 509.00 c 273.80 b
A2B1 17.06 e 1.45 bc 50416.69 b 577.60 bc 285.34 a 18.08 a 1.48 ab 50502.38 a 551.40 a 279.06 a
A2B2 18.46 a 1.33 cd 51669.19 a 598.60 a 290.34 a 18.40 a 1.45 ab 51502.53 a 565.73 a 288.58 a
A2B3 18.19 b 1.43 c 45418.94 g 542.20 ef 278.18 b 17.05 b 1.56 a 46920.88 c 522.13 ab 281.45 ab
A3B1 18.43 a 1.23 de 45668.94 f 561.33 cde 286.94 a 17.97 a 1.50 a 47085.69 c 530.73 b 287.29 a
A3B2 18.31 ab 1.35 cd 49368.81 c 589.87 ab 289.26 a 18.04 a 1.43 b 49837.56 ab 535.87 b 286.42 a
A3B3 18.08 bc 1.33 cd 49579.14 c 558.23 cde 283.66 a 17.92 a 1.41 b 48585.56 ab 533.07 b 283.46 a
A4B1 17.90 c 1.14 e 45252.31 h 554.00 def 277.68 b 16.52 b 1.21 c 45585.44 d 527.27 b 282.05 a
A4B2 17.25 de 1.33 cd 45068.65 i 568.40 cd 287.08 a 16.84 b 1.43 b 47752.44 b 537.13 ab 280.22 ab
A4B3 17.41 d 1.33 cd 46085.69 e 534.93 f 277.91 b 16.75 b 1.37 c 46254.19 d 525.73 ab 280.36 ab

A1-avg. 16.92 d 1.53 a 45178.92 d 542.09 b 277.44 b 16.79 b 1.59 b 45974.69 b 524.02 b 272.34 c
A2-avg. 17.90 b 1.40 b 49168.28 a 572.80 a 284.62 a 17.85 a 1.50 bc 49641.93 a 546.42 a 283.03 ab
A3-avg. 18.27 a 1.30 c 48205.63 b 569.81 a 286.62 a 17.97 a 1.45 cd 48502.94 ab 533.22 a 285.72 a
A4-avg. 17.52 c 1.27 c 45468.88 c 552.44 b 280.89 ab 16.70 b 1.34 d 46530.69 b 530.04 a 280.87 b

B1-avg. 17.52 a 1.35 a 46842.58 b 556.80 b 282.35 a 17.39 ab 1.43 a 47148.20 b 534.47 a 279.64 a
B2-avg. 17.78 a 1.36 a 47777.16 a 578.30 a 286.37 a 17.56 a 1.48 a 49148.73 a 543.33 a 282.07 a
B3-avg. 17.68 a 1.42 a 46396.54 c 542.76 c 278.45 a 17.04 b 1.49 a 46690.75 b 522.48 b 279.77 a
F值 F-value
A 21.89** 27.29** 9.43** 11.99** 2.46 19.37** 10.24** 10.83** 4.53* 11.23**
B 1.53 2.01 7.53** 23.77** 3.11 3.94* 1.06 8.45** 7.38** 0.83
A×B 4.99** 4.75** 3.89** 1.41 0.33 1.62 1.68 1.60 1.57 0.96
数据均为 3个重复的平均值, 同列数据后不同小写字母表示达 0.05显著水平。*在 P<0.05差异显著; **在 P<0.01差异显著。缩写
同表 1。
Data are the averages of three replicates. Values within the same column followed by different small letters are significantly different at
P<0.05. * Significant difference at P < 0.05; ** Significant difference at P < 0.01. Abbreviations are the same as those given in Table 1.

产量各构成因素中, 穗粒数受施氮量和底追比
的影响最大。不同底肥追肥比处理下, 两年试验的
处理间差异均极显著, 表现为B2>B1>B3; 穗粒数随
施氮量增加而先增后减, 以A2处理最大, 各处理间
差异未达显著水平。施氮量和底追比二因素对穗粒
数的交互影响不显著 , 两年均以A2B2处理下玉米
穗粒数最多 , 2010年和2011年分别为598.60粒和
565.73粒。
452 作 物 学 报 第 41卷

两年的千粒重在90~270 kg N hm–2施氮范围内
均随施氮量的增加而显著增加, 但氮肥过量(360 kg
N hm–2)会导致千粒重下降; 各处理千粒重变化受底
追比影响较小, 具体表现为B2处理下千粒重高于其
他施氮方式。施氮量和底追比两因素对千粒重的交
互影响不显著, 2010年和2011年均以A2B2处理下
千粒重最大。
相同底追比条件下, 施氮能显著降低玉米秃尖
长, 玉米穗长随施氮量的增加而增加, 氮肥过少(90
kg N hm–2)或过多(360 kg N hm–2)均降低玉米穗长,
适量施氮(180~270 kg N hm–2)有利于提高玉米穗长;
相同施氮量条件下, 底肥追肥比对玉米秃尖长和穗
长影响不大, 氮肥前移有利于增加玉米穗长, 缩短
秃尖长。2010年施氮量和底追比两因素对穗长的交
互影响极显著, 低氮(90~180 kg N hm–2)水平下, 按
B2施氮方式玉米穗长显著高于其他处理 ; 高氮
(270~360 kg N hm–2)水平下, 按B1施氮方式有利于
提高玉米穗长, 组合间以A2B2处理下穗长最长。
2.2 氮肥运筹对玉米干物质积累与转运的影响
2.2.1 对单株玉米干物质积累的影响 从表 3 可
知, 玉米各生育时期的干物质积累在施氮量处理间
表现一致, 均随施氮量的增加呈先增后减的变化趋

表 3 氮肥运筹对玉米单株干物质积累量的影响
Table 3 Effects of nitrogen management on maize dry matter accumulation per plant in maize-soybean relay-intercropping system
(g plant–1)
2010 2011
处理
Treatment 拔节期
Jointing stage
吐丝期
Silking stage
灌浆中期
Mid-filling stage
成熟期
Mature stage
拔节期
Jointing stage
吐丝期
Silking stage
灌浆中期
Mid-filling stage
成熟期
Mature stage
A1B1 8.55 cde 123.30 f 200.33 b 291.42 g 11.62 ef 125.89 g 203.26 cd 294.88 fg
A1B2 8.26 def 127.27 def 201.04 b 300.27 e 11.33 f 130.44 ef 203.18 cd 305.13 de
A1B3 8.73 cde 130.30 cde 200.16 b 265.58 j 11.62 ef 133.38 de 204.94 c 270.46 i
A2B1 10.24 a 136.40 bc 218.18 a 321.95 b 13.69 a 139.40 b 220.55 ab 325.00 b
A2B2 9.55 abc 140.38 ab 218.56 a 330.80 a 12.53 cd 144.36 a 219.61 ab 335.91 a
A2B3 10.02 ab 143.40 a 217.68 a 296.11 f 13.20 ab 146.18 a 221.74 a 301.67 ef
A3B1 9.78 ab 127.46 def 217.19 a 310.45 c 13.12 abc 130.97 ef 217.89 b 312.87 cd
A3B2 9.04 bcd 131.43 cd 217.57 a 319.30 b 12.23 de 134.95 cd 219.03 ab 322.80 b
A3B3 9.51 abc 134.46 bc 216.69 a 284.61 h 12.57 bcd 137.33 bc 220.91 a 288.98 gh
A4B1 7.95 efg 124.63 ef 198.72 b 304.50 d 11.32 f 127.81 fg 202.16 cd 308.84 de
A4B2 6.99 g 127.60 def 199.10 b 313.35 c 10.07 g 130.73 ef 203.47 cd 317.87 bc
A4B3 7.46 fg 131.63 cd 198.22 b 278.66 i 10.29 g 135.85 bcd 200.62 d 284.00 h

A1-avg. 8.51 b 126.96 c 200.51 b 285.76 d 11.52 c 129.91 c 203.79 b 290.15 c
A2-avg. 9.93 a 140.06 a 218.14 a 316.29 a 13.14 a 143.31 a 220.64 a 320.86 a
A3-avg. 9.44 a 131.12 b 217.15 a 304.79 b 12.64 b 134.41 b 219.28 a 308.22 b
A4-avg. 7.47 c 127.96 bc 198.68 b 298.84 c 10.56 d 131.46 c 202.09 c 303.57 b

B1-avg. 9.13 a 127.95 c 208.61 a 307.08 b 12.44 a 131.02 c 210.97 a 310.40 b
B2-avg. 8.46 b 131.67 b 209.07 a 315.93 a 11.54 c 135.12 b 211.32 a 320.43 a
B3-avg. 8.93 ab 134.95 a 208.19 a 281.24 c 11.92 b 138.18 a 212.05 a 286.28 c
F值 F-value
A 29.78** 23.21** 192.24** 439.84** 86.10** 189.44** 297.50** 56.87**
B 3.97* 10.69** 0.45 1180.15** 17.44** 91.00** 1.26 145.30**
A×B 0.22 0.02 0.01 0.01 1.45 0.32 1.79 0.02
数据均为 3个重复的平均值, 同列数据后不同小写字母表示达 0.05显著水平。*在 P<0.05差异显著; **在 P<0.01差异显著。缩写
同表 1。
Data are the averages of three replicates. Values within the same column followed by different small letters are significantly different at
P<0.05. * Significant difference at P < 0.05; ** Significant difference at P < 0.01. Abbreviations are the same as those given in Table 1.
第 3期 文熙宸等: 玉米-大豆套作模式下氮肥运筹对玉米产量及干物质积累与转运的影响 453


势, A2 处理下最大。成熟期, 两年施氮量处理间玉
米干物质积累量差异显著, 均以 A2处理最高, 并显
著高于 A3处理, 2010年和 2011年 A2处理比 A3处
理分别高 3.77%和 4.10%。底追比处理对玉米各生育
时期干物质积累的影响不一致, 吐丝前以氮肥前移
(B3)干物质积累量较高 , 花后氮肥后移处理(B2)干
物质积累显著高于其他处理 , 表现为 B2>B1>B3,
两年变化规律一样, 其中成熟期, 两年平均值 B2处
理分别显著高于 B1、B3处理 3.00%和 11.18%。2010
年和 2011 年, 传统施氮方式(B1)有利于玉米拔节期
干物质积累, 两年均以 A2B1 处理下玉米拔节期干
物质显著高于其他处理; 氮肥后移有利于提高花后
干物质积累量, 成熟期以A2B2处理最高, 且显著高
于其他处理。
2.2.2 对群体干物质积累 Logistic方程的影响
回归分析表明, 不同氮肥处理的玉米群体干物
质积累量(Y)随栽后天数(x)的增长过程可较好地拟
合为 Logistic方程 Y = K/(1+aebx), 决定系数 R2均在
0.99 以上, 并可根据该方程求得其最大增长速率、
平均增长速率及最大增长速率出现的时间。由表 4
可见, 不同施氮量处理最大生长速率出现的天数差
异不大, 均在 83 d左右, 但A1B3处理由于施氮过少
及氮肥前移, 相对于其他施氮处理提早了 5~6 d。不
同施氮量处理间的差异主要体现在玉米群体干物质
重, 最大增长速率以及平均增长速率。玉米群体干
物质积累量、最大增长速率以及平均增长速率均随
施氮量的增加呈先增后减的变化趋势, 均在 A2 处
理达到最大。A2处理与传统施氮量 A3处理相比, 成
熟期群体干物质积累量增加了 3.91%, 最大增长率
提高了 2.77%。相同施氮量条件下, 氮肥前移(B3)
导致群体干物质最大增长速率出现时间过早, 最大
增长速率下降, 成熟期群体干物质积累量降低, 氮
肥后移(B2)比其他底追比处理玉米群体干物质积累
量、最大增长速率及平均增长速率都高。B2处理与
B1、B3处理相比, 玉米群体干物质积累量分别增加
了 2.75%和 18.49%, 最大增长速率分别增加了 5.48
kg hm–2 d–1 和 40.88 kg hm–2 d–1, 平均增长率分别高
出 4.90 kg hm–2 d–1和 28.63 kg hm–2 d–1。说明氮肥后
移能促进玉米群体干物质的积累以及提高最大增长
速率, 延长玉米干物质积累的快增期, 从而积累更
多的光合产物。
2.2.3   对营养器官(茎鞘+叶片)干物质向籽粒转运
的影响       表5表明, 在相同底追比条件下, 不同施
氮量处理间干物质转移量差异显著 , 低氮(90~180
kg N hm–2)处理下转移量显著高于其他施氮处理 ,
2011年施氮180 kg N hm–2获得最高转移量 , 达
937.30 kg hm–2, 比施氮270 kg N hm–2处理高12.29%。
不同底肥比对干物质转移量影响不显著, 两年变化
趋势一致, 均表现为B3>B2>B1, 两年平均值B3分别
较B1、B2处理高15.46%和11.46%。2010年和2011 

表 4 各氮肥运筹下群体干物质积累的 Logistic方程和部分参数(2010年)
Table 4 Logistic equation and some parameters of maize dry matter accumulation under different nitrogen managements in 2010
处理
Treatment
回归方程
Regression equation
R2
成熟期干物质积累量
Dry matter accumulation
of mature stage
(kg hm–2)
最大增长速率
The maximum
increasing rate
(kg hm–2 d–1)
平均增长速率
Average increasing
rate
(kg hm–2 d–1)
最大增长速率
出现的时间
Days to MIR
(d)
A1B1 Y=15737.77/(1+633.99e0.077x) 0.996 15334.46 302.95 170.38 83.80
A1B2 Y=16244.22/(1+613.11e0.076x) 0.997 15596.96 308.64 173.30 84.50
A1B3 Y=12935.88/(1+559.34e0.080x) 0.992 13533.66 259.04 150.37 79.00
A2B1 Y=17332.78/(1+603.85e0.076x) 0.998 16800.00 329.32 186.67 84.30
A2B2 Y=18071.79/(1+586.14e0.075x) 0.996 17313.19 338.85 192.37 85.00
A2B3 Y=15167.32/(1+689.31e–0.079x) 0.998 14565.08 299.55 161.83 82.70
A3B1 Y=16692.98/(1+732.25e0.078x) 0.999 16201.50 325.51 180.02 84.60
A3B2 Y=17243.83/(1+657.57e0.077x) 0.997 16696.31 331.94 185.51 84.30
A3B3 Y=14263.69/(1+613.73e0.080x) 0.999 13948.20 284.20 154.98 80.50
A4B1 Y=16785.87/(1+661.26e0.076x) 0.997 15940.31 318.93 177.11 85.40
A4B2 Y=17489.80/(1+547.68e0.073x) 0.995 16435.13 319.19 182.61 86.40
A4B3 Y=13920.18/(1+836.06e0.084x) 0.997 13687.01 292.32 152.08 80.10
R2: 决定系数; MIR: 最大增长速率。缩写同表 1。
R2: the coefficient of determination; MIR: the maximum increasing rate. Abbreviations are the same as those given in Table 1.
454 作 物 学 报 第 41卷

表 5 氮肥运筹对营养器官(茎/鞘+叶片)干物质向籽粒转运的影响
Table 5 Effect of nitrogen management on dry matter (stem/sheath+ leaf) translocation from vegetative organ to grain of maize
指标 Index 处理 Treatment A1 A2 A3 A4 平均 Mean
2010
B1 996.98 ab 958.65 b 817.95 b 686.70 b 865.07 b
B2 964.43 b 925.05 b 918.75 a 757.58 a 891.45 a
B3 1084.13 a 1114.58 a 837.90 b 726.60 a 940.80 a
平均 Mean 1015.18 a 999.43 a 858.20 ab 723.63 b
转移量
Translocation amount
(kg hm–2)
F值 F-value A=13.71* B=1.45 A×B =0.21
B1 20.06 a 17.33 b 14.28 b 13.33 b 16.25 b
B2 18.25 b 15.52 c 16.01 a 13.87 b 15.91 b
B3 21.12 a 20.04 a 15.70 a 16.49 a 18.34 a
平均 Mean 19.81 a 17.63 ab 15.33 bc 14.56 c
转运率
Transportation efficiency
(%)
F值 F-value A=12.44** B=5.08 A×B =0.24
B1 13.03 a 12.14 ab 10.12 b 8.60 b 10.97 a
B2 12.10 a 11.05 a 11.03 a 9.61 b 10.95 a
B3 14.02 a 13.89 a 10.08 b 9.01 b 11.75 a
平均 Mean 13.05 a 12.36 a 10.41 ab 9.07 b
贡献率
Contribution rate (%)
F值 F-value A=11.61** B=0.92 A×B =0.31
B1 6657.53 b 6947.85 ab 7281.23 b 7302.23 a 7047.21 b
B2 6993.00 a 7460.78 a 7425.08 a 7131.60 b 7252.61 a
B3 6649.13 b 6896.93 b 7511.18 a 7368.90 a 7106.53 ab
平均 Mean 6766.55 c 7101.85 b 7405.83 a 7267.58 ab
花后干物质同化量
Post anthesis accumulation
(kg hm–2)
F值 F-value A=8.57** B=1.68 A×B =1.50
B1 0.50 b 0.50 b 0.50 b 0.47 b 0.49 b
B2 0.55 a 0.56 a 0.55 a 0.52 a 0.55 a
B3 0.48 c 0.50 b 0.51 b 0.48 b 0.49 b
平均 Mean 0.51 b 0.52 a 0.52 a 0.49 c
收获指数
Harvest index
F值 F-value A=28.30** B=158.13** A×B=3.44*
2011
B1 831.08 b 769.65 c 826.35 a 669.90 b 831.08 b
B2 868.35 b 923.48 b 852.60 a 810.59 a 868.35 b
B3 1020.60 a 1118.78 a 825.30 a 716.10 b 1020.60 a
平均 Mean 906.68 ab 937.30 a 834.75 bc 732.20 c
转移量
Translocation amount
(kg hm–2)
F值 F-value A=3.06* B=2.66 A×B =0.63
B1 16.99 b 14.15 ab 14.37 a 12.88 c 14.60 b
B2 16.40 b 15.32 b 14.75 a 14.79 b 15.31 ab
B3 20.02 a 19.98 a 15.35 a 16.25 a 17.90 a
平均 Mean 17.80 a 16.48 ab 14.83 b 14.64 b
转移率
Transportation efficiency
(%)
F值 F-value A=4.66 B=8.38* A×B =0.39
B1 10.76 b 9.65 c 10.32 a 8.46 b 9.80 a
B2 11.03 b 11.07 b 10.12 a 10.16 a 10.60 a
B3 13.33 a 14.10 a 9.98 a 8.94 b 11.59 a
平均 Mean 11.71 a 11.61 a 10.14 bc 9.19 c
贡献率
Contribution rate (%)
F值 F-value A=7.69* B=2.03 A×B =0.78
第 3期 文熙宸等: 玉米-大豆套作模式下氮肥运筹对玉米产量及干物质积累与转运的影响 455


(续表 5)
指标 Index 处理 Treatment A1 A2 A3 A4 平均 Mean
B1 6888.53 a 7207.20 ab 7196.70 b 7252.88 a 7136.33 ab
B2 7011.38 a 7408.80 a 7574.70 a 7167.31 a 7290.55 a
B3 6632.33 b 6813.45 c 7469.70 a 7315.88 a 7057.84 b
平均 Mean 6844.08 c 7143.15 b 7413.70 a 7245.35 ab
花后干物质同化量
Post anthesis assimilate to
accumulation (kg hm–2)
F值 F-value A=8.61** B=2.81 A×B =1.95
B1 0.50 b 0.49 b 0.49 b 0.47 b 0.49 b
B2 0.54 a 0.55 a 0.54 a 0.50 a 0.53 a
B3 0.50 b 0.50 b 0.48 b 0.48 b 0.49 b
平均 Mean 0.51 a 0.51 a 0.50 a 0.48 b
收获指数
Harvest index
F值 F-value A=17.85** B=73.19 A×B =0.31
数据均为 3个重复的平均值, 同列数据后不同小写字母表示达 0.05显著水平。*在 P<0.05差异显著; **在 P<0.01差异显著。缩写
同表 1。
Data are the averages of three replicates. Values within the same column followed by different small letters are significantly different at
P<0.05. * Significant difference at P < 0.05; ** Significant difference at P < 0.01. Abbreviations are the same as those given in Table 1.

年均以A2B3处理下玉米干物质转移量最大, 分别比
A3B1处理高36.27%和35.39%。
玉米营养器官干物质转移率随施氮量增加逐渐
降低 , 两年变化趋势一致 , 各施氮处理均表现为
A1>A2>A3>A4, 其中A1与A2之间, A3与A4之间差
异不显著。相同施氮量条件下, 不同底追比对干物
质转移率影响不显著, 两年均在B3处理下转移率最
高, 2011年表现为B3>B2>B1, B3与B2之间差异不显
著。2010年和2011年均以A1B3处理下玉米干物质转
移率最高, 分别比A3B1处理高47.90%和39.32%。不
同施氮量及底追比对干物质转移量向籽粒贡献率的
影响与转移率变化趋势一致, 两年均在A1B3处理下
贡献率最大, 分别达到13.05%和11.71%。
相同底追比条件下, 花后干物质同化量随施氮
量增加而先增后减, A3处理下花后干物质同化量最
大, 并显著高于其他施氮处理, 两年变化规律一致,
表现为A3>A4>A2>A1; 相同施氮量条件下, 氮肥前
移可以显著提高玉米花后干物质同化量, 底追比为
B2时, 施氮90~180 kg N hm–2可以显著促进花后干
物质同化量。2010年在A2B2处理下花后干物质同化
量最大, 比A3B1处理高2.47%; 2011年在A3B2处理
下最大, 比A3B1处理高5.25%。
收获指数是表示生物产量转化为经济产量的效
率。从表 5可以看出, 不同施氮量及底追比对收获指
数的影响均显著, 随施氮量的增加, 玉米收获指数先
增加后降低, A2处理下最高; 相同施氮量条件下, B2
处理的收获指数显著高于 B1和 B3处理。2010年和
2011年均以 A2B2处理收获指数最高, 分别达到 0.56
和 0.55。施氮 180 kg hm–2, 按 3∶2∶5底追比施肥,
有利于促进玉米花前干物质向籽粒转运, 亦提高了
花后干物质同化量, 使得花前干物质转运量、转运率
及花后干物质同化量对籽粒的贡献率协同提高。
3 讨论
3.1 施氮量和底肥追肥比例对玉米产量的影响
有研究指出, 适量施氮有利于促进玉米穗粒数
和千粒重的增加, 提高产量 [13], 但氮肥施用过多玉
米产量反而下降[14-15], 与本文研究结果一致。相同
施氮量条件下, 十二叶展到吐丝期追肥有利于提高
玉米穗粒数和千粒重, 以底追比 1∶2 (底肥∶十二
肥叶=1∶2)较为适宜[16]。本研究结果表明, 在氮肥
供试范围内 , 玉米产量随施氮量增加而先增后减 ,
施氮 180 kg hm–2时玉米产量显著高于低氮(90 kg N
hm–2)和高氮(360 kg N hm–2)处理, 两年平均产量均
达到 7000 kg hm–2以上; 分次施氮尤其是氮肥后移
(底肥∶拔节肥∶穗肥=3∶2∶5)更有利于玉米增产。
玉米-大豆套作体系中, 由于大豆自身可以通过根瘤
固氮 , 提高土壤含氮量 , 减少周年氮肥施用量 , 同
时存在氮素从豆科作物向玉米植株发生转移的现象,
改变了玉米吸氮特性, 表现出套作优势[3,17]。与四川
玉米传统施氮 270 kg hm–2, 按 5∶0∶5施肥方式相
比, 套作玉米施氮 180 kg hm–2, 按 3∶2∶5施肥方
式更加有利于改善玉米穗部性状 , 增加玉米穗长 ,
缩短秃尖长 , 同时提高穗粒数和千粒重 , 2010 和
2011年产量分别提高了 423.39 kg hm–2和 731.93 kg
hm–2。
456 作 物 学 报 第 41卷

3.2 施氮量和底肥追肥比例对玉米干物质积累
与转运的影响
作物花后干物质积累与产量呈显著正相关[18-19],
产量依赖于花后干物质积累量。朱新开等[20]研究认
为 , 小麦氮肥后移 , 有利于增强花后干物质合成 ,
提高营养器官向籽粒干物质转移效率, 提高籽粒产
量, 这与本文研究结果一致。本文研究发现传统施
氮方式(5∶0∶5)下干物质最大增长速率开始和结束
的时间较早, 平均增长速率低于氮肥后移(3∶2∶5)
处理, 花前干物质积累较多, 但是花后干物质增长
缓慢, 成熟期籽粒干物质分配比例较低, 营养器官
干物质向籽粒转移效率最低, 氮肥后移有利于花后
干物质的积累, 与B1、B3处理相比, 群体干物质最
大增长速率持续时间长, 平均增长速率较高。这可
能是因为该试验点在试验开展前已连续分带轮作种
植玉米-大豆3年 , 大豆是养地作物 , 可以通过根瘤
固氮提高土壤含氮量, 使得玉米生育前期有一部分
氮素供给 , 氮肥后移使得前期氮肥保持合理水平 ,
同时也保证了灌浆期氮肥供给, 提高花后干物质积
累量。另一方面, 随施氮量的增加, 玉米干物质积累
量、干物质积累增长速率、花后干物质同化量及收
获指数呈先增后减的变化趋势, 这与吴亚男等[21]和
张恒山等[22]研究结果一致。本研究表明, 施氮180 kg
hm–2较施氮270 kg hm–2更加有利于花前营养器官干
物质向籽粒转运和贡献, 提高玉米干物质积累量, 这
可能是因为套作体系中发生氮素从豆科作物向玉米
转移现象以及种间促进作用, 达到氮肥高效利用。
4 结论
在本研究条件下, 施 180 kg N hm–2, 按氮肥后
移(底肥∶拔节肥∶穗肥肥=3∶2∶5)施肥方式, 有
利于玉米穗粒数和千粒重的增加 , 改善穗部性状 ,
提高群体干物质最大增长速率和花后干物质同化量,
促进花后干物质向籽粒转运, 提高籽粒产量。在本
试验研究范围内, 施氮量为 180 kg hm–2及底追比为
3:2:5 的处理是获得玉米–大豆套作模式下玉米高产
的最佳氮肥运筹方式。
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