全 文 ：中国生态农业学报 2014年 4月 第 22卷 第 4期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Apr. 2014, 22(4): 414−421


* 国家自然科学基金重点项目(U1033004)资助
** 通讯作者: 黄国勤, 研究方向为耕作制度与农业生态。E-mail: hgqjxnc@sina.com
张向前, 主要从事作物生理生态方面的研究。E-mail: xiangqian111@163.com
收稿日期: 2013−10−22 接受日期: 2014−02−27
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2014.31037
间作条件下秸秆覆盖对玉米叶片光合特性和产量的影响*
张向前1 黄国勤2** 赵其国3
(1. 安徽省农业科学院作物研究所 合肥 230031; 2. 江西农业大学生态科学研究中心 南昌 330045;
3. 中国科学院南京土壤研究所 南京 210008)
摘 要 为明确间作和秸秆覆盖结合在作物增产方面的效应, 采用双因素大田试验, 通过设置 2 种种植模式[玉米
单作(M)、玉米大豆间作(I)]和 4种秸秆覆盖水平[0(S0)、4 000 kg·hm−2(S1)、8 000 kg·hm−2(S2)和 12 000 kg·hm−2(S3)],
研究秸秆覆盖和间作对玉米叶片生理特性和产量的影响。结果表明, 覆盖和间作有利于增加玉米叶片长、宽
和单株绿叶面积, 其中覆盖处理 S2和 S3与不覆盖处理 S0的差异显著, 且覆盖的效果大于间作。玉米叶片含
水量基本不受间作影响, 但受覆盖的显著影响。间作和覆盖可增加叶片含氮量, 在单作下, S3 比 S0 的叶片含
氮量在灌浆期和成熟期分别增加 25.6%和 56.6%, 在间作下分别增加 30.0%和 42.9%, 且 S3和 S0间差异显著。
覆盖和间作皆可增加叶片叶绿素含量, 且覆盖的效果大于间作, 但随覆盖水平提高覆盖的效果降低。覆盖和间
作皆有利于改善玉米穗位叶的光合特性, 在 S0 下, 间作的光合速率、气孔导度和蒸腾速率在灌浆期和成熟期
分别比单作增加 13.1%、42.3%、39.3%和 46.8%、31.2%、24.5%, 而胞间 CO2浓度分别下降 20.8%和 18.4%, 且
S0下单作、间作差异显著。玉米产量亦明显受到覆盖和间作的影响, 且受覆盖的影响更为明显。研究得出, 秸
秆覆盖和间作在改善玉米叶片性状及生理特性和产量方面发挥着重要作用, 但覆盖的效果会随覆盖水平的提
高而降低, 且间作的效果小于秸秆覆盖。
关键词 玉米/大豆间作 秸秆覆盖 玉米 叶片性状 叶片生理特性 产量
中图分类号: S52 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2014)04-0414-08
Effects of straw mulching on photosynthetic characteristics and
yield of intercropped maize
ZHANG Xiangqian1, HUANG Guoqin2, ZHAO Qiguo3
(1. Institute of Crop Research, Anhui Academy of Agricultural Sciences, Hefei 230031, China; 2. Centre for Ecological Sciences
Research, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China; 3. Institute of Soil Sciences, Chinese Academy of Sciences,
Nanjing 210008, China)
Abstract To deeply understand the effects of combined intercropping and straw mulching practices on crop yield improvement, a
2-factor filed experiment was carried out at the Red Soil Experimental Station of Jiangxi Agricultural University in Nanchang City,
Jiangxi Province, China. The experimental design consisted of eight treatments (i.e., 2 × 4) with two planting patterns [maize
monoculture (M), maize/soybean intercropping (I)] and four straw mulch levels [0 (S0), 4 000 kg·hm−2 (S1), 8 000 kg·hm−2 (S2) and
12 000 kg·hm−2 (S3)]. The study mainly investigated maize leaf traits, leaf physiological characteristics, photosynthetic charac-
teristics and yield to learn the effects of different straw mulching levels and intercropping patterns on various maize traits. The results
showed that mulching and intercropping increased maize leaf length, leaf width and green leaf area per plant. The difference between
mulching treatments (S2 and S3 treatments) and non-mulching treatment (S0) was significant at P < 0.05. Moreover, the effects of
straw mulching on the studied maize traits were more significant than those of intercropping. While maize leaf water content was
little influenced by intercropping, it was significantly influenced by straw mulching. Intercropping and mulching increased leaf
nitrogen content. Compared with S0 treatment, S3 treatment increased leaf nitrogen content by 25.6% and 56.6% under M treatment,
and 30.0% and 42.9% under I treatment respectively at grain filling and maturity stages. The difference between S3 and S0
第 4期 张向前等: 间作条件下秸秆覆盖对玉米叶片光合特性和产量的影响 415


treatments was significant. Mulching and intercropping increased chlorophyll content in maize leaves and the effects of straw
mulching were greater than those of intercropping. However, the effects of mulching decreased with increasing levels of straw
mulching. Both mulching and intercropping enhanced photosynthetic characteristics of maize ear leaf. Compared with M treatment, I
treatment respectively increased photosynthetic rate, stomatal conductance and transpiration rate by 13.1%, 42.3% and 39.3% at grain
filling stage and 46.8%, 31.2% and 24.5% at maturity stage under S0 treatment. Concurrently, intercropping respectively reduced
intercellular CO2 concentration by 20.8% and 18.4% at grain filling and maturity stages of maize. The difference between monoculture
and intercropping under S0 treatment was significant at P < 0.05. While maize yield was obviously influenced by both mulching and
intercropping, the effect of straw mulching was greater than that of intercropping. The findings demonstrated that straw mulching and
intercropping were critical for improving maize leaf traits, physiological characteristics and yield. However, the effect of straw mulching
decreased with increasing levels of straw mulching, and the effect of intercropping was less obvious than that of straw mulching.
Keywords Maize/soybean intercropping; Straw mulching; Maize; Leaf traits; Leaf physiological characteristics; Yield
(Received Oct. 22, 2013; accepted Feb. 27, 2014)
叶片是植物进行光合作用, 制造养料, 进行气
体交换和水分蒸腾的重要器官。作物籽粒干物质含
量主要来自叶片光合作用同化产物, 水稻一生中积
累的干物质 90%以上来自光合产物, 其中 90%以上
又是依靠叶片的光合作用生产的[1]。王成雨等[2]研究
指出冬小麦下部叶片叶面积指数与群体净光合速率
和产量呈极显著正相关关系。众所周知, 适当增加
作物叶面积, 改善叶片光合特性及延长叶片功能期
对改善作物生长发育状况, 提高作物经济产量和生
物产量具有重要作用。间作作为农业生产实践中一
项增产措施 , 在我国粮食生产中发挥着重要作用。
合理间作不仅可以充分利用光、温、水等养分资源,
还可以有效防治病虫害, 降低农业生产中对化肥农
药的依赖, 进而在降低生产成本和减轻环境污染的
基础上实现作物的稳产高产, 达到经济效益和生态
效益的协调统一[3−7]。秸秆覆盖可以改善土壤水、肥、
气、热等效应, 其经济效益、生态效益和社会效益
都比较高, 被认为是中国北方旱作农业持续稳定发
展的有效措施和途径之一[8]。在以往的研究中往往
对间作和秸秆覆盖两项农艺措施进行单独研究, 而
在实际农业生产中若能将两种农艺措施有效结合起
来将对改善我国农业生产环境、提高粮食总产具有
重要的意义。由于叶片性状和生理特性与作物产量
密切相关, 本文特研究了间作下不同秸秆覆盖水平
对玉米叶片长宽、单株绿叶面积、叶片含水量、叶
片含氮量、叶绿素含量、叶片光合特性及产量的影
响, 旨在探讨我国常用农业措施秸秆覆盖和间作对
作物叶片性状及生理特性和产量的影响, 为进一步
完善我国秸秆覆盖和间作优势效应理论提供一定的
帮助, 并为我国农业生产中将间作和秸秆覆盖两项
农艺技术的有效结合提供一定的技术和理论支持。
1 材料与方法
1.1 试验设计
试验在江西农业大学附近红壤旱地试验站进
行。该试验站位于东经 115°36′, 北纬 28°46′, 海拔
22.0 m。试验区地势平坦, 光热资源充足, 年均气温
约 17.7 , ℃ 日均≥10 ℃活动积温达 5 640.0 , ℃ 持
续天数约为 245~265 d, 年平均日照时数为 1 820.4 h,
无霜期 255~280 d, 多年平均降水量 1 624.0 mm。成
土母质为第四纪红色黏土, 肥力均匀, 排灌方便, 耕
层土壤有机质含量 15.7 g·kg−1, 碱解氮 64.6 mg·kg−1,
速效磷 15.9 mg·kg−1, 速效钾 135.4 mg·kg−1, pH 6.0。
试验采用随机区组设计, 4×2双因素试验(4种秸
秆覆盖水平和 2 种种植模式), 3 次重复, 共 24 个小
区, 小区面积为 5.5 m×6 m(33 m2)。4种秸秆覆盖水
平分别为 S0(0)、S1(4 000 kg·hm−2)、S2(8 000 kg·hm−2)
和 S3(12 000 kg·hm−2), 覆盖秸秆为自然风干(风干 1
个月)的水稻秸秆。2 种种植模式分别为玉米单作
(monoculture, 用 M 表示)和玉米/大豆间作(intercro-
pping, 用 I 表示)。供试大豆品种为‘早 50’, 玉米品
种为‘衡星 401’。大豆和玉米同时于 2012年 7月 20
日播种, 并于 11 月 10 日收获。种植模式为南北行
种植, 从西向东先种玉米带后种大豆带, 每个小区
种 2 个大豆带和 3个玉米带, 大豆每带种 4行, 玉米
每带种 2行。大豆行距和株距分别为 40 cm和 20 cm;
玉米单间作行株距一致, 其中行距为 40 cm, 株距为
30 cm, 玉米与大豆间作的行距亦为 40 cm。玉米每
个小区为 120株, 每行 20株。于玉米出苗后 6~7 d
进行行间覆盖。播种前基施纯氮(N)69.0 kg·hm−2, 钾
肥(K2O) 100.0 kg·hm−2, 磷肥(P2O5)32.0 kg·hm−2, 试
验在大田条件下进行, 其他田间管理措施按照当地
习惯进行。
1.2 样品采集与测定
单株绿叶面积 : 采取画纸称重法 [9], 测定时每
个小区分别选 4 株生长一致的玉米植株测定, 最后
取平均值。测定时期分别为大口期、吐丝期、灌浆
期和成熟期。
叶片长宽的测定: 用直尺测定玉米穗位叶的长
和宽, 其中宽度为叶片最宽部位。测定时期分别为
416 中国生态农业学报 2014 第 22卷


吐丝期和成熟期。
叶片含水量的测定: 将玉米叶片剪下后立即称
鲜重, 然后用烘箱将叶片在 105 ℃下烘 30 min杀青,
再在 85 ℃下烘干至恒重后称取干物重。测定时期为
灌浆期。叶片含水量=(鲜重−千重)/鲜重×100%。
叶片含氮量的测定: 于玉米灌浆期和成熟期取样,
每处理选择生长一致的植株 3株, 将叶片 105 ℃下烘
30 min杀青后, 85 ℃下烘干至恒重。称量, 粉碎, 过 60
目筛, 以 KDY-9820型凯氏定氮仪测定氮素含量。
叶绿素含量的测定 : 用手持式叶绿素测定仪
(SPAD-502)测定, 在玉米大口期、吐丝期、灌浆期和
成熟期分别测定相同部位叶片, 并以平均值计数。
光合特性的测定: 在玉米灌浆期和成熟期, 选
择晴朗天气在上午 10:00开始, 采用 Li-6400便携式
光合仪分别测定玉米穗位叶光合速率、气孔导度、
胞间 CO2 浓度和蒸腾速率, 每个处理选择生长一致
的 3株玉米测定。
产量的测定: 将玉米分小区收割后的籽粒产量
折算成大田产量, 每个小区间作玉米所占面积为 6.0 m
(带长)×0.8 m(带宽)×3(单个小区带数)=14.4 m2。
1.3 数据处理
运用 Microsoft Excel 2003软件对数据进行统计
分析和作图, 采用 DPS 7.05软件和最小显著差数法
(LSD)进行方差分析。
2 结果与分析
2.1 覆盖和间作对玉米叶片长宽的影响
在同一覆盖水平下(表 1), 间作玉米不同生育期
的叶片长和叶片宽皆高于单作, 但差异大多不显著
(P>0.05), 其中在 S0 条件下, 间作玉米的叶片长和
叶片宽在吐丝期分别比单作增加 2.8%和 3.5%, 在成
熟期分别增加 2.5%和 1.8%。在同一种植模式下(间
作或单作), 覆盖处理 S1、S2和 S3的玉米叶片长和
叶片宽皆显著(P<0.05)高于不覆盖处理 S0, 说明覆
盖相对于不覆盖能显著增加玉米的叶片长和叶片宽,
其中在单作下, S1比 S0的叶片长和叶片宽在吐丝期
和成熟期分别增加 9.3%、6.8%、5.9%和 5.6%, 在间
作下分别增加 9.0%、7.3%、5.2%和 5.9%。从表中
亦可看出, S1 单作吐丝期和成熟期的叶片长和叶片
宽皆高于 S0 间作, 分别增加 6.4%、3.2%、3.3%和
3.7%, 此外, 同一种植模式下, S3和 S2的叶片长和
叶片宽的差异皆不显著。因此可以得出, 覆盖在增
加玉米叶片长宽方面的效果随覆盖水平的提高而降
低, 且覆盖的效果大于间作。
表 1 覆盖和间作对玉米不同生育期穗位叶长和宽的影响
Table 1 Effects of mulching and intercropping on maize ear leaf length and width at different growth stages cm
吐丝期 Silking stage 成熟期 Maturity stage 秸秆覆盖量
Straw amount
(kg·hm−2)
种植模式
Planting pattern 叶片长
Leaf length
叶片宽
Leaf width
叶片长
Leaf length
叶片宽
Leaf width
玉米单作 Maize monoculture 46.83±1.16e 5.16±0.12d 63.83±1.19e 7.18±0.11f 0
玉米/大豆间作 Maize/soybean intercropping 48.13±1.49e 5.34±0.13cd 65.45±2.57de 7.31±0.16f
玉米单作 Maize monoculture 51.20±1.55d 5.51±0.14c 67.60±2.26cd 7.58±0.15e 4000
玉米/大豆间作 Maize/soybean intercropping 52.48±1.86cd 5.73±0.18b 68.83±1.35bc 7.74±0.12de
玉米单作 Maize monoculture 53.28±2.25bcd 5.78±0.12b 69.68±0.69abc 7.82±0.13cd 8000
玉米/大豆间作 Maize/soybean intercropping 55.45±2.03ab 5.97±0.15a 72.23±2.42a 8.08±0.16ab
玉米单作 Maize monoculture 54.58±2.11abc 5.90±0.10ab 71.58±2.42ab 7.97±0.16bc 12000
玉米/大豆间作 Maize/soybean intercropping 56.18±2.21a 6.06±0.13a 72.63±1.79a 8.17±0.11a
数据后不同小写字母表示差异显著(P<0.05), 下同。Different small letters after the data indicate significant difference (P < 0.05). The same
below.

2.2 覆盖和间作对玉米单株绿叶面积的影响
从表 2 可以看出, 在同一覆盖水平下, 间作玉
米不同生育期的单株绿叶面积皆高于单作, 但差异
大多不显著(P>0.05), 其中在 S0 下, 处理间作比单
作的单株绿叶面积在大口期、吐丝期、灌浆期和成
熟期分别增加 2.9%、3.3%、1.8%和 6.1%。覆盖同
样有利于增加玉米不同生育时期的单株绿叶面积 ,
其中覆盖处理 S2 和 S3 的单株绿叶面积与不覆盖处
理 S0 的差异显著(P<0.05); 而在同一种植模式下,
S2 和 S3 的单株绿叶面积差异不显著。从表中亦可
看出, S1 下单作玉米大口期、吐丝期、灌浆期和成
熟期的单株绿叶面积皆高于 S0 间作 , 分别增加
6.2%、1.9%、3.8%和 3.5%。因此可以得出, 覆盖在
增加玉米单株绿叶面积方面的效果随秸秆覆盖水平
的提高而降低, 且覆盖的效果大于间作。
2.3 覆盖和间作对玉米灌浆期叶片含水量的影响
从图 1 可以看出, 在同一覆盖水平下, 间作和
单作的叶片含水量差异皆不显著(P>0.05), 说明间
作对玉米叶片含水量无显著影响。从图中亦可看出,
覆盖处理 S1、S2和 S3的叶片含水量皆显著(P<0.05)
第 4期 张向前等: 间作条件下秸秆覆盖对玉米叶片光合特性和产量的影响 417


表 2 覆盖和间作对玉米不同生育期单株绿叶面积的影响
Table 2 Effects of mulching and intercropping on green leaf area per maize plant at different growth stages cm2
秸秆覆盖量
Straw amount
(kg·hm−2)
种植模式
Planting pattern
大口期
Big trumpet stage
吐丝期
Silking stage
灌浆期
Filling stage
成熟期
Maturity stage
玉米单作 Maize monoculture 3 639.67±174.36e 5 204.07±202.35e 5 930.37±101.74f 2 220.23±133.61e0
玉米/大豆间作 Maize/soybean intercropping 3 744.20±168.55de 5 375.87±157.82de 6 039.07±230.41ef 2 354.70±99.70de
玉米单作 Maize monoculture 3 977.73±220.15cd 5 478.90±136.72cde 6 270.23±100.21de 2 437.67±82.87de4000
玉米/大豆间作 Maize/soybean intercropping 4 243.43±158.16bc 5 614.57±152.40bcd 6 462.43±71.30cd 2 558.93±78.20cd
玉米单作 Maize monoculture 4 305.53±203.13b 5 767.87±117.05ab 6 598.27±185.95bc 2 727.61±152.06bc8000
玉米/大豆间作 Maize/soybean intercropping 4 469.73±229.80ab 5 862.13±90.87ab 6 787.60±108.56ab 2 947.03±128.51ab
玉米单作 Maize monoculture 4 493.57±257.13ab 5 733.03±218.32abc 6 781.93±148.49ab 2 934.20±145.32b12000
玉米/大豆间作 Maize/soybean intercropping 4 589.03±167.55a 5 965.67±157.01a 6 973.13±78.20a 3 156.97±129.35a

高于不覆盖处理 S0。单作条件下, S1、S2和 S3的叶
片含水量分别比 S0增加 5.2%、8.3%和 10.7%; 间作
条件下分别增加 4.1%、8.2%和 9.1%。处理 S2和 S3
的叶片含水量差异皆不显著, S1 单作的叶片含水量
显著高于 S0间作。从以上分析结果可得, 覆盖相对
于不覆盖可以显著提高玉米叶片含水量, 但覆盖的
效果随覆盖水平的提高而降低, 间作在增加叶片含
水量方面的效果小于秸秆覆盖。

图 1 覆盖和间作对玉米灌浆期叶片含水量的影响
Fig. 1 Effects of mulching and intercropping on maize leaf
water content at filling stage
柱状图上不同小写字母表示差异达显著水平 (P<0.05), 下
同。Different letters indicate significant difference (P < 0.05). The
same below.

2.4 覆盖和间作对玉米叶片含氮量的影响
从图 2 可以看出, 间作相对于单作有利于增加
玉米不同生育时期的叶片含氮量 , 其中在 S0、S1、
S2 和 S3 下, 间作比单作的叶片含氮量在灌浆期和
成熟期分别增加 7.4%、10.9%、12.8%、11.2%和
18.9%、11.3%、13.6%、8.4%, 但同一覆盖水平下间
作和单作的叶片含氮量差异不显著。覆盖同样有利
于增加玉米叶片含氮量, 在同一种植模式下, S0 和
S3 间的叶片含氮量差异皆达到显著水平(P<0.05),
在单作条件下, S3比 S0的叶片含氮量在灌浆期和成
熟期分别增加 25.6%和 56.6%, 在间作条件下分别增
加 30.0%和 42.9%。此外, 在同一种植模式下, S2和
S3 的差异皆不显著, 说明覆盖在增加玉米叶片含氮
量方面的效果随覆盖水平的提高而降低。S1、S2和
S3 下单作玉米的叶片含氮量皆高于 S0 下同一生育
期间作, 表明间作在增加叶片含氮量方面的效果小
于秸秆覆盖。

图 2 覆盖和间作对玉米灌浆期和成熟期叶片含氮量的
影响
Fig. 2 Effects of mulching and intercropping on maize leaf
nitrogen content at filling and maturity stages
2.5 覆盖和间作对玉米叶片叶绿素含量的影响
从表 3 可以看出, 在同一覆盖水平下, 间作玉
米的叶绿素含量皆高于单作 , 但差异大多不显著
(P>0.05)。在 S0 下, 间作玉米的叶绿素含量在大口
期、吐丝期、灌浆期和成熟期分别比单作增加 4.7%、
2.4%、2.7%和 2.4%。覆盖同样有利于增加玉米不同
生育时期的叶绿素含量 , 其中在同一种植模式下 ,
覆盖处理 S2和 S3与不覆盖处理 S0的差异大多达显
著水平, 而 S2和 S3的差异皆不显著, 表明随覆盖水
平的提高, 覆盖在增加玉米叶绿素含量方面的效果
降低。从表中亦可看出, S1、S2和 S3下单作玉米大
口期、吐丝期、灌浆期和成熟期的叶绿素含量绝大
多数高于 S0间作, 表明间作在增加玉米叶绿素含量
方面的效果小于秸秆覆盖。
2.6 覆盖和间作对玉米叶片光合特性的影响
从表 4 可以看出, 间作相对于单作可以明显改
善玉米的光合特性。在 S0下, 间作的光合速率、气
孔导度和蒸腾速率在灌浆期和成熟期分别比单作增
418 中国生态农业学报 2014 第 22卷


表 3 覆盖和间作对玉米不同生育期叶绿素含量的影响
Table 3 Effects of mulching and intercropping on maize chlorophyll content at different growth stages (SPAD value)
秸秆覆盖量
Straw amount (kg·hm−2)
种植模式
Planting pattern
大口期
Big trumpet stage
吐丝期
Silking stage
灌浆期
Filling stage
成熟期
Maturity stage
玉米单作 Maize monoculture 41.63±2.32c 49.83±1.31d 56.17±1.78d 43.83±1.64c 0
玉米/大豆间作 Maize/soybean intercropping 43.57±2.84bc 51.03±2.87cd 57.67±1.08bcd 44.90±1.25c
玉米单作 Maize monoculture 44.73±2.71abc 52.77±1.68bcd 56.83±1.83cd 44.53±1.78c 4000
玉米/大豆间作 Maize/soybean intercropping 46.20±1.49ab 54.57±1.82ab 58.37±1.55abcd 48.40±1.81ab
玉米单作 Maize monoculture 45.93±2.16ab 53.47±2.21bc 58.03±1.70bcd 45.37±1.46bc8000
玉米/大豆间作 Maize/soybean intercropping 47.23±1.36ab 55.90±1.70ab 60.20±1.87ab 49.37±2.73a
玉米单作 Maize monoculture 46.80±1.90ab 55.27±1.80ab 59.87±1.79abc 46.93±2.25abc12000
玉米/大豆间作 Maize/soybean intercropping 48.23±2.41a 57.37±1.12a 61.13±1.36a 49.97±2.17a
表 4 覆盖和间作对玉米不同生育期穗位叶光合特性的影响
Table 4 Effects of mulching and intercropping on photosynthetic characteristics of maize ear leaf at different growth stages
秸秆覆盖量
Straw amount
(kg·hm−2)
种植模式
Planting pattern
光合速率
Photosynthetic
rate
(µmol·m−2·s−1)
气孔导度
Stomatal
conductance
(mol·m−2·s−1)
胞间 CO2浓度
Intercellular CO2
concentration
(µmol·mol−1)
蒸腾速率
Transpiration rate
(mmol·m−2·s−1)
灌浆期 Filling stage
玉米单作 Maize monoculture 29.37±1.86e 0.26±0.02e 144.23±9.43a 4.22±0.32f 0
玉米/大豆间作 Maize/soybean intercropping 33.23±1.78bcd 0.37±0.02cd 114.20±7.66bc 5.88±0.65bcd
玉米单作 Maize monoculture 31.67±2.30de 0.35±0.03d 122.27±8.74b 4.65±0.35ef 4000
玉米/大豆间作 Maize/soybean intercropping 34.70±1.71bcd 0.41±0.03bc 99.83±4.90de 6.14±0.37abc
玉米单作 Maize monoculture 32.13±1.12cde 0.41±0.02bc 106.80±7.47cd 5.12±0.49de 8000
玉米/大豆间作 Maize/soybean intercropping 36.10±2.17ab 0.45±0.03b 83.43±5.16f 6.43±0.43ab
玉米单作 Maize monoculture 35.17±2.95abc 0.43±0.04b 87.67±8.41ef 5.52±0.37cd 12000
玉米/大豆间作 Maize/soybean intercropping 38.03±1.40a 0.49±0.03a 78.63±7.99f 6.69±0.40a
成熟期 Maturity stage
玉米单作 Maize monoculture 9.67±1.68d 0.16±0.02d 255.23±23.42a 2.08±0.19e 0
玉米/大豆间作 Maize/soybean intercropping 14.20±1.85bc 0.21±0.02bc 208.17±13.06bc 2.59±0.24bcd
玉米单作 Maize monoculture 12.13±1.35cd 0.19±0.02cd 220.13±12.82ab 2.27±0.16de 4000
玉米/大豆间作 Maize/soybean intercropping 16.83±1.60ab 0.24±0.02ab 183.17±18.96cd 2.71±0.17bc
玉米单作 Maize monoculture 14.17±1.60bc 0.22±0.03bc 198.60±19.33bcd 2.39±0.24cde 8000
玉米/大豆间作 Maize/soybean intercropping 17.57±1.86a 0.27±0.03a 170.07±23.76d 2.95±0.30ab
玉米单作 Maize monoculture 15.31±1.50ab 0.24±0.03ab 180.17±19.12cd 2.51±0.27cd 12000
玉米/大豆间作 Maize/soybean intercropping 17.99±2.19a 0.28±0.03a 163.43±22.66d 3.17±0.25a

加 13.1%、42.3%、39.3%和 46.8%、31.2%、24.5%;
而胞间 CO2浓度分别降低 20.8%和 18.4%, 且在 S0
下间作和单作的差异皆显著(P<0.05)。在同一种植模
式下, S0 和 S3 的光合速率、气孔导度、胞间 CO2
浓度和蒸腾速率的差异皆显著, 而 S2 和 S3 间差异
大多不显著。从以上分析可以得出, 间作和秸秆覆
盖对玉米叶片光合特性的影响皆可达显著水平, 但
秸秆覆盖的效果会随覆盖水平的提高而降低。
2.7 覆盖和间作对玉米产量的影响
从图 3 可以看出, 间作相对于单作有利于增加
玉米产量, 但同一覆盖水平下, 间作和单作的差异
皆不显著。S1 比 S0、S2 比 S1、S3 比 S2 的产量在
单作条件下分别增加 4.9%、2.8%和 2.3%, 在间作条
件下分别增加 4.2%、2.8%和 2.0%。从图中亦可看出,
S1、S2和 S3下单作玉米的产量皆高于 S0下间作, 分

图 3 覆盖和间作对玉米成熟期产量的影响
Fig. 3 Effects of mulching and intercropping on maize yield
第 4期 张向前等: 间作条件下秸秆覆盖对玉米叶片光合特性和产量的影响 419


别增加 2.7%、5.6%和 8.0%。因此可以得出覆盖有利
于增加玉米产量, 但其效果会随覆盖水平的提高而
降低, 且覆盖在增加玉米产量方面的效果大于间作。
3 讨论与结论
大量研究证明在多种间作体系中存在间作优势[10−12]。
Hauggaard-Nielsen等 [13]研究得出, 在间作系统中由
于物种间的互惠作用, 一种作物可以改善另一种作
物的生长发育状态及提高植株个体的成活性。肖焱
波等 [14]在试验中也证实小麦/蚕豆间作系统也具有
明显的产量和养分高效利用等优势。地表秸秆覆盖
相对于不覆盖 , 具有明显的培肥地力、蓄水保墒、
降低水土流失、优化微域生态系统环境等优势[15−16]。
本研究同样发现玉米间作相对于单作具有明显的间
作优势效应, 在相同秸秆覆盖水平下, 间作玉米的
叶片长和叶片宽皆高于单作, 说明间作相对于单作
有助于增加玉米叶片的长和宽。此外, 我们也发现
秸秆覆盖在增加玉米叶片长和宽方面的效果大于间
作 , 且秸秆覆盖的效果会随覆盖水平的提高而降
低。王成雨等[2]和安强等[17]在试验中发现, 作物叶面
积指数与生物产量和产量呈显著正相关关系。罗梦
等[18]和欧毅等[19]在研究中指出植物叶片含水量和水
势的降低会引起植物生理代谢活动的紊乱。本研究
发现, 秸秆覆盖不仅有利于增加玉米单株绿叶面积,
提高玉米的叶片含水量, 但其效果会随覆盖水平的
提高而降低。此外本研究亦发现, 间作同样有利于
增加玉米的单株绿叶面积, 但其效果没有秸秆覆盖
显著, 间作对玉米叶片含水量基本没有影响。
苏海鹏等[20]通过盆栽试验发现, 在不同供氮水
平下, 间作小麦分蘖期和抽穗期叶片全氮含量均显
著高于单作小麦, 且间作相对于单作对延缓灌浆期
小麦叶片叶绿素含量下降的效果显著。张水清等[21]
研究发现, 稻草覆盖可以增加双季晚稻的叶面积指
数和叶片叶绿素含量 , 并提高地上部干物质质量。
本研究发现, 间作和秸秆覆盖皆可增加玉米叶片含
氮量和叶绿素含量, 且秸秆覆盖在增加玉米叶片含
氮量和叶绿素含量方面的效果大于间作, 但覆盖的
效果亦会随覆盖水平的提高而降低。玉米/大豆间作
能提高玉米叶片的含氮量, 主要是由于豆科作物可
以通过各种途径向与之间作的禾本科转移氮素, 禾
本科则通过竞争吸收土壤有效氮, 使其维持在一个
相对较低的水平, 促进豆科作物固定更多空气中的
氮[14,22]。秸秆覆盖能增加玉米叶片的含氮量主要是
由于覆盖可以改善土壤的理化性状和土壤肥力, 进
而增加作物对土壤氮素的吸收[23−24]。
张建华等 [4]研究发现, 间作相对于单作能提高
玉米叶片的光合速率、蒸腾速率和气孔导度, 增强
玉米的光合能力。唐海明等[25]研究发现, 冬季覆盖
能明显提高双季晚稻各个生育的净光合速率, 增加
植株茎叶光能利用率、籽粒光能利用率和总光能利
用率。本研究同样发现, 间作和秸秆覆盖皆有利于
改善玉米的光合特性, 但覆盖的效果会随覆盖水平
的提高而降低。在本研究中, 间作对玉米光合特性
的改善主要是由于大豆属于矮秆作物, 而玉米属于
高秆作物, 因此大豆与玉米间作能明显改善玉米系
统的通风透光条件。秸秆覆盖对玉米光合特性的改
善主要是由于覆盖改善了玉米的水分利用和生长发
育状况。Zhang等[26]在研究中指出, 间作有利于增加
作物产量。郭书亚等[27]研究证实, 秸秆覆盖可以明
显提高玉米产量。本研究不仅发现间作和秸秆覆盖
可以增加玉米产量, 且秸秆覆盖增产的效果大于间
作, 但随覆盖水平的提高秸秆覆盖增产的效果会逐
渐降低。
本研究证实, 秸秆覆盖和间作在增加玉米叶片
长和宽、单株绿叶面积、叶片含水量、叶片含氮量、
叶绿素含量、改善叶片光合特性及产量方面发挥着
重要作用, 且秸秆覆盖的整体效果大于间作, 但秸
秆覆盖的效果会随覆盖水平的提高而降低。可见在
实际农业生产过程中, 可以采取秸秆覆盖和作物间
作相结合的农业措施来改善作物的叶片性状和光合
生理特性 , 进而达到优化作物生长发育状态的目
标。但由于秸秆覆盖的效果会随覆盖水平的提高而
降低, 因此在覆盖时应根据当地农业生产的实际情
况确定适宜的秸秆覆盖量, 以免造成人力及资源的
浪费, 同时在覆盖时若结合合理的间作模式亦有利
于促进作物产量的进一步提高。
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JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ
农业资源研究中心“百人计划”招聘启事
中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心(以下简称中心)面向国家水安全、粮食安全、生态环境安全
的重大战略需求和农业资源与生态学前沿领域开展应用基础研究。根据中心科研布局与学科发展的需要, 现诚聘海内外
杰出人才若干名。
一、招聘研究领域
农业水文学、农业生态学、水化学与农田面源污染、土壤微生物生态学、农业灌溉工程、农业遥感与模型、作物
遗传育种、植物生理等相关领域。
二、报名条件
1. 具有中国国籍的公民或自愿放弃外国国籍来华或回国定居的专家学者, 年龄 40周岁以下, 身体健康;
2. 恪守科学道德, 学风正派、诚实守信、严谨治学、尊重他人, 具有团队合作精神, 并对所招聘的研究领域有浓厚
的研究兴趣和艰苦创业的奉献精神;
3. 具有博士学位且在相关研究领域已有连续 3年以上在海外科研工作经历, 在国外获得相应职位(或优秀的博士后
研究人员), 或在国内本学科领域已取得有影响的科研成果且获得研究员(教授)职位;
4 . 独立主持或作为主要骨干参与过课题(项目)研究的全过程并做出显著成绩;
5. 在本学科领域有较深的学术造诣, 做出过具有国际水平的研究成果, 在重要核心刊物上发表过 3篇及以上有影响的学
术论文并被引用(第一或通讯作者), 或掌握关键技术、拥有重大发明专利等, 其研究水平足以担当我中心的学术带头人;
6. 在国内外学术界有一定的影响, 能把握本学科领域的发展方向, 具有长远的战略构思, 能带领一支队伍在国际
科学前沿从事研究并做出具有国际水平的创新成果。
三、岗位及待遇
1. 聘为研究员(全职)、研究组组长、研究生导师;
2. 入选“百人计划”后由中国科学院提供科研经费 200万元人民币;
3. 研究中心提供每年 30万元人民币的研究组研究经费;
4. 研究中心创新领域前沿研究课题 1项, 经费 50万元人民币;
5. 依据科研工作需要提供 100平米的科研用房(待新科研大楼建成后再行改善), 以及所需的相关设施与试验用地，
并配备选聘的科研助手;
6. 基本年薪: 20万元人民币+研究生导师津贴, 绩效奖励根据工作业绩另行发放;
7. 购房补贴 90万元人民币;
8. 安家费 10万元人民币;
9. 享有中心其他良好福利待遇;
10. 协助安置配偶就业和子女就学, 随迁配偶在暂未落实工作期间, 第一年可享受引进人才配偶生活补贴 1000元/月。
四、应聘材料
1. 填写《中国科学院“百人计划”候选人推荐(自荐)表》(见 www.sjziam.cas.cn);
2. 相关证明材料复印件(已取得的重要科研成果证明、国内外任职情况证明、最高学位证书、身体健康状况证明等);
3. 发表论文目录及代表性论文 3篇(全文, 复印件);
4. 两位海内外教授级同行的推荐信函;
5. 本人认为有必要提供的其他相关材料。
五、联系方式
有意者请将本人应聘材料电子文档发至以下联络方式(邮件主题注明方式: 姓名+百人计划+研究领域或方向):
联系人: 韩一波 电话: 86-311-85871740 传真: 86-311-85815093
E-mail: ybhan@genetics.ac.cn 网址: www.sjziam.cas.cn
通讯地址: 河北省石家庄市槐中路 286号 邮编: 050022