全 文 ：中国生态农业学报 2012年 8月 第 20卷 第 8期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Aug. 2012, 20(8): 1010−1017


* 国家自然科学基金重点项目(U1033004)资助
** 通讯作者: 黄国勤(1962—), 博士(后), 教授, 博士生导师，主要从事耕作制度与生态农业的研究。E-mail: hgqjxnc@sina.com
张向前(1984—), 男, 博士研究生, 主要从事作物间作方面的研究。E-mail: xiangqian111@163.com
收稿日期: 2012-01-30 接受日期: 2012-05-07
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2012.01010
红壤旱地玉米对间作大豆和花生边行效应影响的研究*
张向前1 黄国勤2** 卞新民1 赵其国3
(1. 南京农业大学农学院 南京 210095; 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 为深入了解间作豆科作物的边行效应, 研究了低施氮肥条件下(50 kg·hm−2)玉米对间作大豆和花生边
行(叶绿素、叶面积指数、根干重、根瘤、农艺性状及产量)的影响。结果表明: 无论在施氮肥和不施氮肥条件
下间作大豆和花生边 1 行和边 2 行的叶绿素含量在不同生育时期均高于其单作, 而边 3 行与单作相比变化不
明显。间作同样可以增加大豆和花生不同生育时期边 1行和边 2行的叶面积指数, 而对边 3行无明显影响, 且
间作的效果小于该施氮水平。不施氮条件下, 间作大豆边 1行和边 2行的单株根干重高于单作 14.7%和 2.8%,
间作花生边 1 行和边 2 行高于单作 16.5%和 3.1%; 施氮条件下, 间作大豆边 1 行和边 2 行的单株根干重高于
单作 11.3%和 1.3%, 间作花生边 1行和边 2行高于单作 13.5%和 4.6%, 而边 3行与单作相比无明显变化, 且该
施氮肥的效果大于间作。间作同样可以增加大豆和花生边 1 行和边 2 行成熟期的单株根瘤数和根瘤重, 而对
边 3 行无明显影响, 而该施氮水平对根瘤数和根瘤重具有一定的抑制作用。施氮肥和间作可以改善大豆和花
生的农艺性状, 以施氮肥条件下边 1行优势最为明显。不施氮肥和施氮肥条件下间作大豆和花生边 1行和边 2
行的单株经济产量和生物产量及行产量皆高于相应单作, 并以边 1行为最高, 而边 3行与单作相比变化不明显,
且施氮肥在改善大豆和花生农艺性状提高产量方面的效果大于间作。因此本试验得出间作边行优势效应为边
1行>边 2行>边 3行(单作), 且施氮肥的效果大于间作边行效应。
关键词 玉米 豆科作物 间作 边行效应 叶绿素 叶面积指数 根干重 产量
中图分类号: S52 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2012)08-1010-08
Marginal effect of soybean and peanut intercropped with
maize in upland red soils
ZHANG Xiang-Qian1, HUANG Guo-Qin2, BIAN Xin-Min1, ZHAO Qi-Guo3
(1. College of Agriculture, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China; 2. Centre of Ecological Sciences Research,
Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China; 3. Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences, Nanjing
210008, China)
Abstract To understand the marginal effect of leguminous crops in intercropping systems of maize, chlorophyll content, leaf area
index, root dry weight, root nodule, agronomic traits and yield of border-row soybean and peanut were determined under low
nitrogen (50 kg·hm−2) fertilized soybean-maize and peanut-maize intercropping systems. The field experiment was carried out in the
Upland Red Soil Experimental Station of Jiangxi Agricultural University for the period from Jul. 28, 2011 to Nov. 20, 2011. The
results showed that the chlorophyll content of the first and second border-rows of intercropped soybean and peanut was higher than
that of the mono-crop system at different growth stages with/without nitrogen fertilization. However, no obvious differences were
noted in chlorophyll content between the third border-row of intercropped and mono-cropped soybean and peanut. While leaf area
index of the first and second border-rows of intercropped soybean and peanut increased at different growth stages, no obvious change
was noted in the third border-row, compared with the mono-cropped soybean and peanut. Also the effect of nitrogen fertilization
under the mono-cropped was greater than that of the intercropping. Root dry weight of the first and second border-rows of
intercropped soybean increased by 14.7% and 2.8% and those of intercropped peanut increased by 16.5% and 3.1%, respectively,
第 8期 张向前等: 红壤旱地玉米对间作大豆和花生边行效应影响的研究 1011


compared with mono-cropped soybean and peanut under no nitrogen fertilization. Root dry weight of the first and second
border-rows of intercropped soybean increased by 11.3% and 1.3% and those of intercropped peanut increased by 13.5% and 4.6%,
respectively, compared with mono-cropped soybean and peanut under nitrogen fertilization. The third border-row of intercropped
systems showed no obvious difference from mono-cropped. Nitrogen fertilization under mono-cropping showed greater effect than
intercropping. Intercropping also increased per-plant root nodule number and weight of the first and second border-rows of
intercropped soybean and peanut at maturity stage. It, however, showed no obvious effect on the third border-row and 50 kg·hm−2
nitrogen fertilization decreased root nodule number and weight. Nitrogen fertilization and intercropping improved agronomic traits of
soybean and peanut, with the most significant marginal effect of the first border-row. The economic and biological yields per plant
and yields per row of the first and second border-rows of intercropped soybean and peanut were higher than those of mono-cropping
system with/without nitrogen fertilization. The first border-row presented the highest value, while the values of the third border-row
were not obviously different from those of the mono-cropping system. Furthermore, the effects of nitrogen fertilization on agronomic
traits and yield of soybean and peanut were greater than those of intercropping system. The study therefore showed that marginal
advantages of intercropping was the first border-row > the second border-row > the third border-row ≈ mono-cropped system. The
effect of nitrogen fertilization was greater than intercropping.
Key words Maize, Leguminous crop, Intercrop, Marginal effect, Chlorophyll, Leaf area index, Root dry weight, Yield
(Received Jan. 30, 2012; accepted May 7, 2012)
豆科作物与禾本科作物间作是我国农业生产中
历史悠久而又非常有效的一种栽培方式, 合理的玉
米‖豆科作物间作, 由于株型及生理生态方面的差
异, 使时空与水肥利用产生互补作用, 可获得比单
作更高的产量和经济效益 [1−3]。间作作物的产量优
势主要源于间作系统中各边行优势效应的累加, 因
此系统研究间作边行效应的大小对于更好地开发
利用边行优势效应、建立合理的田间配置、保证间
作效益的最大化及实现作物稳产高产具有重要意
义 [4−6]。为此本试验通过玉米对间作大豆和花生边
行效应影响的研究, 揭示了间作豆科作物不同边行
之间的产量及植株生理生态的差异, 从而明确间作
豆科作物各边行对增产贡献效应的大小, 以期为间
作种植模式中豆科作物的增产增效提供新的理论和
科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验设计
试验在江西农业大学红壤旱地试验田进行, 该
试验田位于东经 115°36′, 北纬 28°46′, 海拔 22.0 m。
试验田地势平坦, 年平均温度约 17.7 ℃, 日平均温
度≥10 ℃的活动积温达 5 640 ℃, 持续天数约为
256 d, 无霜期约 273 d, 多年平均降水量 1 624.6
mm。其成土母质为第四纪红色黏土, 排灌方便, 地
力均匀, 耕层土壤有机质含量 16.4 g·kg−1, 碱解氮
68.1 mg·kg−1, 速效磷 15.6 mg·kg−1, 速效钾 164.4
mg·kg−1, pH 6.2。
试验采用随机区组设计, 4×2 双因素试验, 2 因
素分别为施肥方式和种植模式, 2种施肥方式分别为
不施肥和施肥, 4种种植模式分别为大豆单作、花生
单作、玉米间作大豆和玉米间作花生, 3次重复, 共
24个小区, 小区面积为 6 m×5.5 m(33 m2)。供试玉米
品种为“科糯 986”, 花生品种为“粤油 116”, 大豆品
种为“早 50”。玉米、大豆和花生同时于 2011 年 7
月 28 日播种, 玉米于 11 月 15 日收获, 大豆和花生
均于 11 月 20 日收获。种植模式为南北行种植, 从
东向西先种大豆和花生带然后种玉米带, 每个小区
种 2 个玉米带和 3 个大豆或花生带, 大豆和花生每
带种植 5行, 玉米每带种植 2行。玉米行距 40 cm, 株
距 30 cm, 玉米与大豆、花生间作的行距均为 40 cm,
大豆与花生的行距和株距均为 30 cm和 20 cm, 此外
单作大豆和花生的行株距及其施肥和田间管理措施
均与其相应的间作一致。
施肥设为施氮肥 50 kg·hm−2和不施氮肥(CK)两
个水平, 钾肥以硫酸钾计(K2O≥50%), 300 kg·hm−2;
磷肥以普钙计(P2O5≥16%), 400 kg·hm−2; 氮肥以尿
素计(N≥46.5%)。播种时磷肥﹑钾肥和氮肥作底肥
一次施用, 试验在大田条件下进行, 灌水及其他田
间管理按照当地习惯进行, 以充分保证作物生长发
育需要为基础。
1.2 测定项目与方法
叶绿素含量: 于大豆开花期、结荚期、鼓粒期、
成熟期及花生花针期、始荚期、盛荚期、成熟期用
手持式叶绿素测定仪(SPAD-502)测定, 每行选 5 株
大豆或花生, 每一时期选取植株中部相同部位的叶
片并在上面均匀取 5个点测定, 以平均值计数。
叶面积指数(LAI): 于大豆开花期、结荚期、鼓
粒期、成熟期及花生花针期、始荚期、盛荚期和成
熟期选择生长发育一致、叶片无病斑和无破损的植
株, 每行每次取 5 株大豆和花生测定。采用打孔称
1012 中国生态农业学报 2012 第 20卷


重法测定叶面积, LAI=单株叶面积×单位土地面积内
株数/单位土地面积。
根干重: 于成熟期取深度为 0~40 cm、宽度为
20 cm 土壤的 5 株大豆和花生根系连同土壤样方一
起装入尼龙网中, 用水冲洗干净, 自然晾干后用烘
箱烘干至恒重。
根瘤重: 于成熟期测定大豆和花生单株根瘤数
和根瘤重, 每行取生长一致的 5 株, 收集每株的根
瘤洗净晾干, 然后称重取平均值, 其取样方式同测
根干重。
单株生物产量: 于成熟期在每行取 5 株大豆和
花生, 在 105 ℃下烘 45 min杀青, 再在 85 ℃下烘干
至恒重后称取干物重。
农艺性状的测定: 于成熟期连续取有代表性的
植株 10株分别测定其株高、有效分支数、单株荚数、
单株粒数、结实率和百粒重。
行产量 : 为每行实际收获的籽粒产量(经济产
量), 每个小区取 2 行, 共 6 次重复。对于单作小区
样本的取样, 取样时皆未取单作小区作物的最外侧
两行。
1.3 统计分析
采用 Microsoft Excel 2003软件对数据进行处理
和作图, 采用 DPS 7.05软件和最小显著差数法(LSD)
进行方差分析和多重比较。
2 结果与分析
2.1 不同施氮条件下间作大豆和花生边行与单作
叶绿素含量的比较
从表 1 可以得出, 施肥对大豆和花生不同时期
叶绿素含量的影响均达显著水平(P<0.05), 而间作
的边行效应除对大豆结荚期和花生花针期的叶绿素
含量影响未达显著水平外(P>0.05), 对其他各个时
期的叶绿素含量的影响均达显著水平, 此外施肥和
边行效应互作对大豆和花生叶绿素含量的影响均未
达到显著水平。从表中亦可看出无论在施氮和不施
氮条件下, 间作大豆和花生边 1 行和边 2 行的叶绿
素含量均高于相应单作, 其中边 1 行的增加效果更
为明显, 有的达到显著差异, 而边 3 行与单作相比
无明显变化。大豆在不施氮和施氮条件下边 1 行的
叶绿素含量在不同时期分别比相应单作增加 13.5%、
9.4%、8.7%、13.7%和 7.4%、7.4%、7.7%、12.2%, 花
生在不施氮和施氮条件下边 1 行的叶绿素含量在不
同时期分别比相应单作增加 5.4%、17.3%、12.7%、
17.7%和 2.4%、5.5%、5.3%、23.4%。此外无论在不
施氮和施氮条件下大豆和花生各生育期的叶绿素含
量为边 1 行>边 2 行>边 3 行。施氮条件下大豆和花
生的单作及边行的叶绿素含量均显著高于不施氮条
件下的相应处理, 说明施氮肥(50 kg·hm−2)在增加叶
绿素含量方面的效果显著大于间作的效果。
2.2 不同施氮条件下间作大豆和花生边行与单作
叶面积指数的比较
从表 2 可以看出, 除边行效应对大豆结荚期叶
面积指数的影响不显著外, 施肥和边行效应对大豆
和花生各个生育时期叶面积指数的影响均达显著水
平(P<0.05), 此外施肥和边行效应的互作对大豆和
花生叶面积指数的影响均未达到显著水平(P>0.05)。
作物叶面积指数在一定程度上反映了光合面积的大

表 1 不同施氮处理下间作边行与单作作物叶绿素含量(SPAD)的比较
Table 1 Comparison of chlorophyll content (SPAD) between crops of intercropped border-rows and monoculture under different
nitrogen fertilization conditions
大豆 Soybean 花生 Peanut
氮肥
Nitrogen
fertilization
边行
Border-
row
开花期
Flowering
stage
结荚期
Podding
stage
鼓粒期
Filling
stage
成熟期
Maturity
stage
花针期
Flowering
stage
始荚期
Beginning
of podding
盛荚期
Peaking
of podding
成熟期
Maturity
stage
S 28.84±3.26d 31.56±4.35c 38.66±3.12c 28.94±4.23d 32.14±2.69c 34.98±3.89d 38.46±4.20d 24.10±3.26d
R1 32.74±4.12bc 34.52±3.69bc 42.02±2.96bc 32.90±3.25bc 33.88±2.89bc 41.02±4.25bc 43.36±5.23bc 28.36±4.52cd
R2 30.16±3.69cd 32.56±3.12bc 39.98±4.23c 30.42±2.69cd 32.02±4.56c 37.86±5.23cd 41.92±4.32cd 26.38±3.09d
不施氮肥
No nitrogen
fertilization
R3 28.92±2.98d 30.94±4.02c 38.58±4.15c 29.80±3.21d 31.76±5.23c 36.84±4.42d 39.42±4.78d 24.64±3.28d
S 33.76±3.65ab 36.02±5.62ab 44.12±3.86ab 34.24±2.89b 36.14±4.69ab 43.98±4.09ab 45.82±5.36ab 32.04±4.28bc
R1 36.26±4.41a 38.70±4.21a 47.50±3.56a 38.42±3.09a 37.02±5.32a 46.38±5.14a 48.26±6.54a 39.54±3.98a
R2 34.20±2.96ab 36.44±6.21ab 45.58±3.39a 35.10±4.08b 36.22±3.69ab 44.30±3.65ab 46.86±5.45ab 34.90±3.87b
施氮肥
Nitrogen
fertilization
R3 33.58±5.26ab 35.78±4.12ab 44.80±5.12ab 32.96±4.23bc 35.34±2.98ab 42.18±3.39b 43.96±4.96bc 31.64±2.99bc
P 施肥 Fertilization (A) 0.000 1 0.000 1 0.000 1 0.000 1 0.000 1 0.000 1 0.000 1 0.000 1
边行 Border-rows (B) 0.031 7 0.102 7 0.041 5 0.001 0 0.217 2 0.018 7 0.010 0 0.001 2
施肥×边行 A×B 0.932 1 0.986 8 0.987 8 0.668 1 0.938 5 0.538 3 0.677 8 0.544 2
S、R1、R2和 R3分别代表单作、边 1行、边 2行和边 3行(玉米带边的边行), 表中数据为平均数±标准差, 各列后不同小写字母表示在 0.05水
平上差异显著。下同。Monoculture, and the first border-row, the second border-row, the third border-row next to maize zone are represented by S, R1, R2 and
R3 respectively; Values are means ± SD, small letters in the same column indicate significant difference (P < 0.05). The same below.
第 8期 张向前等: 红壤旱地玉米对间作大豆和花生边行效应影响的研究 1013



小, 因此与作物产量的形成密切相关[7]。无论在施氮
和不施氮条件下, 间作大豆和花生边 1 行和边 2 行
的叶面积指数均高于相应的单作。在不施氮条件下
间作大豆和花生不同生育时期边 1 行的叶面积指数
分别比单作增加 12.7%、10.1%、14.2%、12.9%和
13.3%、18.3%、25.1%、11.3%, 施氮条件下间作大
豆和花生不同生育时期边 1 行的叶面积指数分别比
单作增加 15.8%、5.8%、14.1%、12.1%和 10.9%、
13.1%、11.8%、8.5%, 而边 3 行与单作相比无明显
变化。此外无论在不施氮和施氮条件下大豆和花生
不同生育时期边行的叶面积指数为边 1 行>边 2 行>
边 3 行。施氮条件下间作大豆和花生边行及单作的
叶面积指数在不同生育时期皆高于不施氮条件下的
相应处理 , 且多数存在显著差异 , 说明施氮肥 (50
kg·hm−2)在增加大豆和花生叶面积指数方面也发挥
着重要作用, 且其效果大于间作。
2.3 不同施氮条件下间作大豆和花生边行与单作
单株根干重的比较
作物根系的状态不仅决定着作物对土壤中养分
和水分的吸收利用状况, 还与作物地上部的生长及
产量形成密切相关[8]。从图 1可以看出, 不施氮条件
下, 间作大豆边 1 行和边 2 行的单株根干重高于单
作 14.7%和 2.8%, 间作花生边 1 行和边 2 行高于单
作 16.5%和 3.1%; 施氮条件下, 间作大豆边 1 行和
边 2 行的单株根干重高于单作 11.3%和 1.3%, 间作
花生边 1 行和边 2 行高于单作 13.5%和 4.6%, 其中
大豆边 1 行的根干重与单作皆存在显著差异
(P<0.05), 而大豆和花生边 3行的单株根干重与单作
相比无明显变化。施氮条件下大豆和花生边行和单
作的单株根干重皆显著高于不施氮条件下的相同处
理, 说明该施氮水平在增加大豆和花生单株根干重
方面的效果大于间作。

表 2 不同施氮处理下间作边行与单作作物叶面积指数的比较
Table 2 Comparison of leaf area index between crops of intercropped border-rows and monoculture under different nitrogen
fertilization conditions
大豆 Soybean 花生 Peanut
氮肥
Nitrogen
fertilization
边行
Border-
rows
开花期
Flowering
stage
结荚期
Podding
stage
鼓粒期
Filling
stage
成熟期
Maturity
stage
花针期
Flowering
stage
始荚期
Beginning
of podding
盛荚期
Peaking
of podding
成熟期
Maturity
stage
S 1.73±0.23d 2.76±0.51cd 3.30±0.63d 2.41±0.38cd 2.78±0.38de 3.49±0.54d 3.50±0.85d 3.10±0.39c
R1 1.95±0.36c 3.04±0.52abc 3.77±0.28c 2.72±0.28c 3.15±0.29cd 4.13±0.62c 4.38±0.68c 3.45±0.78bc
R2 1.79±0.32cd 2.91±0.36bc 3.65±0.74cd 2.55±0.39cd 2.86±0.34de 3.67±0.55d 3.61±0.64d 3.19±0.86c
不施氮肥
No nitrogen
fertilization
R3 1.70±0.29d 2.57±0.29d 3.41±0.72cd 2.27±0.27d 2.69±0.52e 3.58±0.61d 3.58±0.42d 3.15±0.69c
S 2.22±0.46b 3.13±0.65ab 4.46±0.62b 3.30±0.47b 3.47±0.67bc 4.65±0.57b 4.91±0.63b 3.77±0.54ab
R1 2.57±0.56a 3.31±0.53a 5.09±0.67a 3.70±0.38a 3.85±0.54a 5.26±0.63a 5.49±0.98a 4.09±0.46a
R2 2.33±0.31b 3.18±0.63ab 4.51±0.59b 3.41±0.52ab 3.66±0.39ab 4.82±0.36b 5.05±0.82b 3.74±0.84b
施氮肥
Nitrogen
fertilization
R3 2.25±0.49b 3.18±0.42ab 4.38±0.51b 3.37±0.64ab 3.53±0.49ab 4.50±0.87bc 4.84±0.49b 3.60±0.92b
P 施肥 Fertilization (A) 0.000 1 0.000 1 0.000 1 0.000 1 0.000 1 0.000 1 0.000 1 0.000 1
边行 Border-rows (B) 0.000 1 0.060 6 0.002 4 0.030 5 0.019 9 0.000 4 0.000 1 0.014 0
施肥×边行 A×B 0.745 1 0.405 6 0.417 2 0.818 4 0.928 0 0.830 2 0.607 9 0.802 7



图 1 不同施氮条件下间作大豆和花生成熟期边行与单作根干重的比较
Fig. 1 Comparison of root dry weight between intercropped border-rows and monoculture under different nitrogen fertilization conditions
柱状图上不同字母代表同种作物不同处理间差异达显著水平(P<0.05), 下同。Different letters indicate significant difference among different
treatments of same crop (P < 0.05). The same below.
1014 中国生态农业学报 2012 第 20卷


2.4 不同施氮条件下间作大豆和花生边行与单作
成熟期根瘤的比较
从表 3 可以看出, 施肥对单株根瘤数和单株根
瘤重的影响达显著水平(P<0.05), 而对单瘤重的影
响不显著(P>0.05); 边行效应除对单株根瘤重的影
响达到显著水平外, 对单株根瘤数和单瘤重的影响
则均不显著; 施肥和边行效应的互作对根瘤的影响
均未达到显著水平。在不施氮和施氮条件下, 间作
大豆和花生边 1 行的单株根瘤数、单株根瘤重及单
瘤重均高于相应单作, 有的存在显著差异(P<0.05);
不施氮条件下间作大豆边 1 行的单株根瘤数、单株
根瘤重及单瘤重高于相应单作 14.9%、45.5%和
32.3%, 间作花生边 1行的单株根瘤数、单株根瘤重
及单瘤重高于相应单作 25.3%、45.4%和 53.2%; 施
氮条件下间作大豆边 1 行的单株根瘤数、单株根瘤
重及单瘤重高于相应单作 29.7%、87.3%和 50.0%,
间作花生边 1 行的单株根瘤数、单株根瘤重及单瘤
重高于相应单作 19.7%、38.6%和 15.9%。边 3行与
单作相比无明显变化, 且无论在不施氮和施氮条件
下, 大豆和花生的单株根瘤数、单株根瘤重和单瘤
重总体为边 1 行>边 2 行>边 3 行。施氮条件下大豆
和花生的单株根瘤数、单株根瘤重和单瘤重均低于
不施氮条件下的相应处理, 这可能是由于施氮肥在
一定程度上可以通过降低根瘤数和根瘤重进而抑制
豆科作物的固氮能力[9]。
2.5 不同施氮条件下间作大豆和花生边行与单作
农艺性状的比较
由表 4 可以看出, 无论在不施氮和施氮条件下,

表 3 不同施氮处理下间作边行与单作作物成熟期根瘤的比较
Table 3 Comparison of root nodule between crops of intercropped border-rows and monoculture at maturity stage under different
nitrogen fertilization conditions
大豆 Soybean 花生 Peanut
氮肥
Nitrogen
fertilization
边行
Border-
rows
单株根瘤数
Number of nodules
per plant
单株根瘤重
Nodules weight per
plant (g)
单瘤重
One nodule weight
(g)
单株根瘤数
Number of nodules
per plant
单株根瘤重
Nodules weight per
plant (g)
单瘤重
One nodule weight
(g)
S 20.12±5.27ab 0.606±0.22b 0.031±0.01ab 13.98±2.91ab 0.656±0.13b 0.047±0.02b
R1 23.12±5.56a 0.882±0.17a 0.041±0.01a 17.52±3.06a 0.954±0.12a 0.072±0.02a
R2 18.66±3.52ab 0.670±0.30ab 0.036±0.01ab 14.58±2.85ab 0.676±0.13b 0.047±0.01b
不施氮肥
No nitrogen
fertilization
R3 19.60±4.45ab 0.580±0.11b 0.029±0.01ab 12.56±3.64bc 0.588±0.15bc 0.050±0.02b
S 12.04±4.96cd 0.292±0.10d 0.024±0.01b 9.54±2.24c 0.414±0.09de 0.044±0.01b
R1 15.62±4.05bc 0.547±0.23bc 0.036±0.01ab 11.42±3.24bc 0.574±0.12bcd 0.051±0.02ab
R2 11.26±2.34cd 0.337±0.15cd 0.032±0.01ab 9.74±2.19c 0.458±0.10cde 0.046±0.01b
施氮肥
Nitrogen
fertilization
R3 9.88±3.84d 0.274±0.18d 0.028±0.01ab 8.78±2.86c 0.394±0.09e 0.047±0.01b
P 施肥 Fertilization (A) 0.000 1 0.000 1 0.202 5 0.000 1 0.000 1 0.202 1
边行 Border-rows (B) 0.070 5 0.005 6 0.092 0 0.058 7 0.000 2 0.129 3
施肥×边行 A×B 0.919 1 0.997 4 0.942 7 0.853 3 0.352 0 0.519 1

表 4 不同施氮处理下间作边行与单作作物成熟期农艺性状的比较
Table 4 Comparison of agronomic traits between crops of intercropped border-rows and monoculture at maturity stage under
different nitrogen fertilization conditions
作物
Crop
氮肥
Nitrogen
fertilization
边行
Border-
rows
株高
Plant height (cm)
有效分枝数
Effective branches
单株荚数
Pods per plant
单株粒数
Grains per plant
结实率
Podding rate (%)
百粒重
100-seed weight (g)
S 61.64±2.82d 2.38±0.40d 28.40±4.81d 56.52±3.92d 69.48±3.20d 13.50±0.46cd
R1 66.10±4.03c 2.82±0.54cd 33.66±5.42bc 66.14±6.83c 74.28±2.40bc 14.10±0.64bc
R2 61.74±4.16d 2.52±0.50d 29.66±4.25cd 58.02±1.84d 72.14±2.03cd 13.72±0.91bcd
不施氮肥
No nitrogen
fertilization
R3 60.58±2.05d 2.46±0.23d 28.70±4.63cd 55.84±3.95d 69.20±1.96d 12.88±1.06d
S 72.42±2.54ab 3.38±0.36b 35.58±3.38b 70.44±4.03bc 76.11±3.90bc 14.46±0.56abc
R1 76.28±3.56a 4.90±0.37a 40.78±2.51a 80.70±3.17a 81.60±3.32a 15.22±0.94a
R2 73.26±2.26ab 3.53±0.36b 36.10±3.01ab 72.34±5.80b 77.40±3.66ab 14.68±0.64ab
大豆
Soybean
施氮肥
Nitrogen
fertilization
R3 70.52±3.85b 3.22±0.61bc 36.46±4.00ab 69.76±3.28bc 75.26±4.96bc 13.96±0.98bc
S 34.86±3.19d 6.18±0.19c 8.42±0.31d 19.32±0.67d 70.56±4.05b 67.42±3.91c
R1 38.70±2.77bcd 6.98±0.16b 9.58±0.41c 20.44±1.67cd 73.80±3.59ab 71.98±5.11bc
R2 36.60±2.08cd 6.40±0.41c 8.86±0.49cd 19.66±0.88d 71.66±5.36b 67.40±3.71c
不施氮肥
No nitrogen
fertilization
R3 35.46±1.91d 6.22±0.47c 8.28±0.47d 19.18±0.85d 71.08±6.12b 67.56±4.06c
S 40.62±2.96b 7.16±0.35b 11.74±0.83b 22.20±1.20bc 75.92±4.09ab 74.24±4.27ab
R1 44.82±4.45a 7.76±0.27a 12.66±0.51a 24.56±2.11a 78.72±3.85a 79.50±5.39a
R2 42.26±3.50ab 7.28±0.29b 11.94±1.01ab 22.48±1.51b 76.08±3.82ab 77.30±4.74ab
花生
Peanut
施氮肥
Nitrogen
fertilization
R3 39.86±2.08bc 7.30±0.19b 11.86±0.92ab 21.92±1.32bc 74.66±4.61ab 74.18±3.67ab

第 8期 张向前等: 红壤旱地玉米对间作大豆和花生边行效应影响的研究 1015


间作大豆和花生边 1 行的株高均明显高于相应的单
作, 边 2行与单作相比略有增加, 而边 3行与单作相
比无明显变化。施氮条件下大豆和花生的株高均高
于不施氮条件下的相应处理 , 并均达到显著差异
(P<0.05), 说明施氮肥(50 kg·hm−2)在增加大豆和花
生株高方面的效果大于间作。无论在施氮和不施氮
条件下, 间作大豆和花生边 1 行和边 2 行的有效分
枝数均高于相应单作, 而边 3 行与单作相比无明显
变化。间作大豆和花生边 1 行和边 2 行的单株荚数
也均高于相应的单作, 其中以边 1 行的单株荚数为
最高, 并与相应的单作存在显著差异(P<0.05), 分别
增加 18.5%、14.6%、13.8%和 7.8%, 而边 3 行与单
作相比无明显变化。间作大豆和花生边 1 行和边 2
行的单株粒数、结实率及百粒重均高于相应单作 ,
并以边 1 行为最高, 且多数与其相应的单作存在显
著差异, 而边 3 行与单作相比无明显变化。施氮在
改善大豆及花生农艺性状方面也发挥着重要作用 ,
施氮条件下大豆和花生单作及边行的农艺性状均优
于不施氮条件下的相应处理, 因此可以得出间作和
施氮肥有利于改善大豆和花生的农艺性状。
2.6 不同施氮条件下间作大豆和花生边行与单作
单株经济和生物产量及行产量的比较
从图 2A可以看出, 间作大豆和花生边 1行和边
2 行的单株经济产量和生物产量均高于相同施肥条
件下的单作, 并以边 1行为最高, 不施氮条件下, 间
作大豆和花生边 1 行单株经济产量分别比相应单作
增加 19.6%和 22.3%, 单株生物产量分别增加 18.0%
和 16.5%; 施氮条件下, 间作大豆和花生边 1行单株
经济产量分别比相应单作增加 24.3%和 17.6%, 单株
生物产量分别增加 8.9%和 13.3%, 而边 3 行与单作
相比则无明显变化。除不施氮条件下的大豆边 1 行
经济产量与单作未达到显著差异外(P>0.05), 间作
大豆和花生边 1 行的单株经济产量和生物产量均与
相应的单作存在显著差异(P<0.05)。此外施氮条件下
大豆和花生边行与单作的单株经济产量和生物产量
均高于不施氮条件下的相同处理, 且均存在显著差
异。从图 2B可以看出, 无论在不施氮和施氮条件下
间作大豆和花生边 1 行和边 2 行的行产量均高于相
应单作, 并以边 1 行的行产量最高, 除施氮条件下
间作花生外, 边 1 行的产量均与相应单作存在显著



图 2 不同施氮条件下间作大豆和花生边行与单作作物成熟期产量的比较
Fig. 2 Comparison of yields between intercropped border-rows and monoculture of soybean and peanut at maturity stage under
different nitrogen fertilization conditions
1016 中国生态农业学报 2012 第 20卷


差异(P<0.05), 分别增加 13.9%、11.7%、21.5%和
10.1%, 而边 3行与单作相比无明显变化。施氮条件
下大豆和花生边行与单作的行产量均高于不施氮条
件, 并存在显著差异(P<0.05)。因此得出无论在不施
氮和施氮条件下大豆和花生的单株经济产量和生物
产量及行产量的高低为边 1行>边 2行>边 3行(单作),
且该施氮肥增产的效果大于间作。
2.7 相关分析
由表 5可以看出(由于施氮肥对根瘤有抑制作用,
故以不施氮条件下的大豆数据分析), 大豆叶绿素除
与单株根瘤数和百粒重未达到显著相关外, 与其余
各指标间均达到显著正相关(P<0.05)。叶面积指数与
单瘤重、单株生物产量和行产量均显著正相关, 说
明叶面积指数与三者关系很密切, 且存在正的相互
促进作用。单株根干重除与百粒重未达到显著正相
关外, 与表中其余各指标均达到显著或极显著正相
关。单株根瘤数、单株根瘤重和单瘤重与各指标间
也均存在正相关关系, 且部分达到显著或极显著水
平, 说明根瘤特性对豆科作物性状和产量有较大影
响。单株粒数与单株经济产量、单株生物产量和行
产量达到极显著正相关 , 而百粒重与单株经济产
量、单株生物产量和行产量相关不显著, 说明单株
粒数比百粒重对大豆单株经济产量、单株生物产量
和行产量有更大影响。此外单株生物产量和单株经
济产量极显著正相关, 从侧面再次说明了生物产量
是经济产量的基础。

表 5 大豆各测量性状之间的相关性分析
Table 5 Correlation matrix among each measured traits of soybean

叶面积
指数 LAI
单株根
干重 RDW
单株根
瘤数 NNP
单株根
瘤重 NW
单瘤重
ONW
株高
PH
单株粒数
GNP
百粒重
SW
单株经济
产量 EY
单株生物
产量 BY
行产量
RY
叶绿素 CHL 0.93* 0.96** 0.76 0.99** 0.98** 0.92* 0.97** 0.86 0.98** 0.99** 0.99**
叶面积指数 LAI 0.84 0.49 0.86 0.92* 0.70 0.83 0.74 0.88 0.93* 0.91*
单株根干重 RDW 0.89* 0.98** 0.89* 0.96** 0.99** 0.75 1.00** 0.98** 0.99**
单株根瘤数 NNP 0.84 0.66 0.95* 0.88* 0.59 0.85 0.78 0.81
单株根瘤重 NW 0.96* 0.97** 1.00** 0.86 0.99** 0.98** 0.99**
单瘤重 ONW 0.86 0.93* 0.93* 0.93* 0.95* 0.94*
株高 PH 0.98** 0.80 0.95* 0.91* 0.93*
单株粒数 GNP 0.82 0.99** 0.97** 0.98**
百粒重 SW 0.76 0.79 0.79
单株经济产量 EY 0.99** 1.00**
单株生物产量 BY 1.00**
LAI: leaf area index; RDW: root dry weight per plant; NNP: number of nodules per plant; NW: nodules weight per plant; ONW: one nodule weight; PH:
plant height; GNP: grains number per plant; SW: 100-seed weight; EY: economic yield per plant; BY: biological yield per plant; RY: row yield; CHL: chloro-
phyll. *为显著相关(P<0.05), **为极显著相关(P<0.01). * Correlation is significant (P < 0.05); ** Correlation is markedly significant (P < 0.01).

3 讨论
叶绿素是植物进行光合作用的物质基础, 其含
量高低在一定程度上决定着光合速率的大小[10−12]。
焦念元等[13]研究发现玉米花生间作提高了玉米、花
生的叶绿素含量, 并延缓了叶片的衰老从而使作物
生育后期保持较高的叶面积指数。本研究同样发现
间作大豆和花生边 1 行和边 2 行的叶绿素含量和叶
面积指数均高于相应的单作, 其中边 1 行的增加效
果更为明显, 而边 3 行与单作相比无明显变化。间
作大豆和花生边 1 行所表现出的优势可能主要由作
物间的根系互作引起, 玉米根系所分泌的一些营养
物质能优化豆科作物的生长环境, 促进豆科作物对
营养物质和微量元素的吸收, 如左元梅等[14]在研究
中发现禾本科作物与花生间作能够改善花生的铁营
养状况。而边 2 行相对于边 3 行所表现出的少许优
势可能是由于边 2 行的通风条件略好于边 3 行, 良
好的通风条件对提高植株的光合、蒸腾都有很大促
进作用[15], 而且边 2 行相对于边 3 行距离玉米植株
更近, 其种间互惠优于边 3 行, 种内竞争小于边 3
行。此外也发现低施氮肥(50 kg·hm−2)在增加叶绿素
含量和叶面积指数方面的效果大于玉米和两种豆科
作物间作的效果。
在间作系统中, 不同种类作物的根系相互影响,
互相制约[16−18]。孙守家等[19]在对小麦石榴农林间作
系统研究中发现, 间作小麦具有明显的根系生长优
势, 其中以边 1 行的优势最为明显, 主要表现在根
长密度的增加。本研究同样发现无论在施氮和不施
氮条件下, 间作大豆和花生边行的单株根干重以边
1行为最高, 边 2行次之, 边 3行与单作相比无明显
变化。豆科作物的固氮能力与其根部的根瘤性状密
切相关, 肖焱波等[9,20]研究发现, 小麦根系的竞争作
第 8期 张向前等: 红壤旱地玉米对间作大豆和花生边行效应影响的研究 1017


用能增加间作蚕豆的根瘤数和根瘤重, 但施氮肥能
显著降低根瘤数、根瘤重和单瘤重。本研究同样发
现间作大豆和花生边 1 行的单株根瘤数、单株根瘤
重和单瘤重均高于相应的单作, 有的存在显著差异
(P<0.05), 边 2 行与单作相比略有增加, 而边 3 行与
单作相比无明显变化, 并同样证明了施氮肥能降低
大豆和花生的单株根瘤数、单株根瘤重和单瘤重。
高阳等[21]研究发现, 玉米和大豆间作的群体总
产量分别比相应单作增加32.0%和6.0%。齐万海等[4]
研究发现, 间作有利于增加玉米和小麦复合群体的
总产量, 但各边行之间的产量存在一定差异, 其中
不隔根间作、塑料薄膜隔根间作、尼龙网隔根间作
小麦边1行产量较边2行分别增加18.2%、29.0%和
33.7%, 较边3行分别增加33.9%、19.4%和29.8%。本
研究中我们同样发现间作不仅可以改善大豆和花生
的农艺性状, 还可以提高大豆和花生的单株经济产
量、单株生物产量和行产量, 其中以边1行的增产效
果最为明显, 边2行次之, 边3行与单作相比无明显
变化。边1行的产量优势主要是由于边1行在协调作
物间的竞争与互补关系、充分利用自然资源和减轻
病虫害方面处于更有利的地位。此外还发现低施氮
肥(50 kg·hm−2)的效果大于间作的效果, 因此可以得
出间作增产的优势作用还存在一定局限。
通过本试验发现间作大豆和花生的优势效应为
边 1行>边 2行>边 3行(单作), 且边 3行与相应单作
相比无优势效应, 此外低施氮肥(50 kg·hm−2)的效果
大于间作的优势效应。因此在实际生产中为了提高
单位土地面积上禾本科‖豆科作物间作系统中豆科
作物的产量, 同时减少播种收获时的人力浪费, 可
以考虑每个豆科作物间作带种植 4行的模式。
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