玉米种植密度对玉米大豆间作产量及产值的影响

聂军芬

（息烽县永靖镇农业服务中心，贵州 息烽 551100）

我国耕地资源有限，间套作种植模式是提升土地资源利用效率、提高作物产量的一项重要措施[1]。间作是指一个生长季内同一块土地上同时种植2 种或2 种以上的作物。相较于常规单作，间作系统作物特有的群体结构特性，可显著提升光能利用效率，促进根系吸收养分，防治病虫害及杂草，增加作物产量及经济效益[2]。近年来，间作已在现代农业生产中得到了广泛应用，其中豆禾间作由于豆科作物的固氮作用可有效的向禾本科作物转移一定氮素，而禾本科作物可提升豆科作物的生物固氮效率[3]。

贵州省属亚热带湿润季风气候，对喜温的春季作物而言为典型的一年一熟制，玉米及大豆间作是当地习惯性种植方式。但是，在实际生产过程中，玉米与大豆间作种植技术规范性较差、模式多样，多数种植户将大豆随机播撒于玉米行间，大豆生长所占据的空间较小，同时大豆为矮秆作物，在玉米这一高秆作物的影响下存在产量低下问题，如何在大豆与玉米间作时提升产量，已成为当地玉米、大豆栽植产业的重要任务[4]。种植密度是影响间作系统产量的重要因素，谭春燕等[5]以贵州自育大豆新品种黔豆7 号为试验材料，在玉米间作不同种植密度大豆的条件下，研究了大豆光合生理指标的影响，发现在一定范围内，大豆光合速率会随着密度的增加而增加，但达到一定程度，反而会下降，其余指标随密度呈现不规则变化；叶照春等[6]以贵州主要种植的玉米品种黔单16 和大豆品种黔豆2 号为材料，开展不同密度下玉米间作大豆控草效果及对产量的影响研究，发现作物合理间作和适当增加种植密度是控制杂草生长，提高作物产量的有效措施。本文主要研究玉米种植密度对玉米、大豆间作产量及产值的影响，希望能够为贵阳地区玉米间作大豆合理的种植密度提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验地安排在贵州省贵阳市息烽县永靖镇雨洒村，当地为亚热带（副热带）高原季风湿润气候区，年平均气温为15.6℃，平均降水量为1 385 mm，无霜期为280 d。试验用玉米品种为黔单16号，试验用大豆品种为黔豆2号。

1.2 试验设计

本试验共设置玉米单作（处理Y，种植密度为48 000 株/hm2）、大豆单作（处理D，种植密度为210 000株/hm2）、玉米与大豆间作3个模式，其中间作处理时大豆种植密度210 000株/hm2，玉米种植密度分别设置为25 000 株/hm2（处理J1）、30 000 株/hm2（处理J2）、35 000 株/hm2（处理J3）。共设置5 个处理，每个处理分别重复3 次，共15 个试验小区，各试验小区面积均为4 m×2.4 m。玉米与大豆种植规格为2∶3型（即2行玉米，3行大豆），行长5 m，行距0.6 m。

1.3 田间管理

2020 年4 月上旬整地，3 月13 日播种。各处理所施入肥料种类、用量及施肥方式一致，施入225 kg/hm2尿素及210 kg/hm2过磷酸钙，施肥时首先将全部过磷酸钙一次性深施覆薄层土壤作为基肥，同时施肥50%的尿素作为基肥，剩余50%尿素于孕穗期作追肥施入。在植物整个生长过程中，各试验小区均采取常规田间管理方式。9月初左右收获玉米，8月中旬左右收获大豆。

1.4 测量指标及方法

收获各试验小区内玉米及大豆，分别测量玉米结实性、穗粒数及千粒质量等，测量大豆有效分枝数、结荚数、单株籽粒数及百粒质量等指标，计算玉米产量及大豆产量。

1.5 数据分析

本试验采用Excel 2019 软件进行数据整理及统计，采用SPSS 19.0软件对试验数据进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 玉米种植密度对间作玉米产量的影响

玉米种植密度对间作玉米产量及产量构成指标的影响见表1。

表1 玉米种植密度对间作玉米产量及产量构成指标的影响Tab.1 Effects of maize planting density on yield and yield components of intercropping maize

由表1可知，不同处理玉米穗长差异显著，以处理Y玉米穗长为最长，达到了16.35 cm，接着依次为处理J3、处理J2、处理J1；不同处理玉米穗粗、秃尖长度、千粒质量差异不显著，在本试验条件下玉米穗粗在4.61~4.83 cm，秃尖长度在0.29~0.31 cm，千粒质量在346.79~351.08 g。不同处理玉米穗粒数差异显著，由高到低排序依次为处理Y（451.62 粒/穗）、处理J1（442.64 粒/穗）、处理J2（440.75 粒/穗）、处理J3（436.61 粒/穗）；从不同处理玉米产量情况来看，以处理Y 为最高，达到了13 551.25 kg/hm2，分别较处理J3、处理J2、处理J1 高出了61.85%、84.47%、105.85%。

2.2 玉米种植密度对大豆产量的影响

玉米种植密度对大豆产量及产量构成指标的影响见表2。

由表2 可知，不同处理大豆有效分枝数、单株结荚数、单株粒数、单株粒质量、产量均存在显著差异，而百粒质量差异不显著。具体而言，以处理D 大豆有效分枝数为最高，达到了1.75 个，随着玉米种植密度的增加，大豆有效分枝数呈现出逐渐降低的趋势，由处理J1的1.53个逐渐降低至处理J3的1.28 个；不同处理大豆单株结荚数变化趋势与有效分枝数基本一致，以处理D 为最高，达到了55.51个，以处理J3为最低，仅34.37 个；从大豆单株粒数情况来看，由高到低排序依次为处理D、处理J1、处理J2、处理J3，其中处理D 与处理J1 大豆单株粒数差异不显著，处理J1与处理J2间作大豆单株粒数差异不显著；在本试验条件下，不同处理大豆百粒质量在24.33~24.82 g；不同处理间作大豆单株粒质量以处理D 为最高，分别较处理J1、处理J2、处理J3 高出了2.87 g、4.34 g、6.30 g，其中处理J1与处理J2大豆单株粒质量差异不显著；通过计算大豆产量可以看出，不同处理大豆产量由高到低排序依次为处理D、处理J1、处理J2、处理J3，其中处理D大豆产量分别较处理J1、处理J2、处理J3高出了14.47%、23.65%、42.64%。

表2 玉米种植密度对大豆产量及产量构成指标的影响Tab.2 Effect of maize planting density on soybean yield and yield component index

2.3 玉米种植密度对玉米、大豆间作产值的影响

玉米种植密度对玉米、大豆间作产值及种植经济效益的影响见表3。

表3 玉米种植密度对玉米、大豆间作产值及种植经济效益的影响Tab.3 Effect of maize planting density on maize and soybean intercropping value and planting economic benefit

由表3 可知，不同处理种植经济效益以处理J1 为最高，分别较处理J2、处理J3、处理Y、处理D 种植经济效益增加了0.24%、1.04%、10.71%、56.06%。

3 讨论与结论

作物在空间和时间上对资源具有互补效应，这一互补效应能够提高作物产量及资源利用效率，因而间作系统成为了我国重要的农业种植模式之一[7]。本研究发现，玉米不同种植密度对间作玉米、大豆的产量存在显著影响，这与蔡倩等[8]、罗万宇等[9]的研究结果相一致。在间作系统中，随着玉米种植密度的增加，玉米产量呈逐渐增加趋势，而大豆产量呈减少趋势，主要是由于高位玉米与低位大豆间作时，玉米处于生态位优势，大豆处于生态位劣势，高秆玉米对大豆的遮阴作用降低了作物的光合作用，从而影响大豆的产量构成乃至籽粒产量[10]。玉米、大豆产量是由多基因控制的数量性状，是各农业性状综合作用的效果，提升玉米、大豆产量需综合考虑多个农艺性状，这些农艺性状间不仅相互作用并且相互影响，对玉米、大豆产量的贡献大小也存在一定差异[11，12]。

相较于单作，玉米、大豆间作体系土壤微生物数量及酶活性较高，大豆根际土壤细菌数量及脲酶活性也较高，这会有效增加土壤内有效养分含量，增强大豆对氮的固定，进而提升玉米、大豆的养分利用效率[13]。另外，玉米、大豆通过合理轮作，可促进作物形成生态位优势，增加遮阴程度，减少地表光合有效辐射量，从而抑制田间杂草，这也是一项提高作物产量的有效措施[14,15]。

综上所述，随着玉米种植密度的增加，玉米产量及产值逐渐提升，大豆产量及产值逐渐降低。玉米与大豆种植规格为2∶3 型（即2 行玉米，3 行大豆），玉米种植密度为25 000~30 000 株/hm2，大豆种植密度为210 000 株/hm2时，玉米及大豆产值为最高，是最适宜贵州省贵阳市的玉米、大豆间作模式。