玉米-大豆间作行距对大豆生长及品质的影响

朱星陶， 谭春燕， 陈佳琴， 杨春杰， 龚丽娜， 刘作易

(1.贵州省油料研究所， 贵州 贵阳 550006； 2.贵州省农业科学院， 贵州 贵阳 550006)

玉米-大豆间作行距对大豆生长及品质的影响

朱星陶1， 谭春燕1， 陈佳琴1， 杨春杰1， 龚丽娜1， 刘作易2*

(1.贵州省油料研究所， 贵州 贵阳 550006； 2.贵州省农业科学院， 贵州 贵阳 550006)

为玉米与大豆间作共生体系的高产复合群落提供合理的田间配置技术参数，设置玉米与大豆间作的行距变化试验，研究高秆强势作物玉米对矮秆弱势作物大豆的生长、产量及品质等性状的影响。结果表明：大豆与玉米的行距在25～60 cm，随行距增大，大豆单株产量增加，群体产量先增加后降低，当大豆与玉米行距为45 cm时，大豆群体产量最高(59.65 kg/667m2)；随着大豆与玉米行距减小，大豆株高增加，行距在40～45 cm时，大豆平均株高为55 cm(大豆最适高度)；大豆与玉米行距在40 cm以下时，玉米对大豆有效荚及籽粒的形成抑制明显，对大豆百粒重、底荚高度、主茎节数等影响不明显；大豆与玉米距离越近，大豆蛋白质含量增加，脂肪含量降低，可溶性蛋白含量增加，可溶性糖含量呈M型变化，脯氨酸含量降低，SOD和POD的活性呈波浪形不规律变化；生产上大豆与玉米间作应选择玉米与大豆的行距在30～45 cm较为合理。

玉米； 大豆； 间作； 品质

贵州省及其云南省东北部、湖南省西部和湖北省的恩施州等地区属于西南山区及武陵山区的典型代表，该地区大部分属于亚热带湿润季风气候，适宜春季作物生长的有效气温(日均温度>12°C)季节主要在每年的4―9月，对喜温的春季作物而言是典型的一年一熟制，玉米与大豆间作是该类地区旱地的习惯性种植方式[1-3]，其特点是大豆与玉米同期播种，大豆收获早于玉米20～30 d，大豆全生育期与玉米共生，在这种大豆与玉米复合群落共生结构中，大豆与玉米的行比或株行距配置对2种作物的产量形成及品质等具有一定影响，尤其是玉米在群落结构中因植株高大，属强势作物，易影响弱势作物大豆的正常生长。如何通过调整田间布局方式，最大限度地利用温、光、水、肥资源，实现强势作物在发挥最大边际效应的同时，减少对弱势作物的影响，从而提高复合群落的产值和效益，是作物间作模式需解决的问题。当前国内外针对大豆与玉米间作栽培已有一定的研究报道[4-16]，主要集中在玉米与大豆不同行比间作对大豆农艺性状和产量以及根系的影响等方面，而在固定行比模式下变动玉米与大豆的行距对大豆的产量、生理以及品质影响的研究较少。由于环境和品种区域适应性对作物生长及栽培制度的制定均有较大影响。为此，笔者在贵州喀斯特地貌和生态环境下，研究贵州省自育国审春大豆新品种黔豆7号与玉米间作栽培的适宜间作模式，探明强势作物玉米对弱势作物大豆的生长、产量及品质等性状影响，旨在为玉米间作大豆的高产优化复合群落的田间配置提供合理的技术参数。

1 材料与方法

1.1 试验材料

大豆品种为贵州省油料研究所选育的黔豆7号，2011年国家审定品种，较耐荫；玉米品种为四川省农业科学院植物保护研究所选育的中单808，半紧凑型品种。

1.2 试验概况

试验于2013—2014年在贵州省油料研究所试验地进行，试验地地处北纬26°38′，东经106°48′，海拔1 008 m。前茬作物为大豆，冬闲，黄壤土，土壤理化指标:全氮1.768 g/kg，全磷0.842 3 g/kg，全钾16.322 g/kg，有机质30.753 g/kg，有效氮93.921 mg/kg，有效磷31.921 mg/kg，有效钾268.959 mg/kg，pH 7.48，有效硼0.343 mg/kg，有效钼0.159 mg/kg。

1.3 试验设计

将大豆与玉米行比确定为2∶2，即2行玉米间种2行大豆复合带状种植模式。田间配置的固定因素为玉米株距20 cm，大豆株距8 cm，玉米窄行行距50 cm，玉米宽行内间种2行大豆，大豆行距40 cm。变量因素为大豆与玉米行距，设8个变量水平：处理1，25 cm；处理2，30 cm；处理3，35 cm；处理4，40 cm；处理5，45 cm；处理6，50 cm；处理7，55 cm；处理8，60 cm。设2个对照处理：处理9，大豆净种(行距40 cm，株距10 cm，密度16 675株/667m2)；处理10，玉米净种(行距60 cm，株距30 cm，密度3 705.6株/667m2)(表1)。田间试验随机区组设计，3次重复。重复试验2年(2013年、2014年)。小区行长5 m，宽4.5 m，面积22.5 m2，每行实际留苗大豆62株，玉米25株。

表1 玉米-大豆间作试验各处理的株、行距配置及密度

Table 1 Plant spacing, row spacing and plant density of different treatments under maize-soybean intercropping pattern

处理Treatment玉米窄行行距/cmRowspacingofmaize玉米⁃大豆行距/cmRowspacingbetweenmaizeandsoybean大豆行距/cmRowspacingofsoybean玉米宽行行宽/mRowspacingofmaize玉米⁃大豆带宽/mBeltwidthofmaize⁃soybean玉米密度/(株/667m2)Maizedensity大豆密度/(株/667m2)Soybeandensity15025400．91．44764．311910．725030401．01．54446．711116．735035401．11．64168．810421．945040401．21．73923．59808．855045401．31．83705．69263．965050401．41．93510．58776．375055401．52．03335．08337．585060401．62．13176．07940．59------16675．010-----3705．6-

注：处理9为净作大豆，株行距为10 cm×40 cm；处理10净作玉米，株行距为30 cm×60 cm。

Note: Treatment 9 is single soybean and the row and plant spacing is 10 cm×40 cm.Treatment 10 is single maize and the row and plant spacing is 30 cm×60 cm.

1.4 测定项目

在大豆开花期取样进行生理指标(POD、SOD、CAT、MDA、Pro、可溶性糖和可溶性蛋白等)测定分析。成熟后各小区收取10株玉米、10株大豆进行常规考种，大豆考察株高、单株荚数、单株粒数和百粒重等主要农艺性状；玉米考察穗位高、穗长、穗粗、秃尖长、穗行数、穗粒数和百粒重等农艺性状。对各处理收取2个完整带测大豆和玉米产量，并按实际有效面积折算为单产。测定分析大豆和玉米的品质，大豆测定籽粒粗蛋白质、粗脂肪含量；玉米测定粗蛋白、粗脂肪、粗淀粉和赖氨酸含量。

1.5 数据统计

利用DPS 7.05和Excel 2003软件对试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 玉米-大豆间作行距对大豆单株及群体产量的影响

从表2可知，大豆与玉米间作行距对大豆单株产量的形成影响较大，各处理间差异达极显著水平(P<0.01)，玉米与大豆间作行距在25～60 cm时，随行距增大，大豆单株产量逐渐增高，当行距达60 cm时，大豆单株产量最高，达7.50 g/株，接近大豆净种的单株产量(8.11 g/株)。这可能是因为随着2种作物行距增加，大豆作为弱势作物其生长空间逐渐增加，田间小气候环境与其净作时的环境基本一致，单株生长所需空间和光、热等资源充足，从而与强势作物玉米之间的竞争减小。

由于行距的变化影响大豆的密度，同时也影响大豆的生长，合理调节行距减少玉米对大豆的影响，实现合理密植才能增大群体产量。大豆与玉米行距对大豆群体产量的影响极显著(P<0.01)，当大豆与玉米距离在30～45 cm时，大豆可获得较高产量，单位面积产量在57.58～59.65 kg/667m2。这是由于大豆与玉米间行距的增大，导致大豆与玉米密度均减少，从而影响大豆与玉米单位面积上的产量。而大豆与玉米行距小于35 cm时，虽然大豆与玉米密度增大，但因大豆与玉米间隔近而抑制大豆增产潜力的发挥，导致大豆群体产量低。

2.2 玉米-大豆间作行距对大豆主要农艺性状的影响

从表2看出，玉米-大豆间作不同行距对大豆农艺性状影响明显。株高：大豆与玉米间距越近，大豆株高增加，在行距25～35 cm处于高位，变化不大，比净种大豆的增高10 cm左右；在行距40～50 cm时，株高下降；行距大于50 cm时株高与净种大豆相当。说明，大豆与玉米间作体系中，为了防止植株徒长引起倒伏，大豆与玉米间距在40～45 cm较为理想。

有效分枝：大豆与玉米间距对有效分枝的形成影响明显，两者行距在40 cm以下，有效分枝较少，行距大于40 cm时，有效分枝增多，在45 cm时与大豆净种相当。

豆荚数：大豆与玉米行距对大豆总荚数形成和有效荚的影响非常明显，两者行距在25～40 cm，大豆单株总豆荚数在30.1～35.87个，单株有效荚在25.1～31.57个，而大豆净种的单株总豆荚数和有效荚分别为43.53个和40.47个；当两者行距大于40 cm后，大豆总豆荚数和有效荚数与大豆净作接近。说明，玉米与大豆间作行距大于40 cm，才能使玉米对大豆的抑制减弱。

单株粒数：大豆与玉米间距对大豆籽粒数形成影响非常明显，两者行距在25～40 cm时，大豆单株粒数在50.1～66.77粒，而净种单株粒为89.5粒。当两者行距大于40 cm后，大豆单株粒数与大豆净作接近。

百粒重、底荚高度和主茎节数：大豆与玉米间距对大豆百粒重、底荚高度和主茎节数形成影响不明显。

2.3 玉米-大豆间作行距对大豆品质的影响

从表3看出，随着大豆与玉米间距增大，大豆蛋白质逐渐降低，脂肪总量逐渐升高，对蛋白质+脂肪总量影响小。因此，在南方以蛋白质含量为目标的地区，大豆与玉米间作种植，在遮荫条件下可有效增大蛋白质含量。

表2 玉米-大豆间作不同行距处理大豆的产量及主要农艺性状

Table 2 Yield and main agronomic traits of soybean under different intercropping row spacing between maize and soybean

处理Treatment单株产量/gYieldperplant折合产量/(kg/667m2)Equivalentyield株高/cmPlantheight底荚高度/cmHeightofbottompods主茎节数/个Nodenumberofmainstem单株有效分枝/个Effectivebranches单株有效荚数/个Effectivepods单株总荚数/个Pods单株粒数/粒Grains百粒重/g100⁃grainweight14．30eE48．05dD55．7612．6311．731．6325．1030．1050．1015．3525．13eDE59．46bB57．8312．2811．831．4724．7329．1050．0014．9835．31deCDE57．63bBC57．3611．8212．032．1030．5335．3064．4314．8546．24cdBCD57．58bBC56．5711．9511．532．0731．5735．8766．7715．2856．89cdBCD59．65bB54．7311．1511．732．7737．8342．4381．3315．0366．17cBCD55．32bcBCD51．7210．8811．872．2035．7740．6075．8714．7276．69bcBC54．90bcBCD50．7010．9211．872．537．6043．2779．8315．2287．50abAB49．72cdCD51．7411．0511．892．5437．8043．4080．2315．4198．11aA161．94aA51．6812．5012．172．5740．4743．5389．5015．13

注：同列数字后不同大、小写字母分别表示差异达极显著(P≤0.01)和显著(P≤0.05)水平(下同)。

Note：Different capital and lowercase letters in the same column indicate significance of difference atP≤0.01 andP≤0.05 level respectively. The same below.

表3 玉米-大豆间作不同行距处理大豆的品质及生理指标

Table 3 Quality and physiological indexes of soybean under different intercropping row spacing between maize and soybean

处理TreatmentPOD/(U/gFW)SOD/(U/gFW)CAT/(U/gFW)Pro/(μg/g)MDA/(μmol/gFW)可溶性糖/(mg/g)Solublesugar可溶性蛋白/(mg/g)Solubleprotein蛋白质/%Protein脂肪/%Fat蛋白质+脂肪/%Protein+fat1275．70805．18141．8421．799．633．7848．3345．1118．8563．962307．86602．63122．4032．057．999．34196．5944．5119．0963．603274．61744．49175．1024．386．5011．78135．5844．5319．0663．584276．75662．9972．0320．996．998．82121．2044．2819．0863．365248．65792．28203．5431．986．8112．39206．9343．9219．1663．096242．63517．2078．5622．1817．482．2158．1543．6818．5862．26715．96793．28145．0873．346．838．2244．2644．1219．0863．208298．97840．97156．2720．146．994．1027．6443．5719．6163．189276．55786．4799．2138．157．584．49199．4943．4419．6563．09

2.4 玉米-大豆不同间作行距对大豆生理的影响

从表3还可看出，大豆与玉米距离越近，荫蔽程度加重，大豆可溶性蛋白含量增加，当玉米与大豆行距为45 cm时，大豆可溶性蛋白含量最高，为206.93 mg/g。玉米-大豆行距太近或太远均使大豆可溶性糖含量降低，当玉米与大豆行距在45 cm时，其可溶性糖含量最高，为12.39 mg/g。随着玉米-大豆行距缩小，大豆脯氨酸(Pro)含量降低，超氧化物歧化酶(SOD)活性升高，过氧化物酶(POD)活性呈波浪形不规律变化。

2.5 玉米-大豆间作行距对玉米产量的影响

从表4看出，玉米与大豆行距对玉米产量的影响明显，两者距离越近，玉米单株产量越低，大豆与玉米距离大于40 cm时，对玉米单株产量的影响减弱，两者距离在45 cm时玉米单株产量达最高，为171.49 g/株，高于玉米净作的单株产量(164.31 g/株)。但生产需要的是群体产量，因大豆与玉米距离的变化影响了玉米的密度，因此，对玉米群体产量的形成影响显著，玉米与大豆行距在25～45 cm，单位面积玉米产量比净种玉米高，其中，行距30 cm时，产量最高，为695.72 kg/667m2。说明，大豆与玉米距离在30 cm时，既增大了玉米的密度，又发挥了玉米的边际效应，玉米群体获得高产量，当两者距离大于45 cm时，因玉米密度减低，玉米边际效应的增长不能弥补密度减少造成的影响，产量降低。因此，在生产上选择宽窄行，并在宽行中间种大豆，可确保玉米高产的同时，获得一定的大豆产量。

2.6 玉米-大豆间作行距对玉米品质及农艺性状的影响

从表4还看出，玉米与大豆间距对玉米品质及农艺性状的影响不明显，说明弱势作物对强势作物的品质形成及植株的生长、发育影响不大。

表4 玉米-大豆间作不同行距处理玉米的产量、品质和主要农艺性状

Table 4 Yield, quality and main agronomic traits of maize under different intercropping row spacing between maize and soybean

处理Treatment产量Yield玉米单株产量/g折合产量/(kg/667m2)品质Quality粗蛋白质(干基)/%粗脂肪(干基)/%粗淀粉(干基)/%赖氨酸(干基)/%穗位高/cm农艺性状Agronomictraits穗长/cm穗粗/cm秃尖/cm穗行数/行百粒重/g1141．38dB673．57abAB10．205．0173．070．31121．821．318．02．516．233．02156．46bcAB695．72aA10．104．7073．150．30102．023．118．32．016．631．73152．82cdAB637．07bcABC10．244．9272．580．31127．821．316．42．114．433．14160．21abcAB628．61bcABC10．264．9272．990．31122．019．716．21．815．831．55171．49aA635．46bcABC10．254．7372．940．30117．519．717．21．416．932．86168．20abA590．46cCD9．814．8973．980．30121．823．618．21．515．834．17157．56abcAB525．48dD9．994．7073．020．31102．317．516．72．216．232．48166．53abcA528．90dD9．994．9773．140．31114．023．017．82．915．630．610164．31abcA608．86cBC9．914．8173．920．30249．519．316．52．416．630．1

3 结论与讨论

1) 本试验目的在于弄清大豆与玉米间作群体结构中，强势作物玉米的后期遮荫对大豆的影响效应。为减少试验误差，设计玉米与大豆行比为2∶2模式，以便在平衡模式下研究并提出大豆与玉米间作的田间适宜的株行距配置参数。试验虽然是在固定一定的田间因素下获得的结果，但仍可为制定优化模式的田间株行距配置参数提供参考。

2) 研究结果表明，大豆与玉米行距25～60 cm时，随行距递增，大豆单株产量呈增加趋势，说明玉米对大豆产量的影响很大，同时大豆在生长过程中因受玉米不同程度的遮荫，基于自身生长需要调节，导致其生理指标发生一定的变化。

3) 大豆对玉米产量也有一定程度的影响，从试验各处理的大豆与玉米复合产量和复合产值分析，净种大豆与净种玉米均不可取，而在大豆与玉米带状复合种植模式中，大豆与玉米间距离在45 cm以下，大豆与玉米的复合产量和复合产值均优于净种玉米或净种大豆。说明，高秆作物与矮秆作物复合种植后更能合理的利用温、光、水、肥，从而获取较高的复合产量，提高产值，这正是西南山区、武陵山区玉米间种大豆面积较大的原因。

4) 试验发现，大豆与玉米间作在行比2∶2且行距25～60 cm模式下，大豆产量很难达到60 kg/667m2以上。因此，在实际生产上，需要兼顾大豆产量，在制定田间配置时可以考虑玉米与大豆行比按1∶2模式或者2∶3模式[2-3]，适当增加大豆行数，提高复合产量与产值。

5) 在实际生产上，大豆与玉米间种行比模式较多，随着各模式空间的改变(如玉米、大豆行距的改变及玉米、大豆株距的改变、大豆与玉米品种的改变等)均可能对大豆、玉米的产量及性状产生一定的影响，但不管采用何种模式及其因素如何改变，大豆与玉米间的距离始终是影响大豆与玉米产量的关键因素。本研究结果表明，在玉米-大豆间作固定玉米与大豆行比为2∶2模式下，选择大豆与玉米的行距在30～45 cm较为合理。

[1] 朱星陶，陈佳琴，强兴明，等.贵州大豆生产现状及产业技术需求与对策[J].贵州农业科学，2012，40(10)：208-213.

[2] 周新安，年 海，杨文钰，等.南方间套作大豆生产发展的现状与对策(Ⅲ)[J].大豆科技，2010(5):1-2.

[3] 常汝镇，韩天富.关于发展南方间套作大豆生产的建议[J].大豆科技，2008(4):7.

[4] 朱星陶，陈佳琴，谭春燕，等.玉米与大豆“1∶2”间作种植的株行距优化配置研究[J].大豆科学，2014，33(1):35-40.

[5] 成荣芳.大豆与玉米间种优化栽培技术模式研究[J].耕作与栽培，2014(4):48-50.

[6] 刘成瑶.间种套作是生态农业主要模式[J].农村经济与技术，1996(8):24-25.

[7] 陈 颖，邹超亚.玉米大豆间作复合群体优化配置与生产力研究[J].资源科学，1999(7):75-79.

[8] 卢秉生，李妍妍，丰 光.玉米大豆间作系统产量与经济效益的分析[J].辽宁农业职业技术学院学报，2006，8(4):4-6.

[9] 马 骥，马淑云，程寅生，等.玉米大豆间作效应分析[J].西北农业大学学报，1994，22(4):80-84.

[10] 梁 泉，尹元萍，杨通新.玉米大豆间作试验初步研究[J].耕作与栽培，2004(5):17-19.

[11] 谭春燕，刘作易，朱星陶，等.不同密度间作大豆的光合生理响应[J].贵州农业科学，2012，40(8):49-51.

[12] 张智晖.玉米/大豆间作模式对土壤酶活性及土壤养分的影响[J].安徽农业科学，2011，39(16):9706-9707.

[13] 李 植，秦向阳，王晓光，等.大豆/玉米间作对大豆叶片光合特性和叶绿素荧光动力学参数的影响[J].大豆科学，2010，29(5):808-811.

[14] 高 阳，段爱旺，刘战东，等.玉米/大豆间作条件下的作物根系生长及水分吸收[J].应用生态学报，2009，20(2):307-313.

[15] 高 阳，段爱旺，刘祖贵，等.单作和间作对玉米和大豆群体辐射利用率及产量的影响[J].中国生态农业学报，2009，17(1):7-12.

[16] 宋 日，牟 瑛，王玉兰，等.玉米、大豆间作对两种作物根系形态特征的影响[J].东北师范大学学报:自然科学版，2002，34(3)：83-86.

(责任编辑： 姜 萍)

Effects of Intercropping Row Spacing between Maize and Soybean on Growth and Quality of Soybean

ZHU Xingtao1, TAN Chunyan1, CHEN Jiaqin1, YANG Chunjie1, GONG Lina1, LIU Zuoyi2*

(1.GuizhouInstituteofOilCrops,Guiyang,Guizhou550006; 2.GuizhouAcademyofAgriculturalSciences,Guiyang,Guizhou550006,China)

The effects of different intercropping row spacing between maize and soybean on growth, yield and quality of soybean were analyzed to provide the rational field arrangement technical parameters for high-yield compound community of maize and soybean intercropping symbiosis. Results: The yield per soybean plant increases with increase of row spacing between soybean and maize but the population yield presents a first rising and then declining trend with increase of row spacing when the row spacing between soybean and maize is 25～60 cm. The soybean population yield is the highest (9.65 kg/667m2)when the row spacing between soybean and maize is 45 cm. The soybean height increases with decrease of row spacing between soybean and maize.The average soybean height is 55 cm (the optimum height) when the row spacing between soybean and maize is 40～45 cm. Maize inhibits formation of effective pods and grains of soybean significantly and has no significant effects on 100-grain weight, bottom pod height and node number on the main stem when row spacing between soybean and maize is below 40 cm. The protein and soluble protein content of soybean increases, the fat and proline content of soybean decreases, the soluble sugar content of soybean presents a M-type trend and the SOD and POD activity shows a undulate and irregular change with decrease of row spacing between maize and soybean. The optimum rational row spacing between soybean and maize is 30～45 cm in soybean and maize intercropping.

maize; soybean; intercropping; quality

2015-11-20； 2016-06-02修回

国家重点基础研究发展计划项目“973”计划“作物多样性群落结构对产量与品质的影响及其机理”(2011CB100402)；现代农业产业技术体系建设专项资金项目(CARS-004-CES28)；贵州省科技成果重点推广计划项目“高产大豆新品种黔豆7号、黔豆8号示范与推广”[黔科合成字(2012)5026]

朱星陶(1964-)，男，研究员，从事大豆育种与栽培研究。E-mail：zhuxingtao@vip.sina.com

*通讯作者：刘作易(1959-)，男，研究员，从事生物技术研究。E-mail: liuzuoyi@yahoo.com.cn

1001-3601(2016)06-0239-0022-04

S504.7

A