鲁西北地区大豆/玉米间作适宜品种组合筛选

2019-02-10曹鹏鹏任自超高凤菊田艺心

山东农业科学 2019年12期

曹鹏鹏任自超高凤菊田艺心

摘要：针对鲁西北地区大豆/玉米间作模式中存在的品种组合选择问题，本研究采用3个大豆品种、3个玉米品种随机组合设置不同处理，并对其大豆、玉米的农艺性状、产量、经济效益进行综合分析及评价。结果表明：不同间作组合中同一大豆、玉米品种的生育期无差异性变化;不同处理间大豆9个农艺性状均呈显著差异，不同处理间玉米株高、穗位高、秃顶长、单穗重呈极显著差异，穗行数、行粒数、果穗直径呈显著差异，穗长无差异;玉米在籽粒产量与经济产值方面为主要贡献者，其中处理9（德豆99-16与郑单958组合）的籽粒总产量与经济总产值均最高。结合经济总产值、成熟期及生育期相关数据分析，德豆99-16与郑单958组合在间作模式中表现出较强的适应性与可利用性，为大豆/玉米间作品种的优选组合。

关键词：大豆;玉米;间作;品种筛选

中图分类号：S565.101+S513.01 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2019）10-0031-06

Abstract In view of the selection problem of variety combination existing in the soybean -maize intercropping in the northwest of Shandong Province， three soybean varieties and three maize varieties were randomly combined and set as nine treatments， and the agronomic traits， yield and economic benefits under different treatments were comprehensively analyzed and evaluated. The results showed that there were no differences in the growth period of the same variety of soybean and maize in different intercropping combinations. The agronomic traits of soybean showed significant differences among treatments. Among different treatments， the plant height， panicle height， bald head length and single panicle weight of maize showed extremely significant differences， and there were significant differences in panicle number， grain number and diameter length， but no difference in panicle length. Maize was the main contributor in terms of grain yield and economic output value， among them， the total grain yield and economic output value of the treatment 9 with the combination of Dedou 99-16 and Zhengdan 958 were the highest. Combined with the analyses of economic output value， maturity and growth period， the combination of Dedou 99-16 and Zhengdan 958 showed strong adaptability and availability in the intercropping mode， and was thought as the optimal combination for soybean-maize intercropping.

Keywords Soybean; Maize; Intercropping; Variety selection

间作是集绿色环保、资源优配、均衡发展为一体的复合型种植模式，实现了对耕地、水肥、光热及空间等资源的交叉、分层、立体等高效利用[1]，是构建资源节约型、环境友好型生态农业的重要种植模式之一。大豆是我国重要的粮油作物之一，也是获得植物蛋白的重要来源。玉米作为我国第一大作物，在保障国家粮食安全问题上具有重要地位[2]。大豆/玉米間作不仅可以有效解决粮油生产的均衡配置问题[3]，也是实现农业供给侧结构性改革的重要发展方向，是当今新型农业发展的重要研究课题。

针对大豆/玉米间作，众多学者已进行诸多研究，但多从防控管理[4-7]、植物生理[8-10]、生态环境[11-13]、资源优化配置及经济效益[14-16]等角度进行试验，有关两种作物间作的适宜品种选择研究尚较少。鲁西北地区属黄淮海平原地带，是我国大豆主要产区之一，大豆/玉米间作种植模式普及面较广，但对于适宜本地区间作的大豆、玉米品种选择及其组合搭配缺乏科学的研究论证。因此，本研究通过探讨大豆/玉米间作模式下不同品种组合中大豆、玉米的农艺性状、产量及综合经济效益表现，来筛选适宜本地区间作的大豆玉米品种最佳组合，以解决实际生产中存在的成熟期不一致、倒伏、增产不增收等问题。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2017年在德州市农业科学研究院科技园试验基地进行。该地全年无霜期206 d，年降水量547.5 mm，年均气温12.9℃，年均日照时数2 592 h。土壤质地为壤土，土壤有机质含量11.20 g/kg、全氮0.72 g/kg、速效氮58 mg/kg、有效磷9.62 mg/kg、速效钾91 mg/kg，pH值6.8。前茬作物为冬小麦。麦收后，机械灭茬，人工铲出麦秸后机械旋耕整地、开沟浇水造墒。

1.2 供试材料

3个大豆品种和3个玉米品种（表1）用于本试验品种组合筛选研究。

1.3 试验设计与田间管理

供试大豆、玉米品种于6月19日分别依据间作模式进行种植。裂区设计，每小区2带，每带4行玉米间种4行大豆，复合带状种植模式。小区行长5 m，宽8 m，面积40 m2。行距均为0.5 m，玉米株距15.8 cm，折合每公顷密度6.45万株;大豆株距12 cm，折合每公顷密度18万株。共设置9个处理，重复3次。各处理的组合方式见表2。

其它田间管理措施按高产试验田标准进行。

1.4 测定项目与方法

成熟后對各处理小区进行随机取样，每小区大豆、玉米各取5株，进行植株形态及产量指标的测定。玉米测定项目：株高、穗位高、果穗直径、穗长、秃尖长、穗行数、行粒数、单穗重、空秆率、生育期、倒伏级别;大豆测定项目：株高、底荚高、分枝数、主茎节数、有效荚数、无效荚数、单株粒数、百粒重、单株粒重、生育期、倒伏级别。各小区测产后折算成每公顷产量。大豆田间倒伏级别以《大豆种质资源描述规范和数据标准》为依据进行鉴定，玉米田间倒伏级别以《玉米种质资源描述规范和数据标准》为依据进行鉴定。

1.5 数据处理与分析

试验数据通过Microsoft Excel 2016软件录入整理及表格制作，用DPS 7.5软件（Duncans新复极差法）进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 间作模式下不同处理大豆、玉米生育期及倒伏情况比较

从表3中可以看出，各处理大豆成熟期、生育期、倒伏级别存在一定差异性。生育期长短为德豆99-16﹥齐黄34﹥冀豆12。冀豆12与3个玉米品种间作无倒伏，齐黄34、德豆99-16与登海605的间作均出现3级倒伏，与郑单958的间作出现2级倒伏。综合分析可得，间作模式下各大豆品种之间成熟期、生育期存在一定差异，但同一大豆品种与不同玉米品种的间作组合的成熟期、生育期无差异性变化;冀豆12表现出较强的抗倒性。

从表4中可以看出，各处理玉米成熟期、生育期、空秆率及倒伏级别均存在一定差异性。生育期长短为登海605﹥郑单958﹥登海618。9个间作组合处理的空秆率在0.6%～2.5%之间，其中登海618的空秆率最高，登海605的空秆率最低。郑单958各间作组合无倒伏现象，登海618、登海605与3个大豆品种的间作均出现2级或3级倒伏。综合分析可得，间作模式下各玉米品种之间成熟期、生育期有一定差异;同一玉米品种与不同大豆品种的间作组合模式下，成熟期、生育期无差异性变化;郑单958表现出较强抗倒伏性。

2.2 间作模式下不同处理大豆和玉米主要农艺性状表现

由表5可以看出，3个大豆品种与不同玉米品种间作组合下，其各农艺性状表现出不同程度的差异性。齐黄34与各玉米品种间作下，百粒重均无显著差异;株高、主茎节数、有效荚数，与登海618、郑单958间作的无显著差异，且均显著高于与登海605间作的;底荚高、单株粒数、单株粒重均为与郑单958间作﹥与登海618间作﹥与登海605间作。冀豆12与各玉米品种间作下，无效荚数与百粒重均无显著差异;株高、底荚高、主茎节数、有效荚数均表现为与登海605间作﹥与登海618间作﹥与郑单958间作;单株粒数、单株粒重均表现为与郑单958间作﹥与登海605间作﹥与登海618间作;分枝数则表现为与登海618间作﹥与登海605间作﹥与郑单958间作。德豆99-16与各玉米品种间作下，株高、有效荚数、单株粒数、单株粒重均表现为与郑单958间作﹥与登海618间作﹥与登海605间作;底荚高和百粒重以与登海618间作的表现最高，无效荚数以与登海605间作的表现最多;与各玉米品种间作的分枝数之间无显著差异。由主区显著性分析可知，大豆品种之间在株高、底荚高、分枝数、主茎节数、有效荚数、无效荚数、单株粒数、百粒重、单株粒重9个农艺性状上均存在极显著差异，表明3个大豆品种之间表型性状丰富多样，具有较大的差异性。同一大豆品种与不同玉米品种间作，除主茎节数与百粒重存在显著差异外，其它农艺性状上表现出极显著差异，表明大豆/玉米间作模式对主茎节数、百粒重影响较小。间作效应下，大豆品种间9个农艺性状均呈极显著差异，表明大豆农艺性状受自身遗传物质与间作效应共同调控。

由表6可以看出，3个玉米品种与不同大豆品种的间作组合，其各农艺性状表现出不同程度的差异性。登海618与各大豆品种间作下，株高、穗行数均表现为与齐黄34间作、与冀豆12间作的显著高于与德豆99-16间作;穗长、秃顶长、单穗重均表现为与冀豆12、德豆99-16间作的高于与齐黄34间作;穗位高以与齐黄34间作的表现最高;行粒数以与冀豆12间作的表现最多;果穗直径以与德豆99-16间作的最大，与冀豆12间作的最小。登海605与各大豆品种间作下，穗长之间无显著差异;株高和穗位高以与齐黄34间作的表现最高;穗行数、行粒数、果穗直径、单穗重与冀豆12间作的最高，其次为与齐黄34间作，与德豆99-16间作的最低。郑单958与各大豆品种间作下，穗行数和果穗直径均无显著差异;株高、穗位高、秃顶长均表现为与冀豆12间作﹥与齐黄34间作﹥与德豆99-16间作;行粒数和单穗重以德豆99-16最高。另外，由主区之间显著性分析可知，各玉米品种在株高、穗位高、穗长、秃顶长、穗行数、行粒数、果穗直径、单穗重8个农艺性状上均存在极显著差异，表明3个玉米品种之间表型性状丰富多样，具有较高的差异性。同一玉米品种与不同大豆品种间作，除行粒数差异显著、果穗直径无显著差异外，其余6个性状均表现出极显著差异，表明大豆/玉米间作模式对行粒数、果穗影响相对较小。间作效应下，玉米品种间株高、穗位高、秃顶长、单穗重均呈极显著差异，穗行数、行粒数、果穗直径呈显著性差异，穗长无显著差异，表明玉米农艺性状受自身遗传物质与间作效应共同调控。

2.3 间作模式下不同处理大豆、玉米产量及经济效益比较

由表7可以看出，大豆产量表现为处理6﹥处理9﹥处理3﹥处理5﹥处理7﹥处理1﹥处理8﹥处理2﹥处理4。其中处理6大豆产量最高，为1 230.04 kg/hm2，但与处理3、处理9差异不显著;处理4大豆产量最低，为1 133.39 kg/hm2，处理6比处理4增产8.53%。这表明处理3、处理6、处理9组合的大豆能够达到高产效果。

玉米产量表现为处理9﹥处理5﹥处理4﹥处理7﹥处理6﹥处理2﹥处理8﹥处理3﹥处理1。其中处理9玉米产量最高，为8 015.50 kg/hm2，但与处理5差异不显著;处理1玉米产量最低，为7 098.25 kg/hm2，处理9比处理1增产12.92%。这表明处理9、处理5组合的玉米能够达到高产效果。对大豆、玉米产量进行综合分析比较，处理9产量最高，为9 243.86 kg/hm2，其中大豆贡献率为13.29%，玉米贡献率为86.71%。

大豆、玉米经济产值以2017年市场价格（大豆每千克4.4元，玉米每千克1.64元）进行计算，处理6大豆经济产值最高，每公顷为5 412.18元，但与处理5、处理9差异不显著;处理9玉米经济产值最高，每公顷为13 145.42元，但与处理5差异不显著。对大豆、玉米经济产值综合分析比较，处理9经濟产值最高，每公顷为18 550.20元，其中大豆贡献率为29.14%，玉米贡献率为70.86%。

以上结果表明，大豆/玉米间作模式下，玉米在籽粒产量与经济产值方面为主要贡献者，占据主导地位;处理5、处理9在籽粒产量、经济效益方面均表现良好。

3 讨论与结论

从本研究结果可以看出，间作模式下，不同大豆或玉米品种之间成熟期、生育期存在一定差异，但同一大豆或玉米品种成熟期、生育期无差异性变化，表明成熟期和生育期主要受品种本身遗传特性控制，间作模式对其影响较小。间作模式下，不同大豆品种之间和同一大豆品种与不同玉米品种间作之间，在株高、底荚高、分枝数、主茎节数、有效荚数、无效荚数、单株粒数、百粒重、单株粒重9个农艺性状上均存在显著性差异;不同玉米品种之间和同一玉米品种与不同大豆品种间作之间，在株高、穗位高、穗长、秃顶长、穗行数、单穗重 6个农艺性状上均存在极显著差异。这表明品种的农艺性状受间作模式影响较大，不同间作模式对品种生长发育具有重要影响。

另外，本研究发现，冀豆12×郑单958和德豆99-16×郑单958间作组合的大豆产量和经济效益均显著高于其它组合，大豆产量分别为1 230.04、1 228.36 kg/hm2，大豆每公顷经济效益分别为5 412.18、5 404.78元。德豆99-16×郑单958、冀豆12×登海605间作组合中玉米产量和经济效益均显著高于其它组合，玉米产量分别为8 015.50、8 010.25 kg/hm2，玉米每公顷经济效益分别为13 145.42、13 136.81元。综合分析来看，德豆99-16×郑单958间作组合的大豆、玉米产量及经济效益均最高，且玉米为主要贡献者，在产量和经济效益中玉米贡献率分别为86.71%、70.86%。

罗健[17]、黄妙华[18]等的研究表明，不同间作大豆和玉米品种间的产量、经济效益等性状差异很大。这与本研究结果相似，这些差异主要与遗传和遮光有关。间作中玉米品种主要通过光照对大豆产生影响，一般来说植株较矮、较紧凑的玉米品种对大豆的遮光较轻。本研究中3个玉米品种的株型均比较紧凑，郑单958、登海605、登海618株高分别为 256、273、265 cm，郑单958植株相对较矮，对间作大豆遮光较轻。另外，德豆99-16是由德州市农业科学研究院选育而成，该品种在本研究3个大豆品种中株高最高、耐荫性较强，更具适应性，这可能是德豆99-16×郑单958间作组合玉米、大豆产量及经济效益均高的原因。

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