玉米-大豆带状复合种植对大豆种植的影响

李素艳

摘要：为探明玉米-大豆带状复合种植模式对大豆光合作用、农艺性状和经济效益的影响，以间作大豆为研究对象、以单作大豆为对照，分析大豆的叶片光合特性、植株农艺性状和产量变化规律，并分析不同模式下的作物产量和经济效益，从而为确定适宜的间作大豆种植模式提供理论参考。

关键词：大豆；带状间作；光合作用；农艺性状；产量；经济效益

中图分类号：S344.3；S513；S565.1    文献标识码：A    文章编号：1674-1161（2023）06-0001-02

当前，我国大豆年产量约为1 600万t，而大豆年消费量约为1.1亿t左右，供需比例严重失衡，致使多达90%的大豆需要进口。为提升大豆产能，西北、黄淮海等地区大面积推广玉米-大豆带状复合种植。然而，在玉米-大豆带状复合种植过程中，大豆生长发育的中后期易倒伏，这严重影响到植株干物质分配、叶片光合特性和产量形成。对此，以大豆的植株生长和产量为研究对象，分析玉米-大豆带状复合种植对大豆叶片光合特性、产量形成和经济效益的影响，从而为合理确定该模式提供理论参考。

1 玉米-大豆带状复合种植概述

复合种植也称间作，是同一时期内在单位土地上种植两种或多种作物。在耕地面积不变的情况下，玉米-大豆带状复合种植模式通过缩株保密技术，在玉米基本不减产的情况下，可增收一季大豆。其核心技术为：选配良种，扩间增光，缩株保密。凡是能种植玉米、大豆的区域都适合发展该模式。各地可根据本地区特点因地制宜地确定技术模式，例如大豆4～6行、玉米2行模式；大豆4～6行、玉米4行模式；大豆4～6行、玉米3行模式等。其中，2∶4（即2行玉米+4行大豆）种植模式如图1所示[1]。

1.1 优势

大豆-玉米带状复合种植的主要优势有提高土地当量比、增加氮素利用率、减少病虫害等。当带宽2 m、大豆玉米行距0.6 m、大豆和大豆行距0.4 m时，玉米-大豆带状复合种植的土地当量比可达1.42[2]。玉米、大豆的生育期和生长季节基本相同，播种和收获作业同期，这可以减少田间作业次数，提高生产效率。同时，玉米和大豆的共生期较长，复合群体漏光少，光合作用面积大，有利于提高光能利用率。大豆根部具有固氮作用，不仅能为自身提供充足氮素，还能为玉米提供部分氮素，有利于减少氮肥的施用量。另外，玉米的遮挡可使大豆免受部分虫害侵袭，从而减少农药使用量。

1.2 劣势

大豆为光敏感型作物，光照对其整个生育期的生长发育影响较大。研究表明，大豆中总干物质的91.31%来自于光合产物积累[3]。然而，在玉米-大豆复合种植模式下，玉米和大豆在生长发育过程中不可避免地争地争光，使得大豆前期不遮荫而后期遮荫，即高位作物（玉米）截获低位作物（大豆）的光能，导致玉米的光合速率提高而大豆的光能利用率降低。大豆冠层的透光率降低后，会出现茎秆伸长、落花落荚等避荫反应，进而降低单株荚数、粒数和百粒质量并影响大豆产量。大豆生长的中后期同时受玉米荫蔽胁迫和自荫性胁迫，导致茎秆纤细、陡长，易发生倒伏。

2 玉米-大豆帶状复合种植对大豆种植效应的影响

2.1 大豆叶片的光合特性

在玉米-大豆带状复合种植中，光照对大豆植株的生长发育和产量形成有重要影响。有研究认为遮荫使大豆叶片厚度变薄，叶绿体数量降低，从而引起叶片光合作用降低。程彬等[4]测定不同密度下大豆的叶片叶绿素含量和对应叶片的光合参数时发现，间作大豆的叶片叶绿素含量显著高于单作大豆，且随着密度的增加而增加，但大豆生长中后期会受双重荫蔽胁迫（高位作物玉米遮荫和自荫性），使植株群体冠层内部的PAR严重降低，从而导致叶片光合作用降低。大豆密度为20株/m2时，群体的冠层内部光环境较好，大豆倒伏率较低。王甜等[5]的相关试验表明，增加幅宽有利于大豆截获光能和提高光合速率，4 m的带宽能有效改善大豆的光合特性和增加大豆的产量。然而，在一定程度内，随种植密度的增加，复合种植大豆的光合速率先增后减，而带宽增加过多会严重降低大豆产量。

2.2 大豆植株的农艺性状

与玉米和大豆单作相比，玉米-大豆带状复合种植模式下的大豆在生长发育性状方面无明显差异，即播种期、出苗期、初花期、吐丝期、成熟期、全生育期基本相同[6]。但受玉米荫蔽及自荫性的影响，复合种植大豆的植株会发生一些胁迫反应，如株高增加和茎粗降低、植株易倒伏。

大量试验证实，荫蔽胁迫会促进作物茎秆伸长、茎粗降低和分枝减少，同时降低地上部干物质的积累量。随着带宽的增加，大豆株高降低，茎粗增加，分枝数增多。而随着种植密度的增加，大豆株高增加，茎粗减小，分枝数减少[5]。还有研究显示，单作模式下大豆的茎粗、茎秆抗折力显著高于间作，且随着密度增加而增强，这可能是因为叶片中合成的光合产物大多用于植株向上生长，而非用于茎秆次生生长、分枝发生及产量形成，从而导致茎秆抗折力降低。影响间作大豆植株倒伏率的因素见表1。同时，一些研究认为玉米冠层叶片对太阳光的吸收和反射，使大豆植株群体的光合作用降低，并阻碍叶片中碳水化合物向茎秆中转移，致使植株的茎粗降低后易倒伏。

2.3 大豆的产量和经济效益

大量的产量和经济效益对比试验表明，玉米-大豆带状套种的经济效益较好。于珍珍等[6]的对比研究表明，与单作相比，玉米、大豆套种中的玉米产量略有降低，但大豆产量显著提高，总体表现为总产量增加。在不同带宽下，随着大豆种植密度的增加，大豆产量先增加后减少。在带宽2.4 m、种植密度67 500 株/hm2或82 500 株/hm2时，大豆的有效株数、百粒质量、单株粒数均显著增加，产量较高。杨科等[1]认为在玉米-大豆带状复合种植模式下，玉米产量与净作玉米相当，但多收大豆1 864.2 kg/hm2，因此效益比单作玉米增加6 123.84元/hm2，增收率为39.27%。陶国华[7]采用2∶3（2行玉米+3行大豆）的方式进行玉米套种大豆，其生产季节基本与单作相同，但种植效益比玉米单作、大豆单作分别增长31.20%和32.16%，经济效益明显提高。李青竹等[8]认为2行玉米+6行大豆的种植模式是较为合理的群体结构，不仅玉米的千粒质量、单株产量和大豆的株粒数、百粒质量、单株产量较高，而且经济效益较好，分别较玉米单作和大豆单作增效67.52%和81.35%。

然而，胡海波等[9]的研究显示，与清种大豆和玉米相比，带状复合种植的大豆、玉米产量均有所下降，这可能与带状复合种植的玉米行间的空间小、大豆因无法获得生长所需要的光热资源而光合作用降低有关。

3 结语

玉米-大豆带状复合种植是一种具有明显优势的种植制度，根据当地实际情况构建合理的间作种群结构，就能发挥其增产效益。今后，应继续因地制宜地开展玉米-大豆带状复合种植的相关研究，了解玉米和大豆的生长发育规律，探索不同种植模式对间作大豆叶片光合特性、植株干物质分配和产量的影响，从而为玉米-大豆带状复合种植技术的推广提供理论指导。

参考文献

[1] 杨科，徐红丽，许靖宜，等.玉米大豆带状复合种植模式产量与效益研究[J].安徽农业科学，2021，49（17）：40-42.

[2] 刘鑫.玉豆带状间作系统光能分布、截获与利用研究[D].雅安：四川农业大学，2016.

[3] CHENG B， RAZA A， WANG L， et al. Effects of multiple planting densities on lignin metabolism and lodging resistance of the strip intercropped soybean stem[J]. Agronomy， 2020（10）：1177.

[4] 程彬，刘卫国，王莉，等.种植密度对玉米-大豆带状间作下大豆光合、产量及茎秆抗倒的影响[J].中国农业科学，2021，54（19）：4084-4096.

[5] 王甜，庞婷，杜青，等.田间配置对间作大豆光合特性、干物质积累及产量的影响[J].华北农学报，2020，35（2）：107-116.

[6] 于珍珍，孫海天，王宏轩，等.玉米大豆套种水肥一体化滴灌系统设计[J].农机化研究，2020，42（4）：113-116+179.

[7] 陶国华，杜金平，周亚芬，等.玉米套种大豆与单作对比试验初探[J].江西农业，2019（6）：1+3.

[8] 李青竹，张保亮，李国臣，等.玉米大豆间作套种群体结构与经济效益研究[J].现代农业科技，2015（18）：34+39.

[9] 胡海波，丁素荣，刘迎春，等.玉米大豆带状复合种植模式对粮豆经济性状的影响[J].安徽农业科学，2023，51（16）：18-21+25.

Effect of Corn-Soybean Strip Compound Planting on Soybean Planting

LI Suyan

（Liaoning Agricultural Science and Technology Achievement Transformation Service Center， Shenyang 110161， China）

Abstract：  In order to investigate the effects of corn-soybean strip compound planting pattern on photosynthesis， agronomic traits and economic benefits of soybean， the blade photosynthetic characteristics， plant agronomic traits and yield of soybean were analyzed with intercropping soybean as the research object and mono-cropping soybean as the control， and the crop yield and economic benefits under different patterns were analyzed， so as to provide theoretical reference for determining suitable intercropping soybean planting pattern.

Key words：  soybean; strip intercropping; photosynthesis; agronomic trait; yield; economic benefit