玉米大豆间作对资源利用及产量、效益影响的研究进展

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1、玉米大豆间作对资源利用及产量、效益影响的研究进展摘要：分析了玉米大豆间作条件下，复合群体对光、水、肥等资源的竞争与互补利用，阐述了玉米大豆间作对玉米、大豆产量及系统总产量、经济效益和社会效益的影响，并指出了需进一步研究的问题及方向。关键词：玉米大豆；间作；资源利用；产量；效益中图分类号:S344.2文献标识号:A文章编号：1001-4942(2013)03-0132-04间作、混作、套作是集约种植、提高作物产量的重要技术，是我国农业遗产的重要组成部分［1］。依据作物间生物学特性的差异，通过合理的技术组配，充分有效均衡地利用土

2、地及气候资源，增加作物种间互补，减少其内部竞争，实现以耕地为中心的农业资源的空间集约利用和持续高产稳产［2］。玉米和大豆间作是禾本科作物与豆科作物所组成的一种典型间作模式，能在空间上实现种植集约化，在我国具有悠久的栽培历史。自20世纪70年代以来，国内外学者对玉米大豆间作复合群体的光、水、肥等资源的利用及复合群体作物产量效益等做了大量研究。1玉米大豆间作的资源利用1.1玉米大豆间作的光能利用间作作物间既存在光互补又有光竞争，合理的田间配置有利于缓解光竞争矛盾，充分发挥互补效应。玉米大豆间作形成的镶嵌结构有利于光在群体中的均匀

3、分布与利用，增加作物的边行效应，有效改善田间的通风透光条件，增大单位土地面积上的总叶面积，提高群体的总光能利用率［3〜6］o高阳等（2009）［7］研究了1：3和2：3两种间作模式及单作种植对玉米和大豆群体光辐射截获与利用的影响，结果得出，玉米大豆间作群体的辐射利用率略低于单作玉米，约为单作大豆的2.8倍。大量研究表明，玉米大豆不同间作模式可提高玉米叶片的叶绿素含量、光合速率、蒸腾速率及气孔导度，改善玉米的光合作用条件，增强玉米的光合利用能力［8〜10］。王秀领等（2012）［8］研究还表明，玉米大豆不同间作模式降低了大豆的

4、光合速率、叶绿素含量和叶面积指数，降低了光能利用率，但随着大豆间作行数的增大，大豆的光合速率、叶绿素含量和叶面积指数均逐渐提高。1.2玉米大豆间作的水分利用在间作系统中，水分在作物间的分配取决于蒸发力在作物间的分配、土壤可利用水分、根系分布以及水分的生理调节功能，是间作作物冠层和根系在地上和地下动态作用的结果，同时也是环境和作物生长相互作用的结果［11,12］。张莹等（2010）［13］在辽西半干旱区试验，全生育期玉米大豆间作的农田实际蒸散量比玉米、大豆单作分别低15.37mm和29mm,水分亏缺量分别比大豆、玉米单作低45

5、.54mm和5.68mm,作物需水量与降水量的吻合程度高于玉米、大豆单作，玉米、大豆间作条件下全生育期的总蒸散量低于两作物单作，提高了系统水分利用效率。间作作物在水分吸收上存在生态位的差异。Adiku等（2001）[14]研究表明，在水分充足条件下，混合群体根系能分布于大部分土体中，根系分枝和混合程度也很大，但根系吸水不会在各层同时发生。高阳等（2009）[12]研究亦表明，在水分充足条件下，间作作物优先在自己的区域吸水，根系混合区吸水滞后发生。但也有研究发现，在玉米旺盛生长时期（拔节盛期、大喇叭口期、抽穗期），土壤水分从大

6、豆向玉米移动，玉米比大豆对土壤水分有更强的竞争能力[15]。1.3玉米大豆间作的养分利用间作体系中玉米、大豆之间同时存在地上部和地下部的相互作用，这种作用有种间竞争和种间促进作用，两者共同的结果决定了间作有无优势。当竞争作用小于促进作用时，就会表现出间作的优势，反之则表现为间作劣势。对养分特别是氮素吸收的促进作用是玉米大豆间作优势的基础。大豆是高固氮作物，年固氮量可达49〜450kg/hm2,大豆与玉米间作是充分利用大豆共生固氮作用的一项有效耕作措施［16］o试验结果表明，玉米大豆间作体系中大豆通过生物固氮作用，将更多的土壤

7、氮素留给玉米使用，从而有利于玉米氮的吸收和积累［17,18］。前人应用15N同位素稀释法研究发现，间作体系中豆科作物固定的氮素可向禾本科作物转移［19,20］,转移给禾本科作物的固定氮素数量一般为25〜155kg/hm2［21,22］。李少明等（2004）［18］试验得出，间作体系中玉米氮素养分吸收量比相应单作提高57.53%,生物学产量提高47.02%,而大豆的吸氮量只比相应单作降低1.21%,生物学产量降低14.56%O这主要是因为大豆固氮促进玉米大量吸氮，玉米对氮素的吸收又刺激并提高了大豆根瘤的固氮效率，缓解了间作体系

8、中大豆的劣势作用［23］。磷是植物生长必需的大量营养元素之一，在土壤中具有有效性低、易固定、难移动等特点。植物对土壤中磷的吸收主要依靠根系吸收其周围所接触到的土壤有效磷。刘均霞等（2007）［24］试验表明，与玉米、大豆单作相比，玉米大豆间作比单作显著提高了玉米的吸磷量，大豆吸磷量比单作略