中国农业科学 ›› 2024, Vol. 57 ›› Issue (10): 1900-1914.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2024.10.005
董勇杰(), 张刁亮, 李越, 彭建辰, 胡发龙, 殷文, 柴强, 樊志龙(
)
收稿日期:
2023-11-22
接受日期:
2024-03-05
出版日期:
2024-05-16
发布日期:
2024-05-23
通信作者:
联系方式:
董勇杰,E-mail:1066263054@qq.com。
基金资助:
DONG YongJie(), ZHANG Diaoliang, LI Yue, PENG JianChen, HU FaLong, YIN Wen, CHAI Qiang, FAN ZhiLong(
)
Received:
2023-11-22
Accepted:
2024-03-05
Published:
2024-05-16
Online:
2024-05-23
摘要:
【目的】明确不同施氮量下玉米生长及产量对间作豆科绿肥的响应,为构建干旱灌区基于绿肥的玉米氮肥节约型生产模式提供依据。【方法】采用裂区试验设计,主区设玉米间作箭筈豌豆(M||V)和单作玉米(SM)2种种植模式,副区设5个施氮水平:地方推荐施氮量N360(360 kg·hm-2)、减量25%施氮N270(270 kg·hm-2)、减量50%施氮N180(180 kg·hm-2)、减量75%施氮N90(90 kg·hm-2)、不施氮N0。对玉米叶面积指数(LAI)、叶日积(LAD)、光能利用率、干物质积累量及产量进行了相关研究。【结果】间作绿肥能够提高减量施氮(N270、N180、N90、N0)条件下玉米出苗后75—150 d的LAI,并增加其全生育期LAD和光能利用率。在N270、N180、N90、N0下,M||V较SM玉米75—150 d LAI、全生育期总LAD、光能利用率平均显著提高了9.8%、8.2%、4.6%。在M||V中,N270与N360的玉米出苗后75—150 d LAI、全生育期总LAD、光能利用率之间没有显著差异,而显著高于其他施氮水平;在SM中,玉米出苗后75—150 d的LAI、全生育期总LAD、光能利用率随施氮量的减少而降低。间作绿肥显著提高了N270、N180、N90、N0条件下玉米出苗后90—150 d的干物质积累量,在同一氮肥减量条件(N270、N180、N90、N0)下,M||V较SM的玉米干物质积累量平均显著提高了4.6%。在玉米出苗后75—130 d,M||V较SM的玉米群体生长率显著提高了5.9%。M||V较同一减量施氮(N270、N180、N90、N0)条件下的SM玉米籽粒产量平均显著提高了8.5%。在M||V中,N270的籽粒产量显著高于N360。M||V较SM玉米穗粒数和千粒重分别平均显著提高6.0%和6.3%。拟合曲线结果表明,间作绿肥可以使玉米在施氮量261.4 kg·hm-2时获得最高产量14 876.4 kg·hm-2,而单作玉米获得最高产量14 012.5 kg·hm-2时的最佳施氮量为348.6 kg·hm-2。减量施氮对绿肥鲜草产量和绿肥氮素积累量的影响显著,M||V N270较M||V N360、M||V N90、M||V N0的绿肥鲜草产量分别显著高了3.8%、4.6%、9.7%,较M||VN90和M||VN0之间的绿肥氮素积累量显著高了5.3%和11.9%。间作绿肥主要通过提高玉米的干物质积累总量,进而增加减量施氮条件下玉米的穗粒数和千粒重,从而使间作玉米在氮肥减量下能够获得较高水平的籽粒产量。【结论】间作豆科绿肥可使氮肥减量25%的玉米获得高于地方推荐施氮量单作玉米的产量水平,可作为试区以及相似生态区域玉米化学氮肥减量的推荐生产模式。
董勇杰, 张刁亮, 李越, 彭建辰, 胡发龙, 殷文, 柴强, 樊志龙. 不同施氮量下玉米生长及产量对间作豆科绿肥的响应[J]. 中国农业科学, 2024, 57(10): 1900-1914.
DONG YongJie, ZHANG Diaoliang, LI Yue, PENG JianChen, HU FaLong, YIN Wen, CHAI Qiang, FAN ZhiLong. Response of Maize Growth and Yield with Different Nitrogen Application Rates to Intercropped Leguminous Green Manure[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2024, 57(10): 1900-1914.
表1
不同处理下玉米的产量及产量构成"
年份 Year | 种植模式 Cropping pattern | 施氮水平 N level | 籽粒产量 Grain yield (kg·hm-2) | 单位面积穗数 Spike number (spikes·hm-2) | 穗粒数 Kernel number per ear | 千粒重 1000-grain weight (g) |
---|---|---|---|---|---|---|
2022 | M||V | N360 | 14232b | 82490a | 627ab | 398a |
N270 | 14823a | 82371a | 628a | 392abc | ||
N180 | 13981bc | 80996abc | 599bc | 372bc | ||
N90 | 13340de | 80387bcd | 578de | 358d | ||
N0 | 11034g | 79066de | 556fg | 336e | ||
SM | N360 | 14281b | 82656a | 626a | 390ab | |
N270 | 13656cd | 82039ab | 590cd | 372c | ||
N180 | 13045e | 81025abc | 568ef | 354d | ||
N90 | 12081f | 79900cde | 543g | 331e | ||
N0 | 9827h | 78282e | 517h | 307f | ||
2023 | M||V | N360 | 14411b | 80643ab | 614ab | 414a |
N270 | 15046a | 81192a | 624a | 427a | ||
N180 | 14259bc | 80270ab | 605b | 408a | ||
N90 | 13537d | 79236bcd | 571c | 364bc | ||
N0 | 11868f | 77934de | 559c | 347bc | ||
SM | N360 | 14498b | 80472ab | 616ab | 420a | |
N270 | 13944c | 80531ab | 601b | 402a | ||
N180 | 13463d | 79865abc | 570c | 367b | ||
N90 | 12405e | 78756cd | 540d | 351bc | ||
N0 | 10475g | 77161e | 511e | 337c | ||
显著性(P值)Significance (P value) | ||||||
种植模式 Cropping pattern, C | 0.000 | 0.080 | 0.000 | 0.000 | ||
施氮水平 N fertilizer level, N | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | ||
种植模式×施氮水平 C×N | 0.000 | 0.925 | 0.000 | 0.024 |
表3
不同处理玉米籽粒产量与产量构成因素及生长指标的相关系数和通径系数"
指标 Index | 简单相关系数 Correlation coefficient | 直接通径系数 Direct path coefficient | 间接通径系数 Indirect path coefficient | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
X1 | X2 | X3 | X4 | X5 | X6 | |||
X1 | 0.867** | 0.201 | - | 0.340 | -0.129 | -0.232 | 0.581 | 0.107 |
X2 | 0.939** | 0.420 | 0.163 | - | -0.137 | -0.258 | 0.633 | 0.119 |
X3 | 0.925** | -0.146 | 0.177 | 0.395 | - | -0.258 | 0.635 | 0.121 |
X4 | 0.942** | -0.267 | 0.174 | 0.406 | -0.141 | - | 0.648 | 0.122 |
X5 | 0.961** | 0.665 | 0.193 | 0.400 | -0.139 | -0.260 | - | 0.120 |
X6 | 0.893** | 0.133 | 0.179 | 0.376 | -0.133 | -0.245 | 0.601 | - |
[1] |
杨叶华, 张松, 王帅, 刘正兰, 方林发, 张学良, 刘瑞, 张建伟, 张宇亭, 石孝均. 中国不同区域常见绿肥产量和养分含量特征及替代氮肥潜力评估. 草业学报, 2020, 29(6): 39-55.
doi: 10.11686/cyxb2019397 |
|
|
[2] |
吕汉强, 于爱忠, 王玉珑, 苏向向, 吕奕彤, 柴强. 干旱绿洲灌区玉米氮素吸收利用对绿肥还田利用方式的响应. 草业学报, 2020, 29(8): 93-103.
doi: 10.11686/cyxb2020020 |
doi: 10.11686/cyxb2020020 |
|
[3] |
苟志文, 殷文, 柴强, 樊志龙, 胡发龙, 赵财, 于爱忠, 范虹. 干旱灌区小麦间作玉米麦后复种绿肥的可持续性分析. 中国农业科学, 2022, 55(7): 1319-1331. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2022.07.005.
|
|
|
[4] |
刘兆辉, 薄录吉, 李彦, 孙明, 仲子文, 张英鹏, 井永苹. 氮肥减量施用技术及其对作物产量和生态环境的影响综述. 中国土壤与肥料, 2016(4): 1-8.
|
|
|
[5] |
朱亚琼, 简大为, 郑伟, 王朴, 黎松松, 郝帅, 娜尔克孜, 刘岳含, 艾丽菲热. 不同种植模式下豆科绿肥对土壤改良效果的影响. 草业科学, 2020, 37(5): 889-900.
|
|
|
[6] |
李晓立, 何堂庆, 张晨曦, 田明慧, 吴梅, 李潮海, 杨青华, 张学林. 等氮量条件下有机肥替代化肥对玉米农田温室气体排放的影响. 中国农业科学, 2022, 55(5): 948-961. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2022.05.009.
|
|
|
[7] |
谢丽华, 李玲玲, 谢军红, 王进斌, 周永杰, 陈倩,
|
|
|
[8] |
樊志龙, 胡发龙, 殷文, 范虹, 赵财, 于爱忠, 柴强. 干旱灌区春小麦水分利用特征对绿肥与麦秸协同还田的响应. 中国农业科学, 2023, 56(5): 838-849. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2023.05.003.
|
|
|
[9] |
王晋龙, 孙崇凤, 程永钢, 郑普山, 洪坚平. 不同绿肥对复垦地土壤化学性状及酶活性的影响. 中国土壤与肥料, 2022(9): 85-93.
|
|
|
[10] |
李含婷, 柴强, 胡发龙, 王国璀, 王琦明, 樊志龙, 殷文, 范虹. 间作绿肥弥补减施氮肥引起的玉米产量损失. 植物营养与肥料学报, 2022, 28(7): 1329-1340.
|
|
|
[11] |
刘蕊, 常单娜, 高嵩涓, 周国朋, 韩梅, 张久东, 曹卫东, 孙小凤. 西北小麦与豆科绿肥间作体系箭筈豌豆和毛叶苕子生物固氮效率及氮素转移特性. 植物营养与肥料学报, 2020, 26(12): 2184-2194.
|
|
|
[12] |
杜青峰, 王党军, 于翔宇, 姚露花, 和玉吉, 王瑞, 马生兰, 郭彦军. 玉米间作夏季绿肥对当季植物养分吸收和土壤养分有效性的影响. 草业学报, 2016, 25(3): 225-233.
doi: 10.11686/cyxb2015483 |
|
|
[13] |
罗跃, 卢秉林, 周国朋, 常单娜, 高嵩涓, 张久东, 车宗贤, 朱青, 曹卫东. 河西绿洲灌区玉米间作绿肥根茬还田的氮肥减施效应. 植物营养与肥料学报, 2021, 27(12): 2125-2135.
|
|
|
[14] |
卢秉林, 包兴国, 张久东, 胡志桥, 杨新强, 曹卫东, 杨文玉, 李全福. 河西绿洲灌区玉米与绿肥间作模式对作物产量和经济效益的影响. 中国土壤与肥料, 2014(2): 67-71.
|
|
|
[15] |
郭瑶, 陈桂平, 殷文, 冯福学, 赵财, 于爱忠, 柴强. 内陆灌区小麦秸秆还田对玉米光能利用及水分生产效益的影响. 中国生态农业学报, 2018, 26(6): 847-855.
|
|
|
[16] |
|
[17] |
殷文, 陈桂平, 郭瑶, 樊志龙, 胡发龙, 范虹, 于爱忠, 赵财, 柴强. 春小麦秸秆还田对后茬玉米干物质积累及产量形成的调控效应. 中国生态农业学报(中英文), 2020, 28(8): 1210-1218.
|
|
|
[18] |
熊伟仡, 徐开未, 刘明鹏, 肖华, 裴丽珍, 彭丹丹, 陈远学. 不同氮用量对四川春玉米光合特性、氮利用效率及产量的影响. 中国农业科学, 2022, 55(9): 1735-1748. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2022.09.004.
|
|
|
[19] |
郭瑶, 柴强, 殷文, 冯福学, 赵财, 于爱忠. 绿洲灌区小麦免耕秸秆还田对后作玉米产量性能指标的影响. 中国生态农业学报, 2017, 25(1): 69-77.
|
|
|
[20] |
蔡晓, 王东, 吴祥运, 吴雨晴, 林祥, 张俊鹏. 氮肥减施对夏玉米生长及水氮利用效率的影响. 玉米科学, 2022, 30(1): 158-165.
|
|
|
[21] |
李隆. 间套作强化农田生态系统服务功能的研究进展与应用展望. 中国生态农业学报, 2016, 24(4): 403-415.
|
|
|
[22] |
张久东, 包兴国, 曹卫东, 车宗贤, 胡志桥, 卢秉林. 间作绿肥作物对玉米产量和土壤肥力的影响. 中国土壤与肥料, 2013(4): 43-47.
|
|
|
[23] |
李玉英, 孙建好, 李春杰, 李隆, 程序, 张福锁. 施氮对蚕豆/玉米间作系统蚕豆农艺性状及结瘤特性的影响[J]. 中国农业科学, 2009, 42(10): 3467-3474. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2009.10.0011.
|
|
|
[24] |
殷文, 冯福学, 赵财, 于爱忠, 柴强, 胡发龙, 郭瑶. 小麦秸秆还田方式对轮作玉米干物质累积分配及产量的影响. 作物学报, 2016, 42(5): 751-757.
|
|
|
[25] |
赵德强, 李彤, 侯玉婷, 元晋川, 廖允成. 玉米大豆间作模式下干物质积累和产量的边际效应及其系统效益. 中国农业科学, 2020, 53(10): 1971-1985. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2020.10.005.
|
|
|
[26] |
李青军, 张炎, 胡伟, 孟凤轩, 冯广平, 胡国智, 刘新兰. 氮素运筹对玉米干物质积累、氮素吸收分配及产量的影响. 植物营养与肥料学报, 2011, 17(3): 755-760.
|
|
|
[27] |
齐翔鲲, 安思危, 侯楠, 吴凤婕, 王玉凤, 杨克军, 付健. 耕作和秸秆还田方式对半干旱区黑土玉米养分积累分配与产量的影响. 植物营养与肥料学报, 2022, 28(12): 2214-2226.
|
|
|
[28] |
王冰心, 赵俊晔, 石玉, 于振文. 不同带长微喷带灌溉对麦田土壤水分分布和干物质积累及籽粒产量的影响. 应用生态学报, 2018, 29(11): 3625-3633.
doi: 10.13287/j.1001-9332.201811.025 |
|
|
[29] |
吕梦, 黄明, 侯园泉, 歹英豪, 焦念元, 尹飞, 赵振欣, 付国占. 减氮配施有机肥对豫西旱区玉米产量及氮肥利用率的影响. 玉米科学, 2023, 31(4): 158-164.
|
|
|
[30] |
蔡倩, 孙占祥, 郑家明, 王文斌, 白伟, 冯良山, 杨宁, 向午燕, 张哲, 冯晨. 辽西半干旱区玉米大豆间作模式对作物干物质积累分配、产量及土地生产力的影响. 中国农业科学, 2021, 54(5): 909-920. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2021.05.004.
|
|
|
[31] |
|
[32] |
|
[33] |
李含婷, 柴强, 王琦明, 胡发龙, 于爱忠, 赵财, 殷文, 樊志龙, 范虹. 绿洲灌区不同施氮水平下玉米绿肥间作模式的水分利用特征. 中国农业科学, 2021, 54(12): 2608-2618. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2021.12.011.
|
|
[1] | 范虹, 殷文, 胡发龙, 樊志龙, 赵财, 于爱忠, 何蔚, 孙亚丽, 王凤, 柴强. 绿洲灌区密植对氮肥减量玉米产量的补偿潜力[J]. 中国农业科学, 2024, 57(9): 1709-1721. |
[2] | 韩潇杰, 任志杰, 李双静, 田培培, 卢素豪, 马耕, 王丽芳, 马冬云, 赵亚南, 王晨阳. 不同施氮量对土壤团聚体碳氮含量及小麦产量的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(9): 1766-1778. |
[3] | 何永强, 张金盔, 徐劲松, 丁晓雨, 程勇, 许本波, 张学昆. 14-羟基芸苔素甾醇生长调节剂对油菜生长和产量的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(8): 1444-1454. |
[4] | 李永飞, 李战魁, 张战胜, 陈永伟, 康建宏, 吴宏亮. 氮肥后移对高温胁迫下春小麦旗叶生理特性和产量的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(8): 1455-1468. |
[5] | 刘泽厚, 王琴, 叶美金, 万洪深, 杨宁, 杨漫宇, 杨武云, 李俊. 人工合成小麦和地方品种穗发芽抗性育种利用效率[J]. 中国农业科学, 2024, 57(7): 1255-1266. |
[6] | 任强, 徐珂, 樊志龙, 殷文, 范虹, 何蔚, 胡发龙, 柴强. 小麦玉米间作氮肥后移利于减少土壤蒸发提高水分利用效率[J]. 中国农业科学, 2024, 57(7): 1295-1307. |
[7] | 王程泽, 张燕, 付伟, 贾京哲, 董金皋, 申珅, 郝志敏. 玉米ACO基因家族生物信息学及表达模式分析[J]. 中国农业科学, 2024, 57(7): 1308-1318. |
[8] | 杨启睿, 李岚涛, 张潇, 张倩, 张银杰, 张铎, 王宜伦. 施钾对夏花生产量、品质及光温生理特性的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(7): 1335-1349. |
[9] | 倪书辉, 史东梅, 盘礼东, 叶青, 伍俊豪. 紫色土坡耕地耕层持水抗旱性能及生产力对侵蚀程度的响应[J]. 中国农业科学, 2024, 57(7): 1350-1362. |
[10] | 高晨曦, 郝陆洋, 胡悦, 李永祥, 张登峰, 李春辉, 宋燕春, 石云素, 王天宇, 黎裕, 刘旭洋. 干旱条件下玉米转座子插入关联的表观调控分析[J]. 中国农业科学, 2024, 57(6): 1034-1048. |
[11] | 党建友, 姜文超, 孙睿, 尚保华, 裴雪霞. 旱地小麦产量和水分利用对翻耕时间和降水量及其分布的响应[J]. 中国农业科学, 2024, 57(6): 1049-1065. |
[12] | 赵凯男, 丁豪, 刘阿康, 姜宗昊, 陈广周, 冯波, 王宗帅, 李华伟, 司纪升, 张宾, 毕香君, 李勇, 李升东, 王法宏. 氮肥减量后移改善植株光合特性提高麦-玉周年产量及经济效益[J]. 中国农业科学, 2024, 57(5): 868-884. |
[13] | 周浩露, 申朝阳, 罗新宇, 黄英惠, 王可心, 王云浩, 高小丽. 氮肥对垄沟集雨种植谷子氮素利用效率及产量的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(5): 885-899. |
[14] | 张博文, 赵丽雯, 徐璐, 李盼, 曾凡力, 孟亚南, 董金皋. 玉米大斑病菌细胞周期蛋白依赖性激酶结构亚基StCks1鉴定及其基因功能分析[J]. 中国农业科学, 2024, 57(5): 900-908. |
[15] | 王语, 张渝鹏, 朱冠亚, 廖航烯, 侯文峰, 高强, 王寅. 局部供氮对干旱胁迫下玉米苗期生长发育和水氮利用的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(5): 919-934. |
|