





中国农业科学 ›› 2025, Vol. 58 ›› Issue (23): 4905-4919.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2025.23.008
• 黄淮地区玉米大豆复合种植丰产增效技术研发 • 上一篇 下一篇
孔玮琳1(
), 高春华2, 赵逢涛2, 巨飞燕2, 李宗新3, 赵海军3, 刘苹1,*(
)
收稿日期:2025-04-29
接受日期:2025-08-29
出版日期:2025-12-01
发布日期:2025-12-09
通信作者:
联系方式:
孔玮琳,E-mail:tckwl8989@163.com。
基金资助:
KONG WeiLin1(
), GAO ChunHua2, ZHAO FengTao2, JU FeiYan2, LI ZongXin3, ZHAO HaiJun3, LIU Ping1,*(
)
Received:2025-04-29
Accepted:2025-08-29
Published:2025-12-01
Online:2025-12-09
摘要:
【目的】 探究施氮量与播后滴灌量对玉米大豆带状复合种植系统生产力及资源利用效率的调控效应,为黄淮海地区水肥协同优化提供理论基础和技术支撑。【方法】 于2023和2024年,设置不同种植模式(M,玉米单作;S,大豆单作;MS,玉米大豆带状复合种植)、施氮量(N1,120 kg·hm-2;N2,180 kg·hm-2;N3,240kg·hm-2)和播后滴灌量(I1,不灌水;I2,30 mm;I3,60 mm)三因素三水平正交试验,解析叶面积动态、产量、水分利用特性及经济效益对水氮调控的响应。【结果】 玉米和大豆叶面积指数(LAI)均在播后90 d左右达峰值,符合Sine函数变化(拟合度R2>0.967),带状复合种植显著提高玉米LAI,但降低大豆LAI,大豆对水分敏感,播后30 d无滴灌(I1)显著降低单作和带状复合大豆LAI,降幅达13.25%—25.00%和17.73%—24.48%;带状复合最优处理(MSN1I2,120 kg·hm-2+滴灌30 mm)产量达9 063—9 088 kg·hm-2,虽较单作玉米最高产处理(MN2I3,180 kg·hm-2+滴灌60 mm)低3.48%—4.11%,但其土地当量比(land equivalent ratio,LER)持续>1(1.02—1.26),证实土地集约优势;带状复合种植较单作玉米提高0—40 cm耕层土壤蓄水量1.20%—8.64%;带状复合系统平均经济效益较单作玉米、大豆分别提高4.11%—8.04%与49.62%—63.28%,其中MSN1I2处理效益峰值达23 638元/hm2;MSN1I2实现水肥协同增效,灌溉产量效益达3.06 kg·m-3。【结论】 玉米大豆带状复合种植模式下,减氮至120 kg·hm-2耦合播后滴灌30 mm(MSN1I2)可同步优化冠层结构、保障高产稳产、提升经济效益与水肥效率,为区域“减氮增效”提供技术支持。
孔玮琳, 高春华, 赵逢涛, 巨飞燕, 李宗新, 赵海军, 刘苹. 施氮量与播后滴灌量对玉米大豆带状复合种植系统产量、经济效益及水分利用特性的影响[J]. 中国农业科学, 2025, 58(23): 4905-4919.
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表2
正交试验设计表"
| 处理 Treatment | 种植模式(因子P) Planting pattern (Factor P) | 施氮量(因子N) Nitrogen fertilizer rate (Factor N) (kg N·hm-2) | 灌溉量(因子I) Irrigation amount (Factor I) (mm) |
|---|---|---|---|
| MN1I1 | 玉米单作 Maize monoculture (M) | 120 (N1) | 0 (I1) |
| MN2I3 | 玉米单作Maize monoculture (M) | 180 (N2) | 60 (I3) |
| MN3I2 | 玉米单作Maize monoculture (M) | 240 (N3) | 30 (I2) |
| SN1I3 | 大豆单作Soybean monoculture (S) | 120 (N1) | 60 (I3) |
| SN2I2 | 大豆单作Soybean monoculture (S) | 180 (N2) | 30 (I2) |
| SN3I1 | 大豆单作Soybean monoculture (S) | 240 (N3) | 0 (I1) |
| MSN1I2 | 玉米大豆带状复合种植Maize and soybean intercropping (MS) | 120 (N1) | 30 (I2) |
| MSN2I1 | 玉米大豆带状复合种植Maize and soybean intercropping (MS) | 180 (N2) | 0 (I1) |
| MSN3I3 | 玉米大豆带状复合种植Maize and soybean intercropping (MS) | 240 (N3) | 60 (I3) |
表3
2023和2024年玉米叶面积指数正弦函数拟合参数分析"
| 年份 Year | 处理 Treatment | y0 | xc | w | A | R2 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2023 | MN1I1 | 1.68 | 46.17 | 87.24 | 2.77 | 0.9899** |
| MN2I3 | 2.30 | 51.49 | 80.08 | 2.46 | 0.9823** | |
| MN3I2 | 2.51 | 54.61 | 71.72 | 2.33 | 0.9808** | |
| MSN1I2 | 2.55 | 55.25 | 71.84 | 2.38 | 0.9953** | |
| MSN2I1 | 1.79 | 47.12 | 90.14 | 2.86 | 0.9869** | |
| MSN3I3 | 2.55 | 53.17 | 72.11 | 2.35 | 0.9749** | |
| 2024 | MN1I1 | 1.78 | 45.14 | 96.20 | 2.77 | 0.9767** |
| MN2I3 | 2.35 | 57.65 | 61.52 | 2.09 | 0.9974** | |
| MN3I2 | 2.52 | 55.09 | 71.75 | 2.29 | 0.9878** | |
| MSN1I2 | 2.59 | 55.87 | 68.11 | 2.32 | 0.9973** | |
| MSN2I1 | 2.17 | 53.31 | 80.29 | 2.47 | 0.9674** | |
| MSN3I3 | 2.42 | 51.26 | 77.35 | 2.42 | 0.9686** |
表4
2023和2024年大豆叶面积指数正弦函数拟合参数分析"
| 年份 Year | 处理 Treatment | y0 | xc | w | A | R2 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2023 | SN1I3 | 4.54 | -111.77 | 82.14 | 3.61 | 0.9997** |
| MN2I2 | 4.59 | -97.28 | 75.22 | 3.40 | 0.9987** | |
| MN3I1 | 2.61 | -189.21 | 114.14 | 5.13 | 0.9974** | |
| MSN1I2 | 4.32 | -93.19 | 75.01 | 3.35 | 0.9995** | |
| MSN2I1 | 4.14 | 56.45 | 67.56 | 3.24 | 0.9990** | |
| MSN3I3 | 4.22 | -94.46 | 75.13 | 3.22 | 0.9985** | |
| 2024 | SN1I3 | 4.53 | -96.85 | 76.23 | 3.46 | 0.9987** |
| MN2I2 | 4.44 | -92.72 | 74.18 | 3.33 | 0.9982** | |
| MN3I1 | 4.27 | -89.15 | 72.86 | 3.28 | 0.9999** | |
| MSN1I2 | 4.05 | -91.79 | 74.07 | 3.31 | 0.9987** | |
| MSN2I1 | 4.03 | -77.28 | 67.63 | 3.28 | 0.9957** | |
| MSN3I3 | 4.32 | -81.07 | 69.47 | 3.23 | 0.9963** |
表5
各因素对作物产量的影响"
| 处理 Treatment | 产量 Yield(kg·hm-2) | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 种植模式(因子P) Planting pattern (FactorP) | 施氮量(因子N) Nitrogen fertilizer rate (Factor N) | 灌溉量(因子I) Irrigation amount (Factor I) | 2023 | 2024 | ||||||
| M | N1 | I1 | 8860.97c | 8344.79d | ||||||
| N2 | I3 | 9462.02a | 9379.11a | |||||||
| N3 | I2 | 9215.53b | 9164.05b | |||||||
| S | N1 | I3 | 3768.85e | 3632.72f | ||||||
| N2 | I2 | 3933.02e | 3748.40f | |||||||
| N3 | I1 | 3297.36f | 2979.07g | |||||||
| MS | N1 | I2 | 9088.27b | 9063.46b | ||||||
| N2 | I1 | 8535.18d | 8145.69e | |||||||
| N3 | I3 | 8849.46c | 8635.35c | |||||||
表6
各因素对作物产量的极差分析"
| 年份 Year | 项目 Item | 源Source | ||
|---|---|---|---|---|
| 种植模式 Planting pattern | 施氮量 Nitrogen fertilizer rate | 灌溉量 Irrigation amount | ||
| 2023 | k1 | 9179.51 | 7239.36 | 6897.84 |
| k2 | 3666.41 | 7310.08 | 7412.27 | |
| k3 | 8824.31 | 7120.79 | 7360.11 | |
| R | 5513.10 | 189.29 | 514.43 | |
| P | 0.01* | 0.25 | 0.04* | |
| 2024 | k1 | 8962.65 | 7013.66 | 6489.85 |
| k2 | 3453.40 | 7091.07 | 7325.30 | |
| k3 | 8614.83 | 6926.15 | 7215.72 | |
| R | 5509.25 | 164.91 | 835.45 | |
| P | 0.01* | 0.67 | 0.06 | |
表7
各因素对经济效益的影响"
| 处理 Treatment | 经济效益 Economic benefits (yuan/hm2) | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 种植模式(因子P) Planting pattern (Factor P) | 施氮量(因子N) Nitrogen fertilizer rate (Factor N) | 灌溉量(因子I) Ir Irrigation amount (Factor I) | 2023 | 2024 | |
| M | N1 | I1 | 20538.46c | 14501.93e | |
| N2 | I3 | 21899.63b | 16416.78c | ||
| N3 | I2 | 21117.71c | 15838.37d | ||
| S | N1 | I3 | 15915.03d | 11172.43f | |
| N2 | I2 | 16587.78d | 11349.98f | ||
| N3 | I1 | 8120.90e | 13322.22g | ||
| MS | N1 | I2 | 23637.75a | 18014.22a | |
| N2 | I1 | 21888.51b | 15727.64d | ||
| N3 | I3 | 23038.62a | 16772.18b | ||
表8
各因素对经济效益的极差分析"
| 年份 Year | 项目 Item | 源 Soruce | ||
|---|---|---|---|---|
| 种植模式 Planting pattern | 施氮量 Nitrogen fertilizer rate | 灌溉量 Irrigation amount | ||
| 2023 | k1 | 21185.27 | 20030.41 | 18583.06 |
| k2 | 15275.01 | 20125.31 | 20447.75 | |
| k3 | 22854.96 | 19159.52 | 20284.43 | |
| R | 5513.10 | 189.29 | 514.43 | |
| P | 0.01* | 0.18 | 0.05 | |
| 2024 | k1 | 15585.69 | 14562.86 | 12881.66 |
| k2 | 10312.61 | 14498.13 | 15067.52 | |
| k3 | 16838.01 | 13675.32 | 14787.13 | |
| R | 5509.25 | 164.91 | 835.45 | |
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