





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。
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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 | - |
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