作物学报 ›› 2026, Vol. 52 ›› Issue (11): 3420-3433.doi: 10.3724/SP.J.1006.2026.63044
张译尹1,王海霞1,赵梦雨2,王腾飞1,马江萍1,王斌1,3,兰剑1,*
Zhang Yi-Yin1,Wang Hai-Xia1,Zhao Meng-Yu2,Wang Teng-Fei1,Ma Jiang-Ping1,Wang Bin1,3,Lan Jian1,*
摘要:
明确不同施氮量下青贮玉米间作拉巴豆对饲草产量、营养品质、氮素利用及温室气体排放的响应特征,为西北灌区优质饲草高产高效绿色生产提供理论依据。本研究于2023—2024年在西北绿洲灌区开展裂区试验,主处理为2种种植模式,即青贮玉米单作(SM)和青贮玉米间作拉巴豆(ML);副处理为不同施氮量:N0 (0 kg hm?2)、N75 (75 kg hm?2)、N150 (150 kg hm?2)、N225 (225 kg hm?2)和N300 (300 kg hm?2)。测定系统干草产量、营养品质、氮素吸收与利用效率及温室气体排放强度,并利用结构方程模型分析各因子间的相互关系。结果表明,施氮和间作均显著提高了饲草产量和营养品质。与单作相比,在相同施氮量下,间作系统干草产量和粗蛋白产量分别提高18.68%和30.85%,粗蛋白含量、总可消化养分和相对饲喂价值分别提高19.81%、8.47%和11.35%。单作体系产量在N300处理达到最高;间作体系则在N225处理达到峰值。此外,在N75~N300施氮条件下,与单作相比,间作处理的粗蛋白含量、总可消化养分和相对饲喂价值分别提高18.30%~24.51%、7.02%~10.61%和9.49%~12.70%。在相同施氮条件下,间作系统基于干草产量和粗蛋白产量计算的温室气体排放强度较单作分别降低8.51%~20.03%和13.87%~29.08%。结构方程模型揭示了施氮量和种植模式主要通过提高LAI和氮素吸收促进产量形成与饲草品质改善,其中氮素吸收是驱动干草产量提升的关键因子,单位产量温室气体排放强度在过量施氮条件下显著升高,而适量施氮能够在提高产量的同时实现相对较低的排放水平。综上所述,青贮玉米间作拉巴豆结合施氮225 kg hm?2可显著提高饲草产量、营养品质和氮素利用效率,并有效降低温室气体排放强度,可以作为西北灌区优质饲草高产、高效和绿色生产的适宜模式。
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[1] 杨培琦, 王宏戈, 郑春燕, 等. 有机肥替代对玉米和燕麦饲草生产的影响及其环境效应. 中国生态农业学报(中英文), 2026, 34: 325–335.
[2] 陆浩, 张明龙, 韩梅, 等. 绿肥过腹还田协同氮肥减施提高小麦产量和土壤质量. 中国农业科学, 2026, 59: 147–160.
[3] 尤根基, 谢昊, 梁毓文, 等. 氮肥减施措施对江淮春玉米产量和氮素吸收利用的影响. 作物学报, 2025, 51: 2152–2163. [4] Kamran M, Zhang M, Jia Q M, et al. Legume-grass intercropping at low nitrogen input: achieving the dual goals of lower greenhouse gas emissions and high quality forage productivity in the arid region. Agric Ecosyst Environ, 2025, 393: 109859.
[5] 魏正业, 张海星, 石薇, 等. 种植方式与施氮对西北旱区饲草作物产量、品质和水分利用的影响. 作物学报, 2022, 48: 2638–2653.
[6] 张小明, 来兴发, 杨宪龙, 等. 施氮和燕麦/箭筈豌豆间作比例对系统干物质量和氮素利用的影响. 植物营养与肥料学报, 2018, 24: 489–498.
[7] 闫尚龙, 王琦明, 柴强, 等. 绿洲灌区玉米籽粒产量及品质对密植及间作豌豆的响应. 作物学报, 2025, 51: 1665–1675.
[8] 闫喆林, 任强, 樊志龙, 等. 氮肥后移优化绿洲灌区小麦间作玉米种间关系提高氮素利用效率. 作物学报, 2025, 51: 2190–2203. [9] Xu Z, Li C J, Zhang C C, et al. Intercropping maize and soybean increases efficiency of land and fertilizer nitrogen use: a meta-analysis. Field Crops Res, 2020, 246: 107661. [10] Du Q, Zhou L, Chen P, et al. Relay-intercropping soybean with maize maintains soil fertility and increases nitrogen recovery efficiency by reducing nitrogen input. Crop J, 2020, 8: 140–152.
[11] 孙建好, 赵建华, 李伟绮, 等. 施氮对玉米||大豆间作产量稳定性的影响. 中国生态农业学报(中英文), 2025, 33: 1138–1145. [12] Armstrong K L, Albrecht K A, Lauer J G, et al. Intercropping corn with Lablab bean, velvet bean, and scarlet runner bean for forage. Crop Sci, 2008, 48: 371–379. [13] Wang B, Wang T F, Zhang Y Y, et al. Selection basis of agricultural production systems: assessment of the effects of climatic regions and planting patterns on forage production and eco-efficiency. Field Crops Res, 2026, 335: 110193.
[14] 王茂鉴, 石薇, 常生华, 等. 灌溉模式对河西灌区禾-豆间作系统饲草产量、品质和水分利用的影响. 草业学报, 2023, 32(3): 13–29. [15] Liu Z, Nan Z W, Lin S M, et al. Millet/peanut intercropping at a moderate N rate increases crop productivity and N use efficiency, as well as economic benefits, under rain-fed conditions. J Integr Agric, 2023, 22: 738–751.
[16] 王斌, 史佳梅, 王腾飞, 等. 施氮对饲用高粱/拉巴豆混播草地生产性能和氮肥贡献率的影响. 草业学报, 2025, 34: 53–63. [17] Gregorich E, Rochette P, Vandenbygaart A, et al. Greenhouse gas contributions of agricultural soils and potential mitigation practices in eastern Canada. Soil Tillage Res, 2005, 83: 53–72. [18] Wang B, Deng J Q, Wang T F, et al. Optimizing nitrogen application rates to maximize productivity while reducing environmental risk by regulating nitrogen and water utilization in mixed cropping systems. Agric Water Manag, 2024, 303: 109053. [19] Deng J Q, Ni H, Zhang Z X, et al. Designing productive, energy-efficient, and environmentally friendly production systems by replacing fallow period with annual forage cultivation on the Loess Plateau of China. J Clean Prod, 2021, 320: 128660. [20] Zhang W P, Gao S N, Li Z X, et al. Shifts from complementarity to selection effects maintain high productivity in maize/legume intercropping systems. J Appl Ecol, 2021, 58: 2603–2613. [21] Latati M, Blavet D, Alkama N, et al. The intercropping cowpea-maize improves soil phosphorus availability and maize yields in an alkaline soil. Plant Soil, 2014, 385: 181–191. [22] Li L, Sun J H, Zhang F S, et al. Wheat/maize or wheat/soybean strip intercropping. Field Crops Res, 2001, 71: 173–181.
[23] 贾文静, 王晨瑜, 王仕杰, 等. 减量施肥对玉米-大豆间作系统产量和氮素利用的影响. 应用生态学报, 2024, 35: 3435–3443. [24] Gong X W, Dang K, Liu L, et al. Intercropping combined with nitrogen input promotes proso millet (Panicum miliaceum L.) growth and resource use efficiency to increase grain yield on the Loess Plateau of China. Agric Water Manag, 2021, 243: 106434.
[25] 赵笃勤, 刘淑慧, 赵凯超. 玉米-大豆间作和减量施氮对玉米生长、产量及土壤硝态氮含量的影响. 西北农业学报, 2020, 29: 1159–1166.
[26] 金江, 黄依妮, 刘鸿宇, 等. 减施氮肥及玉米间作绿肥对混合饲草产量及品质的影响. 中国土壤与肥料, 2024: 61–69. [27] Lithourgidis A S, Dordas C A. Forage yield, growth rate, and nitrogen uptake of faba bean intercrops with wheat, barley, and rye in three seeding ratios. Crop Sci, 2010, 50: 2148–2158.
[28] 王晨光, 赵美娟, 裴文东, 等. 施氮量对粮饲兼用玉米子粒产量和饲用品质的影响. 玉米科学, 2020, 28: 148–153.
[29] 侯云鹏, 李前, 孔丽丽, 等. 不同缓/控释氮肥对春玉米氮素吸收利用、土壤无机氮变化及氮平衡的影响. 中国农业科学, 2018, 51: 3928–3940.
[30] 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: 403–415. [31] Wang Z K, Zhang X M, Ma Q H, et al. Seed mixture of oats and common vetch on fertilizer and water-use reduction in a semi-arid alpine region. Soil Tillage Res, 2022, 219: 105329. [32] Jaćimović G, Aćin V, Mirosavljević M, et al. Effects of combined long-term straw return and nitrogen fertilization on wheat productivity and soil properties in the wheat-maize-soybean rotation system in the pannonian plain. Agronomy, 2023, 13: 1529.
[33] 赵建华, 孙建好, 陈亮之, 等. 玉米与不同豆科作物间作对氮素的竞争与恢复效应. 植物营养与肥料学报, 2023, 29: 640–650. [34] Ma H Y, Surigaoge S, Xu Y, et al. Responses of soil microbial community diversity and co-occurrence networks to interspecific interactions in soybean/maize and peanut/maize intercropping systems. Appl Soil Ecol, 2024, 203: 105613. [35] Xiong L, Liang C, Ma B L, et al. Carbon footprint and yield performance assessment under plastic film mulching for winter wheat production. J Clean Prod, 2020, 270: 122468. |
| [1] | 杨璐瑶, 崔茹莹, 董学瑞, 闫鹏, 张娟, 张彩霞, 王永军, 董志强, 卢霖. 聚天冬氨酸钾和甜菜碱复配剂对灌浆期高温胁迫下小麦同化物积累、转运及产量的缓解效应[J]. 作物学报, 2026, 52(9): 2760-2774. |
| [2] | 赵岩, 张文姣, 杨琦文, 魏佳智, 俞晓雪, 李丹丹, 魏楚, 冯誉誉, 彭佳泺, 王彩香, 马雄风, 宿俊吉. 陆地棉产量相关性状QTL的Meta分析及候选基因鉴定[J]. 作物学报, 2026, 52(9): 2584-2597. |
| [3] | 崔雯杰, 闫喆林, 任强, 樊志龙, 殷文, 孙亚丽, 范虹, 何蔚, 王凤, 胡发龙, 柴强. 氮肥后移提高麦玉间作系统玉米产量的光合生理机制[J]. 作物学报, 2026, 52(9): 2700-2712. |
| [4] | 李宗, 叶荣柒, 孙会军, 郭威宏, 罗子恒, 刘硕, 任永峰, 张雯, 宫香伟, 姜英. 间作绿肥对东北春玉米产量及农田土壤质量的影响[J]. 作物学报, 2026, 52(9): 2775-2791. |
| [5] | 王嘉豪, 王小玲, 范震, 郭光旭, 冯文静, 张新博, 罗璇, 任小龙, 陈小莉. 液态地膜与微垄沟种植集成对旱区夏玉米光能利用及产量的提升效应[J]. 作物学报, 2026, 52(9): 2713-2724. |
| [6] | 唐海江, 郭富城, 肖东浩, 杨九菊, 苏晶, 廖婷璐, 王艳旗, 罗成科. 外源硝普钠喷施对盐碱地水稻碳氮代谢调控机制及增产效应研究[J]. 作物学报, 2026, 52(9): 2744-2759. |
| [7] | 黄迎, 刘沛琦, 解森, 许洛, 任元, 刘旭洋, 何冠华, 李永祥, 王天宇, 黎裕, 周涛, 廖江林, 李春辉, 张登峰. 玉米氮利用效率全基因组关联分析及候选基因挖掘[J]. 作物学报, 2026, 52(9): 2558-2572. |
| [8] | 王碧胜, 孙筱璐, 崔玉莎, 赵中情, 马青敏, 丁鹤洋, 房全孝. 冬小麦产量形成对播种密度及行距的响应模拟改进与验证[J]. 作物学报, 2026, 52(8): 2438-2453. |
| [9] | 高旺南, 孟天琪, 孙兆鑫, 尚旭阁, 武军, 刘玉秀. 小麦茎秆实心性状研究进展及育种应用[J]. 作物学报, 2026, 52(8): 2233-2243. |
| [10] | 黄周详, 李乙弘, 刘笑言, 刘伟, 孟玉山, 唐道彬, 张凯, 杜康, 王季春, 吕长文. 6-BA与烯效唑对前旱后湿胁迫下甘薯光合性能、抗逆生理及产量品质的影响[J]. 作物学报, 2026, 52(8): 2521-2532. |
| [11] | 谢可盈, 李巧龙, 李国风, 赵明慧, 高瑞蔓, 凌英华, 赵芳明. 基于水稻CSSL-Z815构建SSSLs的产量相关QTL鉴定与qGL8精细定位[J]. 作物学报, 2026, 52(8): 2350-2365. |
| [12] | 向钰鑫, 张捷语, 李贵珍, 王琳, 刘涵, 秦宇星, 马根, 向达兵. 氮密互作对苦荞冠层光环境、产量及品质的影响[J]. 作物学报, 2026, 52(8): 2480-2495. |
| [13] | 张瑞连, 商晓敏, 李婧, 董开林, 谢玉勤, 刘阳, 俞书琴, 曹梦圆, 李文阳. 不同时期高温胁迫对玉米籽粒产量与淀粉理化特性的影响[J]. 作物学报, 2026, 52(8): 2424-2437. |
| [14] | 肖红, 李炳霖, 廖博, 肖国滨, 吕伟生, 任涛, 陆志峰, 鲁剑巍. 终花期外源喷镁对油菜籽粒产量和角果生长发育的影响[J]. 作物学报, 2026, 52(7): 2084-2094. |
| [15] | 刘峰, 董宏伟, 张越, 李冉, 孙若男, 刘佳城, 孙树杰, 张旭东, 韩清芳. 玉豆间作减氮稳产的光合机制: 光合产物转化效率提升[J]. 作物学报, 2026, 52(7): 2095-2108. |
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