行向与NPK施肥水平对玉米-大豆间作系统表现的影响

《Oil Crop Science》：Effect of row-orientation and NPK fertilizer levels on the performance of maize-soybean intercropping system

　　

单一栽培（Monoculture）已被认为是可持续玉米生产的主要威胁，其原因在于土壤有机质的耗竭和农业生物多样性的降低。玉米-豆科间作是一种成熟的做法，可有效提高资源利用效率和土地生产力。然而，目前关于行向（row orientation）和平衡NPK施肥对间作系统综合影响的研究仍然有限。本研究旨在调查孟加拉国农业生态条件下，行向和NPK施用量对玉米-大豆间作系统农艺表现、生产力和经济收益的影响。田间试验采用裂区设计，以两种行向[南北（North-South, N-S）和东西（East-West, E-W）]为主区，以四种NPK施用量[当地推荐NPK量的0%（F0）、75%（F1）、100%（F2）和125%（F3）]为副区。研究人员测量了一系列指标参数，包括植株生长性状、产量构成、籽粒产量、土地当量比（Land Equivalent Ratio, LER）、玉米当量产量（Maize Equivalent Yield, MEY）和经济收益。结果表明，行向对玉米生长和籽粒产量的影响可忽略不计，但对大豆表现有显著影响。与E-W行向相比，N-S行向产生了更高的大豆籽粒产量（1.11 t ha^-1）、更高的收获指数和更高的玉米当量产量（12.25 t ha^-1）。增加NPK施用量显著促进了玉米和大豆的生长、产量构成、籽粒产量和秸秆产量。玉米（12.68 t ha^-1）和大豆（1.47 t ha^-1）的最高籽粒产量均出现在F3处理。最高LER（2.25）出现在N-S × F3组合。经济分析进一步证明，F3处理实现了最佳经济表现，总收益（BDT 480,537 ha^-1）、净收益（BDT 233,124 ha^-1）和效益成本比（1.94）均为最高。本研究得出结论，在研究区域采用南北行向并施用推荐NPK施肥量的125%时，玉米-大豆间作可获得最高的农艺表现、土地利用效率和经济收益。

长期玉米单一种植已被视为可持续玉米生产的主要威胁，其驱动因素包括土壤有机质耗竭和农业生物多样性下降。单一玉米种植会降低土壤总碳、团聚体稳定性和物理性质，并耗竭土壤有机碳、速效磷和全氮。相比之下，玉米-豆科间作可通过豆科作物固定大气氮并转移给玉米，提高资源利用效率和土地生产力。然而，目前关于行向和平衡NPK施肥对间作系统综合影响的研究仍十分有限。为此，研究人员在孟加拉国农业生态条件下开展了一项田间试验，旨在确定行向与NPK施肥量对玉米-大豆间作系统农艺表现、生产力和经济回报的影响。该研究论文发表在《Oil Crop Science》。

研究人员于2023年11月至2024年5月在孟加拉国农业大学农艺田间实验室进行试验，供试材料为杂交玉米品种“Mahi-111”（种子购自当地市场）和大豆品种“BINAsoybean-6”（种子来自孟加拉国核农业研究所）。试验采用裂区设计，主区为两种行向：南北（N-S）和东西（E-W）；副区为四种NPK施肥水平：0%（F0）、75%（F1）、100%（F2）和125%（F3）的当地推荐施用量（RD），重复3次。间作模式为2行玉米间作3行大豆。研究人员测定了植株生长性状、产量构成、籽粒产量、秸秆产量、土地当量比（LER）、玉米当量产量（MEY）及经济指标，并采用R软件进行方差分析，Tukey检验进行多重比较。

### 3.1 玉米的表现

**株高**：行向无显著影响；NPK施肥水平显著影响，F3处理株高最高（212.57 cm），F0最低。

**每株穗数**：行向无显著影响；NPK施肥水平显著影响，F3最高（1.67）；行向与施肥互作显著，N-S × F3最高（1.80）。

**穗长**：行向无显著影响；NPK施肥水平显著影响，F3最长（15.49 cm）。

**每穗行数**：行向无显著影响；NPK施肥水平显著影响，F3最多（15.45）。

**行粒数**：行向无显著影响；NPK施肥水平显著影响，F3最多（31.09）。

**千粒重**：行向显著影响，E-W（355.36 g）高于N-S（339.77 g）；NPK施肥水平显著影响，F3最高（365.67 g）。

**籽粒产量**：行向无显著影响；NPK施肥水平显著影响，F3最高（12.68 t ha^-1）；行向与施肥互作显著，N-S × F3产量最高（14.22 t ha^-1），E-W × F3次之（11.13 t ha^-1）。

**秸秆产量**：行向无显著影响；NPK施肥水平显著影响，F3最高（20.19 t ha^-1）；互作显著，N-S × F3最高（22.84 t ha^-1）。

**收获指数**：行向和NPK施肥水平均无显著影响。

### 3.2 大豆的表现

**株高**：行向无显著影响；NPK施肥水平显著影响，F3最高（52.11 cm）。

**每株分枝数**：行向显著影响，E-W（2.11）高于N-S（1.53）；NPK施肥水平显著影响，F3最高（2.67）。

**每株荚数**：行向无显著影响；NPK施肥水平显著影响，F3最高（23.28）。

**每荚粒数**：行向无显著影响；NPK施肥水平显著影响，F3最多（2.53）。

**千粒重**：行向显著影响，N-S（114.12 g）高于E-W（111.72 g）；NPK施肥水平显著影响，F3最高（117.00 g）。

**籽粒产量**：行向显著影响，N-S（1.11 t ha^-1）高于E-W（0.99 t ha^-1）；NPK施肥水平显著影响，F3最高（1.47 t ha^-1）；互作显著，N-S × F3和E-W × F3最高（分别为1.