蔣超　謝世興　董曉旭　趙冰欣　劉雪玲　盧海博　趙海超　劉松濤　魏東　黃智鴻

摘要：為了篩選出適合冀西北玉米-大豆帶狀復(fù)合種植的鮮食玉米品種，以12個鮮食玉米品種為試驗材料，按照玉米、大豆行比2 ∶4間作，對照為鮮食玉米單作，研究供試玉米品種的農(nóng)藝性狀、品質(zhì)特性及經(jīng)濟效益。農(nóng)藝性狀方面，各品種苗期至收獲期葉面積指數(shù)為1.64～16.19。帶狀復(fù)合種植下苗期—拔節(jié)期—抽雄期各品種的LAI都呈增大的趨勢，且大部分品種拔節(jié)期至抽雄期為葉面積指數(shù)最快增長期。光合特性方面，12個鮮食玉米品種中萬糯1號、萬彩糯6號、彩糯1號、萬糯2018葉片的SPAD值、Pn、Tr和Gs較高，Ci較低，光合性能優(yōu)于其他品種。品質(zhì)特性方面，帶狀復(fù)合種植下各品種籽粒的可溶性糖含量在2.76%～22.27%之間，可溶性蛋白含量在4.96～7.64 mg/g之間，淀粉含量在20.51%～64.42%之間；單作鮮食玉米品種籽粒的可溶性糖含量在3.76%～16.41%之間，可溶性蛋白含量在 6.17～8.54 mg/g之間，淀粉含量在26.79%～70.56%之間。經(jīng)濟效益方面，萬糯1號與萬糯 2018的復(fù)合種植產(chǎn)量與單作相近，且對應(yīng)的土壤當量比（LER）分別為1.46、1.47，說明該模式下增產(chǎn)明顯。結(jié)果表明，鮮食玉米萬糯1號和萬糯2018這2個品種植株生產(chǎn)性能好，品質(zhì)產(chǎn)量優(yōu)，適宜作為鮮食玉米-大豆帶狀復(fù)合種植在冀西北地區(qū)推廣。

關(guān)鍵詞：鮮食玉米；大豆；帶狀復(fù)合種植；品種篩選

中圖分類號：S513.04；S344.3 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）09-0072-07

玉米大豆帶狀復(fù)合種植技術(shù)是通過創(chuàng)新種植農(nóng)藝，充分利用土地資源、提高土地產(chǎn)出率的集約化農(nóng)業(yè)技術(shù)［1］。其通過打破傳統(tǒng)的栽培方式，利用作物合理的行間比來實現(xiàn)資源的重新分配，利用作物種植在時間和空間上的合理配置，充分利用多種環(huán)境資源，大力發(fā)展玉米－大豆帶狀復(fù)合種植模式對于提高土地利用率，擴大大豆生產(chǎn)，實現(xiàn)玉米、大豆雙豐收等方面具有重要意義，同時進行帶狀輪作，有利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展［2-5］。

目前，國內(nèi)外學(xué)者對玉米-大豆間作栽培方法、增產(chǎn)效應(yīng)進行了廣泛的理論基礎(chǔ)研究，主要集中在玉米-大豆間作復(fù)合群體的優(yōu)化配置與產(chǎn)量產(chǎn)值狀況、生態(tài)環(huán)境變化等［6-11］。張曉娜等對玉米大豆間作模式的研究表明，間作有利于玉米干物質(zhì)向果穗分配與積累，不利于大豆干物質(zhì)向莢果分配與積累，但間作模式作物干物質(zhì)積累量顯著高于單作模式［12-13］。王俊等研究認為，玉米大豆 2 ∶4 間作條件下，具有明顯的土地優(yōu)勢和產(chǎn)量優(yōu)勢［14］。

前人的研究主要集中于玉米或者大豆地上部分和地下部分生長狀況，以及行距配置是如何影響作物的生長和產(chǎn)量。缺少根據(jù)當?shù)鼐唧w情況來篩選適宜的品種，冀西北張家口地區(qū)是我國鮮食玉米的主要生產(chǎn)、加工、繁育基地，選擇高產(chǎn)的鮮食玉米品種將促進當?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高。由于玉米品種的科學(xué)選擇是構(gòu)建優(yōu)異玉米-大豆間作復(fù)合群體技術(shù)的核心之一，因此本試驗以12種鮮食玉米為試驗材料，對不同鮮食玉米的品質(zhì)進行綜合評價，以期篩選出最適合玉米-大豆帶狀復(fù)合種植模式下的鮮食玉米品種，進而對提高經(jīng)濟效益有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試鮮食玉米品種共12個，分別為彩糯1號、萬糯1號、萬彩糯6號、澳早60、萬糯11、萬糯2018、萬糯2000、萬糯12、甜玉米、L-1、L-2、白優(yōu)1號。大豆品種為冀張豆1號。試驗材料均來源于河北省玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系團隊。

1.2 試驗設(shè)計

試驗在張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗基地（115°05′E，40°06′N）進行，于2022年5月1日播種。種植模式采取鮮食玉米、大豆2 ∶4行種植模式，鮮食玉米與大豆寬窄行間套種植，帶寬270 cm，鮮食玉米種2行，行距為40 cm，大豆種植4行，行距為30 cm，鮮食玉米與大豆間距70 cm。對照為12個鮮食玉米品種單種，每個品種2行，行距為40 cm，用于與玉米大豆帶狀復(fù)合種植下鮮食玉米品種的產(chǎn)量和品質(zhì)進行對比。試驗采用隨機排列，共24個處理，每個處理重復(fù)3次。試驗單粒播種，大豆株距8～ 10 cm，玉米株距10～ 14 cm。玉米施50 kg/667 m2玉米專用肥，大豆不施用氮肥。其他管理措施同大田。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 鮮食玉米生理指標測定

記錄不同鮮食玉米品種的生育進程，全區(qū)50%以上植株達到標準記錄記載，并計算各品種生育期內(nèi)有效積溫，氣象數(shù)據(jù)來源于張家口市氣象局。

苗期每個處理選取5株具有代表性的鮮食玉米掛牌標記，分別在苗期、拔節(jié)期、抽雄期和收獲期測定鮮食玉米的葉綠素含量（SPAD值）、葉面積指數(shù)（LAI）、光合指標，包括光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、胞間CO2濃度（Ci）、氣孔導(dǎo)度（Gs）。收獲期測定鮮食玉米穗位高，穗位高為植株根部到第一果穗著生節(jié)的高度。

1.3.2 鮮食玉米品質(zhì)指標的測定

收獲期，各品種隨機采收果穗30枚，標記好后帶回實驗室，放于 -20 ℃ 冰箱中保存，用于食用品質(zhì)各項指標測定，可溶性糖、淀粉含量的測定采用蒽酮比色法，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍G-250法進行測定［15］。

1.3.3 果穗性狀

鮮食玉米采收期，每個品種取中間2行果穗，摘掉苞葉后稱鮮重，并計算鮮果穗產(chǎn)量（kg/hm2）。之后隨機取其中10穗，主要調(diào)查項目包括穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、禿尖長和百粒鮮重等指標。

1.3.4 大豆農(nóng)藝性狀

測量大豆的株高、主莖分枝、主莖節(jié)數(shù)、莢長、單株莢數(shù)、百粒重及產(chǎn)量。

1.3.5 土地當量比

土地當量比（LER）是衡量間混作比單作增產(chǎn)程度的一項指標，LER為2種或2種以上作物間混作與相應(yīng)單作產(chǎn)量比值的總和，通過計算各個模式及單作土地當量比來分析經(jīng)濟效益最佳的模式。

LER=Yis/Yms+Yic/Ymc。（1）

式中：Yis和Yic分別代表間作系統(tǒng)的大豆、鮮食玉米產(chǎn)量，Yms和Ymc分別代表單作的大豆、鮮食玉米產(chǎn)量。LER＞1，為間作優(yōu)勢；LER＜1，為間作劣勢。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Office 2016對試驗中數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析與整理，并利用SPSS 25.0進行差異顯著性分析、相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 鮮食玉米不同品種生育進程

由表1可知，12個鮮食玉米品種的生育期在 82～99 d之間，生育期內(nèi)有效積溫在1 026.4～1 287.6 ℃·d 之間。各品種播種—出苗時間為 13～16 d，白優(yōu) 1 號出苗最早，甜玉米出苗最晚；L-1 從拔節(jié)至抽雄僅需12 d，而萬糯2018和萬糯2000均需26 d；各品種吐絲—收獲時間在21～28 d之間。

2.2 帶狀復(fù)合種植下鮮食玉米不同品種的生理指標比較

2.2.1 帶狀復(fù)合種植與單作鮮食玉米品種葉面積指數(shù)比較

如圖1所示，鮮食玉米-大豆帶狀復(fù)合種植下苗期各品種的LAI在1.64～2.91之間，此時期白優(yōu) 1號的LAI最大，萬糯1號次之，萬糯12最?。话喂?jié)期各品種的LAI在4.76～8.74之間，LAI最大的為萬糯1號；抽雄期各品種的LAI在5.92～16.19之間，此時期萬糯1號的LAI最大；收獲期各品種的LAI在5.58～13.75之間，萬彩糯6號的LAI最大，萬糯2018次之，甜玉米最小。帶狀復(fù)合種植下苗期—拔節(jié)期—抽雄期各品種的LAI都呈增大的趨勢，且大部分品種拔節(jié)期至抽雄期為葉面積指數(shù)最快增長期。抽雄期至收獲期各品種變化趨勢不一致，其中彩糯1號、萬糯1號、萬糯11、甜玉米和L-2等5個品種的LAI開始下降，其余品種依然呈上升趨勢。

單作鮮食玉米品種苗期各品種的LAI在 2.82～4.47之間，此時期澳早60的LAI最大，L-1次之，甜玉米最??；拔節(jié)期各品種的LAI在6.07～8.71之間，LAI最大的依然為白優(yōu)1號；抽雄期各品種的LAI在6.24～13.18之間，此時期萬彩糯6號的LAI最大；收獲期各品種的LAI在5.24～19.14之間，萬糯12的LAI最大，萬彩糯6號次之，甜玉米最小。

2.2.2 帶狀復(fù)合種植與單作鮮食玉米品種的光合特性比較

葉片SPAD值、Pn、Tr、Ci和Gs是評價植物光合性能的重要指標。由圖2可知，帶狀復(fù)合種植苗期至收獲期各品種葉片SPAD值在41.47～55.17之間，單作鮮食玉米各品種苗期至收獲期葉片SPAD值在45.07～58.90之間。帶狀復(fù)合種植收獲期葉片SPAD值最大的品種為彩糯1號，其次為萬糯11、甜玉米、萬糯12，葉片SPAD值最小的品種為L-1。帶狀復(fù)合種植苗期—拔節(jié)期大部分品種的葉片SPAD值呈逐漸增大的趨勢，且拔節(jié)期—抽雄期增長幅度較大；抽雄期—收獲期萬糯1號、萬彩糯6號的葉片SPAD值開始下降，其余品種依然呈上升趨勢。12個鮮食玉米各生育時期葉片的Pn、Tr、Ci和Gs動態(tài)變化如圖3所示，整個生育期，各品種葉片的Pn在2.15～15.83 μmol/（m2·s）

之間，Tr在3.5～9.3 mmol/（m2·s）之間，Ci在 144.38～340.30 μmol/mol之間，Gs在0.21～0.67 mol/（m2·s） 之間。各鮮食玉米品種葉片的Pn在整個生育期呈先升高后下降的單峰曲線變化趨勢，苗期—拔節(jié)期葉片Pn逐漸升高，大多到抽雄期達到最大值，抽雄至收獲期葉片Pn開始下降。各品種葉片的Tr和Gs在拔節(jié)期達到最大值，拔節(jié)期之后開始下降。各品種葉片的Ci呈先下降后上升的變化趨勢，拔節(jié)期葉片的Ci最低，拔節(jié)期之后逐漸升高。12個鮮食玉米品種中萬糯1號、萬彩糯6號、彩糯1號、萬糯2018葉片的SPAD值、Pn、Tr和Gs較高，Ci較低，光合性能優(yōu)于其他品種。

2.3 帶狀復(fù)合種植和單作不同鮮食玉米品種品質(zhì)特性比較

2.3.1 帶狀復(fù)合種植和單作不同鮮食玉米品種籽粒可溶性糖含量的比較

由圖4可知，帶狀復(fù)合種植下各品種籽粒的可溶性糖含量在2.76%～22.27%之間，大小順序為L-1＞萬糯12＞彩糯1號＞萬糯2018＞萬彩糯6號＞萬糯1號＞澳早 60＞萬糯11＞甜玉米＞白優(yōu)1號＞萬糯2000＞L-2，12個鮮食玉米品種中，L-1籽粒的可溶性糖含量最高，與其他品種存在顯著性差異（P＜0.05，下同）。對照各品種的可溶性糖含量在3.76%～16.41%之間，可溶性糖含量最高的品種依然是L-1，與其他品種呈顯著性差異。

2.3.2 帶狀復(fù)合種植和單作不同鮮食玉米品種可溶性蛋白含量的比較

由圖5可知， 帶狀復(fù)合種植下不同鮮食玉米品種籽粒可溶性蛋白含量在 4.96～7.64 mg/g之間，大小順序為萬糯 11＞萬糯1號＞澳早60＞萬糯2018＞白優(yōu)1號＞甜玉米＞萬彩糯6號＞萬糯12＞彩糯1號＞L-1＞L-2＞萬糯2000，不同品種間籽粒可溶性蛋白含量存在差異。單作不同鮮食玉米品種籽?？扇苄缘鞍缀吭?.17～8.54 mg/g之間，其中可溶性蛋白含量最高的品種為萬糯11，與其他品種存在顯著性差異。

2.3.3 帶狀復(fù)合種植與單作不同鮮食玉米品種籽粒淀粉含量的比較

由圖6可知，帶狀復(fù)合種植各品種籽粒的淀粉含量在20.51%～64.42%之間，大小順序為萬糯1號＞萬糯2018＞彩糯1號＞澳早60＞萬彩糯6號＞L-2＞萬糯2000＞甜玉米＞白優(yōu)1號＞萬糯11＞萬糯12＞L-1，淀粉含量最高的為萬糯1號，與其他品種間存在顯著差異。單作玉米品種的淀粉含量在26.79%～70.56%之間， 含量最高的品種為萬糯2000，高達70.56%，不同品種之間存在顯著性差異。

2.4 不同鮮食玉米品種果穗產(chǎn)量

由表2可知，12個鮮食玉米品種的穗長在18.83～25.33 cm之間，萬彩糯6號的穗最長，白優(yōu)1號的穗最短；穗粗在4.17～5.07 cm之間，其中萬糯1號的穗最粗；穗行數(shù)在13～21行之間，萬糯1號的穗行數(shù)最多，甜玉米的穗行數(shù)最少，15行左右的品種占比最大；行粒數(shù)在33.33～52.00粒/行之間，不同品種間行粒數(shù)存在差異，萬彩糯6號的行粒數(shù)較多；百粒鮮重在24.00～45.12 g之間，其中萬糯1號的較大；萬糯1號、萬彩糯6號、澳早60、萬糯2018、萬糯2000這5個品種沒有禿尖，其余品種的禿尖長在.93～1.97 cm之間。

由表3可知，帶狀復(fù)合種植下各品種產(chǎn)量在 9 000～15 000 kg/hm2之間，其中萬糯1號產(chǎn)量最高，其次為萬糯2018，產(chǎn)量最低的品種為甜玉米。單作中各品種產(chǎn)量在10 634.50～16 786.27 kg/hm2之間，產(chǎn)量最高的品種為萬彩糯6號。不同玉米品種的果穗產(chǎn)量之間存在顯著差異，且?guī)顝?fù)合種植模式下玉米果穗產(chǎn)量均低于對照。

2.5 不同小區(qū)大豆產(chǎn)量

由圖7可知，12個小區(qū)大豆產(chǎn)量在1 438.50～1 491.00 kg/hm2 之間，不同小區(qū)間產(chǎn)量存在顯著性差異，其中種植萬糯1號玉米的小區(qū)大豆產(chǎn)量最高。大豆單作產(chǎn)量為2 587.50 kg/hm2。

2.6 帶狀復(fù)合種植下經(jīng)濟效益分析

與玉米和大豆的單作模式作對照，玉米－大豆帶狀復(fù)合種植模式下部分帶狀復(fù)合種植下鮮食玉米品種較單作相比產(chǎn)量明顯降低，其中萬糯1號與萬糯2018的產(chǎn)量較高，且與單作相近。對應(yīng)的土壤當量比（LER）分別為1.46、1.47，均大于1，說明該模式下增產(chǎn)明顯［16］?？傮w看，玉米－大豆帶狀復(fù)合種植增加了玉米光合特性，提高了復(fù)種指數(shù)和土地產(chǎn)出率。

3 討論與結(jié)論

3.1 帶狀復(fù)合種植下不同鮮食玉米品種的生育期及生產(chǎn)性能分析

光照是影響植物生長發(fā)育的重要環(huán)境因子之一，光合作用也是影響作物產(chǎn)量的決定因素［17-18］。Eskandari等的研究表明，不同模式對生物量影響的主要原因是光環(huán)境的變化，還指出復(fù)合種植提高了作物光合有效輻射截獲以及養(yǎng)分吸收［19-20］；Baumann等的研究表明，復(fù)合種植可以提高弱競爭作物的光能截獲，并有助于抑制雜草生長［21］；焦念元等研究了玉米和花生功能葉光合作用的光響應(yīng)，結(jié)果表明復(fù)合種植提高了玉米和花生對于強弱光的利用率，可顯著增產(chǎn)［22］。本次試驗中，12個鮮食玉米品種中萬糯1號、萬彩糯6號、彩糯1號、萬糯2018葉片的SPAD值、Pn、Tr和Gs較高，Ci較低，光合性能優(yōu)于其他品種。

3.2 帶狀復(fù)合種植下鮮食玉米品質(zhì)特性分析

前人的研究表明，乳熟期鮮食玉米的可溶性總糖含量最高。灌漿前期可溶性糖含量不斷上升，隨著成熟度的提高，乳熟期由于光合作用胚乳發(fā)育并開始貯藏大量營養(yǎng)物質(zhì)，可溶性糖作為主要營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為淀粉貯存于種子，因此可溶性總糖含量又呈下降趨勢［23-26］。甜玉米的食用口感與甜度呈極顯著正相關(guān)，因此要在可溶性總糖含量達到最高時采收才能保證最好的口感［27-29］。本次試驗的12個鮮食玉米品種可溶性糖含量大小順序為L-1＞萬糯12＞彩糯1號＞萬糯2018＞萬彩糯6號＞萬糯1號＞澳早60＞萬糯11＞甜玉米＞白優(yōu)1號＞萬糯2000＞L-2。

前人的研究表明，鮮食玉米籽粒蛋白質(zhì)含量的變化趨勢是：灌漿初期較高，隨籽粒灌漿進程的延長，蛋白質(zhì)含量的下降速率初期較快，中后期下降逐漸變慢［30］。鮮食玉米的食味品質(zhì)與籽粒蛋白質(zhì)含量呈顯著正相關(guān)，籽粒蛋白質(zhì)含量隨采收期時間的延長呈顯著下降的趨勢，因此，越早采收鮮食玉米的蛋白含量越高，營養(yǎng)品質(zhì)及食味品質(zhì)越高［31］。本次試驗中蛋白質(zhì)含量大小順序為萬糯11＞萬糯1號＞澳早60＞萬糯2018＞白優(yōu)1號＞甜玉米＞萬彩糯6號＞萬糯12＞彩糯1號＞L-1＞L-2＞萬糯2000。

綜上所述，鮮食玉米萬糯1號和萬糯2018這2個品種植株生產(chǎn)性能好，品質(zhì)產(chǎn)量優(yōu)，適宜作為鮮食玉米-大豆帶狀復(fù)合種植在冀西北地區(qū)推廣種植。

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收稿日期：2023-07-19

基金項目：河北省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目

（編號：HBCT2023020202）；河北省創(chuàng)新能力提升計劃（編號：20526401D）；張家口市科技局項目（編號：2311025C）。

作者簡介：蔣 超（1999—），男，河北張家口人，碩士研究生，研究方向為作物高產(chǎn)栽培。E-mail：18031357308@163.com。

通信作者：黃智鴻，博士，研究員，主要從事作物高產(chǎn)栽培研究。E-mail：hbnuhzh@163.com。