摘要：明确间作绿肥对不同灌水量下玉米产量可持续性的影响,对构建节水增效型玉米间作豆科绿肥模式具有重要支撑作用。于2018—2022年开展田间定位试验,采用裂区试验设计,设置玉米间作箭筈豌豆(M/V)和单作玉米(SM)2种种植模式,以及玉米地方习惯灌水量(I3:4000 m^(3)hm^(-2))、减量15%(I2:3400 m^(3)hm^(-2))、减量30%(I1:2800 m^(3)hm^(-2))3种灌水水平。研究了间作绿肥对不同灌水量下玉米产量及产量构成因素、相对多作物抗性指数、产量可持续性指数、关键土壤养分指标和经济效益的影响。结果表明,间作绿肥可在减量15%灌水条件下较单作玉米提高玉米穗粒数和千粒重,从而提高玉米籽粒产量,2019—2022年,间作玉米在减量15%灌水水平下较单作玉米的穗粒数和千粒重分别提高8.7%~16.4%和7.1%~13.4%,籽粒产量提高9.3%~23.6%,同时与间作玉米地方习惯灌水量处理的籽粒产量无显著差异。间作绿肥使玉米在减量灌水条件下的相对多作物抗性指数均大于0,且随种植年限的增加而提高,进而降低了减灌条件下产量的变异系数、提高了产量可持续性指数,间作玉米产量变异系数较同一灌水量单作玉米降低77.9%~82.8%、产量可持续性指数提高12.2%~19.9%。玉米间作绿肥可以增加土壤养分,与单作玉米相比土壤有机质、速效氮含量分别增加6.4%~15.8%、12.1%~35.6%,土壤速效磷含量在减量15%和减量30%灌水水平下分别增加了19.4%、11.3%,玉米间作绿肥在减量15%灌水水平下的土壤有机质、速效氮和速效磷含量与地方习惯灌水量处理无显著差异,均显著大于其他处理。在2020—2022年,间作玉米在减量15%灌水水平下较单作玉米的纯收益提高了10.5%~34.2%;在2021—2022年产投比提高了7.8%~10.4%,与间作玉米地方习惯灌水量处理无显著差异。间作绿肥主要通过增加土壤有机质,改善土壤氮、磷养分条件而增强玉米产量可持续性。总之,间作绿肥能够缓减因灌水量减少造成的产量损失,增强减量灌水下玉米产量稳定性和可持续性指数。本研究中玉米间作箭筈豌豆灌水量3400 m^(3)hm^(-2),可作为试区玉米可持续生产模式及其适宜灌水量的参考。

摘要：【目的】河西绿洲灌区玉米连作普遍存在过量施氮等问题,我们探讨了间作绿肥来减少玉米氮肥投入的可行性及机理,以减少玉米生产带来的环境风险。【方法】于2019—2020年,在甘肃武威开展玉米间作绿肥田间试验,供试绿肥作物为箭筈豌豆(Vicia sativa L.)和油菜(Brassica campestris L.)。试验采用裂区设计,主区设玉米间作箭筈豌豆(M/V)、玉米间作油菜(M/R)和单作玉米(M)3种种植模式,副区为常规施氮量(360 kg/hm^(2),N2)和减氮25%(270 kg/hm^(2),N1)两个施氮水平。绿肥作物在盛花期(玉米出苗50天左右)刈割并覆盖于玉米行间。从玉米出苗后开始,每15天取样分析玉米的干物质积累量,收获期调查籽粒产量及产量构成。【结果】在单作玉米(M)条件下,N1较N2处理玉米籽粒产量和生物量分别降低了15.7%和12.9%(P<0.05),而在M/R、M/V种植模式下,N1与N2水平间两指标无显著差异。玉米出苗后0~60天的干物质积累量,N1水平较N2水平在3个种植模式下平均降低了15.8%;M/R和M/V模式较M模式分别平均降低了8.8%和31.5%;玉米生长60~105天的干物质积累量,N1水平较N2水平在3个种植模式下平均降低了7.2%,而M/R和M/V种植模式分别较M种植模式分别提高了10.2%和8.8%;玉米生长105~150天(灌浆初期至成熟期)的干物质积累量,N1水平比N2水平降低了4.2%,而M/R和M/V种植模式分别较M模式提高5.8%和8.2%。在玉米生长60~105天及105~150天,N1水平下M/R、M/V种植模式与N2水平下M种植模式的干物质积累量均无显著差异。间作绿肥显著提高了减氮条件下(N1)玉米的最大增长速率(V_(max)),M/R和M/V种植模式较M种植模式分别提高16.1%和27.3%,其中,以N1水平M/V种植模式的V_(max)提高幅度较大,比N2水平M种植模式高16.6%。间作绿肥可提高减氮条件下玉米穗粒数和千粒重;与单作玉米相比,玉米穗粒数和千粒重M/R种植模式分别提高11.9%和19.6%,M/V种植模式分别提高13.9%和22.3%。通过灰色关联分析进一步表明,千粒重是影响玉米籽粒产量的主导因素,其次为穗粒数,最后为单位面积穗数。【结论】间作绿肥可提高减氮条件下玉米大喇叭口期到成熟期的干物质积累量和向籽粒的输出量,提高粒重,因而抵消减施氮肥25%带来的玉米产量损失,最终保证减氮条件下玉米产量的稳定,是河西绿洲灌区实现玉米减氮增产的一种高效管理措施。