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摘要：2016年在兰州地区不同海拔条件下，研究了玉米/大豆种植模式（玉米单作、大豆单作和玉米/大豆间作）和氮肥水平（不施氮、传统施氮和减量施氮）对作物产量的影响。结果表明，不同种植模式下的传统施氮（CN）和减量施氮（RN）间产量差异不显著。在皋兰、榆中、永登3个试验点，单作玉米在传统施氮（CN）条件下产量较高，分别为13 478.49、12 974.21、11 073.12 kg/hm2；而间作玉米在减量施氮（RN）条件下产量较高，分别是12 387.02、11 994.41、10 879.27 kg/hm2；单作大豆和间作大豆均在减量施氮（RN）条件下产量最高；玉米/大豆间作系统的总产量均以减量施氮（RN）条件下最高，分别是14 024.07、13 533.68、12 306.86 kg/hm2。可见，减量施氮下的玉米/大豆复合种植模式的系统产量并未降低，而氮肥利用效率显著提高，适宜在该区域大面积推广。
关键词：玉米/大豆间作；减量施氮；产量；海拔
中图分类号：S513；S565.1 文献标志码：A 文章编号：1001-1463（2017）07-0037-06
doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2017.07.010
Abstract：Corn/soybean intercropping pattern is widely adopted in different altitudes in Lanzhou city. Whereas the traditional fertilized measures used by farmers are not good for high yield of corn/soybean intercropping system. In order to get high yield for both corn and soybean in this system，a field experiment is conducted to investigate the effect of the system crop yield in 2016. The experiment includes three planting patterns （corn mono cropping， soybean mono cropping and corn/soybean intercropping） and three rates of N fertilizer application， CK， the conventional N application （CN） and the reduced amount of N application （RN）. The result indicates that there is no significant difference between CN and RN of yield for different cropping system， for the corn mono cropping， the yields of CN are highest， which are 13 478.49 kg/hm2， 12 974.21 kg/hm2 and 11 073.12 kg/hm2， respectively. For the intercropping corn the yields of RN are highest， which are 12 387.02 kg/hm2， 11 994.41 kg/hm2 and 10 879.27 kg/hm2， respectively. For the mono soybean or intercropping soybean， the yields of CN are highest， and the yields of corn/soybean intercropping are highest either， which are 14 024.07 kg/hm2， 13 533.68 kg/hm2 and 12 306.86 kg/hm2. Therefore， reduced amount of N application for this intercropping system could increase the crop yield per unit area greatly， which could be extended at large scale.
Key words： Corn/soybean；Reduced amount of N application；Yield；Altitudes
中國是世界上最大的氮肥生产和消费国，对全球氮肥产量和用量增长的贡献分别达61%和52%。中国以全球10%的土地资源、21%的灌溉面积养活20%的人口，并不断提高生活水平的关键在于氮肥、地膜、间套作等配套技术的有效实施[1 - 3 ]。但目前中国氮肥消费量超过作物最高产量需求量，农业系统中的氮肥盈余对环境的影响逐步显现。据第一次全国污染源普查公告，水体污染物中总氮的57%来自于农业，农田土壤pH下降0.5个单位，其中60%以上的贡献来自于氮肥；全国大气氮沉降增长了60%，也与氮肥有关[4 - 6 ]。因此，尽快转变发展观念，充分利用各种氮素来源，实现氮肥投入与作物需求匹配，在发挥氮肥增产作用的同时努力减少环境污染是当务之急。
近年来，玉米/大豆高产高效栽培模式在兰州地区大面积被应用，该模式在提高粮食产量和维持氮素平衡中起重要作用。然而，在生产实践中，过量的施用氮肥并没有提高该模式系统产量，反而导致间作的大豆产量下降。为此，我们依据当地土壤室内分析及前期养分试验结果，在了解土壤养分状况的基础上，针对玉米/大豆间作系统中作物养分吸收互补的特点，研究了不同施氮量对系统作物产量及肥料利用效率的影响，以期为该区玉米/大豆间作模式下作物高产高效生产提供科学依据。 1 材料与方法
1.1 试验材料
指示玉米（Zea mays Linn.） 品种选用金穗4号，株型为半紧凑型，株高250～255 cm，生育期140 d，为中晚熟品种；大豆[Glycine max （L.） Merrill] 品种选用中黄30，株型为收敛性，株高70～85 cm，有限结荚习性，生育期125 d，为中熟品种。供试肥料为尿素（含N 46%）、普通过磷酸钙（含P2O5 12%）、硫酸钾（K2O 50%）。
1.2 研究地概况
试验于2016年分别在甘肃省兰州市皋兰县城关镇明星村、榆中县城关镇李家庄和永登县柳树镇柳树村进行。皋兰县试验点经度104.35，纬度35.23，海拔1 754 m，年均温度7.1 ℃，年均降水量263 mm，年蒸发量1 750 mm，无霜期144 d。土壤类型为粉质壤土，耕层土壤含有机质23.5 g/kg、碱解氮67.4 mg/kg、速效磷8.7 mg/kg、速效钾164.3 mg/kg；榆中县试验点经度104.12，纬度35.85，海拔1 879 m，年均温度6.5 ℃，年均降水量427 mm，年蒸发量1 550 mm，无霜期137 d。土壤类型为灰钙土，耕层土壤含有机质17.9 g/kg、碱解氮53.4 mg/kg、速效磷11.5 mg/kg、速效钾135.7 mg/kg；永登县试验点经度103.27，纬度36.73，海拔2 032 m，年均温度5.9 ℃，年均降水量304 mm，年蒸发量1 447 mm，无霜期126 d。土壤类型为灌淤土，耕层土壤含有机质21.5 g/kg、碱解氮62.8 mg/kg、速效磷13.8 mg/kg、速效钾149.2 mg/kg。
1.3 试验方法
采用二因素裂区设计，试验田间布置见图1，主因素为种植模式，分别为玉米单作（M）、大豆单作（S）、玉米间作大豆（M/S）；副因素为氮素处理（玉米、大豆施氮总量），分别为不施氮（CK）、习惯施氮（CN）270 kg/hm2、减量施氮（RN）180 kg/hm2。玉米与大豆施氮比为3∶1，共9个处理，3次重复，小区面积31.68 m2（3.60 m×8.80 m）。玉米单作（M）和大豆单作（S）采用等行距种植，行距均为40 cm。玉米间作大豆（M/S）采用宽窄行种植，玉米窄行40 cm，宽行180 cm；宽行内间作2行大豆，行距40 cm，玉米与大豆的间距为70 cm；玉米种植密度均为6.0万株/hm2，大豆种植密度均为13.5万/hm2，保证单作、间作方式下各作物种植密度和施肥水平一致（图1）。玉米氮肥分2次施用，即底肥和大喇叭口期追施，大豆氮肥一次性施用，玉米单作（M）、大豆单作（S）采用传统株间施肥方式；玉米间作大豆（M/S）采用玉米、大豆一体化施肥方式。玉米底肥统一施N 90 kg/hm2，大喇叭口期在玉米、大豆间开沟追施剩余氮肥及大豆磷、钾肥。单作、间作玉米及单作大豆的磷、钾肥随底肥施用。玉米统一施P2O5 135 kg/hm2、K2O 90 kg/hm2；大豆施P2O5 75 kg/hm2，K2O 45 kg/hm2。玉米、大豆同时播种，播期为4月22日，玉米收获期为10月2日，大豆收获期为9月25日。施肥方案见表1。肥水及大田管理同当地生产。
1.4 生育期记载及产量调查
记载玉米及大豆播种、出苗、始花、成熟等生育时期，统计出苗率、共生期。收获玉米、大豆时，各小区取中间3带计产，连续取玉米15株、大豆20株考种，调查玉米及大豆株高、茎粗及产量构成因素。计算土地当量比。
LER = Lc + Ls
式中LER为总土地当量比（land equivalent ratio，LER）；Lc为间作玉米产量/单作玉米产量、Ls为间作大豆/单作大豆。LER > 1，表明间作具有优势；LER < 1 表明间作劣势。
1.5 数据处理
用Microsoft Excel和DPS统计软件进行试验数据汇总与统计分析。
2 结果与分析
2.1 不同生态区域各处理的系统产量与土地当量比
由表2可知，施氮水平对玉米、大豆产量影响显著。单作玉米（M）在传统施肥（CN）处理下产量最高，在皋兰、榆中和永登试验点分别为 13 478.49、12 974.21、11 073.12 kg/hm2，较CK产量分别提高了14.67%、17.04%和13.78%；间作玉米在RN处理下产量较高，在3个试验点分别是12 387.02、11 994.41、10 879.27 kg/hm2。单作大豆（S）和间作大豆均在RN处理下产量最高，其中单作大豆在3个试验点的产量分别是 2 586.26、 2 494.11、2 318.47 kg/hm2，较CK产量分别提高了17.27%、23.56%、16.08%，较CN产量分别提高3.83%、4.47%、2.27%；间作大豆在3个试验点产量分别是1 637.05、1 539.27、 1 427.59 kg/hm2，较CK产量分别提高了10.69%、27.49%、24.21%，较CN产量分别提高2.68%、3.57%、2.02%。进一步分析玉米/大豆間作系统的总产量，各氮肥处理均以RN产量最高，在3个试验点分别是 14 024.07、13 533.68、12 306.86 kg/hm2。说明适量减少氮肥促进大豆根瘤固氮，有利于大豆产量提高。另外，对于玉米/大豆间作而言，系统产量并没有降低，氮肥施用效率显著提高。
不同种植模式的氮肥处理在不同海拔条件下系统产量变化显著。对于单作玉米，在皋兰、榆中和永登试验点的平均产量分别为12 842.32、 12 214.48、10 608.2 kg/hm2，说明随海拔高度的增加产量呈现下降趋势，下降幅度为4.89%～17.39%。对于单作大豆，在皋兰、榆中和永登试验点的平均产量分别为2 427.48、2 299.94、 2 194.25 kg/hm2，产量的变化趋势与单作玉米一致，但降幅不大，仅为5.25%～9.60%。对于玉米/大豆间作系统，皋兰、榆中和永登3个点的产量分别为13 216.32、12 418.14、11 557.84 kg/hm2，同样随海拔高度的增加产量下降，降幅为6.04%～12.55%。从土地当量比分析，不同海拔条件下的氮肥处理与单作玉米或大豆相比，尽管间作玉米和间作大豆产量均降低，但玉米/大豆间作模式各处理LER均大于1，表明在该种植模式和氮肥处理下，间作可提高土地复种指数和土地利用效率，具有良好的产出效果。 2.2 不同处理对玉米农艺性状及产量构成因素的影响
由表3可以看出，随海拔高度增加玉米生育期呈逐渐延长趋势，在皋兰、榆中和永登试验点均能正常成熟。玉米株高、穗位、穗粒数、千粒重、穗长等指标均随海拔增高而呈现降低的趋势，其中，施氮处理（CN、RN）的株高、穗位长、穗粒数、千粒重、穗长等高于CK。单作、间作玉米穗粒数变化幅度分别为3.79%～10.27%、1.73%～19.34%，千粒重变化幅度分别为0.42%～5.75%、1.49%～9.86%，穗长变化幅度分别为2.53%～18.99%、2.45%～9.8%。但玉米秃顶长度随海拔高度的增加而增加。相对于单作玉米，间作玉米千粒重分别下降了2.05%、4.53%、0.80%，说明影响间作玉米产量下降的主要原因是千粒重的下降。
单作模式下，玉米穗粒数和千粒重表现为传统施氮（CN）和减量施氮（RN）间差异较小，但与CK间差异明显，穗粒数较CK平均增加了4.60%和4.95%，千粒重平均增加了9.83%、10.95%。间作模式下，玉米穗粒数和千粒重在减量施氮（RN）处理下最高，在皋兰、榆中、永登试验点穗粒数分别为569、521、493粒，较CK分别增加了10.7%、8.77%、5.57%，较CN增加幅度为1.14%～2.74%；千粒重在3个试验点分别为377.9、361.8、363.6 g，较CK分别增加了4.57%、3.55%、6.28%。
2.3 不同处理对大豆农艺性状及产量构成因素的影响
从表4可以看出，随海拔的升高单作和间作大豆的生育期逐渐均有延长，变化幅度分别为2.92%～10.22%、3.59%～11.51%。单作和间作大豆株高、底荚高度、分枝数、有效荚数、荚粒数、百粒重均随海拔增高而呈现降低的趋势，其中株高变化幅度分别为4.62%～9.23%、4.48%～10.45%，底荚高度变化幅度分别为1.29%～15.58%、7.95%～17.22%。对大豆产量构成因素而言，RN处理下有效荚数、百粒重较高。尤其是有效荚数，单作模式下在皋兰、榆中、永登3个试验点分别是37.4、35.2、32.2个，较CK分别增加了16.15%、12.1%、9.52%；间作模式在3个点分别是26.5、27.9、26.4个，较CK分别增加了34.5%、30.98%、35.39%，较CN分别增加了23.83%、17.72%、16.29%，差异明显。说明适量减少氮肥施用，能有效促进单作或间作大豆有效荚数的形成，进而影响大豆产量。
3 小结与讨论
试验结果表明，不同种植模式下的玉米、大豆在施氮量不同时产量差异明显。在皋兰、榆中、永登3个试验点，单作玉米在施氮量为270 kg/hm2时产量较高，分别为13 478.49、12 974.21、11 073.12 kg/hm2；而间作玉米在施氮量为180 kg/hm2时产量较高，分别为12 387.02、11 994.41、10 879.27 kg/hm2。单作大豆和间作大豆3个试验点均在施氮180 kg/hm2下产量最高。玉米/大豆间作系统的总产量，均以施氮量为180 kg/hm2产量最高，分别是14 024.07、13 533.68、12 306.68 kg/hm2。玉米/大豆间作模式各处理LER均大于1，表明在该种植模式和氮肥处理下，间作可提高土地复种指数和土地利用效率，具有良好的产量优势。由此可见，在兰州市不同海拔条件下，玉米/大豆间作模式较传统施氮、减量施氮条件下玉米产量略有降低，而减量施氮有利于大豆有效荚的形成，较传统施氮处理，产量显著增加。对玉米/大豆间作系统，减量施氮显著增加了间作玉米穗粒数和大豆有效荚数，最终提高了系统产量，适宜在该区域推广。
以往研究表明，通过豆科与非豆科作物间作能够促进作物生长和增产，提高氮肥利用率，合理的田间群体结构和施肥水平能够显著地提高氮肥利用效率[7 - 10 ]。目前新型肥料的研发、施肥方法的改进和融合、种植模式的改革等一系列举措，加上国家相对健全的推广体系，已有很多研究表明化肥减量是可行的。战秀梅等[11 ]和邹晓锦等[12 ]研究发现，与传统施肥相比，氮肥适量减施下单作玉米产量并没有降低，氮肥利用率提高了20.7%。另有研究表明，氮肥减施20%～30%对稻麦轮作体系作物产量没有降低，而氮肥单季利用率、氮素农学利用率和氮素偏因子生产力显著提高[13 ]。刘小明等[14 ]研究了氮肥减量对套作系统产量的影响，表明与习惯施氮相比，减量施氮处理下系统总经济系数为0.49，LER可达到2.17，显著提高系统产量。
本课题组前期的研究表明，豆科/非豆科间套作具有明显的间套作优势，主要是由于作物地下部根系生态位时空互补和根际过程促进作物养分高效吸收利用。同时也发现，豆科/非豆科间套作能提高间作豆科作物的生物固氮量[3 ]。
参考文献：
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[6] 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[J]. 中国生态农业学报，2016，24（4）：403-415.
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[10] 袁 宁，孙振荣，蒲 明，等. 氮肥后移对旱作玉米氮肥利用率及产量的影响[J]. 甘肃农业科技，2015（10）：4-6.
[11] 战秀梅，李亭亭，韩晓日，等. 不同施肥方式对春玉米产量、效益及氮素吸收和利用的影响[J]. 植物营养与肥料学报，2011（17）：861-868.
[12] 邹晓锦，张 鑫，安景文. 氮肥减量后移对玉米产量和氮素吸收利用及农田氮素平衡的影响[J]. 中国土壤与肥料，2011（6）：25-29.
[13] LI H，SHEN J，ZHANG F，et al. Phosphorus uptake and rhizosphere properties of intercropped and monocropped maize，faba bean，and white lupin in acidic soil[J]. Bio. Fer. Soi. 2010，46（2）：79-91.
[14] 刘小明，雍太文，苏本营，等. 减量施氮对玉米-大豆套作系统中作物产量的影响[J]. 作物学报 2014， 40（9）：1629-1638.
（本文责编：陈 伟）
关键词：玉米/大豆间作；减量施氮；产量；海拔
中图分类号：S513；S565.1 文献标志码：A 文章编号：1001-1463（2017）07-0037-06
doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2017.07.010
Abstract：Corn/soybean intercropping pattern is widely adopted in different altitudes in Lanzhou city. Whereas the traditional fertilized measures used by farmers are not good for high yield of corn/soybean intercropping system. In order to get high yield for both corn and soybean in this system，a field experiment is conducted to investigate the effect of the system crop yield in 2016. The experiment includes three planting patterns （corn mono cropping， soybean mono cropping and corn/soybean intercropping） and three rates of N fertilizer application， CK， the conventional N application （CN） and the reduced amount of N application （RN）. The result indicates that there is no significant difference between CN and RN of yield for different cropping system， for the corn mono cropping， the yields of CN are highest， which are 13 478.49 kg/hm2， 12 974.21 kg/hm2 and 11 073.12 kg/hm2， respectively. For the intercropping corn the yields of RN are highest， which are 12 387.02 kg/hm2， 11 994.41 kg/hm2 and 10 879.27 kg/hm2， respectively. For the mono soybean or intercropping soybean， the yields of CN are highest， and the yields of corn/soybean intercropping are highest either， which are 14 024.07 kg/hm2， 13 533.68 kg/hm2 and 12 306.86 kg/hm2. Therefore， reduced amount of N application for this intercropping system could increase the crop yield per unit area greatly， which could be extended at large scale.
Key words： Corn/soybean；Reduced amount of N application；Yield；Altitudes
中國是世界上最大的氮肥生产和消费国，对全球氮肥产量和用量增长的贡献分别达61%和52%。中国以全球10%的土地资源、21%的灌溉面积养活20%的人口，并不断提高生活水平的关键在于氮肥、地膜、间套作等配套技术的有效实施[1 - 3 ]。但目前中国氮肥消费量超过作物最高产量需求量，农业系统中的氮肥盈余对环境的影响逐步显现。据第一次全国污染源普查公告，水体污染物中总氮的57%来自于农业，农田土壤pH下降0.5个单位，其中60%以上的贡献来自于氮肥；全国大气氮沉降增长了60%，也与氮肥有关[4 - 6 ]。因此，尽快转变发展观念，充分利用各种氮素来源，实现氮肥投入与作物需求匹配，在发挥氮肥增产作用的同时努力减少环境污染是当务之急。
近年来，玉米/大豆高产高效栽培模式在兰州地区大面积被应用，该模式在提高粮食产量和维持氮素平衡中起重要作用。然而，在生产实践中，过量的施用氮肥并没有提高该模式系统产量，反而导致间作的大豆产量下降。为此，我们依据当地土壤室内分析及前期养分试验结果，在了解土壤养分状况的基础上，针对玉米/大豆间作系统中作物养分吸收互补的特点，研究了不同施氮量对系统作物产量及肥料利用效率的影响，以期为该区玉米/大豆间作模式下作物高产高效生产提供科学依据。 1 材料与方法
1.1 试验材料
指示玉米（Zea mays Linn.） 品种选用金穗4号，株型为半紧凑型，株高250～255 cm，生育期140 d，为中晚熟品种；大豆[Glycine max （L.） Merrill] 品种选用中黄30，株型为收敛性，株高70～85 cm，有限结荚习性，生育期125 d，为中熟品种。供试肥料为尿素（含N 46%）、普通过磷酸钙（含P2O5 12%）、硫酸钾（K2O 50%）。
1.2 研究地概况
试验于2016年分别在甘肃省兰州市皋兰县城关镇明星村、榆中县城关镇李家庄和永登县柳树镇柳树村进行。皋兰县试验点经度104.35，纬度35.23，海拔1 754 m，年均温度7.1 ℃，年均降水量263 mm，年蒸发量1 750 mm，无霜期144 d。土壤类型为粉质壤土，耕层土壤含有机质23.5 g/kg、碱解氮67.4 mg/kg、速效磷8.7 mg/kg、速效钾164.3 mg/kg；榆中县试验点经度104.12，纬度35.85，海拔1 879 m，年均温度6.5 ℃，年均降水量427 mm，年蒸发量1 550 mm，无霜期137 d。土壤类型为灰钙土，耕层土壤含有机质17.9 g/kg、碱解氮53.4 mg/kg、速效磷11.5 mg/kg、速效钾135.7 mg/kg；永登县试验点经度103.27，纬度36.73，海拔2 032 m，年均温度5.9 ℃，年均降水量304 mm，年蒸发量1 447 mm，无霜期126 d。土壤类型为灌淤土，耕层土壤含有机质21.5 g/kg、碱解氮62.8 mg/kg、速效磷13.8 mg/kg、速效钾149.2 mg/kg。
1.3 试验方法
采用二因素裂区设计，试验田间布置见图1，主因素为种植模式，分别为玉米单作（M）、大豆单作（S）、玉米间作大豆（M/S）；副因素为氮素处理（玉米、大豆施氮总量），分别为不施氮（CK）、习惯施氮（CN）270 kg/hm2、减量施氮（RN）180 kg/hm2。玉米与大豆施氮比为3∶1，共9个处理，3次重复，小区面积31.68 m2（3.60 m×8.80 m）。玉米单作（M）和大豆单作（S）采用等行距种植，行距均为40 cm。玉米间作大豆（M/S）采用宽窄行种植，玉米窄行40 cm，宽行180 cm；宽行内间作2行大豆，行距40 cm，玉米与大豆的间距为70 cm；玉米种植密度均为6.0万株/hm2，大豆种植密度均为13.5万/hm2，保证单作、间作方式下各作物种植密度和施肥水平一致（图1）。玉米氮肥分2次施用，即底肥和大喇叭口期追施，大豆氮肥一次性施用，玉米单作（M）、大豆单作（S）采用传统株间施肥方式；玉米间作大豆（M/S）采用玉米、大豆一体化施肥方式。玉米底肥统一施N 90 kg/hm2，大喇叭口期在玉米、大豆间开沟追施剩余氮肥及大豆磷、钾肥。单作、间作玉米及单作大豆的磷、钾肥随底肥施用。玉米统一施P2O5 135 kg/hm2、K2O 90 kg/hm2；大豆施P2O5 75 kg/hm2，K2O 45 kg/hm2。玉米、大豆同时播种，播期为4月22日，玉米收获期为10月2日，大豆收获期为9月25日。施肥方案见表1。肥水及大田管理同当地生产。
1.4 生育期记载及产量调查
记载玉米及大豆播种、出苗、始花、成熟等生育时期，统计出苗率、共生期。收获玉米、大豆时，各小区取中间3带计产，连续取玉米15株、大豆20株考种，调查玉米及大豆株高、茎粗及产量构成因素。计算土地当量比。
LER = Lc + Ls
式中LER为总土地当量比（land equivalent ratio，LER）；Lc为间作玉米产量/单作玉米产量、Ls为间作大豆/单作大豆。LER > 1，表明间作具有优势；LER < 1 表明间作劣势。
1.5 数据处理
用Microsoft Excel和DPS统计软件进行试验数据汇总与统计分析。
2 结果与分析
2.1 不同生态区域各处理的系统产量与土地当量比
由表2可知，施氮水平对玉米、大豆产量影响显著。单作玉米（M）在传统施肥（CN）处理下产量最高，在皋兰、榆中和永登试验点分别为 13 478.49、12 974.21、11 073.12 kg/hm2，较CK产量分别提高了14.67%、17.04%和13.78%；间作玉米在RN处理下产量较高，在3个试验点分别是12 387.02、11 994.41、10 879.27 kg/hm2。单作大豆（S）和间作大豆均在RN处理下产量最高，其中单作大豆在3个试验点的产量分别是 2 586.26、 2 494.11、2 318.47 kg/hm2，较CK产量分别提高了17.27%、23.56%、16.08%，较CN产量分别提高3.83%、4.47%、2.27%；间作大豆在3个试验点产量分别是1 637.05、1 539.27、 1 427.59 kg/hm2，较CK产量分别提高了10.69%、27.49%、24.21%，较CN产量分别提高2.68%、3.57%、2.02%。进一步分析玉米/大豆間作系统的总产量，各氮肥处理均以RN产量最高，在3个试验点分别是 14 024.07、13 533.68、12 306.86 kg/hm2。说明适量减少氮肥促进大豆根瘤固氮，有利于大豆产量提高。另外，对于玉米/大豆间作而言，系统产量并没有降低，氮肥施用效率显著提高。
不同种植模式的氮肥处理在不同海拔条件下系统产量变化显著。对于单作玉米，在皋兰、榆中和永登试验点的平均产量分别为12 842.32、 12 214.48、10 608.2 kg/hm2，说明随海拔高度的增加产量呈现下降趋势，下降幅度为4.89%～17.39%。对于单作大豆，在皋兰、榆中和永登试验点的平均产量分别为2 427.48、2 299.94、 2 194.25 kg/hm2，产量的变化趋势与单作玉米一致，但降幅不大，仅为5.25%～9.60%。对于玉米/大豆间作系统，皋兰、榆中和永登3个点的产量分别为13 216.32、12 418.14、11 557.84 kg/hm2，同样随海拔高度的增加产量下降，降幅为6.04%～12.55%。从土地当量比分析，不同海拔条件下的氮肥处理与单作玉米或大豆相比，尽管间作玉米和间作大豆产量均降低，但玉米/大豆间作模式各处理LER均大于1，表明在该种植模式和氮肥处理下，间作可提高土地复种指数和土地利用效率，具有良好的产出效果。 2.2 不同处理对玉米农艺性状及产量构成因素的影响
由表3可以看出，随海拔高度增加玉米生育期呈逐渐延长趋势，在皋兰、榆中和永登试验点均能正常成熟。玉米株高、穗位、穗粒数、千粒重、穗长等指标均随海拔增高而呈现降低的趋势，其中，施氮处理（CN、RN）的株高、穗位长、穗粒数、千粒重、穗长等高于CK。单作、间作玉米穗粒数变化幅度分别为3.79%～10.27%、1.73%～19.34%，千粒重变化幅度分别为0.42%～5.75%、1.49%～9.86%，穗长变化幅度分别为2.53%～18.99%、2.45%～9.8%。但玉米秃顶长度随海拔高度的增加而增加。相对于单作玉米，间作玉米千粒重分别下降了2.05%、4.53%、0.80%，说明影响间作玉米产量下降的主要原因是千粒重的下降。
单作模式下，玉米穗粒数和千粒重表现为传统施氮（CN）和减量施氮（RN）间差异较小，但与CK间差异明显，穗粒数较CK平均增加了4.60%和4.95%，千粒重平均增加了9.83%、10.95%。间作模式下，玉米穗粒数和千粒重在减量施氮（RN）处理下最高，在皋兰、榆中、永登试验点穗粒数分别为569、521、493粒，较CK分别增加了10.7%、8.77%、5.57%，较CN增加幅度为1.14%～2.74%；千粒重在3个试验点分别为377.9、361.8、363.6 g，较CK分别增加了4.57%、3.55%、6.28%。
2.3 不同处理对大豆农艺性状及产量构成因素的影响
从表4可以看出，随海拔的升高单作和间作大豆的生育期逐渐均有延长，变化幅度分别为2.92%～10.22%、3.59%～11.51%。单作和间作大豆株高、底荚高度、分枝数、有效荚数、荚粒数、百粒重均随海拔增高而呈现降低的趋势，其中株高变化幅度分别为4.62%～9.23%、4.48%～10.45%，底荚高度变化幅度分别为1.29%～15.58%、7.95%～17.22%。对大豆产量构成因素而言，RN处理下有效荚数、百粒重较高。尤其是有效荚数，单作模式下在皋兰、榆中、永登3个试验点分别是37.4、35.2、32.2个，较CK分别增加了16.15%、12.1%、9.52%；间作模式在3个点分别是26.5、27.9、26.4个，较CK分别增加了34.5%、30.98%、35.39%，较CN分别增加了23.83%、17.72%、16.29%，差异明显。说明适量减少氮肥施用，能有效促进单作或间作大豆有效荚数的形成，进而影响大豆产量。
3 小结与讨论
试验结果表明，不同种植模式下的玉米、大豆在施氮量不同时产量差异明显。在皋兰、榆中、永登3个试验点，单作玉米在施氮量为270 kg/hm2时产量较高，分别为13 478.49、12 974.21、11 073.12 kg/hm2；而间作玉米在施氮量为180 kg/hm2时产量较高，分别为12 387.02、11 994.41、10 879.27 kg/hm2。单作大豆和间作大豆3个试验点均在施氮180 kg/hm2下产量最高。玉米/大豆间作系统的总产量，均以施氮量为180 kg/hm2产量最高，分别是14 024.07、13 533.68、12 306.68 kg/hm2。玉米/大豆间作模式各处理LER均大于1，表明在该种植模式和氮肥处理下，间作可提高土地复种指数和土地利用效率，具有良好的产量优势。由此可见，在兰州市不同海拔条件下，玉米/大豆间作模式较传统施氮、减量施氮条件下玉米产量略有降低，而减量施氮有利于大豆有效荚的形成，较传统施氮处理，产量显著增加。对玉米/大豆间作系统，减量施氮显著增加了间作玉米穗粒数和大豆有效荚数，最终提高了系统产量，适宜在该区域推广。
以往研究表明，通过豆科与非豆科作物间作能够促进作物生长和增产，提高氮肥利用率，合理的田间群体结构和施肥水平能够显著地提高氮肥利用效率[7 - 10 ]。目前新型肥料的研发、施肥方法的改进和融合、种植模式的改革等一系列举措，加上国家相对健全的推广体系，已有很多研究表明化肥减量是可行的。战秀梅等[11 ]和邹晓锦等[12 ]研究发现，与传统施肥相比，氮肥适量减施下单作玉米产量并没有降低，氮肥利用率提高了20.7%。另有研究表明，氮肥减施20%～30%对稻麦轮作体系作物产量没有降低，而氮肥单季利用率、氮素农学利用率和氮素偏因子生产力显著提高[13 ]。刘小明等[14 ]研究了氮肥减量对套作系统产量的影响，表明与习惯施氮相比，减量施氮处理下系统总经济系数为0.49，LER可达到2.17，显著提高系统产量。
本课题组前期的研究表明，豆科/非豆科间套作具有明显的间套作优势，主要是由于作物地下部根系生态位时空互补和根际过程促进作物养分高效吸收利用。同时也发现，豆科/非豆科间套作能提高间作豆科作物的生物固氮量[3 ]。
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（本文责编：陈 伟）