间作绿肥弥补减施氮肥引起的玉米产量损失

[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/hm2,N2)?和减氮25％?(270?kg/hm2,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?(Vmax),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Vmax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.