摘要：不同基因型玉米混作和施肥均會(huì)影響其產(chǎn)量和品質(zhì)，而有機(jī)肥對(duì)玉米混作體系產(chǎn)量和品質(zhì)的研究較少。本研究設(shè)置了不同基因型玉米的單作和混作處理，探究有機(jī)肥對(duì)混作體系產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。結(jié)果顯示，與單作相比，混作顯著提高了玉米產(chǎn)量，且施加有機(jī)肥在單作和混作中均具有顯著的增產(chǎn)效應(yīng)，并使混作玉米的蛋白質(zhì)含量高于單作（Plt;0.05）。多基因型混作的凈效應(yīng)和互補(bǔ)效應(yīng)均為正，有機(jī)肥的施用未顯著改變互補(bǔ)效應(yīng)，表明高產(chǎn)效應(yīng)主要來(lái)自基因型的互補(bǔ)作用。有機(jī)肥顯著提高了單作和混作下的土壤速效磷、銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量（Plt;0.01），其中混作土壤中的銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量顯著高于單作。綜上所述，基因型混作顯著提升了玉米產(chǎn)量和品質(zhì)，而有機(jī)肥通過(guò)改善土壤理化性質(zhì)進(jìn)一步增強(qiáng)了混作玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)。這項(xiàng)研究為青貯玉米的高產(chǎn)栽培管理提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：玉米；混作；有機(jī)肥；產(chǎn)量；品質(zhì)

中圖分類號(hào)：S513；S548 " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A " " " "文章編號(hào)：1007-0435（2025）01-0273-10

Effects of Mixed Cropping of Different Varieties of Silage Maize on Yield and Quality

DU Mu-lin， CHEN Li-li， YANG Liang， YUE Li-nan， LIU Xiao-wei， JING Jing-ying*

（College of Grass Science and Technology， China Agricultural University， Beijing 100193， China）

Abstract：Mixed cropping and application of organic fertilizers can affect yield and quality of maize. However， there are few studies on the effects of organic fertilizer on the yield and quality of mixed cropping system with different maize varieties. In this study， we set up monoculture and mixed cropping treatments of different varieties of maize and organic fertilizer treatment to explore the effects of organic fertilizer addition on yield and quality of multi-variety mixed cropping of maize. The results showed that compared with monoculture， mixed cropping significantly increased the yield of maize， and the application of organic fertilizer significantly increased maize yield in both monoculture and mixed cropping， and the protein content of mixed cropping was significantly higher than that of monoculture （Plt;0.05）. The net effect and complementary effect of multi-variety mixed cropping system were positive， and the application of organic fertilizer did not significantly change the complementary effect. Therefore， for mixed cropping system， the positive net effect was mainly from the complementary effect. The application of organic fertilizer significantly increased the soil available phosphorus content and the soil NO3--N and NH4+-N （Plt;0.01） under monoculture and mixed cropping， and the contents of soil NO3--N and NH4+-N in mixed cropping were significantly higher than those under monoculture. In conclusion， multi-variety mixed cropping significantly improved the yield and quality of maize. The application of organic fertilizer improved the physical and chemical properties of soil by increasing the content of available phosphorus， nitrate nitrogen and ammonium nitrogen in soil， and further improved the yield and quality of mixed cropping maize. This study provides a theoretical basis for a high-yield and high-quality cultivation scheme of silage maize.

Key words：Maize；Mixed cropping；Organic fertilizer；Yield；Quality

玉米是我國(guó)播種面積最大、產(chǎn)量最高的重要糧食、飼料和經(jīng)濟(jì)兼用作物［1］，玉米富含淀粉、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，具有極高的飼用價(jià)值。對(duì)于傳統(tǒng)的玉米種植方式即單品種種植來(lái)說(shuō)，環(huán)境擾動(dòng)對(duì)其影響較大，長(zhǎng)時(shí)間的單作會(huì)降低生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力和產(chǎn)量穩(wěn)定性［2］。玉米具有較高的遺傳多樣性，遺傳多樣性作為生物多樣性的重要組成成分，是物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性的基礎(chǔ)［3］。陳先敏等［4］對(duì)歷年來(lái)種植的玉米品種的產(chǎn)量及品質(zhì)性狀進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)不同基因型玉米在千粒重、淀粉等產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)具有極為明顯的差異。Reiss等［5］通過(guò)meta分析發(fā)現(xiàn)玉米、豆科等作物不同品種混作均具有顯著的增產(chǎn)效應(yīng)，相對(duì)產(chǎn)量均大于1。此外，玉米品種混作也會(huì)影響玉米的品質(zhì)。在黑龍江北部地區(qū)進(jìn)行的一項(xiàng)青貯玉米混播實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，與單作相比，各品種青貯玉米混作顯著提高了其蛋白質(zhì)和淀粉含量，降低了中性洗滌纖維（Neutral detergent fiber，NDF）和酸性洗滌纖維（Acid detergent fiber，ADF）的含量，極大提高了玉米的飼用品質(zhì)［6］。

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，管理方式對(duì)玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)具有極其重要的影響，其中施肥是影響產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素。施用有機(jī)肥是一種可持續(xù)發(fā)展的施肥方式，在近年來(lái)受到了廣泛的關(guān)注。施用有機(jī)肥在為農(nóng)作物提供全面營(yíng)養(yǎng)的同時(shí)，也具有施肥效果較為平緩，增加土壤有機(jī)質(zhì)，改善土壤理化性質(zhì)的特點(diǎn)［7］，俞春花等［8］對(duì)有機(jī)肥對(duì)土壤養(yǎng)分含量及玉米產(chǎn)量的影響進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果表明施用有機(jī)肥后提高了土壤有機(jī)質(zhì)、土壤速效氮含量、土壤有效磷含量及土壤速效鉀含量，降低了土壤耕層pH值，提高了作物產(chǎn)量，一項(xiàng)meta分析結(jié)果也指出施加有機(jī)肥使地上生物量增加了56%，提高了植物的生產(chǎn)力［9］。目前關(guān)于施肥影響產(chǎn)量的研究較多，但大多集中在單作體系中，有機(jī)肥對(duì)玉米混作體系產(chǎn)量和品質(zhì)以及土壤養(yǎng)分的研究尚有待加強(qiáng)。

因此本試驗(yàn)設(shè)置了單品種及四品種基因型混作玉米體系，并施用有機(jī)肥作為基肥，以不施加有機(jī)肥作為對(duì)照，探究有機(jī)肥施加與否對(duì)混作玉米系統(tǒng)產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，為青貯玉米的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培體系提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

田間試驗(yàn)在科左中旗國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園進(jìn)行，該站位于內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市科爾沁左翼中旗（44°13′N，123°31′E，海拔186 m）。屬典型的旱作農(nóng)業(yè)區(qū)，地貌為高原溝壑，地帶性土壤為壤土。試驗(yàn)區(qū)氣候?qū)贉貛Т箨懶詺夂?，年均降水量?50 mm；常年有效積溫3000 ℃，無(wú)霜期145 d。試驗(yàn)田土地平整，灌排條件好，土質(zhì)為壤土，地力水平中等，試驗(yàn)開(kāi)始前0～20 cm土層理化性質(zhì)見(jiàn)表1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，其中設(shè)置5種種植方式，即單作（品種分別為‘中玉335’‘中農(nóng)大787’‘大康205’‘粒隆915’）和混作（‘中玉335’‘中農(nóng)大787’‘大康205’‘粒隆915’四個(gè)品種混作），混作處理將種子等比例混合后進(jìn)行播種。在每個(gè)種植方式下設(shè)置2個(gè)施肥處理，即未施加有機(jī)肥和施加有機(jī)肥（播種前一次性施加，施加量為3 t·hm-2），共計(jì)設(shè)置4個(gè)重復(fù)，因此共計(jì)40個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積為60 m2（6 m×10 m）。采用無(wú)膜淺埋滴灌水肥一體化大小壟種植技術(shù)?；适┯昧姿岫@和硫酸鉀，具體用量為41 kg·ha-1，104 kg·ha-1和113 kg·ha-1。追肥施加95 kg·ha-1（尿素），33 kg·ha-1（磷酸二氫鉀）作為追肥。整個(gè)玉米生育期灌溉3～4次，每次均結(jié)合施肥灌水。2023年5月3日播種，苗期取地上地下部測(cè)定生物量及根冠比，9月24日收獲計(jì)產(chǎn)。

1.3 樣品采集與測(cè)定

（1）土壤養(yǎng)分

玉米收獲后采集耕層（0～20 cm）土壤樣品用以評(píng)估不同施磷處理下土壤磷肥力的變化，使用直徑為5.5 cm的土鉆在每個(gè)小區(qū)采用“五點(diǎn)取樣法”采集土壤，五鉆混為一個(gè)土壤樣品。將采集到的土壤樣品帶回實(shí)驗(yàn)室后分成兩部分，其中一部分在室內(nèi)自然風(fēng)干并過(guò)2 mm土壤篩后采用0.5 mol·L-1 NaHCO3（pH=8.5）浸提后并利用鉬藍(lán)比色法測(cè)定土壤速效磷含量。另一部分新鮮土樣在-20 ℃冰箱內(nèi)保存，采用0.2 mol·L-1 KCl溶液浸提并利用流動(dòng)分析儀（AAS-305D，江蘇）測(cè)定銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量。

（2）植物地上地下生物量

在苗期對(duì)玉米進(jìn)行地上部和地下部取樣以測(cè)定施加有機(jī)肥對(duì)混作玉米地上部和地下部生物量的影響。在各試驗(yàn)小區(qū)隨機(jī)選取5株有代表性的玉米植株，從莖基部剪斷后將所有地上部分裝入尼龍袋，隨后利用根鉆（直徑為10 cm，一次取樣最大深度為15 cm）采集上述植株根系，利用流動(dòng)清水將根系土壤及雜質(zhì)等沖洗干凈后裝入尼龍袋。將植物樣品帶回實(shí)驗(yàn)室烘干至恒重后稱重，得到植物地上部和地下部生物量。

（3）玉米籽粒產(chǎn)量

玉米成熟期（2023年9月下旬；判定標(biāo)準(zhǔn)為籽粒黑層出現(xiàn)），從各處理小區(qū)中間連續(xù)15 m2（3 m×5 m，覆蓋5行玉米，每行5 m）的區(qū)域收獲所有玉米籽粒，帶回實(shí)驗(yàn)室烘干后獲得籽粒干物重，以14%的含水量折算玉米最終產(chǎn)量。

（4）玉米品質(zhì)

玉米成熟期在各試驗(yàn)小區(qū)隨機(jī)選取5株具有代表性的植株，將整株植物（包括植株和籽粒）齊地面收獲后切段烘干粉碎后測(cè)定玉米全株品質(zhì)。測(cè)定指標(biāo)分別為淀粉、蛋白質(zhì)、ADF、NDF。其中淀粉含量采用蒽酮比色法測(cè)定［10］；蛋白質(zhì)含量采用凱氏定氮法測(cè)定［11］；纖維素含量采用范式法測(cè)定，具體操作為取少量干粉樣裝至纖維袋中封口，用ANKOM全自動(dòng)纖維儀（A2000i，北京）先測(cè)定NDF含量，再將纖維袋放入儀器中測(cè)定ADF含量［12］。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

（1）計(jì)算公式

1）相對(duì)飼喂價(jià)值

V_RFV=120/F_NDF ×（88.9-0.77F_ADF）/1.29

其中：F_NDF為中性洗滌纖維含量；F_ADF為酸性洗滌纖維含量。

2）根冠比=地下生物量/地上生物量

3）選擇效應(yīng)和互補(bǔ)效應(yīng)

依據(jù)Loreau等［13］的方法，將混作體系中生產(chǎn)力的變化量分解為互補(bǔ)效應(yīng)和選擇效應(yīng)，其計(jì)算公式為：

互補(bǔ)效應(yīng)=N×mean（ΔRY）×mean（M）

選擇效應(yīng)=N×Cov（ΔRY，M）

式中，ΔY為多樣性凈效應(yīng)，YO為混作體系的實(shí)際產(chǎn)量，YE為混作體系的期望產(chǎn)量（即為各混作品種實(shí)際產(chǎn)量與其在混作體系中比例乘積之和），M為各物種單作的平均產(chǎn)量，ΔRY為混作體系中各物種相對(duì)產(chǎn)量的變化量即各物種的實(shí)際相對(duì)產(chǎn)量與期望相對(duì)產(chǎn)量之差，N為混作體系中的物種數(shù)（本研究中N=4）。

（2）數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2019軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，采用SPSS 26進(jìn)行方差齊性檢驗(yàn)，方差分析和相關(guān)性分析，采用Graphpad Prism 10.0作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 混作對(duì)不同基因型玉米產(chǎn)量的影響

種植方式和施肥方式及兩者的交互作用對(duì)苗期玉米地上生物量無(wú)顯著影響（Pgt;0.05，圖1d），施加有機(jī)肥顯著降低了單作時(shí)‘大康205’的地上生物量（Plt;0.05），對(duì)其他品種的單作處理以及混作處理的地上生物量無(wú)顯著影響（圖1a）。

施肥方式對(duì)苗期玉米地下生物量具有極顯著影響（Plt;0.001），而種植方式及其與施肥方式的交互作用對(duì)苗期玉米地下生物量無(wú)顯著影響（圖1e）?；熳鲗?duì)地下生物量的影響受到品種和是否施加有機(jī)肥的影響。在未施加有機(jī)肥的處理中，四品種混作極顯著提高了‘粒隆915’的地下生物量，但顯著降低了‘中玉335’的地下生物量。施加有機(jī)肥顯著提高了混作處理下‘中玉335’的地下生物量，以及單作的‘大康205’和‘粒隆915’的地下生物量（圖1b）。

種植方式對(duì)玉米根冠比存在顯著的影響，施肥方式對(duì)玉米根冠比存在極顯著的影響?；熳鲗?duì)不同品種玉米根冠比的影響不同，其與是否施加有機(jī)肥密切相關(guān)（圖1f）。在未施加有機(jī)肥條件下，混作顯著提高了‘中農(nóng)大787’‘大康205’和‘粒隆915’的根冠比，但極顯著的降低了‘中玉335’的根冠比（Plt;0.01）。在施加有機(jī)肥時(shí)，混作顯著降低了‘中農(nóng)大787’和‘大康205’的根冠比，但顯著提高了‘粒隆915’的根冠比。施加有機(jī)肥顯著提高了單作下的‘中農(nóng)大787’‘大康205’的根冠比，但顯著降低了混作處理中的‘中玉335’‘中農(nóng)大787’以及單作條件下‘粒隆915’的根冠比（圖1c）。

種植方式和施肥方式對(duì)玉米產(chǎn)量存在極顯著的影響（Plt;0.001），二者的交互作用對(duì)產(chǎn)量存在顯著的影響（Plt;0.05）。混作產(chǎn)量顯著高于單作，不受到是否施加有機(jī)肥的影響（圖2b）。在未施加有機(jī)肥時(shí)，混作增產(chǎn)效應(yīng)約為29.53%，在施加有機(jī)肥時(shí)，混作處理相較于單作增產(chǎn)11.87%。在未施加有機(jī)肥時(shí)，‘大康205’和‘粒隆915’在混作處理中的產(chǎn)量顯著高于單作，增產(chǎn)效應(yīng)為43.54%和32.75%。在施加有機(jī)肥時(shí)，‘中玉335’和‘中農(nóng)大787’在混作條件下產(chǎn)量顯著高于單作，增產(chǎn)效應(yīng)為12.88%和11.77%（圖2a）。

施加有機(jī)肥顯著提高了產(chǎn)量，其增產(chǎn)效應(yīng)在單作和混作處理中分別為50.07%和29.61%（圖2b）。施加有機(jī)肥顯著提高了單作‘中農(nóng)大787’‘大康205’和‘粒隆915’的產(chǎn)量，增產(chǎn)效應(yīng)分別為55.11%，55.77%和52.81%。在混作處理中，‘中玉335’‘中農(nóng)大787’‘大康205’和‘粒隆915’的產(chǎn)量均顯著高于單作，增產(chǎn)效應(yīng)為18.70%，31.18%，40.63%和28.83%（圖2a）。

2.2 混作對(duì)不同基因型玉米品質(zhì)的影響

種植方式對(duì)不同基因型玉米的品質(zhì)無(wú)顯著影響，施肥方式對(duì)ADF產(chǎn)量存在顯著的影響（Plt;0.05）。與單作相比，混作顯著提高了玉米的蛋白質(zhì)含量和相對(duì)飼喂價(jià)值（圖3g，j）。在未施加有機(jī)肥的情況下，‘大康205’單作淀粉和蛋白質(zhì)含量顯著低于混作，‘中玉335’的ADF含量顯著高于混作（圖3a，c-d）。在施加有機(jī)肥的條件下，‘中農(nóng)大787’和‘粒隆915’的蛋白質(zhì)含量顯著低于混作（圖3a，d）。施加有機(jī)肥顯著提高了單作下‘大康205’的淀粉和蛋白質(zhì)含量以及混作條件下的‘中農(nóng)大787’的蛋白質(zhì)含量和‘中玉335’的ADF含量（圖3a）。

2.3 施用有機(jī)肥對(duì)于生物多樣性效應(yīng)的影響

對(duì)混作體系在不同施肥條件下的生物多樣性效應(yīng)進(jìn)行計(jì)算，發(fā)現(xiàn)在未施加有機(jī)肥條件下，生物多樣性效應(yīng)為42.76，其中選擇效應(yīng)為-1.99，互補(bǔ)效應(yīng)為44.74；在施加有機(jī)肥條件下，生物多樣性效應(yīng)為46.82，其中選擇效應(yīng)為-13.08，互補(bǔ)效應(yīng)為59.90。施加有機(jī)肥時(shí)選擇效應(yīng)、互補(bǔ)效應(yīng)及凈效應(yīng)與未施加有機(jī)肥時(shí)均無(wú)顯著差異，在兩個(gè)處理下生物多樣性效應(yīng)和互補(bǔ)效應(yīng)均極顯著高于0，即主要是互補(bǔ)效應(yīng)在多樣性效應(yīng)中發(fā)揮了主體作用（圖4）。

2.4 混作對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

種植方式、施肥方式對(duì)土壤硝態(tài)氮含量存在顯著的影響（Plt;0.05），種植方式與施肥方式對(duì)土壤硝態(tài)氮含量存在極顯著的交互作用（Plt;0.001）。施加有機(jī)肥顯著提高了混作土壤的硝態(tài)氮含量，但顯著降低了‘大康205’土壤硝態(tài)氮含量。在未施加有機(jī)肥條件下，‘粒隆915’土壤硝態(tài)氮含量顯著高于其他種植方式（圖5a）。

種植方式對(duì)土壤銨態(tài)氮含量存在極顯著的影響（Plt;0.01），施肥方式對(duì)土壤銨態(tài)氮含量存在顯著的影響，種植方式與施肥方式對(duì)土壤銨態(tài)氮含量存在極顯著的交互作用?；熳魍寥老鯌B(tài)氮含量在未施加有機(jī)肥時(shí)顯著低于單作，在施加有機(jī)肥條件下顯著高于單作。施加有機(jī)肥極顯著提高了土壤銨態(tài)氮含量，但顯著降低了‘大康205’土壤銨態(tài)氮含量。在未施加有機(jī)肥條件下，‘粒隆915’土壤銨態(tài)氮含量顯著高于其他種植方式（圖5b）。

施肥方式對(duì)土壤速效磷含量存在極顯著的影響。在未施加有機(jī)肥條件下，‘大康205’土壤速效磷含量顯著高于其他種植方式，在施加有機(jī)肥條件下，各種植方式下無(wú)顯著差異?！杏?35’‘中農(nóng)大787’‘粒隆915’和MIX4在施加有機(jī)肥條件下土壤速效磷含量顯著高于未施加有機(jī)肥（圖5c）。

2.5 土壤養(yǎng)分、玉米產(chǎn)量與品質(zhì)的關(guān)系

在單作和混作下，玉米產(chǎn)量、土壤養(yǎng)分和玉米品質(zhì)間的相關(guān)性存在差異。其中在單作下，玉米產(chǎn)量與土壤速效磷含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系（Plt;0.05），而與土壤硝態(tài)氮含量、土壤銨態(tài)氮含量、蛋白質(zhì)含量和ADF呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量與蛋白質(zhì)含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系（圖6a）；在混作下玉米產(chǎn)量與土壤硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、速效磷含量、淀粉和ADF呈顯著正相關(guān)關(guān)系，而與蛋白質(zhì)和NDF呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。土壤硝態(tài)氮含量與蛋白質(zhì)含量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（圖6b）；在不區(qū)分種植方式的情況下，玉米產(chǎn)量與土壤速效磷含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系，但與RVF呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（圖6c）。

3 討論

3.1 多品種混作對(duì)土壤養(yǎng)分含量及玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

本研究結(jié)果表明，混作對(duì)土壤養(yǎng)分含量具有顯著的影響。對(duì)于土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量來(lái)說(shuō)，混作對(duì)其含量的影響與是否施加有機(jī)肥相關(guān)。在施加有機(jī)肥時(shí)混作土壤硝態(tài)氮、銨態(tài)氮含量顯著高于單作土壤，但在未施加有機(jī)肥混作土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量顯著低于單作土壤。在櫻花與麥冬混作系統(tǒng)中也得到了相似的結(jié)果。與櫻花單作和麥冬單作相比，櫻花-麥冬混作土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量顯著下降，這可能是因?yàn)榛熳骱螽a(chǎn)量的增加而提高了植物對(duì)養(yǎng)分的吸收，導(dǎo)致植物吸收速度大于土壤礦化速率，植物大量吸收土壤養(yǎng)分，導(dǎo)致了土壤硝態(tài)氮、銨態(tài)氮含量的降低［14］。對(duì)于土壤速效磷含量來(lái)說(shuō)，混作與單作不存在顯著的差異。這與Chen等［15］在meta分析中得到的結(jié)果不同，其結(jié)果顯示植物混作增強(qiáng)了土壤磷的有效性，表現(xiàn)為土壤速效磷含量的增加，這可能是由于施加有機(jī)肥導(dǎo)致土壤碳氮、碳磷和氮磷比升高，當(dāng)土壤中碳氮、碳磷和氮磷比較高時(shí)，物種混作會(huì)降低土壤中的養(yǎng)分比，起到優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)化學(xué)計(jì)量比的作用［16］。

多品種混作顯著的提高了玉米的產(chǎn)量，在未施加有機(jī)肥的情況下平均增產(chǎn)效應(yīng)為29.53%，施加有機(jī)肥條件下增產(chǎn)效應(yīng)為11.87%，混作對(duì)于玉米的這種增產(chǎn)效應(yīng)與在豆類［17］、水稻［18］、小麥［19］的多品種混作中的結(jié)果相同，即同物種不同品種混作可以提高作物產(chǎn)量。多品種混作的種植方式在空間上合理的利用了資源，提高了生產(chǎn)力。此外，物種間的相互作用也可以提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力。對(duì)于通過(guò)物種多樣性實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)的機(jī)理通常解釋為：（1）通過(guò)種間促進(jìn)作用或者增加生態(tài)位來(lái)提高互補(bǔ)效應(yīng)［20］；（2）提高系統(tǒng)中表現(xiàn)較差物種的生產(chǎn)力降低選擇效應(yīng)［13］。在未施加有機(jī)肥條件下，混作生物多樣性效應(yīng)為42.76，其中選擇效應(yīng)為-1.99，互補(bǔ)效應(yīng)為44.74；在施加有機(jī)肥條件下，生物多樣性效應(yīng)為46.82，其中選擇效應(yīng)為-13.08，互補(bǔ)效應(yīng)為59.90。因此，無(wú)論是否施加有機(jī)肥，對(duì)于基因型混作的處理，互補(bǔ)效應(yīng)在生物多樣性效應(yīng)都發(fā)揮著主導(dǎo)作用。施加有機(jī)肥促進(jìn)了品種間的互補(bǔ)效應(yīng)，即由44.74增加到了59.90。因此，相對(duì)于單一栽培，基因型混作利用種內(nèi)遺傳多樣性可以通過(guò)互補(bǔ)效應(yīng)的提高實(shí)現(xiàn)作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的目標(biāo)［22］。

作物混播不僅可以提高產(chǎn)量，還可以提高作物品質(zhì)［22］。李剛等［23］研究發(fā)現(xiàn)青貯玉米品質(zhì)如粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、粗灰分和可溶性糖含量可以通過(guò)與秣食豆混播的方式得到提高。多品種混播利用種內(nèi)遺傳多樣性的相互作用提高了作物群體的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，研究表明不同品種玉米混播顯著地提高了籽粒粗蛋白和賴氨酸含量［24］。在本研究中，不同基因型玉米混作顯著提高了‘大康205’淀粉和蛋白質(zhì)含量，降低了‘中玉335’的ADF含量。這與Su等［25］的研究結(jié)果相同，不同玉米品種混作提高了玉米的籽粒蛋白含量，這主要是由于混作體系中玉米性狀的差異性導(dǎo)致互補(bǔ)效應(yīng)的增加，進(jìn)而引起了玉米產(chǎn)量和籽粒蛋白質(zhì)含量的增加。

3.2 施用有機(jī)肥對(duì)土壤養(yǎng)分含量及玉米產(chǎn)量與品質(zhì)的影響

有機(jī)肥能夠改善土壤理化性質(zhì)，增強(qiáng)土壤肥力，提高作物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收效率，從而提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)［26］，例如李小煒等［27］、張金妹等［28］在玉米、香蕉中研究表明施加有機(jī)肥可顯著改善土壤理化性質(zhì)，增加土壤有效養(yǎng)分含量。在本研究中，施用有機(jī)肥顯著提高了混作玉米土壤的銨態(tài)氮、硝態(tài)氮以及速效磷含量，這與前人的研究結(jié)果相同，施加有機(jī)肥可提高土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量［29］，也可以顯著提高土壤全磷、有效磷含量［30］，同時(shí)也可以提高各形態(tài)鉀元素的含量［31］，同時(shí)有機(jī)肥可以為植物生長(zhǎng)提供必要的微量元素［32］，提高土壤養(yǎng)分含量，增強(qiáng)土壤肥力。因此，施加有機(jī)肥可以通過(guò)促進(jìn)玉米植株地上和地下部的生長(zhǎng)，增加干物質(zhì)的積累［33］，提高玉米的產(chǎn)量［34］。

施加有機(jī)肥也會(huì)影響玉米品質(zhì)，在本研究中，施加有機(jī)肥顯著提高了‘大康205’的蛋白質(zhì)和淀粉含量。這與之前的研究結(jié)果一致，即施加有機(jī)肥可以提高玉米籽粒蛋白質(zhì)含量［35］。在小麥中也得到了類似的結(jié)果，施加有機(jī)肥提高了小麥的淀粉和蛋白質(zhì)含量［36］，這可能與施加有機(jī)肥后土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量的增加密切相關(guān)，高氮環(huán)境是提高籽粒蛋白質(zhì)含量的必要條件［37］。

3.3 土壤養(yǎng)分、產(chǎn)量與品質(zhì)的關(guān)系

在單作和混作條件下，玉米產(chǎn)量與土壤養(yǎng)分含量具有相關(guān)關(guān)系。玉米產(chǎn)量與土壤速效磷含量呈正相關(guān)關(guān)系，這與Luo等［38］在meta分析中得到的結(jié)果一致，土壤速效磷含量的增加會(huì)增強(qiáng)玉米植株對(duì)磷的吸收，提高玉米的籽粒產(chǎn)量。玉米產(chǎn)量與玉米蛋白質(zhì)含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，這可能是由于籽粒蛋白質(zhì)積累與產(chǎn)量形成中有較多相同的代謝過(guò)程［39］，此外更高的生物量可能稀釋了體內(nèi)的氮素即蛋白質(zhì)含量，因此產(chǎn)量與蛋白質(zhì)含量存在這種負(fù)相關(guān)關(guān)系。

土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量與玉米產(chǎn)量和品質(zhì)具有相關(guān)關(guān)系。在單作條件下，玉米產(chǎn)量與土壤銨態(tài)氮含量、硝態(tài)氮含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，而在混作下玉米產(chǎn)量與土壤銨態(tài)氮含量和硝態(tài)氮含量呈正相關(guān)關(guān)系。與單作相比，混作可能會(huì)促進(jìn)氮循環(huán)，提高土壤氮素利用效率，從而提高了玉米的產(chǎn)量，這與在間作系統(tǒng)中得到的結(jié)果一致［40］。

單作時(shí)，土壤硝態(tài)氮和土壤銨態(tài)氮含量與蛋白質(zhì)含量具有正相關(guān)關(guān)系，但在混作下，土壤硝態(tài)氮含量與蛋白質(zhì)含量具有負(fù)相關(guān)關(guān)系，土壤銨態(tài)氮含量與蛋白質(zhì)含量具有正相關(guān)關(guān)系，這表明對(duì)玉米來(lái)說(shuō)，銨態(tài)氮不僅能提高玉米產(chǎn)量還能提升品質(zhì)，這與銨態(tài)氮的營(yíng)養(yǎng)特性有關(guān)［41-42］。銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的吸收和同化所需要能量的不同可能是造成植物生長(zhǎng)在這兩種氮素形態(tài)上有差異的原因之一。在Bloom等［43］對(duì)大麥的研究發(fā)現(xiàn)，根系吸收銨時(shí)伴隨有14%的碳的同化代謝，吸收硝態(tài)氮時(shí)伴隨有5%碳的同化代謝，但對(duì)硝酸根的同化要消耗15%的碳的同化代謝，而同化銨根只需3%。

4 結(jié)論

不同基因型青貯玉米混作提高了玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)以及土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量，在多品種混作玉米的系統(tǒng)中施用有機(jī)肥可以顯著提高土壤養(yǎng)分如土壤速效磷、硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量，同時(shí)提高玉米的產(chǎn)量。與單作及混作不施加有機(jī)肥方式相比，施加有機(jī)肥使混作玉米土壤速效磷、銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量及產(chǎn)量均達(dá)到最大值?？傮w來(lái)說(shuō)，多品種混作的玉米種植體系可顯著提升玉米產(chǎn)量與品質(zhì)，施加有機(jī)肥可以進(jìn)一步改善土壤性質(zhì)，提高玉米產(chǎn)量。該研究結(jié)論不僅為提高玉米生產(chǎn)效益提供了有效的實(shí)踐方案，還為推動(dòng)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和優(yōu)化資源利用提供了重要的理論支持和實(shí)踐指導(dǎo)。

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