《International Journal of Agronomy》:Response of Nitrogen Fertilization on Maize (Zea mays) Performance Under Intercropping Systems in Udayapur District
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本研究通过随机区组设计(RCBD)系统评估了氮肥施用量(50%、75%、100%推荐剂量)对玉米-大豆/豇豆间作系统的影响。结果表明,100%氮剂量(120 kg N/ha)结合玉米-豇豆间作(MCI)可显著提升玉米株高、叶面积指数(LAI)、穗部性状及籽粒产量,并获得最高效益成本比(BCR=2.98)和玉米当量产量(MEY=8.65吨/公顷)。研究为资源优化型农业提供了实证支持,推荐在类似生态区采用豆科间作与全量氮肥配施模式。
实验设计与方法
研究在尼泊尔乌达亚普尔地区黏土质农田开展,采用双因子随机区组设计(RCBD),主因子为种植系统(玉米-大豆间作/MSI、玉米-豇豆间作/MCI、玉米单作)与氮肥水平(50%/60 kg N/ha、75%/90 kg N/ha、100%/120 kg N/ha)。玉米品种为Arun-2,豆科作物采用本地品种Puja(大豆)和Kashi Kanchan(豇豆)。所有处理均统一施用磷钾底肥(60 kg P2O5/ha、30 kg K2O/ha),氮肥以尿素形式分基肥和穗肥(35 DAS)两次施用。
氮肥对玉米生长指标的调控效应
氮剂量显著影响营养生长指标。100%氮处理使玉米80天株高达196.6 cm,较50%处理(175.94 cm)提升11.7%。叶面积指数(LAI)在100%氮水平下达到峰值(659.53),且玉米-豇豆间作在20 DAS时LAI最高(71.16)。氮素通过促进细胞分裂与叶原基分化,使100%氮处理叶片数较50%处理增加2.0%,但差异在生长后期不显著。值得注意的是,间作本身对株高和叶片数无显著影响,表明氮肥是主导生长差异的关键因子。
生殖性状与产量构成的氮肥响应
穗部性状对氮肥响应敏感。100%氮处理下玉米第一穗位高度(106.05 cm)、穗围(16.03 cm)、穗长(26.6 cm)和穗重(196.98 g)均显著优于低氮处理。籽粒性状中,100%氮处理的 kernel weight(111.98 g)、每行籽粒数(30.78)和行粒数(13.2)较50%氮处理提升48.4%、25.0%和10.2%。玉米-豇豆间作在75%氮水平下表现出协同效应,其部分土地当量比(pLERM)达1.20,说明间作玉米单产已超过单作系统。
经济效益与资源利用效率
经济分析显示,玉米-豇豆间作配施100%氮肥(T6)的效益成本比(BCR)最高(2.98),净收益达567,214 NRs/ha。敏感性分析表明,玉米-大豆间作在90–120 kg N/ha区间氮肥响应最显著(ΔY/ΔX=71.35 kg/kg N)。玉米当量产量(MEY)在T6处理达8.65吨/公顷,较单作系统(T9)提升53.6%。结果表明,豆科间作通过养分互补和光能利用优化,抵消了氮肥增量成本,实现经济效益与土地效率双赢。
农业实践启示与局限性
本研究证实,在乌达亚普尔地区的黏土条件下,玉米-豇豆间作配施全量氮肥(120 kg N/ha)可同步实现产量最大化和经济最优。但结论基于单季试验数据,长期效应需多年度验证。此外,豆科作物依赖土著根瘤菌固氮,未进行人工接种,实际效益可能受土壤微生物群落影响。建议后续研究纳入土壤微生物多样性监测,并评估不同降水年型下该模式的稳定性。