Soybean maize strip intercropping:A solution for maintaining food security in China

The practice of intercropping leguminous and gramineous crops is used for promoting sustainable agriculture,optimizing resource utilization,enhancing biodiversity,and reducing reliance on petroleum products.However,promoting conventional intercropping strategies in modern agriculture can prove challenging.The innovative technology of soybean maize strip intercropping(SMSI)has been proposed as a solution.This system has produced remarkable results in improving domestic soybean and maize production for both food security and sustainable agriculture.In this article,we provide an overview of SMSI and explain how it differs from traditional intercropping.We also discuss the core principles that foster higher yields and the prospects for its future development.

Maize-soybean strip intercropping： Achieved a balance between high productivity and sustainability

Intercropping is one of the most vital practice to improve land utilization rate in China that has limited arable land resource. However, the traditional intercropping systems have many disadvantages including illogical field lay-out of crops, low economic value, and labor deficiency, which cannot balance the crop production and agricultural sustainability. In view of this, we developed a novel soybean strip intercropping model using maize as the partner, the regular maize-soybean strip intercropping mainly popularized in northern China and maize-soybean relay-strip intercropping principally extended in southwestern China. Compared to the traditional maize-soybean intercropping systems, the main innovation of field lay-out style in our present intercropping systems is that the distance of two adjacent maize rows are shrunk as a narrow strip, and a strip called wide strip between two adjacent narrow strips is expanded reserving for the growth of two or three rows of soybean plants. The distance between outer rows of maize and soybean strips are expanded enough for light use efficiency improvement and tractors working in the soybean strips. Importantly, optimal cultivar screening and increase of plant density achieved a high yield of both the two crops in the intercropping systems and increased land equivalent ratio as high as 2.2. Annually alternative rotation of the adjacent maize-and soybean-strips increased the grain yield of next seasonal maize, improved the absorption of nitrogen, phosphorus, and potasium of maize, while prevented the continuous cropping obstacles. Extra soybean production was obtained without affecting maize yield in our strip intercropping systems, which balanced the high crop production and agricultural sustainability.

Effects of maize-soybean relay intercropping on crop nutrient uptake and soil bacterial community

Maize-soybean relay intercropping is an effective approach to improve the crop yield and nutrient use efficiency,which is widely practiced by farmers in southwest of China.To elucidate the characteristics of different planting patterns on crop nutrient uptake,soil chemical properties,and soil bacteria community in maize-soybean relay intercropping systems,we conducted a field experiment in 2015–2016 with single factor treatments,including monoculture maize(MM),monoculture soybean(MS),maize-soybean relay intercropping(IMS),and fallow(CK).The results showed that the N uptake of maize grain increased in IMS compared with MM.Compared with MS,the yield and uptake of N,P,and K of soybean grain were increased by 25.5,24.4,9.6,and 22.4%in IMS,respectively,while the N and K uptakes in soybean straw were decreased in IMS.The soil total nitrogen,available phosphorus,and soil organic matter contents were significantly higher in IMS than those of the corresponding monocultures and CK.Moreover,the soil protease,soil urease,and soil nitrate reductase activities in IMS were higher than those of the corresponding monocultures and CK.The phyla Proteobacteria,Acidobacteria,Chloroflexi,and Actinobacteria dominated in all treatments.Shannon’s index in IMS was higher than that of the corresponding monocultures and CK.The phylum Proteobacteria proportion was positively correlated with maize soil organic matter and soybean soil total nitrogen content,respectively.These results indicated that the belowground interactions increased the crop nutrient(N and P)uptake and soil bacterial community diversity,both of which contributed to improved soil nutrient management for legume-cereal relay intercropping systems.

Effect of Limited Single Irrigation on Yield of Winter Wheat and Spring Maize Relay Intercropping

一个场地实验在收割冬小麦(Triticum aestivum ) 和春天玉米(Zea mays ) 的季节评估有限单身者的效果的 2002/2003 期间被进行在接力赛在西北的中国的一个半干旱的区域杂种下面在收益和两庄稼的水使用上滴灌溉。A 控制了 35 公里单身者灌溉，早或迟了，在某个生长阶段被用于每庄稼。土壤水，叶面积，最后的谷物收益和产量构成因素象千谷物的重量那样，一些尖铁，肥沃的小穗状花小穗数，每尖铁谷物数，并且粒重每尖铁被测量，并且水使用效率和叶面积指数被计算为灌溉并且非灌溉的接力赛杂种处理和唯一的收割控制。结果在杂种的继电器显示出那收益，产量构成因素，水使用效率，和叶面积指数处理被有限单身者影响在小麦和玉米的各种各样的生长阶段期间滴灌溉。处理在小麦和标题的出发阶段和玉米的开花期舞台期间灌溉了的在杂种的继电器的全部的收益在所有处理之中是最高的，由在小麦的开花期阶段和玉米的 silking 舞台期间灌溉了那列在后面；那么是水使用效率。重要差别发生在大多数产量构成因素在之间灌溉并且非灌溉的杂种继电器的处理。在杂种继电器或完全收割的小麦和玉米的叶面积指数的动力学显示出单个山峰的模式的一种类型，而杂种的继电器，处理显示出双山峰的一种类型模式。适当地，有限单个灌溉和控制土壤水分含量水平能导致更高全部的产量，水使用效率，和叶面积指数，并且在接力赛杂种改进产量构成因素。这个惯例节省了为灌溉使用并且也增加了收益的水的数量。因此，小麦和标题的标题舞台和玉米的开花期舞台被建议是最佳在半干旱的区域的杂种继电器的小麦和玉米的有限单个灌溉时间。

Relay-intercropping soybean with maize maintains soil fertility and increases nitrogen recovery efficiency by reducing nitrogen input

Optimized nitrogen(N)management can increase N-use efficiency in intercropping systems.Legume-nonlegume intercropping systems can reduce N input by exploiting biological N fixation by legumes.Measurement of N utilization can help in dissecting the mechanisms underlying N uptake and utilization in legume-nonlegume intercropping systems.An experiment was performed with three planting patterns:monoculture maize(MM),monoculture soybean(SS),and maize-soybean relay intercropping(IMS),and three N application levels:zero N(NN),reduced N(RN),and conventional N(CN)to investigate crop N uptake and utilization characteristics.N recovery efficiency and 15N recovery rate of crops were higher under RN than under CN,and those under RN were higher under intercropping than under the corresponding monocultures.Compared with MM,IMS showed a lower soil N-dependent rate(SNDR)in 2012.However,the SNDR of MM rapidly declined from 86.8%in 2012 to 49.4%in 2014,whereas that of IMS declined slowly from 75.4%in 2012 to 69.4%in 2014.The interspecific N competition rate(NCRms)was higher under RN than under CN,and increased yearly.Soybean nodule dry weight and nitrogenase activities were respectively 34.2%and 12.5%higher under intercropping than in monoculture at the beginning seed stage.The amount(Ndfa)and ratio(%Ndfa)of soybean N2 fixation were significantly greater under IS than under SS.In conclusion,N fertilizer was more efficiently used under RN than under CN;in particular,the relay intercropping system promoted N fertilizer utilization in comparison with the corresponding monocultures.An intercropping system helps to maintain soil fertility because interspecific N competition promotes biological N fixation by soybean by reducing N input.Thus,a maize-soybean relay intercropping system with reduced N application is sustainable and environmentally friendly.

不同带宽行比对玉米/大豆带状间套作群体产量和氮素效率的影响

为明确玉米/大豆带状间套作的最优配置,大田试验条件下,以单作玉米(MM)和单作大豆(MS)为对照,设置5种不同带宽行比:2 m带宽玉豆行数比为2∶2(T1)、2.4 m带宽玉豆行数比为2∶3(T2)、2.4 m带宽玉豆行数比为2∶4(T3)、2.8 m带宽玉豆行数比为2∶3(T4)、2.8 m带宽玉豆行数比为2∶4(T5),研究不同带宽行比对玉米/大豆带状间套作群体产量和氮素利用效率的影响。结果表明,玉米籽粒产量总体上随着带宽增加呈现逐渐减少的趋势,大豆籽粒产量总体上随着带宽增加呈现逐渐增加的趋势;相同带宽条件下,随着玉米大豆行比增加,玉米籽粒产量下降,大豆籽粒产量增加;玉米和大豆的植株氮素吸收利用效率变化规律与籽粒产量基本相一致。与对照相比,T2有提高玉米和大豆的收获指数,增加氮素在玉米和大豆籽粒的分配比例、降低在茎秆的分配比例的趋势。综合产量、经济效益以及群体氮素吸收、分配和利用效率的表现,2.4 m带宽下种植2行玉米3行大豆为鄂西南山区玉米/大豆的最优间套作模式。

南充市大豆玉米带状复合种植调研报告

为了解南充市大豆玉米带状复合种植现状,文章以南充市南部县与西充县多个大豆玉米带状复合种植示范区为调研对象,对调研区的基本种植情况、存在问题进行调研,提出促进南充市大豆生产发展建议,包括优选良种,加强田间管理;推进西南丘区小型智能农机装备研发进程;提供政策扶持,加快大豆生物育种步伐,旨在为提升南充大豆单产水平提供参考,助力南充市大豆产业发展。

带状复合种植模式下玉米大豆性状表现与综合效益分析

于2022年引进了5个玉米品种,与鄂豆10号大豆带状复合种植,观察玉米和大豆的相关性状,筛选出适宜的玉米品种,分析综合效益。结果表明:各复合种植模式中,以MY73+鄂豆10号处理的玉米单产、总产、总产值最高,分别为6 655 kg/hm^(2)、8 030 kg/hm^(2)、26 103元/hm^(2);玉米品种MY73在试验中表现为产量最高、株高较矮、综合抗性好,是玉米大豆复合种植模式中较适宜的品种。

施氮与种间距离下大豆/玉米带状套作作物生长特性及其对产量形成的影响

为明确施氮和种间距离下套作作物生长特性及其对产量形成的影响。本文以大豆/玉米带状套作系统为研究主体,探究不同氮水平(施氮与不施氮)与种间距离(玉豆间距30、45、60和75 cm、单作100 cm)下作物生长率、干物质积累与分配及产量差异,并对作物干物质积累过程进行拟合,综合分析作物生长规律和产量效益。结果表明:玉米生长率在抽雄期至乳熟期达最大,不施氮下以间距30 cm(MS30)最高,较玉米单作(MM100)高出34.99%。套作大豆生长率在初花期前显著低于单作(SS100),而初花期后高于SS100,以间距60cm(MS60)最高,盛花期—盛荚期在不施氮下较SS100高出78.91%。Logistic方程可较好的拟合玉米、大豆的干物质积累过程,且R2均在0.95以上。与不施氮相比,施氮推迟了玉米干物质积累高峰,提高了干物质积累量;套作大豆生育前期干物质积累慢于单作,而生育后期间距45cm(MS45)、MS60干物质积累逐渐与单作持平甚至超过单作。施氮提高了玉米籽粒干物质分配率而显著提高产量,2年间玉米产量分别提高10.05%、40.90%。随种间距离增加套作大豆产量呈先增后减趋势,以MS60最高,MS30最低,MS60两年间在不施氮与施氮下较MS30分别平均高出23.88%、31.77%。套作下土地当量比均在1.35以上,其中以施氮下MS60最大(1.89)。适宜的种间距离(间距60 cm)可实现套作下玉米和大豆协同生长,提高作物生长率、促进干物质积累与分配、提高系统产量和土地当量比。

大豆玉米带状复合种植生产效率及其影响因素--基于黄淮海、西南、西北地区调查

【目的】提高大豆玉米带状复合种植的生产效率。【方法】基于2022年全国15省大豆玉米带状复合种植农户问卷调查,运用DEA-Tobit模型分析了大豆玉米带状复合种植户的生产效率及其影响因素。【结果】大豆玉米带状复合种植农户的生产效率普遍偏低,纯技术效率低是造成生产效率低的主要原因。生产效率在地区间存在差异,西北地区最高,西南地区最低。农业生产经营主体类型、土壤肥力对生产效率呈显著正相关关系,生产投入费用、机械播种方式、改良机械收获方式对生产效率呈显著负相关关系。【结论】提出鼓励传统农户向现代农业经营模式转变、增强农户技术认知和优化技术参数、完善专用农机设备与社会化服务以及挖掘地区优势,选择适宜推广模式等政策建议。

大豆玉米带状复合种植模式采用效果评价——基于短期成本理论的双案例研究

“不缺主粮缺大豆”已成为中国粮食生产现状,振兴大豆生产对维护国家粮食安全和社会稳定意义重大。本文聚焦大豆玉米带状复合种植模式,采用探索式多案例研究方法,基于四川省两个典型案例地区访谈数据资料,利用微观经济学“短期成本理论”,探究在生产的不同发展阶段,产量与竞争力的变动趋势和演绎规律。研究发现,案例地区大豆玉米带状复合种植模式的生产处于“第一阶段”,未实现产量最大化,加大要素投入能够同时提高产量和成本竞争优势;然而,在进入生产“第二阶段”后,增加产量会带来生产成本升高和农民收益下降。基于此,本文提出要注重产量与成本优势平衡,以更好地实现粮食安全,有效地保障民生。

襄阳市玉米大豆带状复合种植示范研究

玉米大豆带状复合种植是近年来农业部重点推广的新模式,是落实“藏粮于技、藏粮于地”战略,保障国家粮食安全的重要举措之一。示范推广该项技术的前提是保障土地综合收益,而宜机化并尽快实现全程机械化是重要支撑。在总结襄阳市2023年实施玉米大豆复合种植过程中存在的主要问题基础上,针对问题提出了建议,希望对今后的示范应用有所帮助。

种植密度对玉米-大豆带状间作系统玉米产量性状及品质的影响

陇东黄土高原玉米种植面积大,提高玉米产量和改善品质的适宜带状间作种植密度非常重要。本文以当地玉米单作(49500株/hm^(2))为对照,设玉米低密度(45000株/hm^(2))和高密度(54000株/hm^(2))两种玉米-大豆带状间作种植密度,研究带状间作种植密度对玉米产量和品质的影响。结果表明,与玉米单作处理相比:(1)间作处理玉米穗粗和穗行数略有降低,高密度种植时玉米穗长和行粒数最高,分别达到21.2 cm和40.5粒/行;(2)高密度间作种植增加了玉米产量,显著增加了玉米地上部干物质量(20949 kg/hm^(2));(3)高密度间作种植时,玉米籽粒蛋白、脂肪及纤维含量最高,较玉米单作处理分别提高10.9%、2.53%和2.91%。主成分分析可以解释不同处理结果79.6%的差异,高密度带状间作种植对玉米的产量和品质影响更为显著。研究表明,该区域玉米-大豆带状间作种植中,玉米以54000株/hm^(2)密度种植,可提高玉米的产量和品质,适合在陇东黄土高原及类似地区推广应用。

大城县大豆玉米带状复合种植技术

推广大豆玉米带状复合种植,力争玉米单产与清种基本相当,尽可能增加大豆产量,集成创新适合大城县的大豆玉米带状复合种植技术模式,实现作物带间轮作,改良土壤结构,减少病虫发生,降低化肥农药使用量。

10种土壤处理除草剂在大豆-玉米带状复合种植田应用效果评价

为筛选适宜在大豆(Glycine max)-玉米(Zea mays)带状复合种植田使用的土壤处理除草剂,本试验选用10种药剂,进行田间小区试验,测定除草剂对杂草的防治效果及对大豆和玉米的安全性。结果表明:在推荐剂量下,精异丙甲草胺、异丙甲草胺、乙草胺、唑嘧磺草胺、扑草净、噻吩磺隆、2,4-滴异辛酯对大豆、玉米安全;二甲戊灵对大豆有轻微药害,嗪草酮、西草净对大豆和玉米均有轻微药害,药后25 d恢复正常。推荐剂量下,精异丙甲草胺、异丙甲草胺、二甲戊灵、乙草胺对狗尾草和马唐防效在90%以上;唑嘧磺草胺和扑草净对反枝苋和藜防效在90%以上,其他药剂防效较低。在大豆-玉米带状复合种植田可优先选用精异丙甲草胺、异丙甲草胺、乙草胺防治禾本科杂草,选用唑嘧磺草胺或扑草净防治阔叶杂草。

种间距对不同结瘤特性套作大豆根瘤生长及固氮潜力的影响

为充分挖掘套作大豆的固氮潜力,本试验以玉米/大豆带状套作系统为对象,研究了不同玉豆间距(30 cm、45 cm、60 cm和75 cm)下不同结瘤特性大豆品种(贡选1号、桂夏3号和南豆25号)的根瘤生长及固氮潜力差异。结果表明,与单作相比,带状套作可延缓大豆根瘤数目和鲜重峰值出现的时间:玉豆间距60 cm处理下,各品种大豆根瘤数目和鲜重显著高于其他间距处理,并在达到峰值期后高于单作大豆;品种间表现为:南豆25号>桂夏3号>贡选1号。带状套作相对于单作会降低始粒期(R5)前大豆根瘤的单株固氮潜力,但玉豆间距60 cm处理下,R5期贡选1号、桂夏3号和南豆25号的单株固氮潜力2年平均较单作提高8.53%、16.40%和13.70%。不同大豆品种根瘤侵染细胞内含物积累过程差异较大,相较单作,玉豆间距60cm处理下,R5期类菌体数量增多,其中聚-β-羟基丁酸盐颗粒(PHB)增加,以南豆25号表现最优。因此,带状套作下适宜的种间距(玉豆间距60cm)可增加R5期大豆根瘤数目和鲜重,提高大豆根瘤类菌体和PHB的数量,增强大豆根瘤的固氮潜力,以强结瘤品种南豆25号效果最好。

大豆玉米带状复合种植:技术模式、成本收益与补贴政策

大豆玉米带状复合种植是保障粮食安全和发展集约化生态农业的重要措施,在中国拥有巨大发展潜力。本文利用农户的调研数据和典型案例调查资料,梳理了大豆玉米带状复合种植的技术模式、成本收益和补贴政策,分析了现阶段技术应用推广中存在的问题,并提出政策建议。本文认为,该技术未来应用主体在于规模户,需依靠机械实现规模化种植;规模户采用大豆玉米带状复合种植技术能在规模经济基础上实现范围经济,具有双重效益;推广大豆玉米带状复合种植技术时,应重点考虑如何将采用该技术的农户机会成本最小化。本文还发现,大豆玉米带状复合种植技术的大规模推广主要受制于以下因素,包括技术模式应用推广与当地农业经营方式不够兼容、专门的补贴和保险体系尚未构建、适配农机供给和专业农机手不足、农田基础设施和制度保障不完善、大豆购销渠道单一与农户认知存在偏差。为此,本文提出集成创新区域技术模式、完善补贴与农业保险体系、优化配套农机设备与服务供给、优先提供基础设施与制度保障、打通种子供给与产品销售渠道以及开展多元化推广与多主体示范的政策建议。

播期、密度对带状间作大豆茎叶生长及产量形成的影响

基于西南地区油菜收获后大豆-玉米带状间作种植存在的弱光环境、品种和密度筛选等问题,选择2个不同熟期的品种南夏豆25号(ND25,中晚熟,多分枝)、齐黄34(QH34,早熟,少分枝),分析播期(2021年,S1:5月17日,S2:5月27日,S3:6月6日;2022年,S1:5月10日,S2:5月25日,S3:6月9日)及密度(D1:81,000株hm^(–2),D2:101,000株hm^(–2),D3:140,000株hm^(–2),D4:171,000株hm^(–2))对带状间作大豆茎叶生长及产量形成的影响。结果表明:同一密度,随着播期的推迟,2个品种始粒期的叶面积指数逐渐减小,冠层内部透光率逐渐增加,ND25对荚的分配比率逐渐增加,倒伏率逐渐降低,QH34对荚的分配比率逐渐减少,倒伏率逐渐增加;同一播期,随着密度的增加,2个品种始粒期的叶面积指数逐渐增加,透光率逐渐减小,对荚的干物质分配比率逐渐减少,倒伏率逐渐上升。光环境及干物质分配差异对不同品种的产量影响不同,ND25同一密度不同播期间,S3>S2>S1,同一播期不同密度间,D1>D2>D3>D4,ND25品种S3播期D1密度产量最优,为1752.89 kg hm^(–2);QH34同一密度不同播期间,S1>S2>S3,同一播期不同密度间,D3>D2>D1>D4,QH34品种S1播期D3密度产量最优,为1538.64 kg hm^(–2)。因此,中晚熟品种应适当晚播,早熟品种应适当早播,多分枝品种适度稀植,少分枝品种适度密植,各品种通过播期、密度协同可提高大豆产量。

植物生长调节剂对大豆-玉米带状间作农艺性状及产量的影响

【目的】塑造大豆和玉米理想株型,为大豆-玉米带状复合种植中协同化控技术的应用提供理论支撑。【方法】以大豆-玉米带状间作系统为对象,采用二因素裂区试验设计,分别研究在2种喷药时期T1(大豆初花期)、T2(大豆分枝期和初花期)下,5种植物生长调节剂即PD(30%多效唑·甲哌鎓)、SD(30%烯效唑·甲哌鎓)、PP333(15%多效唑)、S3307(5%烯效唑)、DPC(25%甲哌鎓)对大豆和玉米农艺性状及产量的影响。【结果】农艺性状方面,与CK相比,T2中PD处理的大豆和玉米株高分别降低了34.30%、5.03%;PD处理的大豆茎粗和S3307处理的玉米茎粗分别增加了9.10%、3.97%;PD处理的大豆第1节间长度、平均节间长度、倒伏率分别降低了13.58%、34.91%、72.78%,分枝数增加了97.33%。叶片方面,T2中PD处理后大豆和玉米的叶面积指数分别降低了4.43%、2.13%;玉米叶片SPAD值提高了2.97%,而S3307处理的大豆叶片SPAD值提高21.80%。产量方面,T1中,PD、PP333处理的大豆有效株数、玉米单株穗粒数分别高于CK8.20%、2.56%,SD处理大豆增产22.10%;T2中,S3307、PD处理的大豆单株粒数和百粒重各提高了12.57%、7.97%,SD、PD处理的玉米千粒重、产量分别增加了6.22%、13.32%,PD处理系统产量最高,增产了14.50%。【结论】2种喷药时期下,5种植物生长调节剂均降低了两作物株高、大豆倒伏率并增加了产量,其中大豆分枝期和初花期各喷施1次30%多效唑·甲哌鎓能更好地降高控旺,增加系统产量。

大豆玉米带状复种模式下种植密度对玉米植株生长和产量的影响

为了明确江苏沿海地区大豆玉米带状复合种植模式下玉米适宜的种植密度,以‘苏科玉1705’和‘江玉877’为试验材料,设置了3个种植密度(60000、67500、75000株/hm^(2)),研究了种植密度对玉米植株生长和产量的影响。结果表明,种植密度对2个玉米品种的株高、穗位高、茎粗、叶片性状和产量性状的影响基本一致。随种植密度的增加,玉米株高、穗位高、倒伏率、倒折率、空杆率逐渐提高,茎粗、叶长、叶宽、叶片夹角和产量逐渐降低;在60000株/hm^(2)密度下‘苏科玉1705’和‘江玉877’产量最高分别为:6299、5431 kg/hm^(2),且倒伏、倒折、空杆率最低;在67500、75000株/hm^(2)密度下,2个品种倒伏、倒折率提高,生产风险加大。品种间比较,相同种植密度下‘苏科玉1705’的叶宽、叶面积、叶片夹角、倒折率、秃尖长较低,穗长和粒重较高,产量显著高于‘江玉877’。综上,在江苏沿海地区,带状复合种植模式下‘苏科玉1705’和‘江玉877’在60000株/hm^(2)种植密度下可实现高产。