《玉米大豆带状复合种植理论与实践》系统阐释了玉米大豆带状复合种植理论与实践，包括绪论、理论篇、技术篇、机具篇、应用篇五部分，共15章。绪论（**章、第二章）介绍了我国粮食生产面临的挑战与间套作优势，以及玉米大豆带状复合种植的内涵与研究方案；理论篇（第三至七章）分别从光、水、养分高效利用，低位作物株型调控与品质形成，病虫草害发生等方面阐述了玉米大豆带状复合种植理论研究的*新进展；技术篇（第八章、第九章）重点介绍了玉米大豆带状复合种植“选配品种、扩间增光、缩株保密”的核心技术和施肥、化控、绿色防控等配套技术；机具篇（第十至十二章）介绍了玉米大豆带状复合种植专用播种、植保和收获机具的农艺要求、设计思路、关键技术与作业效果；应用篇（第十三至十五章）介绍了在不同区域构建的玉米大豆带状复合种植技术模式及推广机制、应用效果与未来展望。

**篇绪论
　　**章我国粮食生产面临的挑战与间套作优势
　　**节我国粮食生产的现状
　　我国是一个拥有14亿多人口的大国，解决吃饭问题始终是国家富强和人民幸福的头等大事。农业是国民经济的基础，粮食是关系国计民生的重要物资，而粮食生产是基础性的战略产业，粮安天下，农稳社稷。当前国际形势复杂严峻，物价大幅上涨、农产品市场波动加剧等不稳定因素增多，国内农业发展和粮食生产也面临新挑战与新机遇。
　　一、我国粮食生产情况
　　“十三五”时期，我国粮食生产播种面积稳定在17.4亿亩以上。“十四五”以来，2023年粮食产量达到13908亿斤①，创历史新高。水稻作为我国**大口粮作物，全国60%的人口以稻米为主食，2023年全国水稻播种面积为4.34亿亩、产量为4132亿斤，耕种收综合机械化率超过80%。小麦是我国第二大口粮作物，全国40%的人口以小麦为主食，2023年播种面积为3.54亿亩，产量为2732亿斤，基本实现全程机械化。玉米是我国**大粮食作物，是重要的饲料和工业原料，2023年播种面积为6.63亿亩，产量为5777亿斤，耕种收综合机械化率超过80%，产需缺口有所扩大，进口量为2714万t（国家统计局，2023）。大豆作为植物蛋白、食用油脂和蛋白质饲料的重要来源，2023年种植面积为1.57亿亩，产量为2084万t，进口量达9941万t，对外依存度不断加大，已成为威胁我国粮食安全的关键瓶颈。
　　目前，在我国粮食生产中，水稻和小麦产需平衡，玉米产需缺口不断扩大，大豆供需矛盾严峻。玉米和大豆是我国大宗农产品，也是同季旱粮作物，种植面积此消彼长，争地矛盾十分突出，扩大大豆种植面积必然减少玉米种植面积，二者不可兼得，如何在保证玉米安全的前提下提高大豆产能是国家面临的一大难题。在传统农业生产过程中，高投入型种植技术对提高玉米产量起到了重要的作用，但这种技术对资源消耗过度，使耕地质量下降、环境污染加重，如何实现“高产出”与“可持续”的统一是作物生产面临的重大挑战。间套轮作具有生态可持续、集约利用资源等有益“基因”，通过传承创新，实现玉米大豆间套轮作一体化和现
　　代化是解决上述“卡脖子”难题和挑战的有效途径。
　　二、我国粮食生产面临的挑战
　　（一）土地生产率亟待提高
　　土地生产率是反映土地生产能力的一项指标，指生产周期内单位面积土地产出的粮食数量，受自然环境因素和社会经济水平的影响。据第三次全国国土调查，2019年全国耕地面积19.18亿亩，比10年前减少1.13亿亩，各个区域差异显著（图1-1）。一方面，随着城市化的发展，建设用地逐年增加，特别是城市周边质量较为优良的耕地由于城市发展而被使用，而部分调整的土地移到了一些耕地质量相对较差的地方，耕地面积被压缩，耕地质量有退化趋势，土地生产率下降。另一方面，随着国家的发展和经济条件的改善，越来越多的人外出工作，从事农业生产的人越来越少，耕地撂荒现象越来越严重，土地生产率低；或者为了追求更高的经济收益，良田非粮化越来越突出，直接影响粮食生产。
　　图1-1第二次和第三次全国国土调查数据（中华人民共和国自然资源部，2013，2021）
　　（二）种粮比较效益亟待提高
　　粮食生产成本主要由物质与服务费用、人工成本、土地成本三种构成，物质与服务费用的增长来源于化肥、租赁作业费用的增长。随着土地产权和土地二级
　　市场的完善，土地价值得以提升，但是生产成本居高不下，种粮比较效益持续走低。粮食产业链条相对较短，加工增值仍然不高，粮价长期过低或者种粮无收益，直接影响农民的种植积极性，导致大面积减种，稳定粮食生产难度越来越大。同时，我国南方丘陵山区耕地面积比例大，但农业综合机械化水平低、劳动力投入多、规模经营难度大、生产成本高，已经成为制约当地粮食生产发展的主要因素。此外，粮食作物间的比较效益和季节种植矛盾突出。例如，玉米和大豆是同季作物，近10年东北大豆种植面积急剧下降，而玉米面积迅速上升；玉米比较效益显著高于大豆，作物间生产的劳动效率和效益差异直接影响作物种植的面积及分布。
　　（三）耕地质量亟待提升
　　提升耕地质量是确保我国粮食安全的重要措施，据中央电视台《焦点访谈》报道，我国耕地中三分之二以上为中低产田，东北黑土地退化、南方耕地酸化、北方土地盐碱化等问题日益显现。长期以来，农业生产中连续多年种植单一作物、大量化肥农药的使用导致土壤有害微生物数量增多、有益微生物菌群种类与数量减少；长期重茬连作，导致土壤环境恶化，造成土壤盐渍化、板结等问题。而调整种植结构，可以发挥作物轮作和间套作优势，种地养地结合，有效减少土传病害的发生，提高土壤肥力，增加农作物的产量。
　　（四）极端自然灾害频发
　　全球气候变化对人类活动的各个方面产生显著影响，尤其对农业生产影响非常大。我国农业人口多、资源压力大、地域类型复杂、各地气候差异明显，使我国农业成为对气候变化影响*敏感的领域之一（鲍国良和姚蔚，2019）。全球气候变化导致高温、干旱、暴雨等一系列极端天气增加，灾害呈现极端性、突发性，加之主要农产品生产区域集中，导致其对农业特别是粮食生产的影响尤为严重。同时，气候变化导致病虫害的发生区域性明显，防控难度大，进一步加重了对粮食生产的影响。
　　（五）大豆自给压力倍增
　　我国人口多，耕地面积有限，粮食生产成本普遍高于国际市场，农户种粮的积极性不高，生产的粮食无法满足我国对农产品的全部需求，还需进口部分粮食以缓解国内粮食生产压力。水稻和小麦供需平衡，而玉米和大豆缺口巨大（表1-1）。2021年我国大豆进口量超过9600万t，约占全球大豆贸易量的60%，对外依存度高达85%，玉米进口量超过2800万t，且两作物进口来源国高度集中。受新冠疫情、国际地缘政治等因素影响，大豆、玉米等紧缺农产品通过进口保障风险大，存在进不到、进不够和进得贵等问题。大豆是我国的原产作物，已有5000年的种
　　注：数据来源于重点农产品市场信息平台（http://ncpscxx.moa.gov.cn）
　　植历史。大豆富含蛋白质（40%）和油脂（20%），是人体生长的基本营养来源，其豆腐类制品曾是古人蛋白质营养的主要来源。随着人民生活水平的不断提高，近年来我国肉食品需求急剧增长，动物产业飞速发展，大豆成为动物产业的主要饲料原料。同时，大豆是人们蛋白质营养*佳来源之一。提高大豆自给率对确保国人健康和社会稳定具有重要的战略意义，扩大大豆种植面积、提高大豆产能迫在眉睫。
　　三、保障国家粮食安全的对策
　　习近平总书记多次强调“大宗农产品绝对不能依靠别人，要控风险、可替代、有备手”“要实打实地调整结构，扩种大豆和油料，见到可考核的成效”“要优化布局，稳口粮、稳玉米、扩大豆、扩油料，保证粮食年产量保持在1.3万亿斤以上，确保中国人的饭碗主要装中国粮”。粮食安全是国家安全的基础，我们要牢牢守住国家粮食安全底线，多举措保障国家粮食安全。
　　（一）确保粮食播种面积
　　耕地是粮食生产的重要基础，解决好14亿多人口的吃饭问题，必须守住耕地这个根基。提高粮食播种面积是提高粮食产能的基础，主要途径有二：一是撂荒地复耕，扩大耕地面积；二是提高复种指数，扩大播种面积。自2019年开始，我国的粮食播种面积止住了连续几年下滑的趋势，开始实现正增长；2022年，全国粮食播种面积近17.75亿亩，无论是粮食主产区、主销区，还是产销平衡区，都应保证一定数量的粮食播种面积。我国地域广阔，光热资源丰富，间套复种既可充分利用资源，又可扩大播种面积、提高产能，大力研发和推广应用适合现代农业生产的间套复种是未来我国提高粮食产能、保障粮食安全的根本性措施。

目录
**篇绪论
**章我国粮食生产面临的挑战与间套作优势3
**节我国粮食生产的现状3
一、我国粮食生产情况3
二、我国粮食生产面临的挑战4
三、保障国家粮食安全的对策6
第二节间套作发展历程及优势7
一、间套作的概念7
二、间套作的历史8
三、间套作的类型与分布10
四、间套作的优势与不足11
参考文献13
第二章玉米大豆带状复合种植内涵与研究方案14
**节玉米大豆带状复合种植内涵14
一、玉米大豆带状复合种植概念14
二、玉米大豆带状复合种植的研究方向15
第二节玉米大豆带状复合种植研究方案17
一、研究背景17
二、技术路线18
三、技术方案18
四、主要研究内容20
参考文献21
第二篇理论篇
第三章光水资源高效利用理论25
**节玉米大豆带状复合种植光环境的时空分布规律25
一、不同田间配置的群体光环境25
二、玉米大豆带状复合种植群体光环境模拟28
第二节玉米大豆带状复合种植光能截获与协同利用35
一、光能截获与光能利用模型35
二、光能截获规律38
三、光能协同利用规律40
第三节高位作物玉米叶片光能高效利用的生理生化机制41
一、不同行比配置玉米叶片表型和光合响应41
二、不同玉米品种光能利用差异性分析42
第四节大豆叶片光能高效利用的生理生化机制45
一、不同田间配置对大豆叶片光合特性及光能利用的影响45
二、不同大豆品种光合特性对荫蔽环境的响应49
第五节玉米大豆带状复合种植水分时空分布规律及高效利用53
一、降雨再分布规律53
二、土壤水分分布规律53
三、土壤水分蒸发分布规律54
四、水分蒸腾规律54
五、水分利用效率55
参考文献56
第四章养分高效利用理论57
**节以冠促根调控机制57
一、带状复合种植对作物地上部生长的影响58
二、带状复合种植对根系的影响63
三、带状复合种植对土壤氮磷转化的影响66
四、带状复合种植对大豆根瘤固氮能力的影响70
五、带状复合种植对养分吸收的影响73
第二节种间协同调控机制77
一、带状复合种植对土壤通气性的影响77
二、作物根系空间分布与氮素吸收80
三、带状复合种植大豆根系基因表达及功能86
四、带状复合种植大豆根系分泌物及功能90
参考文献95
第五章低位作物株型调控理论96
**节大豆株型对带状复合种植光环境的响应机制96
一、光环境对大豆叶片的影响96
二、光环境对叶柄的影响99
三、光环境对大豆茎秆生长和抗倒性的影响105
第二节耐荫抗倒大豆基因型对带状复合种植光环境的适应机制110
一、大豆耐荫抗倒理想株型及其鉴定方法110
二、不同基因型大豆叶片耐荫生理机制114
三、不同叶柄夹角大豆品种对带状套作光环境的响应118
四、不同基因型大豆茎秆耐荫抗倒的生理机制124
第三节调节剂对带状复合种植大豆株型的调控机制132
一、烯效唑对大豆产量和产量构成的调控132
二、烯效唑对大豆叶形态与功能的调控133
三、烯效唑对大豆叶柄夹角的调控136
四、烯效唑对大豆茎秆抗倒性的调控137
参考文献139
第六章带状复合种植作物品质形成与环境调控141
**节低位作物粒用大豆品质形成规律141
一、带状复合种植对粒用大豆蛋白质、脂肪的影响141
二、带状复合种植对粒用大豆功能性成分的影响148
第二节带状间作对鲜食大豆品质的影响150
一、带状间作对鲜食大豆外观性状的影响150
二、带状间作对鲜食大豆化学品质的影响150
三、种植方式与品种互作对鲜食大豆品质的影响152
第三节带状间作混合青贮品质评价153
一、不同行比下玉米与大豆混合青贮营养品质分析153
二、不同行比下玉米与大豆的青贮发酵品质分析155
参考文献156
第七章带状复合种植系统病虫草害发生规律158
**节主要病害发生规律158
一、带状套作大豆根腐病发生规律及其根际调控机制158
二、带状复合种植对大豆花叶病毒病发生规律及病毒分子进化的影响168
三、带状复合种植玉米主要病害及其发生规律181
第二节主要虫害发生规律185
一、带状复合种植对低位分布性虫害的影响185
二、带状复合种植对高位迁飞性害虫的影响188
三、带状复合种植对共生期同时发生和兼性取食虫害的影响193
第三节主要草害发生规律194
一、带状复合种植对杂草丰富度的影响194
二、带状复合种植对共生期杂草生物量的影响194
参考文献196
第三篇技术篇
第八章核心技术199
**节选配品种199
一、适宜带状复合种植的玉米、大豆品种评价体系199
二、适宜带状复合种植的玉米、大豆品种选配207
第二节扩间增光217
一、适宜的单元宽度217
二、恰当的行比配置224
三、科学的行间距配置225
第三节缩株保密229
一、玉米密度与株距230
二、大豆密度与行株距230
参考文献232
第九章配套技术233
**节施肥技术233
一、减量一体化施肥技术233
二、氮磷钾配施技术247
第二节化控技术252
一、大豆化学壮苗防倒技术252
二、大豆化学控旺防倒技术257
三、玉米化学调控技术260
第三节绿色防控技术265
一、防控策略265
二、防控技术266
参考文献270
第四篇机具篇
第十章玉米大豆带状复合种植播种机275
**节农艺要求275
第二节玉米大豆带状复合种植播种机的设计方案276
一、2BF-5型玉米大豆带状间作精量播种机276
二、2BYDF-6型玉米大豆带状间作精量播种机281
第三节关键技术285
第四节作业效果与展望287
一、作业效果287
二、展望291
参考文献291
第十一章植保机具294
**节农艺要求294
第二节双系统分带喷雾机的设计方案294
一、3WPZ-600型双系统分带喷杆喷雾机294
二、3WPZ-200型电驱动自走式分带喷杆喷雾机300
三、3WPZ-100型分带喷杆喷雾机301
第三节关键技术303
一、双喷雾系统303
二、防飘移分带隔板及防护罩304
三、可调节喷杆结构304
四、防飘移喷头优化组合306
五、轮距调节机构307
第四节作业效果307
一、喷头压力及流量测试308
二、沿喷杆方向喷雾均匀性测试309
三、雾滴沉积特性测定311
参考文献312
第十二章收获机具315
**节机械化收获模式315
第二节玉米联合收获机的设计方案316
一、农艺要求316
二、设计思路317
三、关键技术322
四、作业效果与展望329
第三节大豆联合收获机的设计方案330
一、农艺要求330
二、设计思路331
三、关键技术333
四、作业效果与展望339
第四节履带式联合收获机通用底盘的研究341
一、农艺要求341
二、设计思路341
三、关键技术345
四、作业效果与展望351
参考文献353
第五篇应用篇
第十三章区域技术模式构建357
**节夏玉米春大豆带状套作模式357
一、适应区域及玉米大豆生产现状357
二、技术要点358
三、技术效果361
第二节夏玉米夏大豆带状间作模式364
一、适应区域及玉米大豆生产现状364
二、技术要点365
三、技术效果368
第三节春玉米春大豆带状间作模式372
一、适应区域及玉米大豆生产现状372
二、技术要点373
三、技术效果376
第十四章成果推广机制380
**节“三融合、四圈层、五结合”成果推广新机制380
一、“三融合”转化体系380
二、“四圈层”推广网络380
三、“五结合”培训模式381
第二节推广新机制的特色381
一、打造了成果应用展示基地381
二、建立了成果应用保障体系382
三、构建了成果应用新格局382
第三节推广新机制的应用成效382
一、应用成效382
二、典型案例384
第十五章应用效果与展望388
**节应用效果388
一、突破大豆种植困境，保障国家粮食安全388
二、确保畜牧业健康发展，保障优质肉蛋奶产能389
三、提高肥料利用率，生态效益显著389
四、提高劳动生产率，促进乡村振兴389
五、推动行业科技进步390
第二节应用展望391
一、行业竞争力强391
二、风险小392
三、市场潜力大392
四、政策有保障393