留茬方式对小麦间作玉米产量和水分利用效率的影响

小麦/玉米间作是河西绿洲灌区主要间作模式,但传统间作和套种需水量大,使该地区水资源紧张.2010年在甘肃河西走廊石羊河绿洲灌区进行大田试验,研究传统小麦秸秆焚烧、秸秆翻还和秸秆立茬3种留茬方式对小麦/玉米间作作物籽粒产量、水分利用效率(WUE)和经济效益的影响.结果表明:与焚烧和翻还的籽粒产量相比,立茬小麦单作分别增加7.2％和5.1％,立茬小麦间作分别增加6.2％和5.1％,立茬玉米单作分别增加4.7％和2.5％,立茬玉米间作分别增加7.2％和3.3％;与焚烧和翻还的WUE相比,立茬小麦单作分别增加20.4％和16.2％,立茬小麦间作分别增加17.9％和14.6％,立茬玉米单作分别增加16.7％和10.9％,立茬玉米间作分别增加11.8％和17.0％.就单作小麦、单作玉米和小麦/玉米平均值而言,焚烧、翻还、立茬处理的纯收益分别为10946、11471和13454元·hm-2.从籽粒产量、水分利用效率和纯收益等方面考虑,立茬种植方式为甘肃省河西绿洲灌区小麦/玉米最佳种植模式.     

留茬免耕播种对河西绿洲灌区春小麦出苗和产量的影响

本研究通过田间定位试验,探讨了河西绿洲灌区单作小麦、小麦/玉米间作、小麦/大豆间作3种典型春小麦生产模式下,长期留茬免耕播种对春小麦出苗和产量的影响,为该区域春小麦高效可持续生产提供理论依据。结果表明: 与传统翻耕相比,留茬免耕播种小麦/玉米和小麦/大豆间作的小麦出苗率、出苗均匀度下降明显,降幅分别为3.3%～8.6%、9.6%～20.5%和2.9%～8.8%、10.7%～61.7%;单作小麦的出苗均匀度有所提高,其中2019年显著增加14.9%,而出苗率在2020年显著降低4.2%;3种种植方式下,春小麦麦苗整齐度均有所下降。留茬免耕播种3种种植模式下,春小麦成穗数在收获时均与传统翻耕处理持平,差异不显著。3种模式下的春小麦均可以通过提高穗粒数和千粒重来弱化出苗对产量的影响,在收获时,春小麦籽粒产量的增幅分别为10.3%～12.9%(单作小麦)、10.5%～11.9%(小麦/玉米间作)和10.3%～22.5%(小麦/大豆间作),均达到显著水平。在农田风蚀退化极其严重的河西绿洲灌区,留茬免耕播种是春小麦生产中切实可行的耕作措施。     

玉米与籽粒苋不同种植模式下植物生长及Cd累积特征

为实现Cd污染农田边生产边修复的目标,采用田间原位修复的方式,将玉米与籽粒苋在Cd污染农田中以5种不同的间作模式种植: 交替宽窄行玉米宽行间作单行籽粒苋(T₁)、交替宽窄行玉米宽行间作双行籽粒苋(T₂)、等行距双行玉米间作单行籽粒苋(T₃)、等行距双行玉米间作双行籽粒苋(T₄)、玉米/籽粒苋等4行距间作(T₅),并以玉米(CK₁)和籽粒苋(CK₂)单作种植作为对照,探究不同间作结构配置对作物与超富集植物生长及Cd累积特征的影响.结果表明: 1)与CK₁相比,各间作模式单株玉米的籽粒产量呈增加趋势;T₁间作模式玉米的籽粒产量较CK₁增加10.5%,T₄和T₅间作模式玉米的籽粒产量较CK₁分别减少6.3%和5.4%,T₂和T₃间作模式基本稳产;间作籽粒苋地上部单株生物量及单位面积产量较CK₂分别显著减少69.5%～95.7%和83.9%～96.9%. 2)各间作模式玉米籽粒Cd含量较CK₁呈减少趋势,而间作籽粒苋Cd含量较CK₂呈增加趋势. 3)与CK₂相比,各间作模式籽粒苋的富集系数、转运系数、有效转运系数均呈增加趋势;间作籽粒苋地上部Cd的单株及单位面积提取量较CK₂分别显著减少40.4%～86.7%和70.4%～88.9%;各间作模式玉米与籽粒苋地上部Cd的单位面积提取总量高于单作玉米,但低于单作籽粒苋. 4)各间作模式玉米根际土有效态Cd含量及籽粒苋根际土总Cd、有效态Cd含量分别较单作玉米及单作籽粒苋呈增加趋势,但对非根际土没有显著影响.本研究中,T₁间作模式有利于玉米籽粒产量的提高,T₅间作模式有利于籽粒苋Cd提取量的最大化.     

施氮量对小麦/玉米带田土壤水分及硝态氮的影响

通过田间试验研究了河西绿洲灌区典型的小麦/玉米间作群体不同施氮量(0、210、420和630 kg/hm2)对小麦、玉米带田土壤水分和硝态氮(NO3(-)-N)的动态的影响.结果表明:小麦/玉米总籽粒产量随着施氮量的增加而增加,但当施氮量超过420kg/hm2时,总籽粒产量不再随施氮量增加而增加,最高总籽粒产量可达13661-14668 kg/hm2.水分利用效率在施氮420 kg/hm2时最高可达21.25 kg·hm-2·mm-1.小麦收获后,0-120 cm土层内土壤含水量随施氮量增加而减少,NO3(-)-N的累积量随施氮量增加而增加,并且表层土壤(0-60 cm) NO3(-)-N含量明显高于深层土壤(60-200 cm).在小麦/玉米整个生育期,土壤硝态氮的变化呈双峰曲线.施氮0和210 kg/hm2的土壤硝态氮第一峰值和第二峰值均分别出现在小麦三叶期和玉米大喇叭口期;施氮420和630 kg/hm2的土壤硝态氮第一峰值出现在小麦挑旗期,第二峰值分别出现在玉米大喇叭口期和玉米灌浆期.因此,在该地区小麦/玉米间作栽培模式下,施氮水平控制在420 kg/hm2时,使混合产量达到最高,同时可减轻土壤硝态氮的累积和运移,从而达到高效、安全的目的.     

基于稳定碳同位素技术的华北低丘山区核桃-小麦复合系统种间水分利用研究

农林复合系统的林木和作物会充分利用水肥光热等资源、而在资源亏缺时也可能产生竞争,在华北低丘山区等水资源紧缺地区,种间水分竞争尤为突出。在冬小麦返青期、拔节期、灌浆期和成熟期4个生育期,测算了该地区核桃-小麦间作系统和单作小麦不同组分的稳定碳同位素组成(Stable carbon isotope ratio,δ13C)和核桃树干液流,结合生物量和气象数据资料计算出水分利用效率(water use efficiency,WUE)和耗水量(Water use,WU)。结果表明,间作核桃树、间作小麦和单作小麦的WUE分别为10.771—21.233、9.946—19.149和9.878—18.431 mmol C/mol H2O。单作小麦WUE在拔节期显著小于间作小麦。间作系统总耗水量为1755.19 t/hm2,比单作系统的2538.13 t/hm2少30.85%。核桃-小麦间作系统中,核桃耗水量占系统总耗水量的36.34%,在小麦的生长前期所占比例最多、在小麦旺盛生长期所占比重较小,而小麦越往生长后期需水越多。核桃与间作小麦的需水期错开,在时间上避免水分竞争。距离核桃树越近浅层土土壤含水量越高、而深层土越低,表明核桃主要吸收深层水,而间作小麦主要吸收浅层水,从位置上避免水分竞争。单作小麦产量、总生物量和总耗水量分别比核桃间作小麦的高26.79%、27.12%、36.30%(P=0.001、P=0.033、P=0.050)。间作核桃和单作核桃的单株果实产量平均分别为0.88和0.94 kg(P=0.829)。然而,核桃-小麦间作系统的产量土地当量比(Land equivalent ratio,LER)和产值水分利用效率(WUE ofeconomics,WUEe)却分别达到1.67和25.92元.mm-.1hm-2,比单作系统明显提高、水资源获得高效利用,同时具备生产优势和经济优势。     

间作对玉米品质、产量及土壤微生物数量和酶活性的影响

为了进一步深入了解禾本科作物和豆科作物间作的优势机理,研究了在不同施肥条件下玉米单作、玉米‖花生间作和玉米‖大豆间作对玉米籽粒品质、单株经济产量和生物产量﹑产量及土壤中细菌、真菌、放线菌和固氮菌数量及酶活性的影响。结果表明,在不施肥条件下玉米间作可以显著提高玉米籽粒蛋白质、油分和赖氨酸含量,但对淀粉含量影响不显著;在施肥条件下玉米间作可以显著提高淀粉和赖氨酸含量,但对油分和蛋白质含量的增加却影响不显著;间作在提高玉米籽粒淀粉、蛋白质和赖氨酸含量方面的效果没有该施氮水平(50kg/km²)显著。间作可以增加玉米产量及其单株经济产量和生物产量,其中在不施肥和施肥条件下产量分别比单作增加了3.7％、9.7％、19.0％和18.6％,但间作在增加产量方面的效果没有该施氮水平显著。间作在不同施肥条件下可明显增加土壤中细菌、真菌、放线菌和固氮菌的数量,且效果达到显著水平。土壤中的酶活性也显著受到间作的影响,在不施肥条件下玉米间作和单作土壤中的转化酶活性差异达到显著水平,在施肥条件下间作和单作土壤中转化酶和磷酸酶活性差异达到显著水平。4种微生物数量和4种酶活性之间呈显著或极显著正相关,玉米籽粒品质、产量及单株生物产量除与转化酶及磷酸酶活性部分相关不显著外,与土壤中的其它酶活性及微生物数量皆显著或极显著正相关。     

小麦/玉米间作优势及地上部与地下部因素的相对贡献

 明确种间地上部相互作用和地下部相互作用对间作优势的贡献,优化资源配置对提高间作体系产量具有重要意义。该文采用田间微区试验以及地下部种间根系分隔技术研究了玉米(Zea mays)覆膜与不覆膜两种情况下小麦(Triticum aestivum)/玉米间作优势及地上部和地下部因素对间作优势的相对贡献, 以期为间作体系的增产提供理论依据。结果得出,玉米不覆膜时小麦/玉米间作具有明显的产量间作优势(籽粒产量和生物学产量土地当量比(Land equivalent ration, LER)分别为 1.30和1 .29),玉米覆膜能显著增加小麦/玉米间作系统产量间作优势（LER分别为1.41和1.40）;玉米不覆膜时小麦/玉米间作系统具有明显的氮、磷、钾养分吸收优势,玉米覆膜也能显著增加小麦/玉米间作系统养分吸收优势。小麦/玉米间作系统籽粒产量和生物产量间作优势来自地上部种间相互作用和地下部种间相互作用两个方面,但其相对贡献以地上部大于地下部, 当玉米不覆膜时均以地上部占75%、地下部占25%,当玉米覆膜时均为地上部占67%、地下部占33%,玉米覆膜能明显增加小麦/玉米间作系统产量间作优势地下部的相对贡献。地上部和地下部因素对小麦/玉米间作系统养分吸收优势也都具有重要贡献。玉米不覆膜时地上部和地下部因素对氮、磷养分吸收优势的相对贡献均分别为67%与33%,钾则相等（各占50%）;玉米覆膜能显著增加小麦/玉米间作系统氮、磷养分吸收优势地下部贡献率,但对钾养分吸收优势贡献影响不明显。表明,间作优势不仅可以通过作物组合来获得,也可通过地膜覆盖等措施进行调控,玉米覆膜能显著增加小麦/玉米间作系统产量间作优势和养分吸收优势及其地下部的相对贡献。可见,该研究对小麦／玉米间作模式持续增产和发展具有十分重要的指导作用。     

控水对饲草作物间作群体产量、根冠比及水分利用效率的影响

黄土高原半湿润易旱区降水资源短缺且年际分配不均,研究水分供应对饲草作物生长的影响对该区饲草栽培具有重要的指导意义。在遮雨棚中采用盆栽控水的方法,研究了箭筈豌豆单作、燕麦单作、饲用玉米单作、燕麦/箭筈豌豆间作、燕麦/饲用玉米间作5种种植模式在高水(70%田间持水量)、中水(55%田间持水量)、低水(40%田间持水量)3个供水水平下的群体产量、根冠比以及水分利用效率。结果表明: 在高、中、低3个供水水平下,燕麦/箭筈豌豆间作群体的土地当量比分别为1.20、1.21和1.19,燕麦/饲用玉米间作群体的土地当量比分别为1.17、1.11和1.03,均表现为间作优势。同一供水水平下,5种种植模式中单作饲用玉米总干物质产量最高,单作箭筈豌豆最低。单作燕麦的干物质产量和粗蛋白产量均随水分供应量的减少而增加,而单作箭筈豌豆和单作玉米则表现出相反的趋势。在个体水平上,间作提高了燕麦干物质产量和粗蛋白产量,而降低了箭筈豌豆和饲用玉米的产量,燕麦表现为间作优势。燕麦/箭筈豌豆间作群体干物质产量在中水和低水处理下比高水处理分别增加4.1%和4.8%,但差异不显著;而燕麦/饲用玉米间作群体干物质产量在中水和低水处理比高水处理分别显著降低8.0%和13.0%。燕麦/箭筈豌豆间作群体的根冠比在中水和低水处理下分别比高水处理显著增加33.4%和58.4%,中水和低水处理显著降低了燕麦/饲用玉米间作群体的根冠比。燕麦/箭筈豌豆间作群体的水分利用效率在中水和低水处理下分别比高水处理显著增加11.7%和12.9%,而燕麦/饲用玉米间作群体的水分利用效率在中水和低水处理下与高水处理相比变化不显著。单作玉米和燕麦/饲用玉米间作群体的产量较高,但其对水分变化较为敏感、产量稳定性差,燕麦/箭筈豌豆间作群体在水分变化条件下产量稳定、粗蛋白产量占优、水分利用效率较高,建议在研究区使用。     

种间互作和施氮对蚕豆/玉米间作生态系统地上部和地下部生长的影响

为河西走廊绿洲灌区豆科/禾本科间作体系的养分管理提供科学依据,于2007年在武威绿洲农业试验站应用田间原位根系行分隔技术研究了蚕豆/玉米种间互作和施氮对玉米抽雄期的根系空间分布、根系形态和作物地上部生长的影响。研究结果表明:种间互作和施氮均增加了玉米和蚕豆在纵向和横向两个尺度上的根重密度、根长密度、根表面积、根系体积。根长密度和根表面积与两种作物产量和氮素吸收均呈正相关,而与蚕豆的根瘤重呈负相关;抽雄期的土壤含水量与玉米产量和养分吸收呈显著的负相关。玉米根系可以占据蚕豆地下部空间,但蚕豆的根却较少到间作玉米的地下部空间,也就是间作后增加了玉米根系水平尺度的生态位。蚕豆和玉米根系主要分布分别在0-40 cm浅土层和0-60 cm 土层,且间作玉米根系在60-120 cm比单作和分隔的多。因此,种间互作和施氮扩大了两作物根系纵向和横向的空间生态位,改变了作物根系形态,即扩展了两者水分和养分吸收的生态位,增加了作物吸收养分的有效空间,从而提高了间作生态系统的生产力。     

气候变暖对河西走廊绿洲灌区玉米产量影响及对策研究

利用河西走廊绿洲灌区西(酒泉)、中(张掖)、东部(武威)代表站25年的气温和玉米产量资料,计算出各区域玉米生育期内≥0℃、5℃、10℃、15℃、20℃活动积温,用正交多项式拟合分离出玉米气候产量。采用多项式法、线性倾向、累积距平等统计学方法分析积温和玉米气候产量的变化特征,以及气候变暖对玉米产量的影响。结果表明:随着全球气候变暖,河西走廊灌区不同区域积温变化均呈明显上升趋势;玉米生育期内≥10℃的活动积温与产量关系最为密切,是影响当地玉米产量的关键气象因子,玉米产量随≥10℃积温的增加而提高;灌区气候变暖后玉米气候产量比变暖前明显增加,自西向东分别增加124%、186%和301%。气候变暖、热量资源增加有利于提高喜温作物玉米产量,表明河西走廊绿洲灌区可以进一步扩大玉米种植面积,建立玉米种植基地。     

秸秆还田条件下灌水模式对冬小麦产量和水肥利用效率的影响

于2008-2010年,在山西省临汾市尧都区半干旱、半湿润季风气候区,通过大田试验研究了玉米秸秆连续还田条件下灌水模式对冬小麦籽粒产量、干物质转移及水肥利用效率的影响.结果表明:浇越冬水可促进小麦分蘖;浇拔节水可提高分蘖成穗率,增加成穗数;浇孕穗水可促进穗部干物质积累,提高千粒重.浇2水时,推迟第2次浇水时期使叶片干物质转移量和穗粒数增加;浇2水比浇l水的肥料表观利用率高,可促进穗部干物质积累.越冬水灌水量和总灌水量对分蘖、穗部干物质积累的影响较小;拔节期或孕穗期增加灌水量则更有利于养分吸收及干物质积累与转移,提高籽粒水分利用效率,产量构成因素协调,增产效果明显.因此,确保越冬水可实现稳产,在越冬水基础上,拔节期增量灌水(900 m3·hm-2)可满足冬小麦中后期生长发育的需要,提高籽粒水分利用效率,实现节水高产栽培.     

一级生产水平下冬小麦、夏玉米的生产模拟

通过模拟计算得到一级生产水平下冬小麦和夏玉米的累积干物质动态曲线.两年的计算结果和实测值都比较吻合.研究表明,在黄淮海平原,可以把亩产吨粮作为冬小麦夏玉米一年两茬平作粮田达到一级生产水平的指标.若用中熟夏玉米套作代替早熟夏玉米平作,籽粒的年产量可增加一成.通过对不同叶面积指数下干物质产量的模拟计算,得到一年两茬平作的干物质产量最大可达46t·hm^-2,籽粒产量19.1t·hm^-2.     

麦田套种玉米共生期农田生态环境特征及对夏玉米苗期生长的影响

以登海661、郑单958为试验材料,设置麦田套种和麦收后接茬直播两种不同种植方式对比试验,研究了麦田套种玉米共生期的农田生态环境特征及对玉米苗期生长的影响.结果表明： 麦田套种玉米与直播玉米相比,土壤含水量差异较小;麦田套种玉米耕层（0～5 cm）土壤的种际最高温度比直播玉米低4.8～5.2 ℃,最低温度相近,日平均温度低1.4～1.7 ℃,日变化较小,但均达到种子萌发要求;麦田套种玉米苗期冠层光照强度比直播显著减少,套种玉米地表光强为自然光强的4.4%～10.6%,光照不足是玉米苗弱、迟发的主要原因.与直播相比,套种玉米种子萌发出苗速度和干物质积累速度较慢,叶龄较小,叶片瘦长,株高较矮,玉米苗健壮度下降,单株叶面积较小且叶绿素含量较低;随共生期延长,玉米苗生长受抑制程度增加.在大田生产中,直播可促进种子萌发出苗,有利于夏玉米幼苗的生长发育,形成壮苗.     

麦季牛场肥水灌溉对冬小麦-夏玉米产量与磷吸收利用及土壤剖面分布的影响

在华北平原灌溉区,采用冬小麦 夏玉米周年轮作田间试验,研究麦季牛场肥水灌溉对冬小麦和夏玉米产量、磷吸收量、磷累计利用率及土壤积累的影响.结果表明：麦季肥水灌溉能显著提高冬小麦和夏玉米产量,冬小麦产量随肥水带入磷的增加先增加后降低,肥水灌溉带入137 kg P₂O₅·hm^-2时冬小麦产量最高,磷的当季利用率较高,分别为7646.4 kg·hm^-2和24.8%,肥水灌溉带入过量磷会降低冬小麦产量和磷当季利用率;夏玉米产量和磷素吸收量随冬小麦季肥水灌溉带入磷量增加而增加,后季夏玉米产量增加2222.4～2628.6 kg·hm^-2,磷吸收量增加13.9～21.1 kg·hm^-2.农民习惯施肥处理夏玉米当季施磷88 kg P₂O₅·hm^-2时,与不施肥处理相比,夏玉米产量增加2235.0 kg·hm^-2.随着牛场肥水灌溉年限的推移,作物增产效果逐渐明显,冬小麦 夏玉米轮作体系作物累计磷利用率逐年升高,6季作物收获后,磷累计利用率达40.0%～47.7%.试验条件下,
冬小麦 夏玉米轮作体系进行2次肥水灌溉是较经济安全的灌溉模式.     

玉米-大豆带状套作下玉米株型对大豆干物质积累和产量形成的影响

通过田间试验, 以大豆单作为对照,设置登海605/贡选1号(RI₁)、川单418/贡选1号(RI₂)、雅玉13/贡选1号(RI₃)3种玉米 大豆带状套作种植模式,研究了玉米株型对大豆干物质积累和产量的影响.结果表明： RI₂和RI₃处理大豆的积累速率低于RI₁处理,且RI₁处理大豆叶片、茎秆和荚果的干物质积累量分别比RI₂和RI₃处理高17.6%、16.5%、13.7%和34.6%、33.1%、28.4%.带状套作大豆叶片、茎秆的分配比例均以RI₁处理最高、RI₂处理其次、RI₃处理最低,而荚果分配比例的变化趋势与其相反.与RI₂和RI₃处理相比,RI_1处理显著提高了大豆营养器官(叶+茎)干物质向荚果的转运量、转移率及其对荚果的贡献率,RI₁处理大豆的单株荚数、单株粒数、每荚粒数、单株粒质量和产量分别比RI₂和RI₃处理提高了6.8%、11.5%、4.4%、15.9%、15.6%和14.3%、22.2%、6.7%、33.4%、36.8%.带状套作大豆营养器官干物质的积累速率、转运量、转移率和贡献率与产量及产量的构成呈显著正相关,且均以RI_1处理最高,实现了紧凑型玉米对带状套作大豆干物质积累、转运和分配的有效调控,促进了产量的提高.     

The role of maize root size in phosphorus uptake and productivity of maize/faba bean and maize/wheat intercropping systems

Interspecific root/rhizosphere interactions affect phosphorus (P) uptake and the productivity of maize/faba bean and maize/wheat intercropping systems. The aim of these experiments was to determine whether manipulation of maize root growth could improve the productivity of the two intercropping systems. Two near isogenic maize hybrids (the larger-rooted T149 and smaller-rooted T222) were intercropped with faba bean and wheat, under conditions of high- and low-P availability. The larger-rooted T149 showed greater competitive ability than the smaller-rooted T222 in both maize/faba bean and maize/wheat intercropping systems. The higher competitive ability of T149 improved the productivity of the maize/faba bean intercropping system in P-sufficient conditions. In maize/wheat intercropping systems, root growth, shoot biomass, and P uptake of maize were inhibited by wheat, regardless of the P-supply. Compared with T222, the larger-rooted T149 suffered less in the intercropping systems. The total biomass of the maize/wheat intercropping system was higher for wheat/T149 than for wheat/T222 under low-P conditions. These data suggested that genetic improvement of maize root size could enhance maize growth and its ability to compete for P resources in maize/faba bean and maize/wheat intercropping systems. In addition, depending on the P availability, larger maize roots could increase the productivity of intercropping systems.     

平原农区幼龄杨树间作农作物的产量表现

通过1~2年与3~4年树龄杨树间作冬小麦和夏玉米,探讨了杨树对农作物产量及产量形成因子的影响。结果表明,1~2年树龄杨树间作冬小麦其产量有所增加,与夏玉米间作使其产量降低31.3%~33.7%。3~4年树龄杨树间作冬小麦的产量降低了36.9%~42.5%,间作夏玉米的产量降低了80.8%~87.4%,且距树越近产量越低。产量形成因子分析表明,杨树对冬小麦产量的影响主要为穗数。因此保证冬小麦分蘖期的肥水管理,在群体建立的基础上保证营养器官建成期所需的各种资源,为正常的穗粒数形成及粒重的充实奠定基础。对夏玉米的影响,随着杨树的生长,表现不一样,由穗粒数逐渐转变为穗数。复合系统建立初期应保证玉米拔节期到吐丝期所需资源,确保较多的穗粒数形成,而杨树生长2~3年后必须对杨树进行合理的管理,保证穗数的建立,减小夏玉米产量的降低。针对农林复合系统的复杂性,今后应综合考虑杨树和农作物光、热、水、肥等生物学特性,对其进行合理管理,尽可能做到杨树与作物的和谐共生。     

Nitrogen Fixation of Faba Bean (Vicia faba L.) Interacting with a Non-legume in Two Contrasting Intercropping Systems

A field experiment was carried out to quantify biological nitrogen fixation (BNF) using the ¹⁵N isotope natural abundance method in maize (Zea mays L.)/faba bean (Vicia faba L.) and wheat (Triticum aestivum L.)/faba bean intercropping systems. Faba bean was yielding more in the maize/faba bean intercropping, but not in the wheat/faba bean intercropping. Biomass, grain yield and N acquisition of faba bean were significantly increased when intercropped with maize, and decreased significantly with wheat, irrespective of N-fertilizer application, indicating that the legume could gain or lose productivity in an intercropping situation. There was yield advantage of maize/faba bean intercropping, but no in wheat/faba bean intercropping. The grain yield of the faba bean intercropped with maize was greater than that of faba bean monoculture due to increases of the stems per plant and the pods per stem of faba bean. N fertilization inhibited N fixation of faba bean in maize/faba bean and wheat/faba bean intercropping and faba bean monoculture. The responses of different cropping systems to N-fertilizer application, however, were not identical, with competitive intercropping (wheat/faba bean) being more sensitive than facilitative intercropping (maize/faba bean). Intercropping increased the percentage of N derived from air (%Ndfa) of the wheat/faba bean system, but not that of the maize/faba bean system when no N fertilizer was applied. When receiving 120 kg N/ha, however, intercropping did not significantly increase %Ndfa either in the wheat/faba bean system or in the maize/faba bean system in comparison with faba bean in monoculture. The amount of shoot N derived from air (Ndfa), however, increased significantly when intercropped with maize, irrespective of N-fertilizer application. Ndfa decreased when intercropped with wheat, albeit not significantly at 120 kg N/ha. Ndfa was correlated more closely with dry matter yield, grain yield and competitive ratio, than with %Ndfa. This indicates that that total dry matter yield (sink strength), not %Ndfa, was more critical for the legume to increase Ndfa. The results suggested that N fixation could be improved by yield maximization in an intercropping system.