辽西半干旱区不同玉米间作花生模式对作物产量和水分利用效率的影响

为挖掘玉米间作花生模式的生产潜力和资源利用效率,2019年在辽宁省阜新蒙古族自治县阜新镇设置了玉米间作花生2:4(M2P4)、8:8(M8P8)和玉米单作(SM)、花生单作(SP)4种种植模式,对比分析了不同处理的作物产量构成因素、土地当量比(LER)及水分利用当量比(WER),以期为筛选出适宜在辽西旱作农业区应用的玉...     

辽西半干旱区玉米与花生间作对土地生产力和水分利用效率的影响

【目的】通过对不同行比玉米与花生间作模式中作物产量、土地生产能力及水分利用效率的比较分析,探讨间作模式提高土地生产能力和水分利用效率的机理,提出适合于辽西旱作农业区的玉米与花生间作模式。【方法】试验于2015—2016年在农业部阜新农业环境与保育科学观测试验站进行,设置2行玉米4行花生间作(2M:4P)、4行玉米4行花生间作(4M:4P)和玉米单作(S-M)、花生单作(S-P)4种种植模式,通过研究间作复合系统产量、土地当量比、土壤水分分布和水分当量比等指标来分析玉米花生间作对土地生产力和水分利用效率的影响。【结果】受玉米行比设置和资源竞争影响,玉米与花生间作中玉米和花生的产量较相对应单作产量有不同程度降低;在系统整体收益衡量下,2M:4P和4M:4P间作模式的土地当量比(LER)为1.10—1.24、1.12—1.16,表明间作具有优化利用土地的功能,同时,间作系统中花生的偏土地当量比(LER_P)达到0.41—0.57,显示出豆科作物花生弱化了与禾本科作物玉米搭配间作的劣势;间作复合系统土壤含水量呈单作花生间作花生间作玉米单作玉米的分布特征,表明间作玉米可能会吸收花生条带的土壤水分,降低高耗水作物玉米对自身条带土壤水分的过度消耗来改善间作玉米土壤水分利用环境;2M:4P间作模式的水分当量比(WER)为1.12—1.23,4M:4P间作模式的WER为1.16—1.17,两间作模式的WER均大于1,显著提高了农田水分利用效率。【结论】玉米与花生间作能够改善辽西旱作农业区作物土壤水分利用环境,提高农田土地和水分生产力。2M:4P间作模式在降雨较少年份(2015年)具有一定的土地生产力和水分利用效率优势,而4M:4P间作模式在辽西降雨较多年份(2016年)具有一定的土地生产力和水分利用效率优势,并且4M:4P间作模式在2015—2016年不同降雨变化干扰下的年际差异较小,具有稳产增产的抗气候变化干扰能力。综合分析认为,4M:4P间作模式更适合于辽西旱作农业区。     

适宜花生玉米6∶6间作模式的品种筛选研究

为选出适宜花生玉米6∶6间作模式的耐荫高产花生品种和耐密高产玉米品种,2018年对31个花生品种和4个玉米品种进行筛选试验。结果表明:在6∶6间作模式下,31个参试花生品种的主茎高在35.49～57.86 cm之间,侧枝长在29.29～59.51 cm之间,分枝数在4.85～9.50个之间,平均产量为2 415.75～3 503.25 kg/hm~2,花生间作/单作产量比在28.34%～54.75%之间,玉米间作/单作产量比在53.84%～73.37%之间。通过边行效应分析发现,6∶6间作的花生植株性状和产量表现为边3﹥边2﹥边1,或边3、边2>边1,玉米的产量表现为边1﹥边2﹥边3,花生和玉米的边行效应显著。综合花生的植株性状和产量分析得知:主茎高﹤侧枝长的品种有13个:扶花2号、吉花19、花育23、花育34、花育64、花育63、花育1607、花育967、豫花22、豫花109、豫花102、远杂12和潍花8号,其中主茎高﹤50 cm、分枝数少于8个且平均间作产量高于吉林省花生平均产量(3 390.0×50%=1 695 kg/hm~2)的花生品种有5个:吉花19、豫花109、豫花102、远杂12和潍花8号。综合玉米产量及LER值表现认为,适宜6∶6间作模式的玉米品种为吉单558。     

等带宽间作模式下不同玉米花生行比对花生光合特性和系统产量的影响

【目的】明确相同带宽条件下不同玉米花生种植行比对花生光合特性和系统产量的影响,为构建适宜行比的玉米花生带状间作模式提供理论参考和技术支持。【方法】以玉米花生带状间作系统为对象,设置玉米单作,花生单作,玉米花生间作(3.6 m的总带宽,行比分别为2∶6、4∶4、6∶2),研究不同行比对间作花生干物质积累、叶面积指数、叶片光合参数、产量构成和玉米花生系统产量的影响。【结果】3种间作模式的干物质量和叶面积指数均小于单作,其中2∶6种植模式在花生生育后期的叶面积指数较4∶4和6∶2分别提高30.07%和44.19%,等带宽间作体系下相对较少的玉米行比可以增加间作花生的叶绿素含量和光合速率,保持花生叶片较高的光合能力,从而获得产量优势。间作显著降低了玉米的穗数、穗粒数和百粒重以及花生的单株饱果数和百果重,系统产量以2行玉米6行花生的种植模式最高,为13 749.9 kg/hm²,3种间作模式的土地当量比均大于1,且综合产量均显著高于单作玉米和单作花生。【结论】在玉米花生等带宽间作模式下,花生行比的增加缓解了玉米的荫蔽效应,改善了花生的光合能力,同时提高土地利用率,实现稳粮增...     

不同玉米花生间作模式对饱果期花生冠层微环境及光合特性的影响

试验于2019、2020年设置玉米单作、花生单作、玉米花生不同行比间作共6种种植模式,研究不同间作模式对饱果期花生冠层微环境、光合特性及土地当量比的影响。结果表明:与单作花生相比,玉米花生间作显著增加花生饱果期的冠层透光率,其中玉米‖花生2∶4模式的透光率最高;间作显著降低花生冠层温度和CO_2浓度,其中玉米‖花生3∶4模式的最低,玉米‖花生2∶6模式的最高。玉米花生间作显著降低花生功能叶的叶绿素含量和净光合速率,其中玉米‖花生2∶6模式的最高。玉米‖花生2∶4模式、3∶4模式的土地当量比两年均低于1,系统无间作优势;玉米‖花生2∶6模式、3∶6模式的土地当量比均大于1,2019年分别为1.09、1.11,2020年分别为1.11、1.12,表现出明显的间作优势。本试验条件下,玉米‖花生3∶6模式是一种较为理想的玉米花生间作模式,有助于稳粮增油生产。     

玉米与花生间作的根际互惠方式及其机制

采用两种间作比例(3∶8和3∶12)和3种种间根系间隔方式(无隔、网隔、全隔)双因素随机试验设计,运用生态位理论与方法,对玉米和花生复合群体的产量、系统生产力(SPI)及根际生态位效益进行分析.结果表明,玉米和花生以3∶8和3∶12间作在无隔和网隔处理下的土地当量比(LER)均大于1,且3∶8间作在无隔和网隔处理下的SPI显著高于3∶12间作的相应处理和单作对照.在相同间作比例下,全隔处理的实际产量损失指数(AYL)、区域时间等价率(ATER)和农田利用效率(LUE)均明显低于无隔和网隔处理.在单作环境下,作物群体占据的营养生态位宽度最窄(B_m=0.078 5,B_p=0.089 3),重叠度最高(O_(mp)=0.995 6);3∶8间作的营养生态位宽度和重叠度的变化幅度大于3∶12间作.此外,3∶8间作的玉米和花生土壤生境生态位适宜度均比3∶12间作高,单作最低;3∶8和3∶12间作在无隔处理下的根系生态位指数显著高于单作、全隔和网隔处理.     

都市近郊中低产田鲜食玉米/花生间作模式研究

于都市近郊中低产田对鲜食玉米/花生3∶4行比间作种植模式与其单作对比进行了研究。结果表明:鲜食玉米/花生3∶4行比常规间作模式最佳,玉米/花育28间作与玉米单作相比,每公顷增收2 976.0元,与花生单作覆膜相比,每公顷增收11 916.0元,经济效益十分显著。该模式玉米单株产量水平明显高于单作,且鲜食玉米较花生提前一个月收获,使得花生后期生长无玉米遮荫影响且具边行优势,可缩减间作与单作花生单株产量水平的差距(常规间作的小花生单株鲜果重高于单作不覆膜),从而大幅度提高玉米花生间作体系的综合经济效益。     

不同玉米花生间作模式对系统产量及土地当量比的影响

为进一步明确以稳定玉米产量为目的的不同玉米花生间作模式对间作体系产量、产量构成和土地利用效率的影响,于2013-2014年连续两年通过设置玉米单作、花生单作、玉米花生带状复合种植(行比分别为2∶3、2∶4、3∶3、3∶4)6种种植模式,研究不同间作模式对玉米、花生产量及其产量构成因素、土地当量比的影响。结果表明:间作玉米净面积上产量随净面积上穗数的增加而显著增加,穗粒数和百粒重则呈下降趋势;玉米花生2∶4模式净面积上玉米公顷穗数和产量最高,其间作花生产量最高,是该试验条件下最有利于花生产量提高的一种间作模式;各间作模式土地当量比均大于1,表现出明显的产量优势;玉米花生3∶4模式系统产量最高,2013、2014年分别达到8 367.0、10 432.5 kg/hm2,均高于同年玉米单作对照和其它间作模式系统产量,其间作玉米、花生产量较高,获得最大土地当量比和系统产量,土地利用效率提高15%、21%,是一种较为理想的稳粮增油的种植方式。     

玉米花生高效间作模式及适宜花生品种筛选研究(英文)

[目的]探索适宜云贵高原的玉米花生最佳间作模式并筛选适合该模式的花生品种。[方法]通过随机区组设计,设置6种种植方式,成熟期收获测产,测量数据采用Excel和DPS数据统计分析软件进行分析。[结果]玉米花生间作体系较单作相比,具有明显的间作优势,土地当量比(LER)均大于1。玉米与云花生3号在2﹕2间作模式下LER为1.40,复合产量达到9 036 kg/hm2,玉米与云花生3号在2﹕2间作模式下玉米籽粒、鲜花生荚果及与干花生荚果净产值,分别比玉米单作增加182.63%、140.59%。云花生3号在单作及间作模式下较砚山当地常规种植花生品种相比,其产值分别比砚山当地常规种植花生品种最高可增加5 069、3 272 yuan/hm2。[结论]云贵高原玉米花生间作采用2﹕2间作模式,间作花生品种采用云花生3号,具有最高间作产量及经济效益优势,能最大限度提高土地利用率。     

不同配置对辽西玉米‖花生间作系统氮素吸收利用的影响

【目的】通过研究不同配置条件下玉米‖花生间作系统地上部氮含量和吸收量,结合间作系统花生结瘤固氮和土壤有效氮分布,明确不同配置下玉米‖花生间作体系对氮素的吸收利用特征,为玉米‖花生间作氮高效利用模式的区域筛选提供依据。【方法】本试验于2015—2016年在国家农业环境阜新观测实验站进行,设置玉米单作（M）、花生单作（P）、2行玉米4行花生间作（M2P4）和4行玉米4行花生间作（M4P4）模式,玉米单作及每种间作模式下设3种不同玉米种植密度（6、9和12株/m²）,共10个处理,分析不同配置（行比和密度）玉米‖花生间作系统氮素吸收利用特征和优势。【结果】与单作相比,间作玉米和花生植株氮浓度变化并不明显,受作物占地比例影响,间作模式下玉米和花生的产量、氮产量均低于相应单作,且氮产量与间作生物产量表现相一致。玉米‖花生间作可以显著提高系统氮的吸收利用（氮吸收当量比NER>1）,且主要归因于玉米的养分吸收优势（pNER_m为0.63—0.80）。随着玉米行比和密度的增加NER也随之增大,其中M4P4模式（NER 1.06—1.22）的氮吸收要显著高于M2P4模式（NER 1.0—1.06）。在玉米‖花生间作系统中,玉米比花生更有竞争力（A_mp>0）,且竞争吸收氮养分能力也更强（CR_mp>1）,M4P4行比以及玉米增密有助于增强玉米对氮营养的竞争,增加系统氮养分吸收优势（△NU>0）以及间作养分对产量的贡献（C）。与玉米间作可促进花生结瘤固氮,M4P4行比配置下花生根瘤数量、单株根瘤重量和单个瘤重均高于M2P4配置,且以中、低密度处理为优。间作系统中土壤有效氮含量（N_min）表现为花生条带土壤N_min高于玉米条带,且单作花生土壤N_min高于间作花生,而单作玉米土壤N_min低于间作玉米。【结论】玉米‖花生间作可显著提高系统氮的吸收利用,其中玉米对系统氮吸收的贡献较大,适度增加玉米行比和密度有助于增加系统氮素吸收当量比、增强玉米对氮营养的竞争以及间作养分对产量的贡献。综合分析认为,本研究中M4P4-6和M4P4-8为玉米‖花生间作较佳配置,玉米花生种间互作对间作系统干物质量和花生生物固氮的促进,以及玉米在吸收氮养分上的强竞争能力是玉米‖花生间作具有氮素吸收利用优势的重要原因。