玉米/大豆间作条件下根瘤菌与氮肥互作对大豆产量和品质的影响

通过大豆与玉米间作,研究根瘤菌与氮肥互作对大豆产量和品质的影响。研究结果表明,合理运筹氮肥和大豆种子拌根瘤菌均可提高间作大豆产量、品质和效益;大豆种子拌根瘤菌还可增强玉米/大豆间作系统的互补促进效应,减少施氮量,增加复合系统总效益;大豆高产、优质、高效等不同指标对应的最大需氮量不同,在确定大豆最佳施氮量时应考虑施氮量与根瘤菌互作效应的影响。     

大豆响应荫蔽胁迫的形态及生理机制研究

在传统间套作基础上发展而来的"玉米-大豆带状复合种植"模式,能显著提高土地产出率,在不降低玉米的产出基础上净增加大豆产量,在中国西南地区得到了快速发展。但是,在该模式下,高位作物玉米对低位作物大豆形成荫蔽胁迫,限制了该模式的进一步推广。荫蔽胁迫下,红光/远红光比值(R:FR)下降,大豆的光能截获量显著减少,植株表现出下胚轴纤细、叶面积减小、叶柄细长、叶片变薄、易倒伏等典型的荫蔽胁迫表型,极大地限制了间套作大豆的产量和品质提升。因此,在生理和分子水平上研究大豆对荫蔽胁迫的响应机理,培育耐荫大豆品种,对指导间套作大豆生产具有理论和现实意义。本综述研究了农业生产中的荫蔽胁迫,荫蔽对间套作大豆农艺性状、光合作用及倒伏的影响,同时阐述了大豆响应荫蔽胁迫的生理及分子机制;并在此基础上,探讨了本领域未来的主要研究方向。     

间套作作物水分利用效率的研究综述

作物间套作是当今农业可持续发展的一个重要举措。特别是在干旱、半干旱地区,在水资源有限情况下,通过间套作作物间的竞争和互补作用,提高农田水分利用效率和产量,是间套作水分利用的一个难点。笔者通过文献综述,系统地分析了间套作水分利用的研究成果,间套作作物的水分利用效率的评估方法,以及研究的难点和发展方向等。分析结果可为实现农业用水高效化及农业的可持续发展提供理论依据。     

间套作作物的水分利用效率研究综述

作物间套作是当今农业可持续发展的一个重要举措。特别是在干旱、半干旱地区，在水资源有限情况下，通过间套作作物间的竞争和互补作用，提高农田水分利用效率和产量，是间套作水分利用的一个难点。笔者通过文献综述，系统地分析了间套作水分利用的研究成果，间套作作物的水分利用效率的评估方法，以及研究的难点和发展方向等。分析结果可为实现农业用水高效化及农业的可持续发展提供理论依据     

以玉米为主的作物间套作模式效果研究进展

简要归纳了国内外有关以玉米为主的作物间套作对作物养分吸收、光合作用、水分利用及土壤微生物和酶活性、田间杂草与病虫害、水土侵蚀、经济效益的影响研究结果,指出了研究以玉米为主的作物间套作模式对作物经济、环境综合效益的影响,以期获得适应特定区域兼具经济、环境效益双赢的间套作模式,展望了日后该间套作模式的关键研究点应以兼顾经济、环境效益为前提深入进行相关机理机制研究。     

小麦花生玉米不同间套作模式产量品质效益比较

研究了不同间套作模式对小麦花生玉米产量、品质、效益的影响，结果表明小麦、花生和玉米间套作提高了小麦、玉米的产量，花生的产量有所降低，而且玉米的品质得到很大的改善，而对花生的品质没有显著的影响。综合全年作物的产量、品质及经济效益，花生和玉米6：2的间作种植模式最好，说明小麦玉米花生间套作增产的关键在于田间带距和行比的合理搭配。     

集约栽培条件下间套作的光能利用理论发展及其应用

通过连续3年小麦、玉米带状间套作的试验,比较了作物在间套种植与单作种植时对光能利用的差异。结果表明:小麦玉米间套作复合群体LAI妻3的日数比单作小麦、玉米提高2.03倍和29.2%,叶-日积提高1.2倍和13.1%,截获的太阳辐射能高54.75%和2.32%,透光率高38.7%和26.4%。间套作的小麦、玉米的LAIs/LAI在生长盛期比单作小麦、玉     

间套作系统中作物的养分吸收利用与病虫害控制

合理的间作套种可以提高作物产量,减轻农作物病虫害的发生。间套作系统中关于作物养分吸收利用的特征,特别是在大量元素氮磷钾方面的研究、以及间套作系统中土壤养分的迁移变化特征及其对土壤肥力和培肥的影响前人已有大量的研究,本文综述的近年来的有关工作。同时阐述了矿质营养与病虫害发生的关系,并针对目前间套作系统中养分与病虫害关系研究的空白,提出今后的研究应加强间作系统中养分与病虫害控制方面的研究。     

氮肥对超级稻产量的影响及其生物学基础的研究进展

超级稻品种具有巨大的增产优势,充分发挥超级稻品种的增产潜力,对于保证中国的粮食安全和社会稳定具有十分重要的意义。氮素则是水稻产量的主要影响因素。合理的氮肥运筹可以实现超级稻最大库容量和最高产量,并降低施氮量、提高氮肥利用率。从施氮量和氮肥运筹等方面综述了氮肥对超级稻产量的影响,介绍了氮肥影响超级稻产量形成的生物学基础,讨论了超级稻高产与氮肥高效利用研究方面存在的问题和今后研究的重点。     

间套作玉米复合群体生理生态研究

80年代初,麦/玉/苕三茬多熟制就已成为四川盆地丘陵旱地的基本种植形式,对其研究频见报道,但对间套作增产机制,特别是对间套作复合群体生理生态的系统研究,目前还鲜见报道。因此,我们在重庆市作物所设置了不同规格,不同作物组合的间套作试验,其目的就是从复合群体生理生态的机理出发,弄清间套作增产的原理,为大面积生产应用提供理论依据。     

砂地小麦套作花生的产量优势及其与养分利用效率关系的研究

通过长期定位试验,研究了砂区小麦套作花生、小麦和花生接续种植两种种植方式的产量及施肥效应。结果表明小麦套作花生相对于二作物接续种植有明显的产量优势。4年平均增产分别为27.7%和14.3%,在不施化肥时,这种效应更为明显,但其与施用化肥的增产效应相比甚小。两种方式下,单施或配合施用氮磷化肥均有显著的增产效果,     

间作对旱地作物生长发育及生理生态影响的研究进展

为了选择长江流域旱地作物适宜的耕作方式,增加作物产量、改善品质以及获得更高的经济效益和促进旱地农业可持续发展。本研究归纳了国内外关于间作对旱地作物产量、品质、农艺性状、光合特性、养分吸收及生态环境影响等方面的研究情况。间作系统各作物的总产量（或收益）高于其任一单作系统;间作能显著改善作物的品质;间作能够使各作物在时空与水肥利用上具有互补性;间作群体在辐射截获和利用总效率上不低于其任一作物的单作群体;间作系统的土壤水分含量及利用率、土壤养分利用效率高于单作系统;间作的两种作物对养分吸收存在竞争与促进关系,可提高肥料利用效率,减少肥料损失率;间作系统能够集约利用光、温、水等自然资源。针对长江流域旱地作物间作存在的问题,提出了4条研究方向。     

大豆与烤烟不同套作年限对根际土壤微生物数量的影响

为克服烟田连作障碍、提高烤烟产量和质量,以大豆套作烤烟为种植模式,调查大豆与烤烟不同套作年限下根际土壤三大类群微生物和与氮代谢相关的功能性微生物群落的数量变化及其与烤烟主要土传病害的发生情况之间的相互关系。结果表明,烤烟-大豆带状套作显著增加作物根际土壤的细菌(B)、放线菌(A)数量、B/F和A/F值,减少真菌(F)数量;也提高与土壤氮素代谢相关的氨化细菌、硝酸细菌、亚硝酸细菌、自生固氮菌等功能性微生物数量;烟豆套作能降低烤烟主要土传病害的发生,其发生程度与烤烟根际土壤细菌及放线菌数量显著负相关,而与真菌数量极显著正相关。随着套作年限的延长,根际土壤的细菌(B)、放线菌(A)、B/F和A/F值以及氨化细菌、硝酸细菌、亚硝酸细菌、自生固氮菌等有益菌群数量大幅度增加,真菌(F)及反硝化细菌的数量显著减少,对烟草土传病害的相对防治效果明显提高,以上效应表现为烤烟-大豆带状套作3年(A3)烤烟-大豆带状套作2年(A2)烤烟-大豆带状套作1年(A1)。     

玉米–大豆带状套作行距配置对作物生物量、根系形态及产量的影响

空间配置是影响间作套种作物生长和产量构成的关键因素之一。本研究固定玉米–大豆套作带宽200 cm,玉米采用宽窄行种植,设置4个玉米窄行行距为20 cm(A1)、40 cm(A2)、60 cm(A3)和80 cm(A4)套作处理,2个玉米和大豆净作对照处理,研究行距配置对套作系统中玉米和大豆生物量、根系及产量的影响。结果表明,套作大豆冠层光合有效辐射和红光/远红光比值均低于净作,且随着玉米窄行的增加而降低。套作系统中大豆地上地下生物量、总根长、根表面积和根体积从第三节龄期(V3)到盛花期(R2)逐渐增加,但随着玉米窄行的增加而降低。套作玉米地上地下生物量从抽雄期到成熟期逐渐增加,根体积却逐渐降低,但这些参数随玉米窄行的变宽而增加。玉米和大豆在带状套作系统中产量均低于净作,且随玉米窄行的变宽,玉米产量逐渐增加,2012和2013两年最大值平均为6181 kg hm–2,而大豆产量逐渐降低,两年最大值平均为1434 kg hm–2,产量变化与有效株数和粒数变化密切相关。此外,玉米–大豆带状套作群体土地当量比(LER)大于1.3,最大值出现在A2处理,分别为1.59(2012年)和1.61(2013年),且最大经济收益也出现在A2处理(2年每公顷平均收益为1.93万元)。因此,合理的行距配置对玉米–大豆带状套作系统中作物的生长、产量构成和群体效益具有重要的作用。     

黄淮海平原南部不同种植体系周年气候资源分配与利用特征研究

探明不同种植体系周年产量、气候资源分配及其利用效率特征,建立周年气候资源优化配置的定量指标,为进一步提升黄淮海区域周年产量潜力和资源利用效率提供理论依据。本研究利用2011—2015年河南新乡定位试验数据,定量分析了冬小麦–夏玉米、冬小麦–夏大豆、双季玉米和一季春玉米4个种植体系产量、生物量、干物质产能、光温资源分配及其利用效率。结果表明,冬小麦–夏玉米和双季玉米体系4年产量、生物量和干物质产能差异均不显著,但显著高于冬小麦–夏大豆和一季春玉米体系,平均增幅分别为45.4%～61.5%、37.3%～71.3%和35.7%～70.7%;双季玉米和一季春玉米体系周年辐射生产效率、籽粒及总生物量光能利用效率均显著高于冬小麦–夏玉米和冬小麦–夏大豆体系,其中周年辐射生产效率平均增幅为11.8%～66.7%,籽粒及总生物量光能利用效率分别提高0.13～0.42和0.18～0.69百分点。进一步分析周年气候资源分配特征,冬小麦–夏玉米体系两季积温分配率分别为45.6%和54.4%,积温比值为0.8,双季玉米两季积温分配率为51.4%和48.6%,积温比值为1.1。综合分析产量和资源利用效率,冬小麦–夏玉米和双季玉米种植体系可作为黄淮海区种植模式优化布局和农业生产可持续发展的重要支撑,而明确主要种植体系积温分配率和积温比值等定量指标可为进一步优化周年气候资源配置,挖掘黄淮海两熟区周年产量潜力和资源利用效率提供重要参考。     

小麦/玉米/大豆和小麦/玉米/甘薯套作对根际土壤细菌群落多样性及植株氮素吸收的影响

为探讨小麦/玉米/大豆和小麦/玉米/甘薯套作体系中根际细菌群落多样性与作物氮素高效吸收的差异特性及二者间的关系,应用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术研究了小麦–大豆(A1)、小麦–甘薯(A2)、玉米(A3)、小麦/玉米/大豆(A4)和小麦/玉米/甘薯(A5)5种种植模式的根际细菌群落多样性。结果表明,与A1、A2、A3及A5相比,A4套作提高了各作物在开花期(或吐丝期)与成熟期的籽粒吸氮量、地上部总吸氮量和Shannon-Weiner index多样性指数(H′)。处理间的吸氮量与H′的变化规律为套作>单作、大豆茬口>甘薯茬口,以A4处理最高。不同种植模式下DGGE图谱条带的数量及亮度有较大区别,且有几条特征性条带发生了明显变化。不同种植模式间的细菌群落结构相似性较低,群落相似度系数(Cs)表现为套作与套作间>套作与单作间;A4与A5间的Cs相对较小,二者间的细菌群落结构差异较大。A4模式有利于提高根际细菌群落多样性,增强植株对氮素的吸收能力。     

氮肥后移对玉米间作豌豆耗水特性的调控效应

针对水资源不足严重制约干旱灌区间作发展,间作中以氮调水理论研究的薄弱,生产实践中缺乏氮肥运筹同步提高间作产量和水分利用效率的措施等问题。2012-2013年,以河西走廊规模化应用的玉米间作豌豆为研究对象,在总施氮量相同且基肥和孕穗肥分别占10%和50%条件下,设氮肥后移30% (N₁,拔节肥0+花粒肥40%)、氮肥后移15% (N₂,拔节肥15%+花粒肥25%)、传统制度(N₃,拔节肥30%+花粒肥10%) 3个施氮处理,探讨氮肥后移对间作产量和水分利用效率(WUE)的影响,以期为禾豆间作优化施氮制度、提高产量和水分利用效率提供理论依据。结果表明,氮肥后移对玉米间作豌豆总耗水量(ET)影响不显著,但降低了棵间蒸发量(E)和棵间蒸发量占总耗水量的比例(E/ET);与传统施氮处理相比,氮肥后移15%使玉米间作豌豆的E和E/ET降低6%和4%,氮肥后移30%使玉米间作豌豆的E和E/ET均降低2%。在间作系统中,豌豆带、玉米带的棵间蒸发量分别为329 mm、232 mm,表明豌豆带的无效耗水显著高于玉米带。氮肥后移15%间作的混合籽粒产量、WUE较传统施氮间作分别高出6%、5%,氮肥后移30%间作混合籽粒产量、WUE较传统施氮间作分别提高3%、2%。因此,玉米间作豌豆结合氮肥后移15%,即豌豆开花结荚期(玉米拔节期)追施氮肥67.5 kg hm^-2、玉米大喇叭口期追施氮肥225 kg hm^-2、玉米花后15 d追施氮肥112.5 kg hm^-2,可作为绿洲灌区玉米间作豌豆增产和提高WUE的农艺措施之一。     

江淮下游不同播期对稻–麦周年作物产量、品质及温光资源利用的影响

对江淮下游稻麦两熟高产优质种植模式周年气候资源分配和利用特征的探究,可以为当地机插水稻–小麦周年产量和气候资源利用效率的提高提供一定的理论依据。在泰州兴化市,水稻季以迟熟中粳南粳9108和中熟中粳连粳11为材料,设置5月22日(R-Ⅰ)、5月29日(R-Ⅱ)和6月5日(R-Ⅲ) 3个播期,小麦季以冬小麦宁麦13为材料,设置11月5日(W-Ⅰ)、11月15日(W-Ⅱ)和11月25日(W-Ⅲ) 3个播期,分析了不同播期下机插水稻–小麦周年高产优质形成与稻季、麦季资源分配特征。结果表明,水稻季,随着播期推迟,迟熟中粳南粳9108产量、温光资源量及其生产效率均显著下降,中熟中粳连粳11温光资源量呈下降趋势,但产量及温光利用率呈先升后降趋势,各播期迟熟中粳产量均高于中熟中粳。小麦季,产量、温光资源量及其生产效率均随播期推迟有不同程度降低。从周年生产看,周年稻麦产量随两季作物播期的推迟显著降低,其中迟熟中粳南粳9108播期R-Ⅰ与小麦播期W-Ⅰ组合在所有处理中产量最高。水稻产量占周年产量比例最高为62.99%,最低为55.86%。两季间积温分配率水稻季最高为68.38%,小麦季最高为34.14%。季节间辐射量分配率水稻季平均为51.7%,小麦季平均为48.3%。周年积温生产效率和光能生产效率随着稻麦播期推迟,呈下降趋势,播期越迟减少越显著。品质方面,迟熟中粳南粳9108的加工品质均随着播期推迟变劣而外观品质变优,中熟中粳连粳11加工品质变优而外观品质变劣。两品种蒸煮食味品质及营养品质(除中熟中粳连粳11食味值外)均随播期推迟变劣。小麦的湿面筋含量和蛋白质含量均随播期推迟而减少。通过优化稻麦播栽期,选用适宜生育期水稻品种,可提高周年产量和光温资源生产效率,是提升江淮下游机插水稻–冬小麦模式生产力的有效技术途径。     

河套灌区向日葵间作白花草木樨产量优势研究

对向日葵与白花草木樨的三种间作方式进行了农田生态学方面的研究,以探讨间作方式的产量优势及可行性.结果表明,向日葵间作白花草木樨群体层次中,光和叶面积的分布皆呈补偿性,消光系数低于单作.系统中小气候得到改善,土壤氮素呈良性循环,土壤盐分下降,总产值提高.