轮作和连作对大豆农艺性状及产量的影响

近几年,作物轮作现象严重,为研究连作、轮作对玉米和大豆农艺性状及产量的影响,2009—2014年进行长期定位试验。结果表明,玉米和大豆不同年限轮作后,对玉米的株高影响不显著,而对大豆的株高影响非常显著;玉米开花期和成熟期干物质量、单株粒重、单位面积产量均为T3(豆-豆-玉)最大,大豆开花期和成熟期干物质量、单株粒重、单位面积产量均为T2(豆-玉)最大;玉米单位面积产量T3(豆-豆-玉)达10 954.82kg/hm~2,较T1(玉米连作)增产27.37%,大豆单位面积产量T2(豆-玉)达2128.46 kg/hm~2,较T9(大豆连作)增产26.89%,可见,玉米和大豆不同年限轮作可有效提高2种作物的产量。     

玉米-大豆轮作体系下连续4年增施有机肥对玉米产量和子粒品质的影响

利用典型黑土区玉米-大豆轮作定位试验,设5个处理,即不施肥(NoF)、玉米连作正常施用化肥(LZ)、玉米-大豆轮作正常施用化肥(CF)、玉米-大豆轮作正常施用化肥+15 000 kg/hm²有机肥(CF+15T)和玉米-大豆轮作正常施用化肥+30 000 kg/hm²有机肥(CF+30T),研究连续4年增施有机肥后对玉米产量及构成要素和子粒中蛋白质、氨基酸、可溶性糖、淀粉、矿质营养元素含量的影响。结果表明,同CF处理相比,LZ处理玉米产量比CF处理降低15%,连续4年增施有机肥后玉米产量呈增加趋势,CF+15T处理和CF+30T处理玉米产量比CF处理高8.8%和13%。单施化肥处理下连作与轮作玉米子粒品质指标差异不大,轮作处理后连续4年增施有机肥处理的玉米子粒中游离氨基酸、可溶性糖和淀粉含量随着施用有机肥的量增加而增加,对玉米子粒蛋白质含量影响不大。同LZ和CF处理相比,连续4年增施有机肥显著提高玉米子粒中K、Na、Mg和P含量,Ca、Mn、Fe和Zn含量无显著变化。因此,黑土区玉米连作减产,对品质影响不大。玉米-大豆轮作制度下连续4年增施1...     

不同作物茬口与施肥对连作大豆产量的影响

采用2因素有重复完全随机试验,研究苜蓿、玉米和大豆3种茬口与施肥对连作大豆产量的影响.3 a的试验结果表明:苜蓿茬口上连作3 a的大豆产量都显著或极显著高于玉米和大豆茬口上相应连作年份的大豆产量;不同年份,施肥对不同作物茬口上连作大豆的产量影响效果不同;在每公顷施二铵180 kg、尿素45 kg、氯化钾45 kg(C2)肥量以下时,各茬口连作大豆产量与相应茬口不施肥处理连作大豆产量间差异不显著;即使苜蓿茬口上不施肥,其连作1、2、3 a大豆产量也高于所有玉米茬与施肥水平组合的对应年份连作大豆产量,而全部显著或极显著高于大豆茬与各施肥水平组合的对应年份连作的大豆产量.苜蓿茬上施大豆专用复合肥375 kg·hm-2组合处理大豆产量最高(2911.5 kg·hm-2),显著或极显著的比其它21个组合增产0.57%～54.42%.可见在连作大豆情况下,相对玉米和大豆茬而言,苜蓿茬起到了增产、增效、环境友好型和降低施肥成本的作用.     

不同作物茬口对连作大豆产量及农艺性状的影响

为利用轮作换茬措施缓解连作大豆的危害和产量损失,研究了苜蓿、玉米和大豆3种作物茬口对连作大豆产量和农艺性状的影响.结果表明:苜蓿茬3年连作大豆比玉米茬3年连作大豆增产10.4%,比4年连作大豆极显著增产26.7%;玉米茬3年连作大豆比4年连作大豆显著增产14.7%.与4年连作大豆相比,苜蓿茬和玉米茬连作3年大豆的株高分别增加16.6 cm和14.7 cm、单株粒重分别增加7.0 g和3.7 g,差异均达极显著;苜蓿茬和玉米茬处理间的株高、单株粒重差异不显著.4年连作大豆的病粒率分别比苜蓿茬和玉米茬3年连作大豆的病粒率高4.54%和6.74%,差异达显著和极显著;苜蓿茬、玉米茬处理间的病粒率差异不显著.三个茬口处理之间大豆虫食粒率差异不显著.可见,对于连作大豆,苜蓿茬口优于玉米茬口和大豆茬口.     

不同轮作系统中作物根渗出物对大豆种子萌发的化感作用

为明确不同作物根渗出物对大豆种子的化感作用,用滤纸法研究了6种轮作系统中5种作物根渗出物对大豆种子发芽及芽生长的影响.结果表明:大豆种子在大豆连作(S…SS) 12年区土壤中种植后,在其根渗出物中大豆种子的发芽率为63.3％,与玉米-大豆-玉米(CSC)轮作区相比(发芽率96.7％),对大豆种子萌发有明显的抑制作用.在小麦-大豆-小 麦(WSW)、大豆-小 麦-玉米(SWC)和玉米-大豆-玉米(CSC)轮作区种植甜菜后,与相应轮作系统中种植其它作物相比,大豆种子在甜菜根渗出物中的发芽率和发芽势几乎最低,且在所有供试轮作系统中种植甜菜后均不利于下茬大豆种子发芽后的芽生长;而在所有轮作系统中种植亚麻后,其根渗出物更好地促进了下茬大豆种子发芽,且芽长势良好.玉米除了在小麦-大豆-小 麦(WSW)轮作区外,在其它轮作系统中种植后对大豆种子发芽影响不大.在玉米-大豆-玉米(CSC)、大豆-小麦-大豆(SWS)和裸地(Nudation)中小麦根渗出物利于大豆种子发芽和芽生长.总之,同一作物在不同轮作系统中种植或不同作物在同一轮作系统种植后,作物的根渗出物对大豆种子发芽和芽生长的影响有显著差异.     

黑土区不同轮作系统大豆根际镰孢菌种群结构和数量

对中国科学院海伦农业生态试验站长期定位区大豆连作17年、小麦-玉米-大豆轮作、玉米-大豆迎茬和大豆连作2年,分别取分枝期、花期和鼓粒期的大豆根际土壤,采用土粒平板法进行镰孢菌分离,探讨大豆连作对镰孢菌种群结构和数量的影响.根据形态学特征鉴定出6种镰孢菌,即锐顶镰孢(F.acuminatum Ellis ＆ Everhart)、黄色镰孢(F.culmorum(W.G.Smith)Saee.)、木贼镰孢(F.equiseti(CoMa)Saec.)、禾谷镰孢(F. graminearum Schwabe)、尖孢镰孢(F. oxysporum Schleeht.)和腐皮镰孢(F. solani(Mart.)Sacc.).在不同生育期及不同轮作系统大豆根际土壤中尖孢镰孢(F. oxysporum)数量较高,与其它种类相比差异显著(P＜0.05),是大豆根际土壤中的优势菌.不同轮作系统大豆根际土壤以尖孢镰孢数量平均值最高,其次为腐皮镰孢;不同轮作系统镰孢菌总量动态变化一致,花期轮作镰孢菌数量最高为1.54 x 104个·-1干土,与大豆连作17年相比差异明显.在3个生育期大豆连作17年尖孢镰孢数量均略低于轮作.     

大豆轮作与连作对黑钙土酶活性和动力学特性的影响

大豆连作减产是制约大豆单产提高的重要因素,拟通过对大豆连作、大豆-玉米轮作和大豆-高粱轮作制度下土壤酶活性及酶动力学特性的研究,阐明大豆轮作与连作对土壤生物学质量的影响.测定了与土壤碳、氮、磷、硫转化有关的9种酶的酶活性(a-半乳糖苷酶、B-半乳糖苷酶、a-葡糖苷酶、β-葡糖苷酶、脲酶、蛋白酶、磷酸单酯酶、磷酸二酯酶、芳基硫酸酯酶),以及β-葡糖苷酶、脲酶、蛋白酶、磷酸单酯酶、磷酸二酯酶和芳基硫酸酯酶的动力学参数.结果发现:大豆.玉米轮作全硫量降低幅度最大;大豆-玉米轮作制度下土壤β.半乳糖苷酶、β-葡糖苷酶和蛋白酶的活性与大豆连作相比有显著提高.大豆-高粱轮作制度下除β-半乳糖苷酶活性显著低于大豆连作外,其.它均与连作方式无显著差异.大豆-玉米轮作制度显著降低了β-葡糖苷酶和磷酸二酯酶的Km值,显著提高蛋白酶、磷酸单酯酶和芳基硫酸酯酶的Vmax值,以及磷酸单酯酶和磷酸二酯酶的Vmax/Km值.大豆-高粱轮作制度可以显著降低土壤脲酶的Km值,显著提高脲酶和芳基硫酸酯酶的Vmax/Km值.3种种植制度下,大豆-玉米轮作制度对酶活性的提高作用较大.     

不同耕作方式对大豆胞囊线虫群体数量的影响

研究四种耕作方式(连作、轮作、水田改旱作和撂荒)对大豆苗期胞囊线虫群体数量的影响.研究结果表明,在黑龙江和辽宁两省,连作使大豆田土壤中胞囊数量显著增加,撂荒使大豆田土壤中胞囊积累数量最少,其次是水改旱和轮作.连作可促进大豆根上和根内胞囊线虫数量显著增加,随连作年限增加,根内胞囊线虫数量也显著增加.轮作条件下根上和根内大豆胞囊线虫的发生较连作少,但高于水改旱和撂荒,其中在3种轮作方式中玉米-玉米-大豆的轮作土壤中胞囊数量积累最少,根上和根内大豆胞囊线虫发生也较少.水改旱条件下,根上和根内大豆胞囊线虫的发生数量都很少.撂荒条件下,根上未发现胞囊线虫,而且根内胞囊线虫发生也很少.大豆种衣剂的施用在一定程度上能够抑制或干扰胞囊线虫的孵化与侵染.     

自然侵染土壤中玉米大豆轮作对大豆猝死病发病程度及大豆胞囊线虫种群密度的影响

北美大豆猝死综合症病菌引起的大豆猝死症与大豆胞囊线虫病联合导致大豆严重减产。本研究的目的是确定玉米、大豆轮作对降低猝死症的有效性,若轮作有利于大豆根部健康,则可以改进病害防治措施。试验田设在印第安纳商业用地,2003—2006年期间为玉米—大豆轮作两次循环,但是没有提供玉米—大豆轮作与大豆连作的产量效益对比。轮作区叶片和根部猝死症的严重程度均不低于大豆连作区。在某一试验点,与轮作相比,大豆连作抑制了猝死症的发生,但是大豆胞囊线虫大量繁殖。在另一试验点,大豆连作抑制了大豆胞囊线虫的繁殖,但是所有处理中猝死症均受到了抑制。数据表明,土壤抑制能单独影响猝死症的重要病原体。因为大豆胞囊线虫能够增强猝死症的症状,因此大豆胞囊线虫的抑制也会减轻猝死症的发生程度。目前,由大豆+玉米构成的轮作系统易导致土传病害复合发生,因此,简单的玉米大豆轮作被认为不具有可持续性。虽然在此试验中大豆连作能抑制病害,但是由于试验以外的环境因素的影响,包括其他作物在内的轮作可能有利于提高大豆玉米生产系统的可持续性。     

高肥条件下轮作对玉米和大豆养分含量的影响

虽然轮作对土壤的矿物质形态,特别是N有显著的影响,但一些研究人员已证实轮作效应还有其它的原因。在Urbana,高量的石灰、N、P、K肥不能替代轮作,在与大豆轮作中玉米的产量比玉米单作增产10％。在Lancaster,N不受限制,8年玉米连作的平均产最比前一年玉米的平均产量低(Higgs等,