氮磷钾平衡施用对大葱产量、养分吸收及利用的影响

探求大葱科学施肥技术,明确氮、磷、钾肥料对大葱产量的影响,分析大葱对氮、磷、钾养分的吸收规律和肥料利用效率。试验以章丘大葱品种大梧桐为试材,在山东章丘4个多年大葱栽培试验点进行大田试验,共设置6个处理,分别为:优化施肥(OPT)、减氮(OPT-N)、减磷(OPT-P)、减钾(OPT-K)、有机肥(OPT+OM)和农民习惯施肥(FP)。结果表明,大葱优化施肥施肥量较农民习惯施肥量氮、磷、钾肥分别降低13.3%、24.4%和17.5%;大葱产量与农民习惯无显著差异,大葱施氮可增产22.2%,施磷可增产10.7%,施钾可增产17.5%;植株氮、磷、钾养分积累量较农民习惯均有提高,其中钾素积累量显著提高17.7%;氮、磷、钾肥料利用率分别为23.5%、13.4%和29.6%,氮、磷、钾农学效率分别为53.8、57.1和44.1 kg·kg-1,氮、磷、钾肥偏生产力分别为272.0、527.2和268.8 kg·kg~(-1)。基于土壤养分和目标产量的大葱平衡施肥可优化氮磷钾配比,提高施肥产投比,促进养分吸收,其中在平衡施用氮磷钾化肥的基础上减氮30%增施有机肥处理在山东省章丘大葱主产区也具有良好应用效果,可作为大葱推荐施肥方法推广应用。     

春小麦大豆间作条件下作物养分吸收积累动态的研究

采用田间小区试验和微区根系分隔试验,通过间作与相应单作养分吸收动态的比较,阐明了小麦大豆间作中养分吸收的种间竞争作用和促进作用。结果表明,小麦具有更强的养分竞争能力,在两作物共生的８０多天中,间作小麦的吸氮量、吸磷量始终高于单作小麦,是其获得高产的基础。虽然间作大豆在前期养分吸收缓慢,在两作物共生期的氮磷钾吸收量均显著地低于单作大豆,但小麦收获后有明显的恢复。种间根系分隔试验结果表明,小麦大豆根系间不分隔时,小麦的吸氮量和吸磷量有明显的边行优势;用塑料膜分隔时,边行优势消失;但用尼龙网分隔时,小麦吸磷量表现出一定的边行优势,是大豆根际效应所致。     

小麦大豆间作条件下作物养分吸收利用对间作优势的贡献

采用田间小区试验和田间微区根系分隔试验 ,通过间作与相应单作成熟期氮磷钾养分吸收量和利用效率 (单位养分吸收量所能生产的干物质量 )的比较研究了小麦大豆间作中养分吸收和利用效率的变化。结果表明 ,间作作物氮、磷、钾养分吸收总量分别高出相应单作 24%～39% ,6%～27%和24%～64% ;而间作氮、磷和钾的利用效率分别比单作低5%～20%、5%～7%和 6%～32%。间作优势主要表现在养分吸收量的增加。间作大豆养分收获指数的提高使间作子粒产量优势比生物学产量优势更明显。种间根系分隔微区试验表明 ,间作作物养分利用效率的降低与两作物根系相互作用有关     

氮磷钾配比对木薯养分吸收动态及产量影响

【目的】木薯是重要的粮食作物,也是优质的淀粉工业原材料,被认为是非粮生物质能源的最合适原料。氮、 磷、 钾含量水平显著影响木薯产量,但有关木薯养分阶段性累积特征及其对生物量和产量形成影响的相关研究仍较少。本文比较了不同肥料配比情况下,木薯生物量, 氮、 磷、 钾累积量变化趋势,探讨了不同生育期氮、 磷、 钾含量及累积量的重要性及施肥对其影响。【方法】以我国主栽木薯品种华南205为材料,2009年在广东省郁南县丘陵坡地开展田间施肥试验,共设CK、 NP、 NK、 PK、 NPK 5个施肥处理。于苗期、 块根形成期、 块根生长早期、 块根快速膨大期和成熟期调查生物量和氮、 磷、 钾含量,得出氮、 磷、 钾累积动态。以各时期氮、 磷、 钾含量及累积量作为原始变量进行主成分分析,判断各时期氮、 磷、 钾含量及累积量的重要性,并分析不同肥料配比对各时期氮、 磷、 钾含量及累积量的影响。【结果】华南205的生物量累积动态呈S型曲线, 生物量在苗期较小,进入块根形成期后快速提高,当进入成熟期后增长逐渐减缓。氮肥对生物量影响最大,其次是钾肥,磷肥的影响最小。木薯氮含量的变幅为3.99%~0.93%, 磷含量为0.82%~0.26%, 钾含量为1.39%~0.89%。氮、 磷、 钾含量均在苗期最高,且随着生育期的推进不断降低,尤以氮含量降幅最大。不同氮、 磷、 钾肥料配比显著影响木薯的氮、 磷、 钾含量。PK处理的氮含量较NPK处理降低了32.96%,NK处理的磷含量较NPK处理降低了16.21%,NP处理的钾含量较NPK处理降低了50.37%。氮、 磷、 钾累积量与产量显著相关。主成分分析表明木薯整个生育期的营养状况与块根形成期的氮含量、 苗期的钾含量及块根生长阶段的磷含量相关性最大。氮、 磷、 钾的吸收累积量随着木薯生长不断提高,其中块根形成期、 块根生长早期、 块根快速膨大期的氮累积量较大,块根形成期、 块根快速膨大期的磷累积量较大,块根生长早期、 块根快速膨大期、 成熟期的钾累积量较大。主成分分析表明块根快速膨大期的氮、 磷、 钾累积量对整个生育期养分累积影响显著,同时,苗期及块根生长早期的氮、 钾累积量对养分累积总量影响也较大。【结论】木薯氮、 磷、 钾含量随着植株生长不断下降,而累积量却不断提高。不同氮、 磷、 钾肥料配比显著影响木薯的氮磷钾含量及累积量、 物质累积及产量形成,其中氮肥的影响最大,其次是钾肥,磷肥的影响最小。综合分析表明,苗期、 块根形成期、 块根生长早期为氮、 磷肥的最佳施用时期,块根形成期、 块根生长早期及块根快速膨大期为钾肥的补充阶段。     

不同施肥条件下夏季辣椒的生长发育与养分吸收规律研究

通过田间小区试验,研究了辣椒的养分吸收规律和土壤速效养分的动态变化规律,旨在为洞庭湖区实施精确施肥、优化施肥结构以及蔬菜基地养分的系统调控提供科学依据。结果表明:有机无机肥配合施用处理较当地习惯施肥处理和纯化肥处理对氮、磷、钾养分的吸收量和利用率高。蔬菜生育期间,土壤有效氮、磷、钾含量均处于动态变化之中,总的来看,蔬菜专用肥处理土壤有效氮、磷、钾含量较高。根据辣椒对肥料养分的利用率和土壤养分状况及有效性,初步提出了增施有机肥、钾肥的优化施肥结构模式,以保证辣椒的丰产优质。     

不同养分配比对高粱根系生长及养分吸收的影响

为探明高粱养分吸收和根系生长对氮、磷、钾胁迫的响应,通过长期定位试验,在高粱/玉米轮作条件下研究了不同养分配比NPK、PK、NK、NP、CK对高粱根系生长及养分吸收的影响。结果表明:与NPK相比,长期不施氮肥(PK)条件下高粱总根长增加18.29%,总根体积降低26.52%,且根系主要分布在0~10 cm土层,直径小于0.5 mm细根所占比例显著增加。不施磷肥(NK)显著抑制了高粱根系生长,总根长、总根表面积和总根体积分别降低24.03%、27.48%和41.29%。不施钾肥(NP)对细根生长有明显抑制作用。不施氮、磷、钾均降低高粱对相应养分的吸收和累积,不施氮促进了营养器官中氮和钾素向籽粒转运,不施磷或钾肥抑制了氮、磷及钾的转运。高粱对养分的吸收、积累和转运与根系形态有关,不同养分积累与运转与根系形态关系表现不尽相同:氮素、钾素积累和转运与根系形态具有较好的相关性,氮素的积累和转运与植株生物量和产量的相关性大于磷素和钾素。综上,高粱根系形态及养分吸收对氮、磷及钾胁迫响应不同,该研究可为不同养分瘠薄地高粱高效栽培提供理论依据。     

红芸豆养分限制因子及养分吸收、积累和分配特征研究

研究红芸豆养分限制因子、植株干物质和氮、磷、钾养分积累及分配规律,可为红芸豆合理施肥及高产栽培提供理论依据。大田试验条件下,以‘英国红’红芸豆为试材,设置缺素试验,采集全施肥区植株样品,分析研究红芸豆不同生育时期各器官干物质量、养分含量及积累量。结果显示,氮磷钾配合全施显著提高红芸豆产量;缺氮、缺磷、缺钾处理与全施肥处理相比,产量分别降低14.2%、8.0%和11.3%,表明影响红芸豆产量的限制因子为氮钾磷。在整个生育期,红芸豆干物质累积速率先升高后降低;根、茎、荚皮和豆粒干物质累积量呈上升趋势,叶干物质在收获期有下降趋势,收获时不同部位干物质量为豆粒茎≈荚皮叶片根。随生育期推进,茎、叶和荚皮中氮含量呈递减趋势,豆粒中氮含量呈递增趋势,而各器官磷、钾含量呈递减趋势。盛花期到结荚期是养分累积最大期,其氮、磷、钾吸收量分别占整个生育期吸收总量的28.14%、49.22%和56.20%;不同器官吸收累积氮、磷、钾量不同,成熟期豆粒、叶、茎和根中均为累积氮最多、钾次之、磷最少,荚皮中累积钾最多、氮次之、磷最少。每生产100 kg红芸豆需供给N 4.37 kg、P2O5 2.38 kg、K2O 3.53 kg,比例为1∶0.54∶0.81。     

施肥方式对春玉米||蔬菜条带间作边行效应的影响

粮菜条带间作系统中作物的种间相互作用主要集中在条带的边行区域,加强粮菜条带间作系统的中间行与边行区域的作物地上部、地下部生长差异的研究,对深化条带间作的认识及构建可持续的条带间作系统具有重要的意义。通过在粮菜条带间作体系的蔬菜条带中设置单施化肥和有机无机配施两种施肥方式,对春玉米||(矮生菜豆?秋白菜)的条带间作系统中边行、次边行和中间行的作物产量、干物质累积和分配、根层土壤速效氮、磷、钾养分含量以及根系空间分布的测定,研究了粮菜条带间作系统中作物生长的边行竞争效应及施肥方式对边行效应的影响。结果表明:单施化肥和有机无机配施方式下,边行春玉米的产量、地上部干物质量均显著高于中间行,产量分别比中间行提高58.7%、40.8%;边行蔬菜植株的生长均受到抑制。两种施肥条件下边行、次边行矮生菜豆的生长均受到抑制,其中单施化肥下的边行、次边行矮生菜豆的产量显著低于中间行,分别比中间行降低49.7%和45.6%。春玉米吐丝期时,边行春玉米的根系下扎深度比中间行深,且呈现偏向蔬菜条带一侧的"偏态"生长。有机无机配施菜田春玉米条带边行区域表层土壤的根长密度、根系质量密度比单施化肥分别提高104.3%、77.5%,边行矮生菜豆根长密度显著降低,且有机无机配施的边行矮生菜豆根系生长受到的抑制最为严重。结合春玉米和蔬菜作物的地上部生长情况分析可以发现,蔬菜条带的有机无机配施加剧了边行春玉米植株与边行蔬菜的竞争程度。边行春玉米的养分吸收优势使得边行区域根区土壤的速效氮、磷、钾养分含量显著降低。     

洞庭湖平原菜园土壤养分径流规律及其影响因素

通过定位大田和田间小区试验,研究了不同蔬菜类型及不同施肥结构对菜园土壤养分径流损失的影响。结果表明:菜园土壤养分径流损失以氮为主,钾素次之,磷素最少。种植辣椒作物由于施肥量大于南瓜,氮、磷、钾养分的淋失显著高于南瓜地。白菜地磷、钾养分的淋失显著高于甘蓝地。春、夏季蔬菜地氮、磷、钾养分的淋失高于秋、冬季蔬菜地。在茄子生育前期,当地菜农习惯施肥处理(CK2),氮、磷养分的淋失较其他处理严重,单施化肥处理(NPK),钾养分的淋失较其他处理严重。白菜、甘蓝地前2次径流水样中,习惯施肥和单施化肥处理氮、磷、钾养分的淋失较其他处理严重。施用有机肥料,在蔬菜生育后期氮、磷、钾养分的淋失大于其他处理,维持较高的水平。不施肥处理,也存在着养分的损失,且数量较大,在生产实践中应加强土壤养分资源的管理和高效利用。     

不同抗性小麦品种与蚕豆间作条件下的养分吸收与白粉病发生特征

不同作物品种的养分吸收存在一定差异,与其它作物间作也会对作物养分吸收以及作物病害产生影响。本文通过盆栽试验,选用6种对白粉病不同抗性的小麦品种(高抗:云麦47、云麦53;中抗:云麦42、云麦51;感病:云选11-12、93-124)与蚕豆间作,研究了间作和单作条件下小麦的氮、磷、钾养分吸收特点及小麦白粉病的发生特征。结果表明:高抗小麦品种间作生物量显著高于单作,云麦47、云麦53间作比单作生物量分别提高11.9%和6.6%;间作显著增加小麦叶片内的氮含量,以高抗品种云麦47、云麦53和感病品种云选11-12增加最为显著,平均氮含量为单作的1.20～1.25倍;间作有增加小麦灌浆和成熟期叶片磷含量的趋势,并显著增加拔节期小麦叶片内的钾含量,增幅为9.1%～22.3%;间作降低了各抗性小麦品种白粉病的发生程度,相对防效为0.76%～81.49%;灌浆期以云麦42、云麦53和93-124 3个品种的间作处理控病效果显著。     

不同棉花间作模式中作物养分吸收和利用对间作优势的贡献

棉花间作能够解决棉花与粮食作物和蔬菜作物争地的矛盾,但是否有间作优势以及间作优势的作物营养基础是众所关心的问题。本研究在新疆石河子大学试验站设置棉花与花生、大豆、鹰嘴豆、洋葱、萝卜、线辣椒间作以及各个作物单作的田间试验,以期揭示以棉花为基础的间作体系的间作优势以及养分吸收和利用效率对间作优势的贡献。结果表明,棉花与鹰嘴豆、花生、洋葱、萝卜间作体系作物的吸氮量明显高于单作18%~74%,棉花与大豆和线辣椒间作体系作物的吸氮量低于单作10%和34%;棉花与大豆、鹰嘴豆、花生、洋葱、萝卜间作体系中作物吸磷量比单作增加5%~104%,棉花与线辣椒间作体系作物的吸磷量低于单作6%;棉花与花生、洋葱、萝卜间作体系中作物吸钾量高于单作20%~58%,棉花与大豆、鹰嘴豆和线辣椒间作作物吸钾量低于间作19%~22%。棉花与鹰嘴豆、花生、洋葱、萝卜间作以后土地当量比(LER)分别为1.02、1.30、1.12、1.68,都大于1,说明具有间作优势;棉花与大豆、线辣椒间作后LER分别为0.91和0.99,小于1,没有间作优势。棉花与花生、洋葱和萝卜间作体系氮磷钾吸收效率对LER的贡献分别为0.41~0.82、0.25~1.04和0.15~0.59,利用效率的贡献分别为0.35~0.04、0.03~0.14和0.16~0.01。结果表明,棉花与其他作物的间作优势在营养方面的基础主要来自于间作相对于单作吸收效率的增加,而不是利用效率的改变。     

间作对分蘖洋葱与番茄根际土壤磷转化强度及磷细菌群落结构的影响

【目的】间作分蘖洋葱能缓解番茄连作障碍,提高番茄养分吸收。本试验主要研究间作后分蘖洋葱和番茄根际土壤中磷细菌群落结构及活性的变化,以揭示该间作体系磷细菌改善作物磷营养的生物学机制。【方法】盆栽试验选用茄科连作8年的设施土壤,番茄品种为‘东农708’,分蘖洋葱品种为‘五常红旗社’。设番茄单作、分蘖洋葱单作、分蘖洋葱与番茄间作及无苗对照等4个处理。在定植23 d、30 d和37 d取样,测定植株干重及磷浓度。同时用抖根法取番茄和分蘖洋葱根际土,测定土壤中磷细菌数量及磷细菌的转化强度。采用PCRDGGE方法测定磷细菌的群落结构。【结果】1)间作后,番茄地上和地下干重增加,分蘖洋葱地上和地下干重减少,在37 d差异达到显著水平。2)间作后,番茄根际土壤中无机磷和有机磷细菌的数量增加,在23 d和37d差异达到显著水平;分蘖洋葱根际土壤中无机磷细菌数量在23 d时显著降低,有机磷细菌数量在间作37 d时显著升高。间作期间分蘖洋葱和番茄根际土壤中无机磷和有机磷细菌的数量均显著高于无苗对照。间作23d时,番茄根际土壤中无机磷和有机磷细菌的转化强度均显著升高,分蘖洋葱根际土壤中无机磷和有机磷细菌的转化强度均显著降低;而间作37 d时,分蘖洋葱根际土壤中无机磷和有机磷细菌的转化强度均显著升高,且间作期间番茄和分蘖洋葱根际土壤中无机磷和有机磷细菌的转化强度均显著高于无苗对照。3)间作37 d番茄和分蘖洋葱根际土壤pH显著升高,EC值显著降低,且各处理土壤pH均高于无苗对照,土壤EC值均低于无苗对照。间作30 d时番茄根际土壤中速效磷含量显著升高,间作37 d时显著低于单作。间作期间分蘖洋葱根际土壤速效磷含量变化不显著,番茄根际土壤速效磷含量均低于无苗对照,而分蘖洋葱均高于无苗对照。间作后番茄植株磷浓度和磷吸收量显著高于单作处理,分蘖洋葱植株磷浓度显著高于单作处理,而磷吸收量显著低于单作处理。4)间作后番茄根际土壤中无机磷细菌的条带数、香农多样性指数和均匀度指数显著高于其单作处理,而间作分蘖洋葱显著低于其单作处理。间作后番茄根际土壤中有机磷细菌的条带数、香农多样性指数和均匀度指数前期显著高于单作番茄,后期显著低于单作。而间作分蘖洋葱与对应单作比较差异不显著。【结论】间作分蘖洋葱通过改变番茄根际土壤中磷细菌数量和群落结构,提高了磷细菌的转化强度,增加了番茄根际土壤中速效磷含量,促进植株磷浓度和磷吸收量增加,改善了番茄磷营养。     

间作分蘖洋葱对番茄氮素吸收和根际土壤微生物多样性的影响

  【目的】  间作分蘖洋葱能缓解番茄连作障碍,提高番茄养分吸收。本研究通过解析间作分蘖洋葱条件下番茄根际土壤中氮吸收和微生物多样性的变化,旨在揭示间作对番茄氮营养改善的生物学机制。  【方法】  设计田间和盆栽两个试验,田间试验设番茄单作、分蘖洋葱(农安)与番茄间作和分蘖洋葱(五常)与番茄间作共3个处理,测定番茄的生长指标、氮吸收量及产量,阐明间作对番茄养分吸收、分配及产量的影响。盆栽试验设番茄单作、分蘖洋葱(五常)单作、分蘖洋葱与番茄间作及无苗对照等4个处理。对番茄及分蘖洋葱的根际土壤中铵态氮、硝态氮含量及土壤酶活性测定,并采用Miseq高通量测序技术分析土壤细菌和真菌多样性变化,旨在阐明间作对根际土壤养分环境的影响。  【结果】  1) 间作后,番茄株高显著增加,番茄产量提高了8.49%～16.92%。2) 间作分蘖洋葱两品种番茄各测定指标表现为相似的变化规律。间作60天,番茄干重显著增加,间作后番茄干物质向根分配指数降低,而向地上分配指数增加,其中向茎叶分配指数降低,而向果分配指数增加。间作90天,均显著提高了氮养分向根和茎分配,而降低了氮养分向叶中分配。3) 间作37天后,番茄根际土壤中铵态氮含量显著增加,硝态氮含量显著降低,间作改变土壤铵态氮和硝态氮比例,促进了番茄的氮吸收。番茄根际土壤中脲酶和脱氢酶活性显著高于单作和无苗对照,间作分蘖洋葱根际土壤脱氢酶活性显著高于单作和无苗对照。4)间作分蘖洋葱处理提高了放线菌纲、拟杆菌纲 、黄杆菌纲、绿菌纲、绿弯菌纲、厌氧绳菌纲、异常球菌纲、芽孢杆菌纲、梭菌纲、柔膜菌纲、浮霉菌纲、α-变形菌纲、丰佑菌纲的丰度,其中间作分蘖洋葱提高了番茄根际土壤芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)等细菌的相对丰度。间作提高了番茄根际土壤青霉菌属(Penicillium)、曲霉菌属(Aspergillus)和毛壳菌属(Chaetomium)等真菌的丰度,但却降低了散囊菌属(Eurotium)和梭孢壳属(Thielavia)的丰度。间作番茄根际土壤微生物菌群结构的改变可能是促进番茄氮养分吸收的关键因素之一。  【结论】  间作两种分蘖洋葱均增加了番茄株高和干重,间作提高了番茄的氮吸收量和产量,降低了氮养分向叶中分配,而升高了氮养分向根和花果中分配,提高氮的利用。同时,间作分蘖洋葱通过改变番茄根际土壤细菌和真菌菌群结构,改善了土壤氮有效性,促进了番茄的氮吸收,为番茄产量的提高奠定了营养基础。     

减氮对华南地区甜玉米大豆间作系统产量稳定性的影响

在广东省广州市华南农业大学试验中心,通过大田定位试验（2013年秋-2017年秋5年9季）对比了两种施氮水平[减量施氮（300 kg·hm^-2,N1）和常规施氮（360 kg·hm^-2,N2）]、4种种植模式[甜玉米单作（SS）、甜玉米//大豆2：3间作（S2B3）、甜玉米//大豆2：4间作（S2B4）、大豆单作（SB）]的甜玉米、大豆及系统产量的动态变化,采用W²（Wricke''s ecovalence,生态价值指数）、变异系数（CV）和可持续指数（SYI）评价了产量的时间稳定性,旨在为华南地区一年2熟制甜玉米产区地力保育和绿色生产提供科学依据。结果表明：1）各处理甜玉米、大豆和系统总产量呈现明显的生产季节动态变化,不同年季、种植模式对甜玉米、大豆和系统总产量均有极显著影响,施氮水平仅显著影响甜玉米的产量。2）所有间作处理甜玉米的相对产量均高于单作,间作系统的实际产量损失指数（AYLs）均大于零,表明甜玉米//大豆间作能稳定地保持间作优势且显著提高了土地利用效率。3）不同处理甜玉米产量的W²、CV和SYI均没有显著差异,但单作大豆的W²值显著高于间作,单作大豆的产量稳定性低于间作大豆。种植模式对系统总产量稳定性有显著影响,且间作大豆提高了其稳定性。4）间作大豆显著提高了土壤地力贡献率,S2B3和S2B4的平均地力贡献率分别为75.07%和74.27%,比SS分别高30.29和29.47个百分点。5）与单作甜玉米相比,9季甜玉米//大豆间作显著提高了土壤pH,缓解了长期大量施氮导致的土壤酸化对地力的影响。连续减量施氮没有影响甜玉米//大豆间作系统土壤有机质和全量养分含量,300 kg·hm^-2的施氮量能够满足甜玉米和大豆对氮素的需要。减量施氮与间作大豆是华南甜玉米产区资源高效利用、系统产量稳定的可持续绿色生产模式。     

施磷水平对玉米大豆间作系统氮素吸收与分配的影响

  【目的】  研究施磷对玉米大豆间作系统氮素吸收、分配和间作优势的影响,为优化玉米与大豆间作系统氮、磷养分管理提供参考。  【方法】  两年盆栽试验设置3种种植方式:玉米单作、大豆单作、玉米与大豆间作;4个P₂O₅施用水平:0、50、100、150 mg/kg,分别以P0、P50、P100和P150表示。在玉米小喇叭口期、大喇叭口期、孕穗期、成熟期及大豆分枝期、开花期、结荚期、成熟期进行采样,分析玉米、大豆各器官氮素吸收、分配以及氮吸收间作优势对施磷的响应。  【结果】  与单作相比,在P0、P50、P100和P150水平下,2019年间作玉米和大豆籽粒生物量分别显著提高了38.2%～111.8%和22.2%～31.4%,2020年分别显著提高了38.2%～121.1%和13.0%～31.1%。在4个磷水平下,玉米大豆间作土地当量比 (LER) 为1.31～1.72。与P100水平下单作处理相比,在磷肥减施1/2 (P50水平) 条件下,玉米大豆间作并未降低玉米和大豆的籽粒生物量。间作种植提高了玉米与大豆叶、茎、根与籽粒等各器官氮素吸收量,显著提高了间作体系氮素吸收量,并促进了氮素向玉米籽粒的分配,却降低了氮素向大豆籽粒的分配。与P0水平相比,施磷进一步提高了间作体系玉米与大豆各器官的氮素吸收量,提高了间作体系氮吸收量与氮吸收间作优势,并促进了氮素向玉米籽粒的分配。与P100水平的单作相比,间作P50水平不会降低玉米与大豆植株的氮素吸收量与利用率。  【结论】  玉米与大豆间作具有明显的产量优势,土地当量比介于1.31～1.72之间。施磷可显著提高间作玉米和大豆的氮吸收量,并促进氮素向玉米籽粒的分配,具有明显的氮吸收间作优势。施磷水平调节玉米和大豆对养分的竞争能力,适宜的磷肥水平可缓解二者之间对氮素营养的竞争,获得更高的氮肥利用率。     

丛枝菌根真菌(AMF)对玉米/蚕豆和玉米/稗草互作体系植物生长的反馈调节

【目的】丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,简称AMF)对农田生态系统中作物的生长起着重要作用。不同宿主植物和作物种植方式对土壤中菌根真菌具有一定的选择性,从而影响菌根真菌对后茬植物生长的反馈效应。间作体系是农业生产中增产增效的一种重要的种植模式,明确AMF在间作体系中对植物生长的反馈作用,对理解间作体系地上-地下相互作用具有重要的意义。【方法】本试验采用三种常见的AMF(Funneliformis mosseae、Rhizophagus intraradices和Claroideoglomus claroideum)混合接种剂,在单作(玉米,蚕豆,稗草)和间作(玉米/蚕豆和玉米/稗草)条件下,通过两个阶段(AMF驯化及反馈)的反馈试验,模拟研究了三种植物在单作和间作中的反馈强度及AMF的调节作用。【结果】在驯化阶段,玉米/稗草间作体系中,与单作相比,间作玉米地上部生物量减少了64.0%,间作稗草地上部生物量增加了47.8%。玉米/蚕豆间作体系中,与单作相比,两者作物地上部生物量增量分别达21.7%和38.3%。反馈阶段中,单作时,与灭菌处理相比接种AMF后玉米、稗草和蚕豆的地上部生物量分别增加602.3%、 80.6%和21.1%; 间作时,与灭菌处理相比接种AMF后玉米地上部生物量平均增加613.1%,稗草增加80.7%, 蚕豆增加21.4%。单作玉米存在负到零反馈作用,与灭菌处理相比,接种AMF后玉米负反馈作用减弱至零反馈作用。从单作到间作,玉米的反馈作用由负变为零到正反馈作用。【结论】玉米和稗草之间是竞争关系,玉米处于竞争弱势稗草处于竞争优势。玉米对AMF的响应最为强烈,其次是稗草,最后是蚕豆。接种AMF或与其它植物间作后均减弱玉米的负反馈作用,表明丛枝菌根真菌可通过减弱单作玉米的负反馈实现间作增产。     

土著AMF与氮形态对辣椒||菜豆间作系统植株氮利用及其影响因素研究

近年来设施辣椒连作障碍日益突出,其中氮肥的大量不合理施用和高残留是限制辣椒高产、优质栽培的主要因素之一。研究土著丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)与间作体系强化蔬菜对不同形态氮(N)的利用并结合土壤菌丝密度、N形态及酶活性的反馈作用,可为设施土壤N素的高效利用和降低土壤N残留提供依据。本研究采用盆栽试验,设置辣椒||菜豆间作和各自单作种植模式,不同AMF处理[不接种(NM)、接种土著AMF]和不同形态N处理[不施N(N0)、无机氮(碳酸氢铵120mg·kg~(-1),ION)和有机氮(谷氨酰胺120 mg·kg~(-1),ON)],探讨了设施条件下接种土著AMF、施用不同形态N与间作对辣椒、菜豆根围土壤菌根建成、酶活性及N利用的影响。结果表明,与NM相比,接种土著AMF使设施辣椒、菜豆植株生物量及N吸收量显著增加(除菜豆单作-ON处理),显著降低土壤NH_4~+-N、NO_3~--N含量。无论施用何种形态N,均显著增加辣椒、菜豆植株生物量(除菜豆单作-AMF处理)及N吸收量,表现为ONION。与单作-ON-AMF处理相比,间作-ON-AMF处理下的辣椒N吸收量显著增加39.9%、菜豆N吸收量显著增加93.0%。对N利用影响因子的分析结果表明,间作协同接种土著AMF较大程度上增加了土壤有机质含量及蛋白酶、脲酶、硝酸还原酶活性。相关性分析显示,辣椒、菜豆植株N吸收量与AMF侵染率呈极显著正相关关系,而土壤NH_4~+-N和NO_3~--N含量则与AMF侵染率呈现一定的负相关关系。此外,土壤蛋白酶、脲酶和硝酸还原酶活性与辣椒、菜豆植株N吸收量呈正相关关系。可见,所有复合处理中,以间作体系接种土著AMF与施用适量有机氮的组合明显促进了设施辣椒、菜豆生长和N素利用。     

施氮和木薯–花生间作对作物产量和经济效益的影响

【目的】 研究分析不同木薯–花生间作与木薯净作、花生净作之间作物产量和经济效益的差异,揭示木薯–花生间作模式的间作优势和最优模式,以期为木薯–花生合理间作和氮肥高效利用提供理论依据。 【方法】 于2015和2016年,设计施氮 (180 kg/hm2)、不施氮两个水平和木薯净作、花生净作、木薯间作1行花生、木薯间作2行花生及木薯间作3行花生五种模式,研究了施氮和不同木薯–花生间作对作物产量和经济效益的影响。 【结果】 施氮显著增加净作和间作木薯的单株薯数、鲜薯产量和鲜生物产量;施氮显著提高花生净作的荚果产量和生物产量,显著降低三种间作模式的荚果产量和生物产量;施氮显著提高木薯的氮素积累总量、各时期氮素积累量以及净作花生的氮素积累总量,但降低了三种间作模式花生的氮素积累总量;施氮提高五种种植模式的总产值和经济效益。三种间作模式木薯的鲜薯产量和氮素积累总量显著低于木薯净作,花生的氮素积累总量、荚果产量和生物产量显著低于花生净作,总产值和经济效益显著高于木薯和花生净作。系统氮素积累总量从高到低的顺序为木薯间作3行花生、木薯间作2行花生、花生净作、木薯间作1行花生和木薯净作。三种间作模式的产投比大于花生净作,而小于木薯净作。随着花生行数的增加,木薯氮素积累总量随之降低,花生氮素积累总量、荚果产量和生物产量随之显著增加,间作优势和土地当量比随之显著提升,总产值和经济效益随之增加。 【结论】 与净作相比,木薯间作2行和3行花生模式间作优势明显,经济效益显著提升,系统氮素积累总量显著增加,土地利用率提高31%～62%。      

Effects of Nitrogen and Phosphorus Fertilizers and Intercropping on Uptake of Nitrogen and Phosphorus by Wheat,Maize, and Faba Bean

Abstract

One‐third of all the cultivated land area is used for multiple cropping and half of the total grain yield is produced with multiple cropping in China. There have been numerous studies on nutrient acquisition by crops in legume/non‐legume intercropping systems, but few on nutrient uptake in cereal/cereal intercropping. This paper describes a field experiment in which integrated wheat/maize and maize/faba bean systems were compared with sole wheat and sole faba bean cropping to assess the effects of intercropping on nutrient uptake by wheat, maize, and faba bean under various application rates of nitrogen (N) and phosphorous (P) fertilizers. Results show that both N and P fertilizers and intercropping enhanced N uptake by wheat, while only P fertilizer and intercropping increased P acquisition by wheat. The advantage of N uptake by border rows of wheat intercropped with maize declined with increasing N fertilizer application rate, but that of P acquisition was not affected by P fertilizer. The amounts of both N and P taken up by maize intercropped with faba bean were much higher than those by maize intercropped with wheat throughout the period of intercropping. Both fertilization and intercropping did not influence the N and P uptake by faba bean.