栽培方式对玉米群体结构的调控效应

研究了不同栽培方式对春玉米群体结构调控效益的影响,旨在通过栽培方式的调控,构建合理的玉米冠层微环境,提高群体生产力,为玉米高产实践提供理论依据。试验结果表明:合理的宽窄行搭配(Tr3:76 cm×38 cm)与等行距种植相比较,株型下部平展,上部叶片紧凑,使玉米植株形态得到优化,有利于光的截获和光能的利用。增强了群体内的通风透光能力,在宽行和窄行测定中Tr3穗位下层的透光率分别比等行种植高76.1%和25.7%,穗位层的透光率与等行相比也有显著差异,辐射分布得到改善,尤其是增加了植株中下部的透光率,提高光能利用率;冠层内CO2浓度表现为穗位上部穗位下部穗位中部,宽窄行与等行距种植在穗位及穗位下层的CO2分布存在差异且达到显著水平。叶绿素、叶面积指数、光合势在花后维持在一个较高水平且后期下降缓慢,成熟期干物质积累量高于其他处理;而同为宽窄行处理,Tr1和Tr2由于空间水平结构配置不合理,个体间竞争激烈,导致光和CO2分布不合理,持绿性降低,叶片衰老加快,干物质积累不足,最终导致产量较低。     

不同青贮玉米品种与紫花苜蓿的间作效应

不同青贮玉米品种与紫花苜蓿的间作表明,间作青贮玉米边际效应显著,并因品种和生育时期的不同而异。大喇叭口期,间作青贮玉米光照强度和透光率比单作的提高,在基部为15.3%～88.1%和15.1%～89.0%,在中部为52.1%～74.1%和51.2%～73.0%。全生育期内,间作青贮玉米平均透光率比单作的提高,在基部为49.5%～62.1%,中部为40.7%～56.6%。5～30 cm土层地温从上到下呈递减趋势,同一土层温度均为间作高于单作;5 cm土层生育期内的平均地温间作比单作提高了1.0%～1.8%。收获期,间作青贮玉米株高、茎粗和叶面积指数比相同种植面积的单作玉米分别提高了2.3%～20.9%、0.4%～7.6%和2.2%～19.6%。间作复合群体的粗脂肪和粗蛋白含量比单作玉米分别提高了30.8%～59.1%和99.4%～137.5%,而鲜草和干草产量比单作玉米分别降低了22.7%～32.3%和17.6%～28.2%,比单作紫花苜蓿分别提高了156.7%～202.4%和176.5%～197.5%。间作紫花苜蓿初花期鲜草和干草产量及粗脂肪和粗蛋白含量表现出边行劣势,但差异不显著。综合分析表明,间作复合群体可充分利用田间光照和地温条件,并且紫花苜蓿是多年生豆科牧草,具有覆盖地面、防风固沙、培肥地力的作用,第2年5～6月份即可收获第一茬,不仅可以解决内蒙古因缺草而影响养殖业发展的问题,而且为间作青贮玉米提供了较大的生长空间。     

种植密度对间作芸豆群体冠层结构及产量的影响

研究了攀西地区玉米/芸豆间作种植方式下,种植密度对芸豆群体冠层结构及产量的影响。试验结果表明,不同种植密度对芸豆中后期群体田间小气候有明显的影响,种植密度从低到高,群体内相对湿度逐渐升高,温度逐渐下降,冠层上层CO2浓度减小,下层CO2浓度增大;随着种植密度的增大,群体下层透光率(T)减小,叶面积指数(LAI)增大,但密度过大LAI峰值出现较早,高值期持续时间变短,下降速度快;产量在一定密度范围内随密度的增加而增加,密度过大,产量反而下降。试验结果认为在本试验条件下,15.6万株/hm²种植密度不仅能够保证个体生育状况和群体通风透光条件,而且能实现产量构成因素最佳配置,充分利用地力和空间,获得高产,是攀西地区玉米/芸豆间作中适宜的芸豆种植密度。     

条带深松对不同密度玉米群体根系空间分布的调节效应

为探究条带深松耕作(SS)对密植玉米群体根系空间分布与容纳量的调节效应,本试验设置3个种植密度(低密：4.50万株 hm^-2、中密：6.75万株 hm^-2、高密：9.00万株 hm^-2),以土壤免耕(NT)为对照,利用小立方原位根土取样器,通过“3D monolith”根系空间取样方法,比较研究玉米个体与群体根系的空间分布对种植密度与土壤耕作方式的响应。结果表明,单株根长受种植密度影响显著,在0~50 cm土层中(每10 cm为一土层),高密种植的单株根长较低密种植减少110.31、43.18、15.73、10.49和17.45 m;在高密种植条件下,与土壤免耕比,条带深松耕作增加20~30 cm、30~40 cm、40~50 cm土层中的单株根长13.32%、19.80%、47.20%;单株根干重与单株根长的变化一致。种植密度对群体总根长的影响不显著,却显著影响群体根系的空间分布。与低密种植比,高密种植的植株中心根长密度在0~10 cm、10~20 cm土层中分别降低3.82 cm cm^-3、0.62 cm cm^-3,但植株之间的根长密度在0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm、30~40 cm土层中分别增加1.13 cm cm^-3、0.18 cm cm^-3、0.06 cm cm^-3、0.05 cm cm^-3;在高密种植条件下对土壤进行条带深松耕作,与土壤免耕比,植株中心的根长密度在0~10 cm土层中降低16.10%,在10~20 cm、20~30 cm土层中却分别增加47.45%和13.37%,植株之间的根长密度在20~30 cm、30~40 cm、40~50 cm土层中分别增加50.26%、30.72%和106.15%;条带深松耕作显著提高密植玉米群体下层根系的容纳量。高密条件下条带深松耕作增加了群体根干重、深层根系量、植株间根系分布及根表面积,进而增加了地上部群体叶面积指数及地上部干重,最终促进产量显著提高。说明密植群体通过条带深松耕作改善了群体的根系空间分布,减弱了上层根系的拥挤,通过增加深层土壤根系量及植株之间根系量增加了群体根系容纳量,发挥了密植群体根系功能,实现了密植群体的高产。     

辣椒/玉米间作条件下作物对氮、磷和钾的吸收利用特征研究

摘 要：通过辣椒/玉米间作田间试验,研究辣椒/玉米间作条件下,作物对氮、磷和钾的吸收利用特征。结果表明：（1）间作辣椒第1行土壤碱解N和速效P低于单作,间作辣椒中间行碱解N、速效P和速效K含量与单作接近;（2）间作辣椒第1行叶片含N、P量低于单作辣椒,间作3、5行辣椒叶片含N、P量显著高于辣椒单作,从第1行到第5行逐渐增加。间作辣椒叶片含K量在前期低于单作辣椒,后期则高于辣椒单作;（3）间作玉米含N量高于单作玉米。前期间作玉米叶片P、K含量与单作玉米前期接近,后期低于单作;（4）辣椒/玉米间作条件下,辣椒和玉米的产量显著高于单作时的产量。关键词：辣椒;玉米;间作;氮;磷;钾     

玉米/辣椒间作复合群体生理效应研究Ⅰ.不同间作方式对玉米/辣椒光合速率和产量的影响

为了确定玉米/辣椒间作不同种植方式下,对玉米/辣椒光合速率和产量的影响,设置3种玉米/辣椒间作带型结构,带比分别为P/M2:3、P/M2:5、P/M2:7。从光合速率上看,在3种间作2:3、2:5、2:7中,玉米光合速率均为最高,其次是单作,辣椒光合速率最低,辣椒间作比单作光合速率降低6.78%～20.4%;从产量上看,3种间作方式在产量上均高于单产,且达到极显著水平,并以2:3间作方式的总产量最高,比对照高84.7%。综合来看,2:5间作方式产值效应最好。     

玉米/辣椒间作对玉米和辣椒光合特征、 生物量和产量的影响

通过大田试验,研究玉米和辣椒间作对玉米、辣椒的光合指标、生物量和产量的影响。结果表明：在间作方式下,玉米、辣椒的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度、水分利用效率及气孔限制值均表现为较单作不同程度的增大趋势;玉米/辣椒间作条件下,玉米和辣椒的生物量和产量显著高于单作。因此,间作方式改善了玉米、辣椒的光合作用条件,提高了玉米和辣椒的生物量或产量。     

小麦冠层结构与光分布研究

１９８７～１９８９年分别在江苏沐阳和南京卫岗进行了小麦冠层结构与光分布及产量形成关系的研究。结果表明，小麦叶面积指数、最大叶面积密度出现的高度及叶倾角影响光在冠层内的分布，消光系数的垂直分布可反映叶面积和光的空间分布状况。低产群体的最高叶面积指数小于４．０，最大叶面积密度出现部位较低，消光系数分布均匀，但漏光严重，光能利用率低；过旺群体最大叶面积指数过大，最大叶面积密度出现部位较高，消光系数呈上大、中小分布，光在冠层上部递减迅速，中下部光环境差，叶片早衰，净同化率低；高产群体叶面积及其垂直分布合理，孕穗期最大叶面积密度出现在相对高度０．６０～０．６５处，冠层中下部消光系数较大，上部较小，利于光向冠层深处透射，冠层５０ｃｍ处透光率４０％～６０％，地面透光率２．５％～３．０％，净同化率较高，产量最高。     

杂交棉标杂A1和石杂2号超高产冠层特性及其与群体光合生产的关系

在田间自然条件下, 以标杂A₁、石杂2号为材料, 研究了超高产(3 500 kg hm^-2以上)杂交棉冠层的叶面积配置、叶倾角和光分布等冠层特性的变化及与群体光合生产的关系。结果表明, 超高产条件下杂交棉叶面积指数高且持续期长, 群体叶面积配置与光分布较均匀, 花铃期冠层中部有较好的透光性, 吐絮期底部漏光损失较小, 整个冠层仍保持较高的光吸收率。超高产杂交棉不仅群体光合速率峰值高, 而且高值持续时间长, 生育后期非叶器官仍维持较高的光合能力, 特别是茎的光合贡献率为常规高产棉花的1.6~4.9倍, 这是杂交棉在生育后期能保证群体光合优势的一个重要原因。超高产杂交棉的棉铃干物质空间分布与叶分布、光分布和冠层光合分布的比例吻合程度较高, 保证了光能的有效利用, 促进同化物及时向棉铃转运, 有利于挖掘杂交棉品种的增产潜力。     

杂交棉标杂A1和石杂2号超高产冠层特性及其与群体光合生产的关系

在田间自然条件下, 以标杂A₁、石杂2号为材料, 研究了超高产(3 500 kg hm^-2以上)杂交棉冠层的叶面积配置、叶倾角和光分布等冠层特性的变化及与群体光合生产的关系。结果表明, 超高产条件下杂交棉叶面积指数高且持续期长, 群体叶面积配置与光分布较均匀, 花铃期冠层中部有较好的透光性, 吐絮期底部漏光损失较小, 整个冠层仍保持较高的光吸收率。超高产杂交棉不仅群体光合速率峰值高, 而且高值持续时间长, 生育后期非叶器官仍维持较高的光合能力, 特别是茎的光合贡献率为常规高产棉花的1.6~4.9倍, 这是杂交棉在生育后期能保证群体光合优势的一个重要原因。超高产杂交棉的棉铃干物质空间分布与叶分布、光分布和冠层光合分布的比例吻合程度较高, 保证了光能的有效利用, 促进同化物及时向棉铃转运, 有利于挖掘杂交棉品种的增产潜力。     

Effects of Cotton/Sesame Intercropping Patterns on Crop Growth and Yield

[Objective] Intercropping as an intensive planting method, could increase the utilization ratio of land and resources. The study aimed to explore the advantages and disadvantages of cotton/sesame intercropping, and then find out the best planting pattern of cotton/sesame intercropping. [Method] Equidistant row monocropping cotton (Tc₁), wide narrow row monocropping cotton (Tc₂) and monocropping sesame (Ts) were used as control. We designed three intercropping patterns as follows: 1-1 pattern (cotton row spacing was 80 cm, one row of sesame was planted in the two row spacing), 2-1 pattern (cotton grown in wide-narrow-row, one row of sesame was planted in the wide row spacing), and 2-2 pattern (cotton grown in wide-narrow-row, two rows of sesame were planted in the wide row spacing). The effects of different intercropping patterns on cotton/sesame yield, yield components, leaf area index dynamic change and dry matter accumulation were investigated. The land equivalent ratio was used as an index to assess the land use efficiency. [Result] The results showed that cotton/sesame yield were significantiy affected by different intercropping patterns. However, the seed cotton yield decreased only slightly in 2-1 intercropping pattern. Two years average showed that, the seed cotton yield, plant height, boll number of per plant and boll weight in 1-1 pattern were reduced by 17.3%, 7.9%, 19.7% and 7.9% compared with Tc₁, respectively. In the treatment of 2-2 model, which reduced by 16.4%, 5.81%, 14.8% and 6.2% in comparison with Tc_2. But in the intercropping systems, the mixed yield and comprehensive economic benefit of cotton and sesame were higher than those of cotton and sesame monoculture. The leaf area index of the group and the total amount of dry matter accumulation in unit area increased significantly under cotton/sesame intercropping systems. The land equivalent ratios in 2015 and 2016 were from 1 to 1.24 and 0.91 to 1.16, respectively. [Conclusion] Under different cotton/sesame intercropping systems, the mixed yield and total economic benefit were higher than that of monocropping cotton or sesame. The 2-1 cotton/sesame intercropping pattern occupied the most optimal production performance and easy to cultivate, which was the practicable intercropping patterns in sustainable development.     

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。     

套作荫蔽对苗期大豆叶片结构和光合荧光特性的影响

间套作系统中荫蔽是影响低位作物生长发育的主要因素。本研究采用玉米-大豆套作种植模式,以南豆12大豆品种为研究对象,设置2个行比配置,即1∶1(A1处理;1行玉米间隔1行大豆,间距50 cm)和2∶2(A2处理;2行玉米间隔2行大豆,玉米和大豆各自的行距均为40 cm,玉米和大豆间距为60 cm),净作大豆为对照(CK),研究玉米和大豆不同行比套作配置下荫蔽对大豆叶片光合荧光特性、解剖结构及超微结构的影响。结果表明,套作处理A1、A2的光合有效辐射(PAR)分别比CK显著降低91.2%、66.8%。叶绿素a含量分别降低50.2%和27.9%,净光合速率分别降低63.2%和37.8%。套作大豆功能叶片荧光参数F_v'/F_m'和F_q'/F_m显著高于净作大豆,而F_v/F_m、qP和NPQ低于净作。对于叶片结构,套作大豆叶片厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度均低于CK,且净作大豆叶片厚度分别是A1和A2处理下的2.15倍和1.69倍;套作大豆叶片的叶绿体结构比较完整,无破碎现象,含淀粉粒稀少,随着荫蔽程度的加重,嗜锇颗粒、基粒片层和基质片层增多,叶绿体减小但其数目增多,而净作大豆叶片叶绿体中淀粉粒较多且色泽亮白,基粒片层和基质片层稀少。因此,玉米-大豆套作种植中不同行比配置导致低位作物大豆冠层光环境差异,直接影响大豆叶片结构特征和光合荧光特性。     

玉米–大豆带状种植中套作高光效玉米窄行穂位叶光合特性对弱光胁迫的响应

玉米–大豆带状套作模式下,宽窄行种植玉米,窄行叶片存在着明显的光限制现象。采用低(A1:众望玉18)、中(A2:川单418)、高(A3:荣玉1210)光效玉米品种,玉米–大豆带状套作种植模式,带宽固定为2 m,每带种植2行玉米2行大豆,设置大豆行距40 cm和玉米不同的窄行行距(B1:20 cm; B2:40 cm; B3:单作)。探究套作高光效玉米窄行穂位叶在不同窄行光胁迫下的光合指标差异。结果表明,与低光效和中光效品种玉米相比,套作常规行距(40cm)下,高光效玉米品种(荣玉1210)窄行穗位叶光合速率、PEPCase活性分别显著高出46.9%、230.1%和11.8%、13.98%;对弱光(10:00前、16:00后)的利用效率及叶绿体结构完整程度较高,而叶绿素初始荧光(Fo)和最大荧光(Fm)较低;随套作窄行行距减小,3类品种玉米窄行穗位叶光合速率、光合作用关键酶活性均呈下降趋势,叶绿素初始荧光(Fo)、最大荧光(Fm)及有效光化学量子产量(Fv'/Fm')均呈现不同程度的升高,但均以套作高光效玉米变化幅度最小。套作高光效玉米在套作环境中窄行穗位叶的光合速率、光合作用关键酶活性、产量与单作差异均未达显著水平,而低光效玉米和中光效玉米套作与单作相比,光合速率、PEPCase活性显著降低28.9%、24.2%和7.4%、5.5%。因此,不同玉米品种适应套作窄行光胁迫的能力差异显著,套作高光效玉米(荣玉1210)在套作条件下仍具有相对理想的光合生理指标,这为其适应套作光环境并获得高产提供了理论依据。     

施氮方式对玉米-大豆套作体系中作物产量及玉米籽粒灌浆特性的影响

氮肥的过量施用和低效利用, 造成资源浪费和环境污染, 不利于农业的可持续发展。为了减少氮肥的投入量, 发挥氮肥的增产效益, 本研究对玉米-大豆套作模式的施氮量和施肥距离进行优化调整。通过两年田间试验, 探讨了减氮36% (RN36%)、减氮18% (RN18%)和习惯施氮(CN) 3种施氮水平和距离窄行玉米0 cm (D1)、15 cm (D2)、30 cm (D3)、45 cm (D4) 4种施肥距离对作物产量和玉米花后干物质积累与转运、籽粒灌浆特征的影响。结果表明, 与习惯施氮相比, 减氮18%处理的玉米花后干物质转移量、转移率及对籽粒的贡献率分别提高了22.65%、18.75%和15.90%, 籽粒平均灌浆速率和最大灌浆速率提高了9.79%和10.76%; 玉米、大豆产量及系统周年产量提高了4.95%、7.07%和5.35%; 各施肥距离间, 以距离窄行玉米15~30 cm的施肥效果最佳。减氮18%时, D2处理下玉米的平均灌浆速率、最大灌浆速率、穗粒数及百粒重比玉米常规穴施(D1)处理分别提高了10.32%、10.92%、9.08%和4.75%; 玉米、大豆产量和系统总产最高。玉米-大豆套作体系下, 减氮18%和距离窄行玉米15~30 cm施肥有利于增加玉米花后干物质的积累, 促进干物质向籽粒中转运, 增大灌浆速率, 增加百粒重和穗粒数, 提高玉米产量和大豆产量, 以实现系统周年作物增产。     

玉米花生间作复合体系光合特性的研究

以单作玉米和单作花生为对照，研究了间作玉米花生功能叶片的光合速率、PSⅡ最大光化学效率（F_v/F_m）和PSⅡ实际光化学效率（Φ_PSⅡ）的日变化以及叶绿素含量。结果表明，间作提高了玉米、花生叶绿素含量，其光合速率日变化呈单峰曲线，中午达到最大值；玉米东西行向种植东侧功能叶片的光合速率，上午间作明显大于单作，下午相反；间作明显提高了玉米阴天和晴天的光合速率，却明显降低了花生光合速率；在晴天，间作玉米花生的F_v/F_m、Φ_PSⅡ日变化均呈倒抛物线，上午间作玉米明显大于单作的，下午相反，间作明显提高了花生的F_v/F_m，中午花生的Φ_PSⅡ间作低于单作，上午和下午反之；阴天的F_v/F_m、Φ_PSⅡ，间作玉米除中午小于外，上午和下午均大于单作玉米，间作花生全天均高于单作花生，说明玉米花生间作提高了花生对弱光的吸收利用效率。     

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.