隔根对小麦间作玉米产量及土壤水分消耗特征的影响

间作种植模式下,在武威市凉州区研究了隔根对小麦间作玉米土壤水分消耗特征的影响。结果表明:间作能有效地提高产量、棵间蒸发占总耗水量的比重及水分利用效率,分别较单作加权平均值提高46.48%、21.60%、39.54%;而隔根处理却能降低产量、棵间蒸发量占总耗水量的比重、水分利用效率。隔根处理效应为塑料膜隔根大于尼龙网隔根。塑料膜隔根、尼龙网隔根较不隔根产量分别降低22.85%、5.69%;棵间蒸发量占总耗水量的比重分别降低9.10%、3.59%;水分利用效率分别降低17.20%、6.09%。     

施氮和根间互作对密植大麦间作豌豆氮素利用的协同效应

针对禾豆间作密植机理研究薄弱问题,以大麦间作豌豆为研究对象,设施氮[不施氮:0 mg(N)·kg?1(土);施氮:100 mg(N)·kg?1(土)]、隔根(不隔根、隔根)和密度[低密度:15株(大麦)·盆?1;高密度:25株(大麦)·盆?1]3个参试因子,通过盆栽试验探讨了施氮和根系分隔对密植间作群体氮素竞争互补关系和利用效率的影响,以期为禾豆间作密植和氮素高效利用提供调控依据。结果表明:1)施氮、根间互作和增加大麦密度均可提高大麦||豌豆间作群体的吸氮量,其中施氮较不施氮处理提高33.8%,不隔根处理较隔根处理提高81.1%,高密度较低密度处理提高4.2%;根间互作在低氮条件下对间作吸氮量的贡献相对较高,不施氮和施氮条件下,根间互作提高间作吸氮量的比例分别为92.4%和11.0%;根间互作条件下增大大麦种植密度可显著提高间作群体吸氮量。2)大麦为氮素竞争优势种,密植使大麦氮素竞争比率显著提高,施氮能弱化大麦氮素竞争比率,抽穗期大麦相对于豌豆的氮素竞争优势达到最大值。3)根间互作使大麦、豌豆籽粒氮含量在施氮条件下分别提高126.7%、26.9%,不施氮时分别提高188.5%、46.5%,且施氮水平和根间作用方式对间作籽粒氮含量有显著的交互作用。4)高密度大麦和根间互作可显著提高间作群体的氮肥利用率,根间互作条件下增加大麦密度使间作群体氮肥利用率提高59.8%;大麦相对于豌豆的氮素竞争比率与间作群体氮肥利用率呈显著正相关关系。本研究表明,施氮、根间作用与大麦密度对大麦||豌豆间作氮素利用呈显著的交互作用,适宜的施氮量和充分的根间作用是支撑间作密植、优化种间对氮素的竞争关系,最终提高群体吸氮量和氮肥利用率的重要途径。     

玉米间作豌豆种间竞争互补对少耕密植的响应

通过对种间关系的研究,确定玉米间作豌豆中能否集成少耕和密植效应,对进一步优化间作技术具有理论指导意义。2016—2017年,本研究在河西绿洲灌区,以玉米间作豌豆为研究对象,设传统耕作、少耕两种耕作措施和低、中、高3种玉米密度,研究不同处理对玉米间作豌豆种间竞争力和豌豆收后间作玉米恢复效应的影响,揭示种间关系与间作产量的相关关系。结果表明,不同间作处理的土地当量比均大于1,说明本试验条件下的间作处理均具有增产优势;与传统耕作相比,少耕使玉米间作豌豆产量提高5.79%;少耕条件下,中密度间作产量较低密度、高密度处理显著提高8.37%、9.09%,说明玉米间作豌豆集成少耕和中密度具有进一步增产的优势。少耕结合中密度强化了间作豌豆对玉米的竞争力,较低密度、高密度处理的竞争力分别高36.56%、20.17%,形成间作玉米恢复效应强化的基础;豌豆收获后,少耕间作玉米具有明显的恢复生长效应,较传统耕作高10.30%~47.11%。间作群体的籽粒产量与豌豆相对于玉米全生育期内的平均竞争力呈二次曲线相关关系,当竞争力在0.25时利于间作获得高产。因此,玉米间作豌豆模式中集成少耕和密植技术,通过调控种间关系进一步挖掘间作增产潜力,少耕结合玉米中密度可作为绿洲灌区玉米间作豌豆增产的理想措施。     

施磷对西北沿黄灌耕灰钙土玉米/鹰嘴豆间作产量及种间相互作用的影响

本试验在西北沿黄有效磷含量较低的灌耕灰钙土上研究了田间施磷水平对单作和间作玉米、鹰嘴豆的根际酸性磷酸酶活性、产量和土地资源利用效率的影响。结果表明,在不施磷(P0)和施磷量为40kg·hm-2(P40)时,玉米/鹰嘴豆间作系统的生物学产量或经济产量的土地当量比(LER)均小于1,间作系统未表现出土地资源利用的优势,主要原因是鹰嘴豆产量降低;当施磷量为80kg·hm-2(P80)时,LER1,间作系统表现出土地资源利用优势。P0、P40和P80处理间作玉米产量分别比相应单作增产3%、12%和19%;间作鹰嘴豆产量P0和P40处理显著低于单作。从玉米出苗到鹰嘴豆收获的间作作物共生期内,间作玉米相对于鹰嘴豆具有较强的水分和养分等资源的竞争力(Amc0),从鹰嘴豆生长动态曲线可以看出,P0、P40处理这种竞争在共生期明显,P80处理竞争不明显。各施磷水平下,间作玉米的收获指数高于单作,而间作鹰嘴豆的收获指数低于单作。鹰嘴豆通过分泌酸性磷酸酶促进玉米对有机磷利用的种间互惠作用未体现,两次取样中,不施磷时,间作鹰嘴豆根际土壤的酸性磷酸酶活性低于单作。基于本研究,西北沿黄灌耕灰钙土施磷量为0和40kg·hm-2时,玉米/鹰嘴豆间作系统无明显的间作优势,磷肥量为80kg·hm-2时表现出较为明显的间作优势。     

大麦/豌豆间作系统种间竞争力及产量对地下 作用和密度互作的响应

种间关系是间作高产和资源高效利用的重要生物学基础,揭示种间关系对间作产量的影响,对优化间作技术具有重要理论指导意义。本研究通过盆栽试验,设计根系完全分隔(地上互作)与不分隔(地上地下互作)2种种间作用关系,及2个大麦种植密度(15株·盆~(-1)、25株·盆~(-1)),探讨了根系相互作用与密植对大麦间作豌豆种间竞争互补关系及产量的影响,以期为建立基于优化种间关系提高间作产量的管理技术提供理论依据。结果表明:1)与单作相比,间作可提高群体干物质积累量3.6%~11.3%,其中地下作用的贡献率为53.9%~63.5%;增加大麦种植密度,使根系不分隔间作处理的群体干物质量提高12.5%~14.4%,根系完全分隔间作处理提高3.3%~6.7%。同样,与单作相比,间作群体籽粒产量提高8.6%~38.8%,地下作用的贡献率为2.4%~16.2%;增加大麦种植密度,不分隔与分隔间作处理的籽粒产量分别提高7.0%~10.9%与1.2%~2.6%,说明地下根系相互作用是间作密植的重要基础。2)间作可提高大麦、豌豆的收获指数,大麦提高8.7%~21.0%、豌豆提高3.3%~31.7%;间作大麦收获指数随着大麦种植密度的增加而增大,而间作豌豆收获指数随着大麦种植密度的增加而降低,根系完全分隔处理降低作用更明显。3)根系不分隔地下作用可提高间作群体土地当量比(LER),增加大麦种植密度降低了LER,说明地下根系相互作用是产生间作优势的主要原因。4)地下作用明显增大了大麦相对于豌豆全生育期的平均竞争力,增长率达40.1%~89.1%;增加大麦种植密度,平均竞争力提高11.0%~49.9%。5)间作群体籽粒产量与大麦相对于豌豆全生育期的平均竞争力呈二次相关关系,当该竞争力在0.35、0.13时利于间作大麦、豌豆获得高产。本研究表明,通过增加大麦种植密度(如本研究的25株×盆~(-1))来适度提高大麦的竞争优势,特别是大麦灌浆期的竞争优势有利于间作群体整体产量的提高。     

间作小麦、蚕豆的产量和竞争力对供水量和化感物质的响应

为了寻求解决间作群体受化感物质抑制作用的理论依据, 本研究通过盆栽试验, 探讨了不同供水水平下(田间持水量的45%、60%和75%), 小麦根系分泌物间甲酚对单作小麦、单作蚕豆、小麦间作蚕豆生物产量、经济产量和两种作物共生期间竞争力的影响。结果表明: 60%和75%供水水平下, 间作小麦生物产量和经济产量较单作显著提高, 45%供水水平下间作小麦经济产量低于单作; 不同供水水平下, 间作蚕豆的生物产量与相应供水水平的单作相比, 增加显著。间甲酚对小麦、蚕豆的产量均具有化感负效应, 间作具有一定弱化间甲酚对蚕豆化感负效应的作用。45%、60%和75%供水水平下, 间甲酚使间作小麦相对于蚕豆的竞争力较无间甲酚处理时分别提高24.82%、19.26%和79.30%; 增加供水可弱化间作小麦的相对竞争力, 无间甲酚和间甲酚处理间作小麦的相对竞争力在75%供水水平下较45%供水水平分别降低158.08%和79.67%。     

不同间作模式对鲁西北地区玉米-大豆群体光合物质生产特征的影响

为了明确与鲁西北地区生产水平和生态条件相适应的间作模式,选用登海605和德豆17为试验材料进行大田试验,以单作玉米(SM)和单作大豆(SS)作对照,设置玉米和大豆2∶4间作(IC1)、2∶6间作(IC2)、4∶4间作(IC3)和4∶6间作(IC4)共4个处理,分析了不同间作模式对玉米-大豆间作群体光合物质生产特征的影响。结果表明,IC3优势明显,群体籽粒产量略低于SM,但差异不显著;间作处理的土地当量比(LER)和相对拥挤系数(K)均高于单作,表明玉米、大豆在间作模式下较单作具有显著的间作优势;侵占力(A)和竞争指数(CR)的变化规律均表明在间作栽培条件下,玉米相对于大豆为竞争优势物种;间作群体经济产值显著高于SM和SS,增值范围为13.93%~22.95%,其中IC3的经济产值最高,分别比SM、SS增加4 144.46元·hm~(-2)和3 546.88元·hm~(-2)。间作群体具有较高的叶面积指数、群体光合势、作物生长率和净同化率,保证了较高的群体干物质积累量,但群体收获指数较低,限制了群体籽粒产量的提高。由于边际优势,间作玉米处理的单株各器官和地上部总重以及收获指数均显著高于单作处理,间作处理之间差异不显著;间作大豆与间作玉米表现规律相反,存在一定的负间作效应。因此,在本试验条件下,玉米-大豆4∶4间作模式下复合群体配置相对合理,生产优势明显。本研究为玉米-大豆间作大面积推广提供了理论依据。     

接种AMF与根系分隔对玉米马铃薯间作土壤氮素利用的影响

采用不同根系分隔方式(不分隔、尼龙网分隔、塑料膜分隔)和接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)来研究玉米(Zea mays L.)间作马铃薯(Solanum tuberosum L.)对土壤氮素吸收利用和作物干物重的影响。结果表明:无论何种分隔方式,接种AMF与施用苯菌灵相比,均能增加玉米根系表面积,其中最高增加29.8%,减少玉米和马铃薯根际土壤总氮、硝态氮、铵态氮含量,增加玉米、马铃薯各器官总氮含量、干物重,其中根际土壤硝态氮含量下降幅度最大,最高分别降低60.3%、42.1%,玉米籽粒和马铃薯块茎总氮含量最高分别增加34.4%和43.0%,玉米果穗和马铃薯块茎干物重最高分别增加27.3%和28.8%;不同分隔方式对玉米根系表面积、根际土壤氮吸收、各器官总氮含量和干物重均有抑制作用,对马铃薯根际土壤氮吸收、各器官总氮含量和干物质积累均有促进作用,其中不分隔处理玉米根系表面积、籽粒总氮含量和穗干重比塑料布分隔处理最高分别增加29.8%、29.3%和12.5%,根际土壤硝态氮含量降低28.2%,塑料布分隔处理马铃薯块茎总氮含量和块茎干重比不分隔处理分别增加13.4%和19.0%,根际土壤硝态氮含量最大降低22.2%。整体上,玉米马铃薯间作不分隔接种AMF处理降低根际土壤氮残留量的效果最好,对各器官总氮含量、干物重的促进作用最大,表明玉米马铃薯间作条件下接种AMF有利于进一步促进间作群体氮素高效利用和增产增收。     

荒漠绿洲区交替灌溉小麦/玉米间作水分利用特征研究

大田试验研究了小麦/玉米间作田小麦、玉米带交替供水对作物耗水特性、产量和水分利用效率(WUE)的影响。结果表明: 在同等供水水平下, 交替灌溉小麦/玉米间作全生育期的棵间蒸发量比传统灌水处理减少44.0 mm, 总耗水量增加15.4 mm, 产量和WUE分别提高13.92%和9.21%, 说明交替灌溉是提高间作产量和WUE的可行措施之一。交替灌溉条件下, 小麦/玉米间作全生育期的棵间蒸发量、耗水量随供水水平的提高而增加, 但WUE随供水量的增加而降低。     

基于LCA的不同间作体系产量优势及温室效应研究

为了探究间作体系对农田生态系统温室效应和产量优势的影响,本文选用小麦/蚕豆和玉米/马铃薯间作种植体系,通过为期2年的田间小区试验,采用生命周期评价法(LCA),以小麦/蚕豆间作和小麦单作、玉米/马铃薯间作和玉米单作为研究对象,以生产1 000kg作物为评价的功能单元,建立农资系统和农作系统生命周期资源消耗以及温室气体排放清单,研究了不同种植体系的作物产量、全球增温潜势和能源消耗等指标的差异。结果表明:与单作小麦相比,间作小麦两年的产量分别增加18.04%和39.94%;与单作玉米相比,间作玉米的产量分别增加2.65%和23.16%;小麦/蚕豆间作系统两年平均增幅高于玉米/马铃薯间作系统。小麦/蚕豆间作的土地当量比两年均大于1,玉米/马铃薯间作的土地当量比仅有1年大于1。与单作小麦相比,两年间作小麦的全球变暖潜值分别降低15.28%和28.53%,能源消耗分别减少15.29%和28.53%;与单作玉米相比,间作玉米的全球变暖潜值分别降低2.61%和19.05%,能源消耗分别减少2.61%和18.83%。小麦/蚕豆间作的间作产量优势优于玉米/马铃薯,但玉米/马铃薯间作的增温潜势低于小麦/蚕豆间作。合理间作具有显著增产效应,同时可以降低温室效应以及能源消耗,以更低环境代价获得作物高产高效。     

小麦/玉米间作根系相互作用对氮素吸收和土壤硝态氮含量的影响

通过在甘肃河西灌区的田间试验，该文探讨了地下部分隔作用对小麦/玉米间作氮素吸收和土壤硝态氮含量的影响。研究结果表明：小麦/玉米间作，间作小麦和间作玉米吸氮量在没有地下部分隔条件下都高于分隔。小麦收获后，间作小麦地下部分隔与没有地下部分隔之间土壤硝态氮累积量接近；间作玉米不分隔土壤硝态氮含量和累积量高于分隔。玉米收获后，小麦不分隔土壤硝态氮累积量低于分隔，间作玉米不分隔土壤硝态氮含量和累积量都高于分隔。小麦/空带和玉米/空带间作时，作物氮素吸收和土壤硝态氮含量都没差异。     

小麦/玉米/大豆和小麦/玉米/甘薯体系中玉米产量及养分吸收的差异

分别在四川2个玉米主产区川中丘区射洪县和川西山区雅安市,采用单因素随机区组设计,通过3年田间试验对比研究了小麦/玉米/大豆和小麦/玉米/甘薯模式下玉米产量、养分吸收积累规律以及与耕层土壤养分的关系。结果表明:两种套作模式经过一年种植后,小麦/玉米/大豆模式下玉米产量均高于小麦/玉米/甘薯模式下的玉米产量,但差异不显著,第二、三年分带轮作后,小麦/玉米/大豆模式下玉米产量显著高于小麦/玉米/甘薯模式下的玉米产量,二年平均分别高出 679.5 kg/hm2和 839.1 kg/hm2,增产9.4%和12.6%,射洪试验点增产作用较雅安试验点显著;分带轮作后两种套作体系玉米氮素吸收积累在拔节前差异不显著,拔节后小麦/玉米/大豆模式下玉米氮素积累量显著高于小麦/玉米/甘薯,磷的吸收积累则相反,从拔节期到开花期,小麦/玉米/大豆模式下玉米磷的吸收积累均显著低于小麦/玉米/甘薯,小麦/玉米/大豆模式下玉米钾素吸收积累量高于小麦/玉米/甘薯;不同作物带耕层土壤养分含量差异达显著水平,大豆带残留的硝态氮、速效氮、速效钾2个试验点平均分别比甘薯带高18.4%、24.1%、6.0%,而铵态氮和速效磷甘薯带较大豆带分别高18.9%和17.1%,两种套作模式中玉米带耕层土壤养分含量差异不显著,经第二、三年分带轮作后,耕层土壤养分含量差异减小,表明分带轮作玉米能较好均衡田间养分。     

覆膜对玉米间作豌豆干物质积累与分配的影响

分别对玉米、豌豆带进行覆膜、不覆膜处理做大田试验,研究豌豆-玉米间作体系的产量和干物质积累与分配的变化。结果表明:覆膜比不覆膜显著提高了作物的籽粒产量和生物学产量。单作覆膜比不覆膜玉米增产9%,豌豆增产21%;间作经济产量,玉米覆膜豌豆不覆膜处理的玉米比间作无膜处理的玉米增产11.70%,全膜覆盖比间作无膜处理的豌豆增产24.40%。土地当量比(LER)除玉米不覆膜豌豆覆膜的小于1外,其他处理LER为1.09~1.24,表现出明显的间作优势。两作物养分向籽粒的转移率和贡献率均为茎大于叶,覆膜提高了干物质向籽粒的转移率和贡献率。玉米覆膜豌豆不覆膜处理是本研究中间作优势最明显的覆膜方式,而玉米不覆膜豌豆覆膜处理会造成资源浪费,不利于豌豆-玉米间作体系的产量积累。     

改变玉米行距种植对豌豆/玉米间作体系产量的影响

间作体系中改变作物的种植行距可改变体系作物的种间互作效应,影响作物产量。本研究通过设置豌豆/玉米间作种植体系中玉米的5种种植行距(0 cm、20 cm、40 cm、60 cm和80 cm),以期揭示间作体系中作物种植行距变化对体系作物产量的影响。结果表明:豌豆/玉米间作体系产量优势明显,各处理的土地当量比均大于1。玉米种植行距在0~80 cm区间改变时对体系产量的影响总体表现为随玉米行距增大,产量先增后降,且玉米种植行距与体系混合产量和间作玉米产量均呈现二次曲线相关关系,产量峰值出现在玉米种植行距为40 cm时,间作玉米产量达10 118 kg.hm 2。玉米行距变化对豌豆产量的影响不明显,间作体系产量主要受间作玉米产量影响。改变玉米行距种植明显改变了玉米的产量性状,主要表现在穗粒数上,行距为60 cm时,穗粒数最大,达549粒。种间相对竞争力总体表现为随玉米行距的增大玉米相对于豌豆在产量形成方面的竞争力逐渐增强;在玉米行距0~60 cm之间,豌豆相对于玉米的种间相对竞争力均<0,表明竞争力玉米强于豌豆,而当玉米行距为80 cm时,种间竞争力为0.14,表明此时豌豆竞争力强于玉米。因此,通过合理调整玉米种植行距从而提高间作玉米产量有利于提高豌豆/玉米间作体系的整体产量。     

玉米/大豆和玉米/甘薯模式下玉米干物质积累与分配差异及氮肥的调控效应

【目的】西南山地玉米区是我国第三大玉米主产区,但单产比全国低近750 kg/hm2。由于该区特殊的气候条件,玉米以多熟间套种植为主,如何利用多熟种植中各作物的间套优势和茬口特性,寻求提高本区玉米产量的新途径,是农业科技工作者研究的热点。本文在四川的两个玉米主产区,通过四年的田间小区试验,对比研究了西南玉米主要的两种套作模式—玉米/大豆和玉米/甘薯模式下玉米干物质积累分配、转运差异及施氮量对其的调控效应,以探讨种植模式和氮肥管理的增产效应。【方法】2008年设置玉米/大豆和玉米/甘薯两个套种田间试验,分析比较两种模式玉米干物质积累、分配和转运的差异;2009 2010年在前一年的基础上分带轮作,即玉米分别种在大豆或甘薯茬上,分析套作和轮作效应对玉米干物质积累的影响;2011年,在前三年的基础上,采用小区套微区的方式,研究两种模式下不同施氮水平(N0、N90、N180、N270、N360)对玉米干物质积累和转运的调控。【结果】1)在玉米/大豆模式下,玉米干物质积累量从蜡熟期开始显著高于玉米/甘薯模式,茎鞘输出率也显著高于玉米/甘薯模式,最终产量增加2.4%3.2%,但差异未达显著水平;2)分带轮作后,从拔节期开始,玉米/大豆模式下玉米干物质积累量就显著高于玉米/甘薯模式,到成熟期两套种模式下玉米单株干物质积累两试验点平均相差达26.8 g,茎秆向籽粒的输出率和贡献率也显著高于玉米/甘薯模式,收获指数玉米/大豆模式平均较玉米/甘薯模式提高3.9%,最终玉米/大豆模式下玉米产量较玉米/甘薯模式增幅加大,两年两个试验点分别增加了7.4%和14.4%;3)氮肥对两种模式下玉米干物质积累分配和产量的调控效应显著,玉米/大豆模式下,玉米以施氮180kg/hm2处理,而玉米/甘薯模式下270 kg/hm2处理与同一模式下其他氮素水平相比,增加了光合产物的积累,提高了干物质增长速率,延长了灌浆持续天数,有利于茎鞘和叶片的干物质向籽粒转移,显著提高收获指数,进而提高玉米的增产潜能,玉米/大豆模式下低氮处理(0 180 kg/hm2)对玉米的增产效应比较明显,在高施氮水平(270360 kg/hm2)下两种模式间玉米产量差异不显著。【结论】西南丘陵旱地应选择玉米与大豆套作,采用分带轮作种植方式,既有利于提高玉米产量,又可避免大豆的连作障碍;且氮肥管理措施应因种植模式不同而有所差异,在中高等肥力条件下,与大豆套作玉米施氮180 kg/hm2,与甘薯套作施氮应提高至270 kg/hm2。     

限量单次灌溉对套作冬小麦和春玉米产量的影响

A field experiment was conducted during the 2002/2003 cropping season of winter wheat (Triticum aestivum) and spring maize (Zea mays) to evaluate the effect of limited single drip irrigation on the yield and water use of both crops under relay intercropping in a semi-arid area of northwestern China. A controlled 35 mm single irrigation, either early or late, was applied to each crop at a certain growth stage. Soil water, leaf area, final grain yield and yield components such as the thousand-grain weight, length of spike, fertile spikelet number, number of grains per spike, and grain weight per spike were measured, and water use efficiency and leaf area index were calculated for the irrigated and non-irrigated relay intercropping treatments and sole cropping controls. The results showed that yield, yield components, water use efficiency, and leaf area index in the relay intercropping treatments were affected by limited single drip irrigation during various growth stages of wheat and maize. The total yields in the relay intercropping treatment irrigated during the heading stage of wheat and the heading and anthesis stage of maize were the highest among all the treatments, followed by that irrigated during the anthesis stage of wheat and silking stage of maize;so was the water use efficiency. Significant differences occurred in most yield components between the irrigated and non-irrigated relay-intercropping treatments. The dynamics of the leaf area index in the relay-intercropped or solely cropped wheat and maize showed a type of single-peak pattern, whereas that of the relay intercropping treatments showed a type of double-peak pattern. Appropriately, limited single irrigation and controlled soil water content level could result in higher total yield, water use efficiency, and leaf area index, and improved yield components in relay intercropping. This practice saved the amount of water used for irrigation and also increased the yield. Therefore, heading stage of wheat and heading and anthesis stage of maize were suggested to be the optimum limited single irrigation time for relay-intercropped wheat and maize in the semi-arid area.     

玉米-大豆和玉米-甘薯套作对玉米生长及氮素吸收的影响

【目的】利用根系分隔技术, 研究不同需氮特性的旋花科、 豆科作物与玉米套作后,玉米的生长特性与养分吸收差异及其增产机理。【方法】采用石英砂培盆栽试验,二因素完全随机试验设计。以玉米-大豆、 玉米-甘薯两种套作模式为研究对象,设计不分隔、 部分分隔、 完全分隔三种隔根方式。分析不同套作模式下不同隔根方式对玉米地下根系活力、 根系生物量及地上植株叶片光合特性、 籽粒产量和吸氮量的影响。【结果】1)不同种植模式对玉米生长有显著影响,不分隔处理时,与大豆套作的玉米根系活力、 籽粒重及地上植株总吸氮显著高于与甘薯套作的玉米,分别高6.25%、 8.69%和18.89%; 部分分隔或完全分隔时,两套作处理间差异不显著(P0.05)。 2)隔根方式影响玉米的物质积累及籽粒产量,表现为不分隔部分分隔完全分隔。3)不分隔有助于促进共生玉米生长,但不同套作模式的影响效果不一致;玉米-大豆套作处理下,不分隔处理的玉米根系活力、 净光合速率、 籽粒产量和总吸氮量均高于隔根处理,比完全分隔处理的分别高25.65%、 27.31%、 64.69%和71.65%;玉米-甘薯套作下增加幅度为17.59%、 19.83%、 52.38%和46.21%,分别比玉米-大豆套作处理低31.44%、 27.39%、 19.03%和35.51%。 4)相关分析表明,两种套作处理玉米地下根系干重与地上植株干物质重、 叶片光合速率及籽粒重显著正相关,相关系数分别为0.984、 0.927和0.986(P0.01);且地下根系活力与地上植株叶片净光合速率显著正相关,相关系数达0.929(P0.01)。【结论】种植模式和隔根方式显著影响了玉米的物质积累及氮素吸收。根系不分隔时,玉米－大豆套作处理下玉米的根系活力、 净光合速率、 生物量、 籽粒产量及总吸氮量显著高于玉米－甘薯套作;隔根处理导致的生物量和吸氮量下降主要是由根系活力降低引起的。与玉米-甘薯套作相比,大豆促进了玉米根系活力的提高,有效调节了玉米地上部植株光合作用及干物质积累,实现产量和氮素吸收的增加。     

玉米/大豆、玉米/花生间作对作物氮素吸收及结瘤固氮的影响

禾本科与豆科作物间作具有显著的增氮作用。为探明玉米/大豆、玉米/花生间作模式的氮素吸收、氮营养竞争能力及豆科结瘤特性的变化,解释玉米与豆科间作体系的增氮效应,通过田间试验,设置玉米单作（MM）、大豆单作（SS）、玉米/大豆间作（MS）、花生单作（PP）、玉米/花生间作（MP）等5种种植模式,研究不同种植模式对作物氮素积累、氮营养竞争强弱及豆科结瘤固氮特性的调控作用。结果表明,与单作相比,间作显著降低玉米和大豆的氮素积累量,对花生的氮素积累量影响不显著。5种模式系统氮素积累总量表现为MS > SS > MP,PP和MM处理最低且差异不显著,MS处理比MP处理显著高21.8%。与MM处理相比,MS和MP处理的玉米氮素积累量分别降低20.5%和11.7%,其中MP处理籽粒、叶片和茎秆氮素积累量比MS处理高8.9%、21.2%和14.3%。与SS处理相比,MS处理的大豆氮素积累量降低28.5%,其中,中行、边行分别降低10.1%、15.4%。玉米相对大豆氮营养竞争比率表现为强（CR_ms>1）,相对花生则表现为弱（CR_mp<1）。与SS处理相比,五叶期MS处理的大豆根瘤数量显著增加,根瘤鲜重无显著差异,盛花期后根瘤数量和鲜重均显著降低;MS处理的大豆根瘤固氮酶活性均降低,且中行降低幅度更大。与PP处理相比,开花期MP处理的花生根瘤数量和鲜重均显著增加,下针期后均显著降低;MP处理的花生根瘤固氮酶活性均降低,且边行降低幅度更大。各间作模式作物的氮素积累量虽然降低,但间作模式的系统氮素积累量却显著高于各单作模式,两种间作模式中MS处理的氮素积累总量最高。     

Community composition of ammonia-oxidizing bacteria in the rhizosphere of intercropped wheat (<Emphasis Type="Italic">Triticum aestivum</Emphasis> L.), maize (<Emphasis Type="Italic">Zea mays</Emphasis> L.), and faba bean (<Emphasis Type="Italic">Vicia faba</Emphasis> L.)

Cereal/cereal and cereal/legume intercropping systems are popular in the north, northwest, and southwest of China and often result in yield increases compared to monocropping. Rhizosphere interactions may play a significant role in the yield increases, particularly with respect to nutrient availability. The aim of this study was to investigate the effects of intercropping on N availability and community composition of ammonia-oxidizing bacteria in the rhizosphere of wheat, maize, and faba bean at different growth stages. Denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) based on 16S rRNA genes was used to analyze the community composition of bacterial ammonia oxidizers belonging to β-proteobacteria. The results showed that intercropping with faba bean significantly increased nitrate concentrations in the rhizosphere of wheat and maize at the second sampling time (20 June) compared to monocropping or intercropping between maize and wheat. Intercropping significantly affected the community composition of ammonia-oxidizing bacteria in the rhizosphere compared to monocropping, and the effects were most pronounced in the maize/faba bean and wheat/maize intercropping systems when faba bean and wheat were at anthesis and maize was in seedling stage. In wheat/faba bean intercropping, the effects of intercropping on community composition of ammonia-oxidizing bacteria were less pronounced at the seedling stage of the two species but were significant at anthesis.