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。     

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。     

桑树大豆间作地上部和地下部的种间作用研究

在田间条件下研究了桑树-大豆间作体系中地上部分和地下部分之间的相互作用。结果表明:在桑树和大豆间作的共生期间,间作桑树地上部生物量、光合速率、含N量、根系干重、根长密度和叶片硝酸还原酶活性(NRA)比单作桑树分别增加了65.9%、11.8%、17.8%、24.8%、139.8%和116.2%,而大豆呈现相反趋势,桑树和大豆间作期间存在明显的竞争关系。但是,间作大豆土壤微生物生物量碳和土壤脱氢酶活性分别比单作大豆高10.6%和3.5%,桑树和大豆间作存在种间促进作用。因此,桑树和大豆间作体系中种间促进作用和种间竞争作用是同时存在的。     

杏棉间作棉花干物质积累分配与养分吸收的分析模拟

在南疆自然生态条件下,研究了杏棉间作对棉花干物质积累及植株养分运移的影响。试验采用Logistic生长函数模拟,拟合效果较好,均成s型曲线。结果表明,间作棉总干物质积累速率最快时刻在出苗后73～99d,快速生长期为35～59d,最大积累量平均为278.79 kg/d。间作棉对N、P2O5、K2O养分吸收强度最大的时刻分别在出苗后56～59、48～62、48～52d,快速积累期为36～38、29～32、39～58d;最大积累量平均分别为3.51、1.47、2.64 kg/d。间作棉盛铃后仍有一部分光合产物、养分输送给茎、叶等营养器官,降低了向蕾铃的分配,将会对产量和品质的产生负面影响。     

种植方式对玉米大豆套作体系中作物产量、养分吸收和种间竞争的影响

为探寻玉米-大豆套作体系下作物间的资源竞争关系,揭示玉米-大豆套作系统的增产机理,本研究以玉米-大豆套作系统(简称玉豆套作)为对象,通过2 a大田定位试验,研究了玉豆套作带状连作(A1)、玉豆套作带状轮作(A2)、玉豆套作等行距种植(A3)、玉米单作(A4)、大豆单作(A5)5种种植方式对玉米、大豆的产量、养分吸收及种间竞争能力的影响。结果表明,与单作和等行距种植相比,带状种植的玉米产量降低、大豆产量显著增加,A2的大豆产量分别比A5和A3高25.5%和89.2%。与带状连作相比,带状轮作促进玉米增产和对N、P、K的吸收,玉米籽粒产量及植株N、P、K的吸收总量分别提高7.5%、18.5%、9.1%、14.1%。与大豆单作相比,带状套作显著增加了大豆的经济系数和养分收获指数,A2的经济系数和植株N、P、K收获指数分别增加40.9%、11.9%、20.6%、39.9%。带状种植方式下,玉米对N、P、K的竞争力弱于大豆(Ams0,CRms1),但带状轮作提高了玉米的种间竞争力和营养竞争比率。玉米-大豆套作体系下,相对带状连作和等行距种植,带状轮作种植有利于玉米与大豆间的和谐共生,促进了玉米、大豆对养分的吸收,提高了系统的产量和土地当量比率(LER)。     

种间竞争对旱作水稻与花生间作系统根系分布和氮素吸收积累的影响

已有的研究表明，植物之间除了地上部之间的相互作用不可忽视外，地下部分的根系对养分和水分的竞争更为激烈。在判断竞争平衡、竞争强度和资源利用方面，地下部分的竞争作用明显重要于地上部分，从根系生态学的角度来研究，才能了解种间关系的本质。因此根系之间的相互作用，成为种间关系研究的主要内容。Snaydon和Harris认为，间作作物根的生长动态在不同的单作作物间有差异，导致了根相互作用和竞争的程度不同，从而对营养物质和水分的利用产生影响。     

棉花对养分的吸收利用和推荐施肥

本文对棉花的氮、磷、钾肥经济最佳施用量进行了研究,提出了推荐施用量的回归方程。文章还就棉花对氮肥的有效利用和影响棉田氮肥肥效的因子进行了讨论。     

两种间作体系中养分竞争与营养促进作用研究

应用根系分隔技术研究小麦 /蚕豆、小麦 /大豆间作中养分竞争和营养促进作用结果表明 ,与豆科根系相互作用时小麦生物量和养分吸收量均大于完全分隔和 30 μm孔径尼龙网分隔处理 ;与小麦根系相互作用时大豆生长受抑 ,生物量低和养分吸收量下降 ,而蚕豆生物量和养分吸收量未受显著影响。小麦竞争能力强于蚕豆和大豆 ,小麦 /大豆间作体系存在种间竞争作用 ,而小麦 /蚕豆间作体系存在种间促进互惠作用     

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     

间作及农林复合系统中植物组分间养分竞争机理分析

农林复合系统、间作及套作中植物组分之间养分竞争普遍存在。植物的养分竞争主要包括种内竞争和种间竞争。光照、温度、水分、土壤、微生物。低等动物等外界因素对植物的竞争作用具有明显的影响。农林复合系统中,林种和林间作物品种的选用、林的修剪和管理方式等技术的应用可调控组分间的竞争作用。     

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/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。     

中国南方红壤丘陵区大豆－柑橘间作系统植物磷的吸收特征

A field microplot experiment was conducted in the red soil hilly region of South China to evaluate plant phosphorus (P)uptake under soybean and citrus monoculture and the soybean-citrus intercropping system using the ³²P tracer technique. P fertilizer was applied at three depths (15, 35, and 55 cm). The experimental results showed that the planting pattern and ³²P application depth significantly affected the characteristics of P uptake by soybean and citrus. Under the soybean-citrus intercropping system, considerable competition was observed when the ³²P fertilizer was applied to the topsoil (15 cm); therefore, the 32P recovery rate declined by 41.5% and 14.7% for soybean and citrus, and 32P supplying amount of topsoil to soybean and citrus decreased by 346.8 and 148.1 mg plot^-1, respectively, compared to those under the monoculture. However, ³²P recovery of soybean was promoted when ³²P fertilizer was applied to the deeper soil layers (35 and 55 cm)under soybean-citrus intercropping. Under the soybean monoculture, 32P fertilizer could hardly be used by soybean when ³²P fertilizer was applied at the 55 cm depth or below, with the recovery rate being less than 0.1%; it was up to 0.253% by soybean under intercropping. The higher P recovery of soybean under soybean-citrus intercropping when P was applied in the deeper soil layers was because part of the P nutrient that the citrus absorbed from the deeper soil layers could be released into the topsoil and then it could be used by the soybean.     

间套作改善作物矿质营养的机理研究进展

【目的】合理的间套作能够改善作物的矿质营养。近年来国内外对间套作提高作物生产力、 改善作物矿质营养的机理研究越来越深入。本文分析了国内外不同间套作中作物根际养分动态及作物营养吸收变化,阐述了间套作改善作物矿质营养的可能机理。【主要进展】 1)根系分泌物中的铵态氮和氨基酸态氮作为作物的氮源; 根系分泌物能够诱导豆科作物固氮作用的增强,增加间套作系统中的氮营养; 2)根系分泌物中的有机酸类物质能够活化根际土壤中的磷、 铁、 钾等营养,将其转变为植物可以利用的营养; 3)根系分泌物或地上部的种间互作能诱导作物的根系构型和矿质营养吸收相关基因的表达发生变化,形成空间上的营养生态位互补,增强根系吸收矿质营养的能力,充分利用土壤营养资源; 4)丛枝菌根真菌与作物间形成的网络便于营养在作物之间的转移和吸收; 5)间套作能够改变土壤生物多样性(土壤动物和微生物),而土壤的生物多样性能够促进作物矿质养分的吸收。间套作中,由于微生物代谢功能的多样性,作物对微生物的选择和富集使得根际土壤功能微生物的种类和数量增多,提高了土壤中矿质营养的生物有效性; 6)间套作提高了土壤的酶(如脲酶,酸性磷酸酶和碱性磷酸酶)活性,促进了有机氮、 磷向无机氮、 磷的转化,提高了土壤无机氮、 磷的浓度。总之,根系分泌物、 根系构型变化、 土壤生物多样性、 土壤酶在作物的营养有效利用中发挥重要作用,其中根系分泌物是它们之间的纽带,介导了作物-作物、 作物-土壤、 作物-微生物之间的相互作用。【建议与展望】由于技术手段的限制及地下根际过程的复杂性,人们对于地下生物学过程的认识还远远不够。根系分泌物的原位定性与定量、 间套作中种间的识别和响应、 间套作对土壤生物多样性的影响及土壤生物多样性对作物生长的反馈、 间套作中功能微生物的筛选、 分离、 鉴定及应用都将成为研究的重点。     

Productivity,nutrient uptake and post-harvest soil fertility as influenced by cotton-based cropping system with integrated nutrient management practices in semi-arid tropics

Field experiments were conducted on cotton to evaluate the different cotton-based intercropping system along with balanced nutrient management practices on enhancing cotton productivity. Cropping systems have been considered as main plots and nutrient management practices have been considered as subplots. The results showed that cotton + onion system recorded the highest cotton equivalent yield (CEY) of 2052 and 1895 kg ha^?1 which was on par with cotton intercropped with dhaincha, which recorded 2010 and 1894 kg of CEY ha^?1 in both the seasons. Combined application of 100% recommended NPK with bioinoculants (S₅) registered highest CEY in both the seasons. Cotton intercropped with dhaincha (M₂) recorded highest uptake of N, P, and K. Among the nutrient management practices, application of 100% recommended NPK with bioinoculants (S₅) showed highest uptake of N, P, and K. A similar trend was noticed in the post-harvest soil fertility too and it is significantly higher under cotton + dhaincha and application of 100% recommended NPK with bioinoculants treatment compared to 100% recommend NPK alone. It could be concluded from these results that crop productivity can be improved and soil fertility status can be sustained with integrated plant nutrient management practices.     

适宜滴灌定额提高枣棉间作中棉花产量和土地生产效率

该文研究南疆地区枣棉复合经营模式中作物对水肥的耦合关系,探明滴灌对枣棉间作系统棉花生长和土地利用效率的影响机理,旨在为提高南疆沙漠绿洲区水肥及土地利用效率提供理论基础。以大田枣棉间作系统为研究对象,研究滴灌定额450 m3/hm2(GM-1)、750 m3/hm2(GM-2)、1 050 m3/hm2(GM-3)对间作棉花生长的影响,同时研究了滴灌定额750 m3/hm2的单作棉花(CK-M)和单作枣树(CK-Z)。结果表明:GM-3棉花株高最大,GM-1和GM-2差异不显著(P0.05);茎秆直径与株高有相似的规律;GM-3处理会对棉花干物质积累产生不利影响;间作系统中各处理总土地当量比(land equivalent ratio,LER)均大于1,但枣树和棉花的LER值又有所不同,GM-2的SPI(system productivity index,生产力指数)值较高;系统中枣棉产量呈负相关。枣树易受到水分的影响而降低生产效率。滴灌定额750 m3/hm2对棉花生长和土地利用有利。相关结论将为南疆复合经营模式下节水技术的推广利用提供技术支撑,对提高水土资源利用效率有重要意义。     

Differential growth responses of agaves to nitrogen,phosphorus, potassium,and boron applications

Nutrient effects on the growth of Crassulacean acid metabolism plants have received little attention. Agave deserti and A. lechuguilla were therefore selected for study because their rate of leaf unfolding from the central spike relates closely to growth, thus providing a convenient means for monitoring the effect of nutrient applications. The greater fractional influence of nitrogen fertilization on leaf unfolding for A. deserti can be explained by its lower soil level of N than for A. lechuguilla; high application levels of N near 500 kg ha^‐1 proved slightly inhibitory compared with 100 kg N ha^‐1 during the first year after application but not during the second year for A. deserti. Agave deserti occurred in soils much higher in phosphorus, potassium, and boron than for A. lechuguilla; consistent with this, application of these three nutrients in the field had little influence on the rate of leaf unfolding for A. deserti tut could significantly increase the leaf unfolding rate for A. lechuguilla. Applications of nutrient levels that greatly stimulated leaf unfolding for A, lechuguilla, such as 100 kg N ha^‐1 or 500 kg P ha^‐1 , led to large increases in net COg uptake over 2k h; applications of 500 kg K ha‐¹ or 100 kg B ha"¹ led to lower enhancements in CO₂ uptake and in the leaf unfolding rate, but again prevented any major decrease in net COg rate during the night. In agreement with studies on other CAM plants, the macronutrients N, P, and K and the micronutrient B can enhance the growth of agaves, depending on the relative level of these nutrients in the soil.     

施氮与间作对玉米和马铃薯钾吸收与分配的影响

【目的】探讨不同氮水平下间作对作物钾吸收、分配与利用的影响,为高效施肥提供依据。【方法】采用两年田间小区试验,以常规玉米施氮量N 250 kg/hm2为基础,设:不施氮（N0）、1/2常规量（N1）、常规量（N2）、3/2常规量（N3）四个处理,调查了间作玉米和马铃薯对钾素的吸收、分配及利用效率。【结果】随施氮量增加,单作玉米、间作玉米和单作马铃薯产量逐渐增加,以N2、N3产量最高,而间作马铃薯产量在N1水平达到最高,氮肥用量增加到N2反而下降;玉米马铃薯有间作增产优势,土地当量比（LER）随着施氮水平增加逐渐降低。单作和间作玉米吸钾量随着施氮水平提高先增加后减少,在N1或N2水平钾吸收达到最大,单作马铃薯吸钾量随施氮量增加逐渐增加,间作马铃薯则先增加后减少,分别在N3和N1水平达到最大。不同施氮水平下,间作玉米较单作玉米提高钾吸收量15.7~20.0 kg/hm2（2013年）和22.6~78.3 kg/hm2（2014年）,在低氮（N0、N1）水平下增加显著;玉米钾吸收量主要集中在秸秆,占钾吸收总量的64.5%~75%（2013年）和61.6%~74.5%（2014年）,间作增加的钾主要分配到了籽粒中,钾吸收量的分配在马铃薯中没有明显差异。间作提高了玉米钾利用效率,对马铃薯没有显著影响,随着施氮量增加,钾吸收土地当量比逐渐降低。【结论】施氮水平和种植模式对玉米马铃薯钾吸收有极显著交互作用;在施氮肥为常规水平的一半,即N 62.5 kg/hm2时,间作增产和促进钾吸收潜力达最大,随着施氮量的增加,交互作用对钾的吸收优势逐渐减弱。因此,适当施氮可充分发挥间作促进钾吸收的优势。