不同施氮水平对间作小麦、蚕豆磷吸收的影响

【目的】为了揭示在不同施氮水平下,间作小麦蚕豆各生育期磷养分吸收累积规律。【方法】通过盆栽试验,研究不同氮水平(N/2、N、3N/2)对间作小麦、蚕豆的磷养分动态累积吸收变化和养分竞争规律的影响。【结果】推荐施氮水平下(N),小麦、蚕豆生物量最高;相同施氮水平下,与单作相比,间作提高了小麦、蚕豆生物量。随施氮量增加,小麦、蚕豆磷养分吸收量增加。与单作相比,间作小麦提高了磷养分吸收量,间作小麦灌浆期至成熟期磷养分吸收量分别提高了20%～72.8%和20%～28.12%,蚕豆差异不明显。同时,随施氮量增加,小麦磷养分吸收速率增加,蚕豆磷吸收速率减少。与单作相比,间作提高了小麦磷吸收速率,3个施氮水平下,间作小麦抽穗至成熟期磷养分吸收速率分别提高了0.1～5.3倍、21.9%～90%和2%～242%;常规施氮和高氮水平下,间作蚕豆分枝期至鼓粒期磷养分吸收速率分别增加了38.4%～89.8%和8.7%～48.6%。【结论】氮肥施用量和间作种植方式同时改变了小麦、蚕豆生物量和磷素吸收累积。     

施用麦根酸对小麦、蚕豆间种和蚕豆单作吸收红壤中磷的影响

 通过盆栽试验,在小麦蚕豆间作、蚕豆单作系统中,研究小麦缺铁诱导产生的根分泌物——麦根酸对红壤中难溶性磷的活化效果。结果表明:本试验条件下,施用麦根酸可以显著增加单作蚕豆对红壤中难溶性磷的吸收;小麦蚕豆间作时,麦根酸施用对小麦吸收土壤中的磷有显著促进作用,但对蚕豆磷的吸收影响不大,小麦蚕豆间作在作物磷吸收方面是具有极大优势的种植制度。     

玉米/蚕豆、小麦/蚕豆和大麦/蚕豆间作体系地上部、 地下部生物量及作物含氮量分析

该盆栽试验研究了在不同分隔方式下3种未本科作物与蚕豆间作对间作作物地上部、地下部生物量及吸氮量的影响。首先采用3种分隔方式（塑料膜分隔，尼龙网分隔和无分隔）建立了同一作物组合条件下种间根系相互作用的不同强度；其次选用竞争能力不同的三种未本科作物（大麦、小麦和玉米）与蚕豆间作，建立了未本科和豆科作物的竞争强度不同的作物组合。首先，与3种未本科作物间作，以及同一间作体系不同分隔方式，对蚕豆地上部、地下部生物量的影响不大；仅与小麦间作蚕豆地上部生物量无分隔显著高于尼绒网分隔。其次，禾本科作物地上部生物量，玉米和大麦显著高于小麦，分别高出15．3％和16．5％；三种未本科作物地下部生物量，玉米显著高于大麦，高出30．5%，大麦显著高于小麦，高出50．8％；同一间作体系不同分隔方式，对玉米、小麦和大麦地上部和地下部生物量影响显著。再次，大麦全氮含量显著高于玉米和小麦，分别高出16．5％和19．7％，与3种未本科作物对土壤氮素的竞争能力相一致，大麦大于小麦和玉米：同玉米间作蚕豆全氮含量显著高于同小麦和大麦间作蚕豆，分别高出11．2％和5．6％。最后，玉米，同小麦和大麦间作蚕豆无分隔处理全氮含量显著高于塑料膜分隔，表现出间作优势。蚕豆的生长受间作未本科作物的影响不显著；然而大麦／蚕豆间作体系利用氮素最充分；间作玉米在氮素营养上显著受益于同蚕豆的间作；并且在3种间作体系里，根系完全相互作用时有利于作物氮素的累积。     

施氮对小麦蚕豆间作根际土壤脲酶活性的影响

脲酶活性影响施入土壤中尿素的转化和植物吸收利用。通过田间试验研究了施氮对小麦蚕豆间作根际土壤脲酶活性的影响,其中,小麦施氮量为0(N0)、112.5(N1)、225.0(N2)、337.5(N3)kg/hm2,蚕豆施氮量为小麦的1/2。结果表明:施氮提高了间作作物的产量,N0,N1,N2,N3施氮水平的LER分别为1.15,1.10,1.05,1.02,具有间作优势。与单作相比,4个供氮水平分蘖期间作小麦根际土壤脲酶活性平均增加4.66%,增加量依次为N0N2N1N3,间作蚕豆根际土壤脲酶的活性平均增加6.60%,增加量依次为N2N1N0N3;拔节期间作小麦根际脲酶的活性平均增加14.08%,增加量依次为N2N1N3N0,间作蚕豆根际土壤脲酶的活性平均增加8.24%,增加量依次为N0N2N1N3;成熟期间作小麦根际脲酶的活性平均增加7.03%,增加量依次为N2N3N1N0,间作蚕豆际脲酶的活性平均增加5.25%,增加量依次为N0N1N2N3。可见,施氮影响间作小麦、蚕豆根际土壤的脲酶活性,且施氮量对小麦蚕豆间作根际土壤脲酶活性的影响规律不同。     

小麦蚕豆间作条件下不同施氮量对作物根际微生物数量的影响*

 通过盆栽试验和室内平板培养技术研究了小麦蚕豆间作条件下不同施氮量对作物根际微生物的影响。结果表明：小麦蚕豆根际微生物数量在总体上以细菌为主，放线菌次之，真菌最少。在作物各生育期，随着施氮量的增加，小麦、蚕豆根际微生物数量增加，在施氮量为325 mg/kg（N）时达到数量最高，高氮（N_3/2, 487.5 mg/kg）时下降。在小麦孕穗（蚕豆开花）期施氮量为325 mg/kg 时，间作小麦根际细菌、真菌和放线菌分别比对照（N₀）增加了71%,152%,4%；间作蚕豆根际细菌、真菌和放线菌分别比对照（N₀）增加了214%,65%,17%。小麦与蚕豆间作对小麦根际微生物数量表现为增加作用，但对蚕豆根际微生物的影响相反；间作小麦根际细菌、真菌数量在分蘖期、收获期显著高于单作小麦，间作蚕豆根际微生物数量在施氮量为325 mg/kg（N）时均低于单作蚕豆。施氮量与种植模式的互作效应在蚕豆分枝、开花和鼓粒期对蚕豆根际细菌、真菌有显著影响，对小麦根际细菌仅在分蘖期有显著影响，对小麦根际真菌仅在孕穗期有显著影响。     

间作环境中小麦氮钾养分吸收利用与干物质累积的动态变化特征*

 采用田间试验研究了小麦蚕豆间作环境对小麦氮钾养分吸收利用及小麦产量的影响。研究表明：小麦蚕豆间作在小麦干物质累积和产量上较单作具有明显优势。在常规施氮水平下，间作小麦生物量较单作小麦高30.6%，产量较单作增加了12.8%。在抽穗期至乳熟期，小麦茎、叶、穗氮含量和小麦穗钾含量均表现出间作第1行＞间作第3行＞单作，但收获时间作小麦茎叶钾含量呈低于单作趋势。小麦氮、钾养分累积量为间作第1行＞单作＞间作第3行。     

间作和氮硅施用水平对小麦氮素吸收利用的影响

通过盆栽试验研究了不同氮、硅施用水平下单作、间作小麦氮素吸收累积特征.研究结果表明,小麦蚕豆间作具有显著的生物学产量优势,间作提高小麦生物学产量25.7％～27.1％,施硅有提高单作小麦生物量的趋势.间作系统中,根际土有效氮含量高于士体土,不同氮、硅施用水平对土壤有效氮含量没有影响.间作没有提高小麦氮含量的趋势,但平均提高小麦氮吸收量、吸收速率16％.不同施氮水平下,间作施硅降低小麦氮吸收量和吸收速率13.1％ ～22.9％.     

不同施氮量对小麦蚕豆间作作物产量及其光合特征的影响

合理间作可以提高作物光合效率进而增加作物产量,氮肥施用对豆科禾本科作物间作的光合效率会产生影响。为了解不同氮水平下小麦蚕豆间作的作物生长及光合特性,通过田间试验,探讨了不同供氮水平下(N_0:0 kg/hm~2、N_(1/2):90 kg/hm~2、N_1:180 kg/hm~2、N_3/2:270 kg/hm~2)小麦蚕豆间作作物的产量和光合特征。结果表明:小麦蚕豆间作具有显著的增产优势,土地当量比LER在N_0、N_(1/2)、N_1水平下分别为1.12,1.09,1.06;随着氮肥用量的增加,间作产量优势消失(N_(3/2)下,LER=0.98)。与单作相比,间作显著提高了小麦产量,在N_1、N_(3/2)水平下,间作小麦比单作增加了40.02%和30.83%。间作小麦和蚕豆的净光合速率、蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度都随施氮量增加保持先增加后减少的趋势,净光合速率、蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度都在N_(1/2)达到最大值(小麦蒸腾速率在N_1达到最大值);在N_1,N_(3/2)水平下,间作显著降低小麦胞间CO_2浓度32.23%和41.67%;在N_(1/2)水平下间作蚕豆蒸腾速率达到最大,在N_1,N_(3/2)水平下,间作蚕豆蒸腾速率与单作相比达到显著差异,降幅分别为30.85%和44.48%,间作蚕豆胞间二氧化碳浓度在N_(1/2)达到最大,在N_1水平下单间作达到显著差异,增幅为31.30%。总体上,间作和施氮对作物的产量、生物量和光合特性都有一定的促进作用。     

小麦蚕豆间作下氮素营养水平对小麦硅营养的影响

通过盆栽试验,研究了小麦蚕豆间作条件下4种施氮水平(0、162.5、325和487.5 mg/kg)对不同生育期小麦硅含量、硅累积量和累积速率、硅分配的影响。结果表明,间作显著提高了抽穗期和成熟期小麦叶片、茎中硅含量和小麦地上部植株硅的累积量。与单作相比,间作小麦平均硅累积量在分蘖期、拔节期、抽穗期和成熟期分别提高了33%、41%、51%和18%,说明间作对硅的吸收累积具有显著优势。分蘖期、拔节期和抽穗期间作小麦硅的吸收速率显著高于单作。施氮会减少小麦叶片、茎和穗中硅的含量,但间作能明显缓解由于施氮引起的小麦叶、茎硅含量的下降趋势。施氮对小麦硅累积量和硅的吸收速率也有显著影响,单作和间作小麦硅累积量和吸收速率随氮肥用量的增加而增加。小麦蚕豆间作显著提高了硅在小麦叶、茎中的分配比例,施氮水平对小麦穗中分配比例的影响与叶和茎不同。     

不同施肥处理与间作形式对带田中玉米产量及氮营养状况的影响

本实验研究不同施肥处理对小麦／玉米／蚕豆带田体系中玉米产量及氮营养状况。结果如下：无论施磷肥与否，与间作小麦的玉米相比，间作蚕豆的玉米在不施氮肥或少量施用氮肥情况下产量显著提高；随着施氮量的增加，与蚕豆或与小麦间作的玉米籽粒含氮量均提高，与蚕豆间作的玉米籽粒氮含量在N200时达到最大值，而与小麦间作的玉米在N300时达到最大值，以后趋于稳定；无论施磷与否，在低氮及中量氮（≤200）情况下，与蚕豆间作的玉米吸氮量要明显高于相应间作小麦的玉米。     

小麦蚕豆间作条件下蚕豆对钾的吸收及对蚕豆赤斑病的影响*

 盆栽试验表明：小麦蚕豆间作系统中,常规施肥（NP）水平下,蚕豆茎叶部分生物量在苗期、结荚期和成熟期间作条件下比单作条件下分别增加了11.29%,7.03%,5.90%。在成熟期时,增施钾肥水平条件下间作蚕豆的钾含量显著高于单作蚕豆。间作条件下,蚕豆赤斑病的发生与蚕豆钾含量呈负相关的关系,在结荚期,间作条件下增施钾肥的处理（NPK）与单作条件下增施钾肥的处理（NPK）的赤斑病病情指数相比降低了42.36%。     

种间互作的生态效应 Ⅱ.与蚕豆间作对作物生长的影响

在2种不同土壤条件下,测定3种间作系统(蚕豆/小麦、蚕豆/油菜和蚕豆/大蒜)和4种单作系统(蚕豆、小麦、油菜和大蒜)生物量、株高、荚数、经济产量的变化。结果表明,在胶泥土和砂壤土中与大蒜间作均能促进蚕豆生物量增加;而与小麦和油菜间作时,只有在砂壤土中才对蚕豆生长具有促进作用。在2种土壤条件下,3种作物均不同程度抑制蚕豆的株高,尤以大蒜抑制作用最强。在胶泥土中,大蒜促进蚕豆结荚作用最强,小麦促进蚕豆结荚作用最弱;大蒜对蚕豆经济产量促进作用最弱,小麦对蚕豆经济产量促进作用最强。在砂壤土中,大蒜对蚕豆生物和经济产量的促进作用均为最强。在2种土壤条件下,小麦间作蚕豆以后,小麦除生物产量稍有降低外,经济产量、株高和分蘖数均有少量提高;油菜间作蚕豆后,油菜经济产量和株高均得到提高;大蒜间作蚕豆后,蒜薹与蒜瓣产量下降,而株高增加。以上结果表明,在农田生态系统中,种间相互作用或强化作物间的竞争或强化物种间的化感效应,影响间作系统中不同植被类型的生长潜力。     

小麦蚕豆间作系统中的氮钾营养对小麦锈病发生的影响*

 田间小区试验表明：小麦/蚕豆间作系统中，间作有提高小麦氮吸收量的趋势。在低氮水平条件下间作优势和边行优势突出，间作平均提高小麦氮的吸收量2.33%～44.88%，边行优势平均为3.49%～66.66%；高肥料投入水平条件下，间作优势和边行优势减弱。随着氮肥投入水平的提高，小麦氮的吸收量也随之提高，而增施钾肥不能明显提高小麦氮的吸收量。间作和不同的施氮水平均不能明显提高小麦钾的吸收量，但增施钾肥有提高小麦钾吸收量的趋势。小麦/蚕豆间作可以明显降低小麦锈病的发生，间作相对防效达22.2%～100%,增施钾肥平均降低小麦锈病46.15%～59.1%。锈病的发生与小麦体内的氮素营养呈极显著的正相关关系，相关系数为r=0.747^** ～0.7822^**，与钾素营养没有明显的相关关系。     

小麦蚕豆间作对作物根系活力、蚕豆根瘤生长的影响*

 通过田间试验研究了小麦、蚕豆间作条件下不同施氮水平对小麦、蚕豆根系活力和蚕豆根瘤生长状况的影响，结果表明：氮肥施用对作物根系活力、蚕豆根瘤生长及作物产量均有显著影响，在同样氮素水平下间作小麦的根系活力均比单作小麦高，如孕穗期在N₀,N₉₀,N₁₈₀,N₂₇₀分别增加了0.91%，3.5%，3.0%，2.4%；而间作蚕豆的根系活力均低于单作蚕豆：如开花期在N₀,N₉₀,N₁₈₀,N₂₇₀分别降低了1.3%，28.1%，13.7%，5.7%；间作蚕豆根瘤数均高于单作蚕豆，如结荚期在N₀,N₉₀,N₁₈₀,N₂₇₀分别提高了13.6%，31.4%，5.4%，30.6%，随施氮量的增加，根瘤数均呈减少的趋势。间作蚕豆产量结果是N₁₈₀>N₉₀>N₀>N₂₇₀ ，间作小麦产量结果是N₁₈₀>N₂₇₀>N₉₀>N₀。     

Nitrogen uptake and transfer in broad bean and garlic strip intercropping systems

Utilization and transfer of nitrogen(N)in a strip intercropping system of garlic(Allium sativum L.)and broad bean(Vicia faba L.)have been investigated rarely.The objectives of this study were to quantify N uptake and utilization by intercropped broad bean and garlic and determine the magnitude of N transfer from broad bean to garlic.Field and pot trials were carried out in the Erhai Lake Basin in China using ~(15)N tracer applied to the soil or injected into broad bean plants.Strip intercropping of garlic and broad bean increased N absorption(47.2%)compared with sole crop broad bean(31.9%)or sole crop garlic(40.7%)and reduced soil residual N.Nearly 15%of ~(15)N injected into petioles of broad bean intercropped with garlic was recovered in garlic at harvest,suggesting that N could be transferred from broad bean to strip intercropped garlic.The findings provide a basis for evaluating legumes’role in optimizing N fertilization when intercropped with non-legumes.     

供水及丁香酚对间作小麦蚕豆生长速率及籽粒产量的影响

为了寻求人工调控存在化感物质间作群体的理论依据,通过盆栽试验,探讨不同供水水平下(田间持水量的75%、60%和45%),小麦根系分泌物丁香酚对单作和间作蚕豆、小麦生长速率(Crop Growth Rate,CGR)及籽粒产量的影响。结果表明:在蚕豆苗期-始花期、结荚-成熟期2个生育阶段,丁香酚对蚕豆生长速率整体表现为抑制作用,但结荚-成熟期75%供水水平下的单作、60%供水水平下的间作除外,增加供水缓解了单作蚕豆的抑制作用、加剧了间作蚕豆的抑制作用,间作模式可缓解抑制;自苗期以后,丁香酚对小麦生长速率表现为抑制作用,且增加供水亦不能缓解抑制,但在开花-成熟期间作模式可以缓解抑制。在同等供水水平下,间作籽粒产量与单作籽粒产量的加权平均相比增加了24.92%-52.74%。丁香酚除对45%供水水平下小麦籽粒产量有化感促进作用以外,对两种作物的其他处理均呈现化感抑制作用。间作可弱化丁香酚对小麦、蚕豆籽粒产量的化感作用。     

间作小麦根际和土体磷养分的动态变化

 通过田间试验，研究比较了小麦与蚕豆间作和小麦单作环境条件下，小麦根际和土体速效磷养分的动态变化，探讨了小麦单作和小麦与蚕豆间作对小麦根际磷养分的影响。结果表明，单作小麦和间作小麦根际速效磷含量在各生育期呈先升高后降低的变化趋势，土体速效磷含量单作小麦在灌浆期最高，间作小麦在抽穗期最高。小麦蚕豆间作提高了拔节至灌浆期小麦根际速效磷含量，显著降低了成熟期根际速效磷含量和土体磷含量。拔节期、抽穗期、灌浆期小麦根际速效磷含量分别提高了6.81%，8.71%，12.95%，成熟期根际速效磷含量降低了21.11%     

施氮量对间作小麦蚕豆根系分泌槲皮素和橙皮素的影响

【目的】系统探讨间作条件下,不同施氮水平不同生育期小麦和蚕豆根系分泌槲皮素和橙皮素的动态变化及累积特征,为进一步探明间作增产控病机制提供依据。【方法】通过盆栽试验,采用小麦与蚕豆根系尼龙分隔(MB)和塑料分隔(PB)两种间作种植模式,测定间作小麦蚕豆不同氮水平(低氮1/2N:常规施氮量的一半;常规施氮N;高氮3/2N:常规施氮量的1.5倍)条件下,不同生育期根系分泌槲皮素和橙皮素数量。【结果】施氮水平和间作体系根系不同分隔方式影响作物生物量和根冠比。随着施氮量增加,小麦和蚕豆生物量增加45%—62.5%和3.2%—18.9%,根冠比降低33.8%—47.3%和11.8%—26.9%;与塑料分隔相比,相同施氮水平条件下,作物生长60 d时,尼龙分隔小麦和蚕豆生物量分别提高4.2%—25%、19%—38.6%,随生长天数增加差异逐渐不显著。间作根系不同分隔方式和施氮量均能影响小麦蚕豆根系槲皮素和橙皮素的分泌量。随施氮量增加,小麦蚕豆槲皮素和橙皮素分泌量减少,与低氮条件相比,常规施氮和高氮条件下,小麦槲皮素分泌量减少了23.4%和62.3%,橙皮素分泌量减少了32.2%和64.5%;蚕豆槲皮素分泌量减少了35.4%和44.1%,橙皮素减少了11.9%和23.9%。相同氮水平条件下,尼龙分隔小麦蚕豆槲皮素和橙皮素分泌量高于塑料分隔,低氮和常规施氮条件下,尼龙分隔小麦槲皮素的分泌量分别高于塑料分隔15.3%和27.1%,橙皮素的分泌量分别高于塑料分隔21%和13.7%;蚕豆根系尼龙分隔槲皮素分泌量高于塑料分隔34.6%和56.6%,橙皮素高于塑料分隔16.9%和5.1%;高氮条件下两种根系分隔方式之间差异不显著。【结论】间作根系不同分隔方式影响小麦和蚕豆根系槲皮素和橙皮素的分泌,但这种影响受施氮水平的调控,低氮和常规施氮条件下,尼龙分隔小麦和蚕豆根系槲皮素和橙皮素分泌量高于塑料分隔,高氮条件下差异不显著。