Ecological effects of interspecific interaction I.Effects of intercropping on nodulation in faba beans

[目的]探讨不同间作系统对蚕豆结瘤的影响,为选择适合蚕豆间作的作物种类和合理的间作模式提供参考.[方法]在胶泥土和砂壤土条件下,于结荚期调查小麦/蚕豆、油菜/蚕豆、大蒜/蚕豆3种间作系统和单作蚕豆系统的蚕豆根瘤生长情况.[结果]砂壤土中不同间作系统的蚕豆结瘤量均明显高于胶泥土.在胶泥土中,蚕豆单作及与小麦、油菜间作系统的中行蚕豆根瘤量分别比边行增加24.54％ 、97.24％和61.94％,而大蒜间作系统的边行蚕豆根瘤量比中行增加80.06％;在砂壤土中,单作蚕豆根瘤量比中行增加8.14％,小麦、油菜和大蒜间作系统分别增加54.00％ 、20.45％和45.33％.与单作蚕豆相比,在胶泥土中油菜、小麦和大蒜间作中行的蚕豆根瘤量分别增加491.13％、75.86％和70.44％,小麦、油菜和大蒜间作边行的蚕豆根瘤量分别增加11.04％、354.60％和282.21％;在砂壤土中,除小麦间作模式外,油菜和大蒜间作模式的中行蚕豆根瘤量分别增加30.69％和76.41％,而小麦、油菜和大蒜地的边行蚕豆根瘤量比单作地分别增加37.64％、45.56％和137.07％.在胶泥土和砂壤土中,油菜、大蒜间作均能提高蚕豆的结瘤水平,分别增加61.94％和80.05％.[结论]间作对蚕豆结瘤能力的影响不仅受作物种类的影响,还受土壤类型和栽培方式的影响.     

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。     

根间作用及供水水平对玉米豌豆间作中豌豆结瘤特性的影响

以玉米间作豌豆为研究对象,在隔根和不同灌水水平下,研究了根间作用和水分对间作豌豆根瘤数及根瘤重的影响,分析了根瘤数和根瘤重与豌豆产量的相关关系,以期为干旱条件下提高间作豆科的结瘤固氮能力提供理论依据。结果表明:1)与玉米间作不利于豌豆根瘤的形成,单作豌豆根瘤数较未隔根、部分隔根和完全隔根间作豌豆的根瘤数分别高16.0%-17.8%、26.2%-59.5%和37.9%-69.9%,根瘤重分别高26.9%-49.9%、129.2%-155.2%和170.6%-136.9%。2)间作群体内,充分的根间作用有利于增加豌豆的根瘤数和根瘤重,未隔根与完全隔根间作豌豆相比,其根瘤数和根瘤重分别高18.8%-45.6%和58.6%-124.9%。3)增加灌水有利于增加豌豆的根瘤数和根瘤重,但间作加剧了干旱对豌豆结瘤数的不利影响。4)间作具有显著提高豌豆产量的优势,未隔根、部分隔根和完全隔根间作豌豆的产量较单作豌豆分别提高了22.6%-30.8%、19.0%-24.5%和6.6%-14.0%,灌水量越大、根间作用越充分,间作豌豆增产越高。5)间作豌豆的产量与根瘤数、根瘤重呈显著的二次曲线相关,保持适量根瘤数是获取间作豌豆高产的可行途径之一。     

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。     

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。     

不同灌溉方式及间作对小麦产量及边际效应的影响

采用大田试验,研究了低、中、高灌水水平下交替灌溉间作小麦和单作小麦的产量及边行效应.结果表明:交替灌溉间作小麦在低、中、高灌水水平下的经济产量分别较单作高20.96%、28.34%、33.11%,小麦经济产量随着灌水水平的提高而增大.间作小麦在3个灌水水平下的边行产量均高于相应灌水水平下的单作小麦,间作小麦的边行优势在高灌水下更明显;小麦收获指数、千粒质量、产量在间作和单作中从边一行至边三行呈递减趋势,高灌水水平下边一行较边二行和边三行增产效果明显高于低、中灌水水平.间作是形成小麦产量和边行优势的主要原因.     

小麦/玉米和蚕豆/玉米间作对水分利用的影响

以甘肃河西灌区为试验地点,在0、300、450kg/hm^2氮水平下,探讨了小麦/玉米和蚕豆/玉米两种间作对水分利用的影响。结果表明：在小麦扬花期,与小麦和蚕豆间作的玉米在3个氮水平下都低于单作,而间作小麦和间作蚕豆在不施氮条件下,0-140cm土层土壤含水量高于单作,在300kg/hm2和450kg/hm^2氮水平下则表现不一样;玉米收获后,在3个氮水平下,小麦、蚕豆间作都低于单作,而与小麦和蚕豆间作的玉米都高于单作。小麦/玉米间作相对于单作WU在0和300kg/hm^2氮水平下减少11%,在450kg/hm^2氮水平下增加1.29%;WUE在3个氮水平下都高于单作,间作相对于单作WUE增加27.91%-39.17%。蚕豆/玉米间作相对于单作WU在0和300kg/hm^2氮水平下分别减少12.98%、2.98%,在450kg/hm^2氮水平下增加5.83%;WUE在3个氮水平下都高于单作,间作相对于单作WUE增加22.62%-62.37%。表明小麦/玉米和蚕豆/玉米间作可以提高水分利用效率。     

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。     

蚕豆/小麦间作对结瘤效应研究初探*

 通过两年的蚕豆/小麦间作试验发现，混种蚕豆根瘤量显著高于单种，其中2001年处理比对照高36.45%，2002年处理比对照高55.51%。盆栽试验发现适度粒度土壤促进蚕豆结瘤，在5种不同粒度的土壤中，3～5mm粒度的处理其根瘤鲜重最大。利用小麦根系分泌物处理蚕豆的盆栽试验结果表明，4个不同时期土培的50株小麦根系分泌物处理的蚕豆，结瘤量最大值分别为根系分泌物被稀释至125倍、625倍、25倍和25倍的处理。     

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%。     

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。     

不同轮作方式下蚕豆节约氮对玉米产量的影响

为了评价在中国西南地区广为采用的蚕豆—玉米轮作种植体系中前茬种植蚕豆所增加的土壤氮的供给量对后茬玉米生长的影响,设计了田间二因素试验,分别在不施氮、N75kg/hm^2、N150kg/hm^2、N300kg/hm^2四个氮水平条件下,比较前茬小麦单作、蚕豆单作和小麦/蚕豆间作处理条件下轮作玉米的产量。数据表明,在不施氮（N0）和75kg/hm^2（N1）处理时,与前茬小麦单作相比,前茬单作蚕豆和小麦/蚕豆间作处理显著提高了后茬玉米棒子的产量,前茬蚕豆单作时后茬玉米棒子产量提高了21%和33%,而前茬小麦/蚕豆间作时分别提高了7%和30%,因此在外源氮供应低时蚕豆节约氮对下茬玉米的生物有效性高,从而生物固氮残留提供的氮营养增加;但随施氮量的增加,前作不同种植方式下后作玉米产量间差异不显著,表明随施氮量增加蚕豆节约氮对下茬玉米的生物有效性降低。研究认为在蚕豆-玉米轮作体系中进行氮养分资源管理时,要综合考虑轮作方式和施氮水平,以求得经济和环境效益的统一。     

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。     

新疆喀什地区不同种植模式下小麦白粉病田间消长规律研究

[目的]调查核桃小麦间作田、红枣小麦间作田及小麦单作田小麦白粉病发生情况,研究果树小麦间作模式下小麦白粉病发生为害情况与小麦单作田的差异性.[方法]采用定期定点调查的方法,研究核桃小麦间作田、红枣小麦间作田和小麦单作田小麦白粉病的田间消长规律.[结果]小麦白粉病在5月中旬开始为害,核桃小麦间作田和红枣小麦间作田小麦白粉病田间消长规律与小麦单作田基本一致.小麦白粉病病情指数:核桃小麦间作田＞红枣小麦间作田＞小麦单作田.[结论]果树小麦间作田和小麦单作田小麦白粉病田间消长规律基本一致,但果树小麦间作田小麦白粉病病情指数高于小麦单作田.     

小麦、大麦与蚕豆间作对耗水量和水分利用率的影响

通过小麦／蚕豆间作和大麦／蚕豆间作盆栽试验,研究了间作与单作相比在耗水量及水分利用率方面的差异。研究结果表明,小麦／蚕豆间作全生育期耗水量比小麦单作和蚕豆单作低,但差异未达到显著水平;小麦／蚕豆间作在蚕豆分枝期耗水量比蚕豆单作低,且差异达到显著水平。大麦／蚕豆间作全生育期耗水量比大麦单作高,但差异未达到显著水平;大麦／蚕豆间作在大麦分蘖期耗水量比大麦单作高,且存在显著差异。大麦／蚕豆间作各生育期及全生育期耗水量与蚕豆单作相比不存在显著差异。间作小麦、间作大麦的WUE（水分利用率）比单作小麦、单作大麦高,但间作蚕豆的WUE比单作蚕豆低。     

续断菊与蚕豆间作下土壤部分化学特征与Cd形态分布状况研究

通过田间试验,研究间作和单作两种种植模式下植物根际土壤p H、有机质、碱解氮、速效钾、速效磷和不同形态Cd分布状况变化,考察综合因素对土壤重金属Cd形态分布状况与续断菊(Sonchus asper L.Hill)和蚕豆(Vicia faba L.)两种植物吸收Cd的影响。结果表明:随着植物的生长,单作蚕豆与单作续断菊土壤p H值没有显著变化,间作土壤p H值下降0.11个单位;间作土壤有机质比单作蚕豆和单作续断菊分别增加12.64%和20.13%;随着植物的生长,间作与单作蚕豆碱解氮含量分别显著增加139.87%、155.15%;间作与单作续断菊土壤速效钾含量接近,变幅在5%左右,单作蚕豆下降10.60%;不同种植模式土壤速效磷含量均呈现下降趋势,间作显著下降7%左右,单作蚕豆与续断菊下降量接近;各时期Cd各形态含量分布为可交换态碳酸盐结合态铁锰氧化物结合态有机物结合态;成熟期间作Cd可交换态含量比单作蚕豆与单作续断菊分别下降21.98%、22.13%,碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机物结合态含量没有差异性;间作蚕豆生物量相比单作降低了24.77%,间作续断菊生物量相比单作增加15.29%;单作蚕豆根、叶、豆荚与籽粒Cd质量分数显著大于间作蚕豆,间作续断菊地上部Cd质量分数显著大于单作,根部无差异。总之,间作增强了续断菊对Cd的吸收,降低了蚕豆对Cd的吸收。     

不同氮肥水平下小麦蚕豆间作控制病害试验

选用当地常规种植的小麦与蚕豆在不同氮肥水平下间作、单作,进行病害控制试验。结果表明,小麦蚕豆间作与单作相比,小麦锈病、小麦白粉病、蚕豆赤斑病、蚕豆锈病发病较轻,最高相对防效达69.04%;间作后小麦平均亩增产8.19 kg,增长3.36%;与此同时,随着氮肥用量的增加,小麦白粉病发生加重。     

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%     

果麦间作模式下麦田麦长管蚜种群动态研究

[目的]通过对核桃小麦间作田、红枣小麦间作田及小麦单作田麦长管蚜的种群动态研究,探讨果麦间作模式下麦田麦长管蚜的发生危害特点及与小麦单作田的差异性.[方法]采用定期定点调查与抽样调查相结合的方法,研究核桃小麦间作田、红枣小麦间作田和小麦单作田麦长管蚜种群动态.[结果]麦长管蚜5月上中旬开始危害,核桃小麦间作田发生危害时间稍早于红枣小麦间作田和小麦单作田;果麦间作模式下麦田麦长管蚜田间消长规律与小麦单作田基本一致,危害高峰在5月下旬到6月上旬;核桃小麦间作田麦长管蚜发生量大于红枣小麦间作田和小麦单作田麦长管蚜发生量.[结论]核桃小麦间作麦田、红枣小麦间作麦田和小麦单作田麦长管蚜的田间消长规律基本一致;麦长管蚜在核桃小麦间作田的危害重于其在红枣小麦间作田和小麦单作田的危害.     

间作小麦的边行效应及其与根系空间分布的关系

采用隔根试验,研究了间作与单作小麦边行效应的差异及其与根系空间分布的关系.结果表明:单作、不隔根间作、塑料薄膜隔根间作、尼龙网隔根间作小麦边1行产量较边2行分别高13.7%、18.2%、29.0%、33.7%,较边3行分别高22.5%、33.9%、19.4%、29.8%,除塑料布隔根处理外,间作小麦的边行优势明显高于单作小麦.0～100cm土层中的小麦根质量密度在处理间的大小关系为:不隔根间作尼龙网隔根塑料布隔根单作小麦;根系分布深度大小关系为:塑料布隔根尼龙网隔根不隔根间作单作小麦;小麦产量与20～40cm土层中的根质量密度呈显著正相关关系.