小麦蚕豆间作体系氮素吸收累积动态及其种间氮素竞争关系

  【目的】  通过研究小麦//蚕豆间作地上部的氮含量和吸收量，明确不同氮水平下小麦//蚕豆间作的氮吸收累积特征，解析间作小麦和蚕豆种间氮素竞争关系。  【方法】  田间试验采用两因素随机区组试验设计，设置3个种植模式 (单作小麦，单作蚕豆及小麦//蚕豆间作) 及4个氮水平 (N0，N1，N2，N3)，其中小麦的4个施氮量依次为0、90、180、270 kg/hm2，蚕豆的4个施氮量依次为0、45、90、135 kg/hm2。测定了单间作小麦和蚕豆的产量、地上部氮累积含量，利用Logistic模型模拟小麦蚕豆的氮吸收关键参数及氮吸收动态，分析了间作小麦和蚕豆的氮素竞争关系。  【结果】  小麦//蚕豆间作整体平均提高小麦产量33.4% (除N3外)、降低蚕豆产量20.7%，N0和N1水平下，间作具有显著产量优势。通过Logistic模型分析发现，间作条件下小麦的氮吸收高峰比蚕豆晚12～19天。4个氮水平下，间作主要提高了小麦最大氮累积量 (A)、最大氮吸收速率 (R_max) 和初始氮吸收速率 (r)，却降低了蚕豆的A、达到最大氮吸收速率所需的时间 (T_max) 和R_max。在营养生长阶段，小麦的氮素竞争力低于蚕豆，施氮可提高小麦的氮素吸收量。从施氮水平和种植模式共同作用角度分析，N0、N1和N2水平下，间作分别提高小麦的R_max 34.1%、44.6%和21.0%。因此，当小麦达到氮吸收高峰后，间作分别提高小麦氮吸收速率和氮素累积量15.1%～48.4%和9.2%～28.9%，却降低蚕豆氮吸收速率和氮素累积量7.3%～28.4%和7.9%～14.0%。此时，间作小麦氮素竞争力大于蚕豆，在N1水平下小麦的氮素竞争力最强。  【结论】  小麦//蚕豆间作提高了小麦的初始及最大氮素吸收速率 (r和R_max)，提高了小麦生殖生长阶段的氮素吸收和累积，是间作小麦产量优势的基础。优化氮肥投入量，可调控小麦和蚕豆的种间竞争及互补关系，是小麦//蚕豆间作体系产量优势形成、氮素高效吸收利用的关键。     

玉米不同种植模式对坡耕地红壤团聚体的影响

通过田间小区试验单作玉米、马铃薯//玉米间作,采集玉米在3个不同生育期(拔节期、大喇叭口期、抽雄期)的根系和土壤,测定根系分泌物中的有机酸、总糖和土壤团聚体状况,分析根系特征和根系分泌物对土壤团聚体的影响。结果表明,间作玉米根长、根体积、根表面积显著高于单作玉米(P0.05)。玉米根系分泌总糖和总有机酸含量随生育期的推移而增加,间作显著提高玉米根系分泌总糖和总有机酸含量(P0.05)。抽雄期,间作玉米比单作0.25 mm水稳性团聚体含量(R0.25)显著提高8.17%(P0.05);团聚体几何平均直径(GMD)显著提高12.24%(P0.05),分形维数(D)显著降低1.09%;团聚体破坏率(PAD)显著降低26.08%。玉米根系分泌总糖含量、总有机酸含量与R0.25、GMD、D、PAD呈极显著相关关系(P0.01),玉米间作对改变玉米根系特征及根系分泌物中总糖和总有机酸含量、提高土壤团聚体的稳定性有很大影响。     

豆科禾本科作物间作的根际生物过程研究进展

间作作为一种可持续发展的种植模式不仅具有产量和养分获取的优势,而且能够保证粮食安全、降低作物减产风险。在众多间作组合中,豆科禾本科作物间作由于种间促进及生态位互补作用,而在世界范围内被广泛应用。根际是作物-土壤-微生物相互作用的界面,是养分、水分及有害物质从土壤进入作物系统参与食物链物质循环的必经门户,在根际中所发生的生物过程不仅决定着养分的供应量和有效性,而且也影响着作物的生产力和养分利用效率。因此,本文从豆科禾本科间作的根际生物过程角度出发,综述了豆科禾本科间作对根系形态、根际微生物、根系分泌物及其生态效应的研究进展,为豆科禾本科间作体系在修复重金属污染土壤、提高土壤中养分有效性以及植物遗传改良等方面的应用提供理论依据。     

不同微生物腐熟剂对烟末高温堆肥腐熟进程的影响

以烟末为基本原料进行堆肥试验.在添加不同微生物腐熟剂条件下采用好氧人工翻堆堆肥方式.研究了烟末高温堆肥的腐熟进程.结果表明,添加福贝、定制、榕枫微生物腐熟剂缩短了烟末堆肥达到高温的时间,延长了高温分解持续时间,加快了堆肥pH值的增加和C/N比的下降,促进了氮的矿化和氨的减少,加快了烟末高温堆肥腐熟进程.添加微生物腐熟剂福贝、定制、榕枫的堆肥处理分别在堆肥7、14、15 d后进入高温分解阶段(>50℃),持续高温时间分别为14、7和6 d,而未加微生物腐熟剂的对照最高温度为45℃,未进入高温分解阶段.与纯烟末处理相比,添加微生物腐熟剂福贝、定制、榕枫的腐熟堆肥NO3--N含量分别提高了18.7%、12.2%、4.7%.添加微生物腐熟剂福贝的促进效果最佳.     

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。     

不同抗性蚕豆品种根系分泌物对枯萎病菌的化感作用及根系分泌物组分分析

蚕豆枯萎病是土传病害,其发生与蚕豆根系分泌物有密切关系。本文以3个枯萎病不同抗性蚕豆品种——‘89-147’(高抗)、‘8363’(中抗)和‘云豆324’(感病)为材料,通过水培试验收集根系分泌物,测定根系分泌物对镰刀菌孢子萌发和菌丝生长的影响,分析对枯萎病表现出不同抗性的蚕豆品种根系分泌物中糖、氨基酸和有机酸的含量,分离鉴定了根系分泌物中氨基酸和有机酸的组分。结果表明,抗病品种的根系分泌物抑制了尖孢镰刀菌的孢子萌发和菌丝生长,在加入5 mL中抗品种根系分泌物时,显著促进尖孢镰刀菌孢子萌发,但对菌丝生长无显著影响;而在加入1 mL感病品种根系分泌物时,就能显著促进尖孢镰刀菌孢子萌发和菌丝生长。不同抗性蚕豆品种根系分泌物中氨基酸总量和总糖含量随抗性的降低而升高,有机酸分泌总量则随蚕豆品种对枯萎病的抗性增加而升高。感病品种和中抗品种中检出15种氨基酸,而高抗品种中检出14种,组氨酸只存在于中抗品种中,脯氨酸仅在感病品种中检出,3个蚕豆品种根系分泌物中均未检出精氨酸。蚕豆根系分泌物中天门冬氨酸、谷氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸和亮氨酸含量高,可能会促进枯萎病的发生,而蛋氨酸、赖氨酸和丝氨酸含量高可能抑制枯萎病发生。酒石酸仅在抗病品种中存在,根系分泌物中有机酸种类丰富,有助于提高蚕豆对枯萎病的抗性。蚕豆对枯萎病的抗性不同,根分泌物对镰刀菌孢子萌发和菌丝生长的影响也不同,而这种抗病性差异与蚕豆根系分泌物中糖、氨基酸、有机酸的含量和组分密切相关。     

间套作系统中作物的养分吸收利用与病虫害控制

合理的间作套种可以提高作物产量,减轻农作物病虫害的发生.间套作系统中关于作物养分吸收利用的特征,特别是在大量元素氮磷钾方面的研究、以及间套作系统中土壤养分的迁移变化特征及其对土壤肥力和培肥的影响前人已有大量的研究,本文综述的近年来的有关工作.同时阐述了矿质营养与病虫害发生的关系,并针对目前间套作系统中养分与病虫害关系研究的空白,提出今后的研究应加强间作系统中养分与病虫害控制方面的研究.     

低磷红壤的玉米磷肥农学效应与农学阈值

为促进红壤磷肥高效利用,实现磷肥减施增效,通过连续3 a田间定位试验,在低磷红壤和4个施磷（P₂O₅）水平（0、60、90、120 kg·hm^-2,分别记为P0、P60、P90、P120）下,研究施磷量对玉米产量、磷肥利用效率的影响,以及磷肥农学阈值对不同施磷水平的响应。结果表明：在低磷红壤上,施用磷肥显著增加了玉米产量,提高了玉米产量可持续指数,且玉米产量随施磷量增加而增加,在P120处理下产量最高,平均比P0处理显著增加210.48%,但与P90处理差异不显著。玉米当季磷肥偏生产力、磷肥表观利用率均呈现随磷肥施用量增加而减少的趋势,其中以P60处理效果最佳。施磷显著增加土壤有效磷含量,其中以P120处理有效磷含量最高,平均比P0处理显著增加313.44%。土壤磷平衡时的磷肥施用量为19.89~23.00 kg·hm^-2。低磷红壤玉米磷肥农学阈值为97.04 kg·hm^-2。研究表明,在西南低磷酸性红壤中,合理施用磷肥可提高玉米产量和玉米当季磷肥农学利用率,在本试验磷的基础养分条件下,按P90处理施磷,可实现玉米减肥增效、促进农业绿色发展的目标。     

间作和施氮对小麦和蚕豆籽粒淀粉及蛋白质含量的影响

  【目的】  探明小麦/蚕豆间作下作物籽粒淀粉和蛋白质含量的变化特征及其对氮肥施用的响应。  【方法】  小麦/蚕豆间作田间试验于2019和2020年在云南昆明进行,供试小麦品种为云麦52 (Triticum aestivum L.),蚕豆品种为玉溪大粒豆(Vicia faba L.)。种植模式包括小麦单作、蚕豆单作、小麦蚕豆间作。每个种植模式均设4个施氮水平,小麦分别为N 0、90、180、270 kg/hm2,蚕豆分别为N 0、45、90、135 kg/hm2。成熟期测定了小麦和蚕豆籽粒淀粉和蛋白质含量。  【结果】  随着氮肥施用量的增加,单作、间作小麦籽粒的淀粉含量均显著降低。在4个施氮水平下,2019和2020年间作小麦较单作小麦籽粒总淀粉含量分别提高了10%和22%,支链淀粉含量分别提高了5%和18%,直链淀粉含量分别提高了18%和28%。间作蚕豆相较于单作蚕豆显著降低了籽粒支链、直链和总淀粉含量,且年际间变异较大。2019和2020年间作小麦籽粒总蛋白含量较单作小麦分别提高了5%和6%,醇溶蛋白含量分别提高了9%和15%;蚕豆间作也较单作提高了两年的蚕豆籽粒球蛋白含量和2019年的醇溶蛋白含量,但对蚕豆籽粒总蛋白及其它蛋白组分含量无明显影响。  【结论】  小麦蚕豆间作有利于提高小麦籽粒蛋白质和淀粉含量,而对蚕豆籽粒蛋白质含量几乎无影响,因此,间作是一种具有品质优势的种植模式。     

间套作系统中作物的养分吸收利用与病虫害控制

合理的间作套种可以提高作物产量,减轻农作物病虫害的发生。间套作系统中关于作物养分吸收利用的特征,特别是在大量元素氮磷钾方面的研究、以及间套作系统中土壤养分的迁移变化特征及其对土壤肥力和培肥的影响前人已有大量的研究,本文综述的近年来的有关工作。同时阐述了矿质营养与病虫害发生的关系,并针对目前间套作系统中养分与病虫害关系研究的空白,提出今后的研究应加强间作系统中养分与病虫害控制方面的研究。