带型及施氮水平对玉米间作豌豆群体光分布的影响

【目的】针对绿洲灌区优化间作群体受光结构缺乏理论依据,间作增产技术依据不足等问题,旨在为构建利于提高光能利用率的间作模式提供理论依据.【方法】以玉米间作豌豆为研究对象,在不施氮、传统施氮量减施1/3、传统施氮量和3∶4带型(3行玉米∶4行豌豆)、2∶4带型(2行玉米∶4行豌豆)配置下,研究了玉米间作豌豆群体内的光分布及消光特征.【结果】在整个生育期,与单作相比,间作有利于群体内的光分布,间作底层光强高于单作,豌豆高25.7%~156.7%,玉米高50%~316.2%.间作底部的透光率也高于单作,豌豆高51.2%~55.9%,玉米高236.9%~237.8%.豌豆上部第2层光强间作比单作高32.4%~103.0%,玉米高1.1%~39.5%.随施氮量的增加底层透光率降低,3∶4和2∶4传统施氮间作处理较减施1/3氮肥和不施氮间作模式冠层底部光强低,且3∶4间作处理的受光结构优于2∶4间作处理.【结论】玉米/豌豆间作为3∶4带型,施肥量为450kg/hm2是最适宜试区玉米/豌豆间作群体光照结构的模式参数.     

带型配置及施氮量对玉米间作豌豆产量和水分利用效率的影响

通过大田试验,研究了施氮水平和带型配置对玉米间作豌豆产量及水分利用效率(WUE)的影响.结果表明:玉米间作豌豆具有显著的间作优势,土地当量比介于1.08～1.55之间,3:4间作模式的产量显著高于2:4间作模式,施氮能够显著提高作物的产量,而中、高施氮处理差异不显著;间作的耗水量比单作高13.66%～18.93%,3:4间作模式在中施氮处理的耗水量显著高于2:4间作模式,玉米对间作复合群体的影响大与豌豆;施氮条件下玉米间作豌豆显著提高了WUE,3:4间作模式在高施氮水平的WUE显著高于2:4间作模式,而中、高施氮处理差异不显著,2:4间作模式中玉米对复合群体的贡献大,3:4间作模式中豌豆对复合群体的贡献大.     

氮肥减施对玉米间作箭筈豌豆种间关系及产量的影响

通过探究氮肥减施对玉米间作箭筈豌豆种间关系的影响,为进一步发挥禾豆间作优势提供理论依据。2017年在甘肃省武威市甘肃农业大学绿洲农业综合试验站进行试验,以玉米、箭筈豌豆为试验对象,设单作箭筈豌豆(V)、单作玉米(M)、玉米间作箭筈豌豆(M/V)3个种植模式和不施氮(N0,0kg·hm^-2)、减量施氮(N1,240kg·hm^-2)、传统施氮(N2,300kg·hm^-2)3个施氮水平,探究河西绿洲灌区减量施氮对玉米间作箭筈豌豆种间关系及产量的影响。结果表明,箭筈豌豆干物质积累量间作较单作增加43.0%,减量施氮比传统施氮增加10.9%;玉米干物质积累量间作较单作增加26.7%,减量施氮比传统施氮增加8.5%;共生期内箭筈豌豆相对于玉米的竞争比率始终大于1,表明箭筈豌豆的种间竞争力强于玉米,且减量施氮能增强种间竞争;箭筈豌豆收获后间作和单作玉米生长速率比在不同施氮水平下均大于1,表明间作玉米有明显的恢复效应。箭筈豌豆产量间作较单作增加37.7%,减量施氮与传统施氮无显著差异;玉米产量间作较单作增加3.4%,且间作模式下减量施氮...     

玉米氮素吸收分配规律对不同种植模式的响应

为进一步明确玉米花生宽幅间作稳粮增油模式下玉米的氮素吸收分配规律及其与单作的差异。本试验在玉米单作、玉米花生行比2∶4间作种植模式下,均设置施氮、不施氮两个处理,研究不同种植模式下玉米干物质积累、氮素积累和分配及其对产量和氮素利用效率的影响。试验结果表明,间作模式下可以显著提高净面积干物质积累量、籽粒产量以及氮肥利用效率;施氮处理增加了不同种植模式下玉米干物质积累及氮素积累,进而有效提高了氮素收获指数。在本试验条件下,玉米花生行比2∶4且玉米施纯氮300 kg/hm2是间作玉米获得高产高效的适宜栽培方式。     

不同玉米密度下玉米间作豌豆的产量表现

针对绿洲灌区玉米间作豌豆是否存在增密度效应问题,通过大田试验,在不同间作玉米密度(45 000株/hm2、52 500株/hm2、60 000株/hm2)和施氮水平下,研究了豌豆/玉米间作体系的产量表现,以期为试区通过密度增加提高间作产量提供实践依据。结果发现:在豌豆/玉米间作体系中,各处理的土地当量比均大于1,表明间作具有明显的产量优势。在不施氮处理中,间作玉米产量在高密度种植下分别较低密度和中密度提高19.0%和1.9%;在施氮处理中,间作玉米产量在高密度水平下分别较低密度和中密度提高18.6%和12.0%。混合产量(豌豆籽粒产量+玉米籽粒产量)在施氮水平下高密度分别较中密度和低密度提高8.1%和16.1%;不施氮水平下高密度分别较中密度和低密度提高3.1%和15.9%。本研究在施氮(450 kg/hm2)且高密度(60 000株/hm2)条件下,经济产量和混合产量均达到最高,该密度效应为进一步完善玉米间作豌豆的种植技术在生产上推广和应用提供理论依据。     

带型及施氮对玉米间作豌豆光能利用率的影响

通过大田试验,研究了施氮及带型对绿洲灌区单作和间作玉米、豌豆产量、光能利用率及光合源大小的影响,旨在为该区玉米间作豌豆的增产增效提供理论依据。结果表明:试验设计的各间作处理的土地当量比(LER)都大于1,说明玉米间作豌豆可提高土地利用效率;与2:4模式(2行玉米、4行豌豆)相比,3:4模式(3行玉米、4行豌豆)的LER增大了28.26%,说明3:4模式具有较好的提高土地利用率的作用。单作玉米、单作豌豆、2:4间作、3:4间作的三个氮水平下的平均光能利用率分别为0.60%、0.15%、0.53%和0.60%,氮肥减量15%的3:4间作的光能利用率最高,达到了0.75%。3:4模式的平均叶面积指数(LAI)比2:4模式高22.83%-28.27%,叶日积(LAD)高25.49%-27.83%。在本试验设计的参数范围内,随LAD的增大,作物的光能利用率持续增大,因此进一步提高LAD是提高光能利用率、增加产量的有效途径。     

大麦间作豌豆的种间竞争力及产量对施氮量的响应

通过优化种间关系对提高禾豆间作产量具有理论和实践指导意义,因此,本研究采用盆栽试验,设单作大麦(B)、单作豌豆(P)和大麦间作豌豆(P/B)三种种植模式,在不施氮(N0)、施纯N 200 mg/kg·土(N1)和400 mg/kg·土(N2)三个施肥水平,探讨了大麦间作豌豆的种间关系及其产量表现,以期为豆科//禾本科间作系统氮素高效管理提供理论依据。结果表明:施氮间作的土地当量比均大于不施氮间作处理,且均大于1,说明施氮有利于提高间作优势;与相应单作相比,N0、N1和N2施氮水平下的间作大麦的产量分别提高了28.1%、61.4%和48.5%,间作豌豆的产量分别提高了15.7%、24.2%和17.7%,间作优势明显。施氮提高了大麦相对于豌豆的竞争力,N1、N2水平下的间作大麦竞争力较N0水平下的竞争力分别增大了49.8%和95.2%。大麦间作豌豆的籽粒产量与大麦相对于豌豆的平均竞争力呈二次曲线相关关系,该竞争力在0.4时利于间作籽粒高产;适度控制共生期大麦的竞争力可提高间作产量,大麦盛花期是最有效的调控时期,N1水平的施氮量是优化间作大麦和豌豆竞争力、获取高产的适宜施氮水平。     

间作促进作物磷吸收的氮素调控效应

为探讨通过氮素调控促进间作作物磷吸收利用的效果,阐明间作的氮磷交互作用机理。设置3种种植模式（玉米马铃薯间作、玉米单作和马铃薯单作）、4个施氮水平（N0：不施氮、N1：1/2常规量、N2：常规量、N3：3/2常规量）的田间小区定位试验,研究玉米马铃薯间作对作物磷吸收和利用的影响,并分析磷吸收对施氮量的响应。结果表明：施氮量显著影响间作产量,低氮（N1）水平间作产量优势最大。间作玉米和马铃薯的磷吸收量均随施氮量增加而降低,在N2水平达到最大。在低氮条件下,间作玉米磷吸收量较单作平均提高了42.03%,马铃薯提高了13.46%。随施氮量的增加,玉米马铃薯间作的单位面积磷吸收的优势呈先增加后下降的趋势,在N1水平优势最强。在N1水平中,与单作相比,间作玉米籽粒磷吸收量平均增加86.26%,间作马铃薯块茎磷吸收量平均增加14.28%。因此,在保证作物产量和提高氮磷肥利用率的前提下,合理施入氮肥能够促进间作作物对磷素的吸收与利用。     

不同施氮水平下玉米单作及间作紫花苜蓿对玉米产量及白浆土养分含量的影响

为了揭示玉米间作紫花苜蓿对白浆土培肥及玉米增产的优势作用,设置4个不同施氮水平(140、175、200、225 kg/hm~2),研究了玉米"二比空"单作及间作紫花苜蓿对玉米产量及白浆土全氮、有机质及速效养分含量的动态影响。结果表明:在同一栽培模式下,随施氮水平增加,玉米产量逐渐增加。在相同施氮水平下,玉米间作紫花苜蓿在提升玉米产量方面比玉米单作更有优势。在玉米单作条件下,随施氮量增加,白浆土全氮含量峰值出现的时期由成熟期提早至抽雄期,有机质含量由消耗转为积累,在供试最大施氮量(225 kg/hm~2)条件下,白浆土碱解氮含量的损失程度也最大。玉米间作紫花苜蓿条件下,白浆土全氮含量的峰值则出现在抽雄期;与拔节期相比,玉米收获后,除施氮量为200 kg/hm~2时白浆土有机质含量降低12.0%外,其余施氮量均可使白浆土有机质含量增加;施氮量为175 kg/hm~2时更有利于降低碱解氮的损失;施氮量较低时(140 kg/hm~2),玉米间作紫花苜蓿能促进白浆土全氮含量的消耗,而施氮量提高后,玉米间作紫花苜蓿能相应地降低白浆土全氮含量的损失。在施氮量为140、175、200 kg/hm~2时,与玉米单作相比,玉米间作紫花苜蓿能够减小玉米拔节期至抽雄期白浆土有机质含量的降幅,而在更高施氮量(225 kg/hm~2)下,玉米间作紫花苜蓿能使抽雄期白浆土有机质含量较拔节期提升13.9%。与玉米单作相比,玉米在各个生育时期,无论单作还是间作紫花苜蓿处理白浆土中有效磷及速效钾含量均显著降低,其中,速效钾含量随玉米生育进程的推进表现为先降低后增高的规律;在玉米单作及间作紫花苜蓿模式下,施氮200、225 kg/hm~2可使白浆土有效磷含量得以累积;在玉米间作紫花苜蓿模式下,施氮175 kg/hm~2可极大地促进白浆土速效钾含量的消耗,施氮量降至140 kg/hm~2则可使速效钾含量得到最大程度累积。综上,相同施氮水平,玉米间作紫花苜蓿在提升玉米产量方面比玉米单作更有优势;较高施氮水平可有效降低玉米间作紫花苜蓿下白浆土全氮含量的损失,同时增加有机质和有效磷含量,在此模式下,施氮175 kg/hm~2能最大限度地减少碱解氮的损失、促进速效钾的消耗。     

玉米-大豆间作和减量施氮对玉米生长、产量及土壤硝态氮含量的影响

通过大田试验,研究玉米单作（MM）、玉米-大豆间作1∶2（IMS1,玉米1行,大豆2行）、2∶2（IMS2,玉米2行,大豆2行）3种种植方式和3种施肥水平不施氮（N0）、减量施氮200 kg/hm（N1）、常量施氮300 kg/hm（N2）对玉米生长、产量以及土壤硝态氮含量的影响。结果表明,IMS1下,N2玉米叶面积较N0显著提高6.30%。间作和N1处理对玉米产量无显著影响,但显著提高了玉米和大豆总产量。N1较N2的氮肥农学效率显著提高。土壤硝态氮随玉米不同生育期的变化而变化,在成熟期达到最低值。与N2相比,N1土壤硝态氮无显著变化,未对土壤养分产生负面影响并能满足作物对氮素的需求,保持高产。总体来看,玉米大豆间作模式下减量施氮有利于节肥和提高间作体系总产量。     

科尔沁沙地燕麦间作箭筈豌豆与施肥对饲草养分累积、产量及水分利用的影响

为研究内蒙古科尔沁沙地水分和养分高效利用的饲用作物栽培模式，于2020-2021年在中国科学院西北奈曼沙漠化研究站开展大田试验。在燕麦灌浆期刈割后进行饲草复播，复播设置种植模式及施肥处理双因素试验，3种种植模式分别为单作燕麦（‘蒙燕1号’，SO）,单作箭筈豌豆（SV），2行燕麦与4行箭筈豌豆间作（IOV）；4种施肥处理分别为不施肥（N），施化肥（磷酸二铵，C，150 kg/hm²），施生物有机肥（润泽生物有机肥，O，900 kg/hm²），有机肥和无机肥配施（生物有机肥＋磷酸二铵，G，全量配施），探讨间作与施肥对复种燕麦、箭筈豌豆饲草养分累积、产量及水分利用的影响。结果表明：间作与施肥可显著增加饲草产量，2020年和2021年G处理较N处理鲜草产量显著提高74.0%和63.5%，干草产量显著提高55.4%和57.0%；燕麦箭筈豌豆间作系统的土地当量比大于1，表明该间作模式提高土地生产力，具有土地利用优势。间作与施肥显著增加0~60 cm土层的土壤含水量；有机肥与无机肥配施提高作物水分利用效率，整体表现为SO>IOV>SV。燕麦箭筈豌豆间作系统的养分优势主要体现在饲草氮累积量的增加，而磷钾累积量则低于单作燕麦，高于单作箭筈豌豆；2020年和2021年G处理下的燕麦间作箭筈豌豆的饲草氮累积量分别比N、C、O处理增加152.2%、21.7%、47.1%和119.8%、17.6%、41.2%。综合分析得出有机肥与无机肥配施处理是最适宜的燕麦与箭筈豌豆间作施肥方式。     

施氮对带田作物产量及水分利用效率的影响

对河西一熟制灌区4种主要栽培模式施氮效应进行研究的结果表明:在灌水量相同的情况下,增施氮肥,以玉米+甘蓝带田的产量增幅最大。同种作物的间套方式不同,产量间有差异。在相同条件下,在玉米+甘蓝间作模式中,玉米当量面积产量分别较小麦+玉米、玉米+蚕豆间作模式中的玉米当量面积产量高。在灌水量相同的情况下,施氮肥明显地提高了作物的灌水利用效率及土壤水分利用效率,以玉米+甘蓝间作模式灌水利用效率及土壤水分利用效率最高。     

玉米/大豆带状复合种植模式下减量施氮对系统产量的影响

2016年在兰州地区不同海拔条件下,研究了玉米/大豆种植模式(玉米单作、大豆单作和玉米/大豆间作)和氮肥水平(不施氮、传统施氮和减量施氮)对作物产量的影响。结果表明,不同种植模式下的传统施氮(CN)和减量施氮(RN)间产量差异不显著。在皋兰、榆中、永登3个试验点,单作玉米在传统施氮(CN)条件下产量较高,分别为13 478.49、12 974.21、11 073.12 kg/hm~2;而间作玉米在减量施氮(RN)条件下产量较高,分别是12 387.02、11 994.41、10 879.27 kg/hm~2;单作大豆和间作大豆均在减量施氮(RN)条件下产量最高;玉米/大豆间作系统的总产量均以减量施氮(RN)条件下最高,分别是14 024.07、13 533.68、12 306.86 kg/hm~2。可见,减量施氮下的玉米/大豆复合种植模式的系统产量并未降低,而氮肥利用效率显著提高,适宜在该区域大面积推广。     

大豆/玉米间作下干物质累积动态变化与产量分析

通过采用田间小区试验研究了不同氮素供应水平以及接种根瘤菌对大豆/玉米间作下的干物质积累与产量的影响。试验结果表明,生育前期,间作大豆和玉米与单作之间单株干物质积累量差异不显著;生育后期,间作大豆的单株干物质积累量小于单作时的单株干物质积累量,而间作玉米单株干物质积累量则显著高于单作。在不施氮时,接种根瘤菌处理的大豆在鼓粒期大豆根瘤干质量显著高于未接种处理,而间作大豆的根瘤干质量显著高于单作;在施氮量150kg.hm-2时,接种根瘤菌处理促进了大豆根瘤的生长,但是间作种植大豆根瘤干质量显著低于单作。在经济产量方面,大豆和玉米间作体系中接种根瘤菌显著提高了大豆和玉米的籽粒产量,不施氮处理,接种根瘤菌比不接种根瘤菌处理大豆和玉米经济产量总量平均增加了14.2%,在施氮为150kg.hm-2时,平均相应的增加6.5%。     

核麦间作模式下氮肥运筹对小麦光合速率、光合物质积累及产量的影响

[目的]核麦间作模式下,研究氮肥运筹对小麦光合特性及产量形成的影响,确定核麦间作模式下合理的氮肥运筹模式.[方法]核麦间作模式下,研究不同氮肥运筹模式对小麦叶绿素含量、光合速率、光合物质积累、分配及产量和产量构成变化的影响.[结果]在核麦间作模式下,重施拔节肥处理小麦叶绿素含量、光合速率、光合物质积累及向生殖器官分配、千粒重和产量显著高于重施返青肥处理,施氮量30 kg处理高于施氮量40 kg处理.产量最高处理为追施尿素30 kg、返青期∶拔节期=3∶7.[结论]在核麦间作模式下,在适宜施氮量条件下,适当降低返青期追氮量,增加拔节期追氮量,提高小麦叶片叶绿素含量和光合速率、延长叶片光合功能期,增加光合物质累积量的同时,促进光合物质向籽粒分配的比例,提高千粒重,从而获得较高的产量.     

减氮施肥对间作玉米-大豆生长性状及经济效益的影响

以玉米(120 kg/hm~2)、大豆(65 kg/hm~2)单作施氮量为基准,对间作玉米-大豆模式设置5个施氮水平(玉米、大豆单作施氮量;玉米减氮50%,大豆不减氮;大豆减氮50%,玉米不减氮;玉米大豆均减氮50%;不施肥处理),通过对间作玉米和大豆生长性状、产量及经济效益的研究,以期获得间作玉米-大豆适宜的氮肥用量。研究结果表明:玉米大豆在均减氮50%处理下,玉米秃顶长显著增加,穗长和单穗重显著降低,玉米产量降低5.72%～6.81%,大豆产量降低8.94%～11.74%,玉米经济效益降低4.35%～6.14%,大豆经济效益降低11.10%～12.15%。单一玉米或大豆氮肥减量50%对两作物主要生长性状、产量、经济效益均无显著影响,可实现氮肥减量增效,有利于保护生态环境,促进农业可持续发展。     

玉米间作辣椒中的磷吸收规律

以黔糯768玉米品种和花溪党武辣椒为试验材料,通过田间随机区组设计,研究玉米间作辣椒（玉米间作辣椒行比2∶4、2∶6、2∶8）和不同施氮梯度（160、260、360 kg/hm）下,玉米和辣椒各自对P素的吸收利用情况。结果表明,提高氮肥施用量,均可以提高P的吸收,在移栽后的第100天,当施氮量为360 kg/hm时,与行比2∶8模式相比,2∶4,2∶6模式下,玉米的P吸收量比单作模式高出3.8%,4.2%;在2∶4,2∶6,2∶8模式下,辣椒P吸收量分别比单作高出14.5%,11.7%,5.5%。表明,在一定施氮水平下,玉米间作辣椒时,各自的P吸收量都比单作高。     

甘薯/玉米不同间作方式对土壤养分、酶活性及作物产量的影响

为解决甘薯连作种植土壤肥力下降、产量降低等问题,以连作甘薯为对照,研究甘薯、玉米间作不同条带比对土壤养分、酶活性及作物产量的影响,明确甘薯、玉米间作适宜的条带比。结果表明,甘薯、玉米间作栽培较连作甘薯显著提高了土壤中的全氮、有机质含量,促进了作物对土壤养分的吸收;甘薯、玉米间作栽培较连作甘薯脲酶、过氧化氢酶活性显著提高,碱性磷酸酶活性显著下降,其中,间作4∶1条带比处理中的土壤脲酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶活性较4∶2条带比处理分别提高2.46%、8.42%、13.43%;间作4∶1条带比栽培模式具有间作优势,4∶2条带比无间作优势,间作体系中甘薯的种间资源竞争力弱于玉米。相关分析表明,不同间作方式栽培时甘薯产量与土壤碱解氮、速效磷、全氮、全磷含量和磷酸酶活性呈正相关关系。表明甘薯/玉米种植4∶1条带比较为适宜。     

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。     

施氮量对枣麦间作小麦光合速率、光合物质积累及产量的影响

[目的]枣麦间作模式下,探讨施氮量对小麦光合特性及产量形成的影响,确定枣麦间作模式下合理的施氮量.[方法]在枣麦间作模式下,研究不同施氮量对小麦叶绿素含量、光合速率、光合物质积累、分配及产量和产量构成的变化.[结果]在枣麦间作模式下,施氮量处理小麦叶绿素含量、光合速率、光合物质积累及分配显著高于对照,且随着施氮量的增加显著提高;施氮量处理显著提高了小麦收获穗数和穗粒数,千粒重与对照无明显差异,产量显著提高.[结论]在枣麦间作模式下,通过合理增施氮肥量,提高小麦叶片叶绿素含量和光合速率、延长叶片光合功能期,增加光合物质累积量的同时,促进光合物质向籽粒分配的比例,通过主攻收获穗数和穗粒数来提高产量,是实现枣麦间作小麦高产的有效技术模式.