苯甲酸胁迫下间作对蚕豆自毒效应的缓解机制

苯甲酸是引起蚕豆连作障碍的主要自毒物质之一。本文采用水培试验,研究了不同浓度苯甲酸[C0(0 mg?L-1)、C1(50 mg?L-1)、C2(100 mg?L-1)和C3(200 mg?L-1)]处理对与小麦间作的蚕豆幼苗生长和枯萎病发生的影响,从生理抗性角度探讨小麦与蚕豆间作对缓解苯甲酸自毒效应的机制,为合理利用间作缓解连作障碍,实现农业可持续发展提供科学依据。结果表明:与C0处理相比,不同浓度苯甲酸处理均显著抑制了蚕豆幼苗的生长,并且随处理浓度升高,抑制效应增强;同时显著提高了蚕豆枯萎病发病率和病情指数;蚕豆根系和叶片的MDA含量显著提高,但抗氧化酶(POD和CAT)活性和病程相关蛋白(β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶)活性均随苯甲酸处理浓度升高而降低。表明不同浓度苯甲酸处理均显著抑制了蚕豆的生长,降低蚕豆的生理抗性而促进枯萎病发生。与单作蚕豆相比,蚕豆与小麦间作显著提高了苯甲酸胁迫下蚕豆的地上部干重(17.0%~47.1%),降低了发病率(11.1%~25.0%)和病情指数(20.0%~42.1%);蚕豆根系和叶片中POD活性分别提高12.9%~16.9%和9.3%~24.9%,CAT活性分别提高10.3%~54.0%和6.6%~20.5%,蚕豆根系的β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶活性分别提高4.7%~13.1%和6.7%~15.8%,MDA含量分别降低19.5%~25.4%和20.5%~29.9%。C2处理下间作提高抗氧化酶和病程相关蛋白活性的效果最好,抗病效果最佳。表明小麦与蚕豆间作通过提高蚕豆的生理抗性而减轻苯甲酸引起的枯萎病危害,促进蚕豆生长,是缓解苯甲酸自毒效应的有效措施。     

肉桂酸对蚕豆枯萎病发生的影响及间作缓解机制

采用盆栽试验,研究了肉桂酸不同浓度(C0(0.0 mg kg~(-1))、C1(14.0 mg kg~(-1))、C2(28.0 mg kg~(-1))和C3(56.0 mg kg~(-1)))处理对蚕豆枯萎病发生的影响及小麦与蚕豆间作对肉桂酸自毒效应的缓解机制。结果表明:(1)蚕豆单作条件下,肉桂酸处理显著降低了根系的过氧化物酶(POD)活性并增加了丙二醛(MDA)含量,导致根系脂质过氧化伤害加剧;肉桂酸处理降低了根际微生物的活性(AWCD值)、香农(Shannon)多样性指数(H)和丰富度指数(S)并改变了微生物群落结构;肉桂酸处理显著增加蚕豆根际土壤中镰刀菌数量,提高了枯萎病病情指数并降低根系干重。(2)肉桂酸胁迫下,与单作蚕豆相比,小麦与蚕豆间作提高了蚕豆根系的POD活性,降低了MDA含量,提高了根际微生物对碳源的利用能力及根际微生物的H和S,明显改变了根际微生物群落结构;间作显著降低了蚕豆根际土壤中镰刀菌数量及枯萎病病情指数,显著增加了蚕豆地上部干重和根系干重。表明小麦与蚕豆间作一方面提高蚕豆对枯萎病菌的生理抗性,另一方面有效调节根际微生物活性和多样性,从而缓解了肉桂酸引起的枯萎病危害,促进了蚕豆生长,但间作减轻枯萎病危害的效果受肉桂酸处理浓度的影响。因此,利用非寄主作物小麦的化感效应而采取的间作模式是缓解蚕豆自毒效应的有效措施。     

阿魏酸胁迫下间作对蚕豆枯萎病发生和根系组织结构的影响

为明确酚酸类自毒物质阿魏酸在蚕豆连作障碍形成中的作用,研究其促进蚕豆枯萎病发生的组织病理学机制,揭示小麦蚕豆间作对阿魏酸胁迫的缓解效应。以蚕豆为试材,研究尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f. sp. fabae,FOF)与不同浓度(0、50、100、200 mg·L~(–1))阿魏酸双重胁迫下,小麦蚕豆间作对蚕豆枯萎病发生、根系细胞壁降解酶(果胶酶、纤维素酶、蛋白酶和淀粉酶)活性、木质素含量、胼胝质沉积和根系超微结构的影响。结果表明:与不添加阿魏酸的对照相比,阿魏酸不同浓度处理均显著增加了蚕豆枯萎病的发病率、病情指数和细胞壁水解酶活性,显著提高了木质素含量和胼胝质沉积,使细胞结构扭曲变形,胞内物质外泄,表明阿魏酸与尖孢镰刀菌协同作用加剧了蚕豆连作障碍的发生。与单作相比,不同浓度阿魏酸胁迫下,间作均显著降低蚕豆枯萎病和病情指数;显著降低根系果胶酶、纤维素酶、蛋白酶和淀粉酶活性;减少胼胝质沉积,保证营养物质的正常运输,缓解细胞结构的变形。根系细胞膜、细胞核、细胞器等胞内物质受损较单作轻,有效阻止尖孢镰刀菌进一步入侵蚕豆,减轻枯萎病危害,保证蚕豆的正常生长。上述结果表明,阿魏酸胁迫下小麦与蚕豆间作能提高蚕豆对FOF侵染的抗性,因此,利用非寄主作物小麦与蚕豆间作是缓解蚕豆连作障碍的有效措施。     

连作植烟土壤具有显著积累特征的两种酚酸的化感效应评价

为科学评价连作植烟土壤中具有显著积累特征的两种酚酸的化感效应,丰富现有连作障碍机理,以烤烟品种K326为试验材料,基于前期田间实测结果设置不同浓度梯度(间苯三酚:0.20、1.00、5.00 mg·kg^-1,对羟基苯甲酸0.02、0.10、0.50 mg·kg^-1)进行盆栽试验。结果表明,两种酚酸物质均显著抑制了烤烟种子萌发。间苯三酚抑制了幼苗根系的生长,且浓度越大抑制作用越强;对羟基苯甲酸对幼苗根系生长的影响表现出“低促高抑”的浓度效应。随着间苯三酚浓度的增加,叶片超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性呈上升趋势,而过氧化物酶(POD)活性呈下降趋势;随着对羟基苯甲酸浓度的增加,叶片SOD、CAT和POD活性均呈先升后降趋势。此外,两种酚酸物质均降低了烤烟幼苗叶片叶绿素含量,增加了丙二醛(MDA)含量。随着处理时间的延长,胁迫作用趋势相同。由此可知,间苯三酚和对羟基苯甲酸不同程度地抑制了烤烟幼苗的生长,且存在浓度效应。间苯三酚表现为抑制作用,浓度越高抑制作用越强;对羟基苯甲酸浓度≤0.10 mg·kg^-1时表现为促进作用,>0.10 mg·kg^-1时表现为抑制作用。对羟基苯甲酸较间苯三酚具有更强的生物毒性。本研究可以丰富植烟土壤连作障碍机理,为今后连作障碍调控提供理论依据。     

间作小麦和接种AM真菌协同提高蚕豆抗枯萎病能力和根际微生物碳代谢活性

【目的】接种丛枝菌根 (arbuscular mycorrhizal,AM) 真菌和间作均是防治蚕豆枯萎病的有效方法,从土壤微生物学角度研究两者协同减轻蚕豆枯萎病的机理,对控制蚕豆枯萎病传播具有重要意义。【方法】利用盆栽试验方法,进行了间作和接种AM真菌摩西管柄囊霉 (Funneliformis mosseae,Fm) 和扭形球囊霉 (Glomus tortuosum,Gt) 试验。设蚕豆单作对照 (MF)、蚕豆小麦间作 (IF)、蚕豆单作接种Fm (MFFm)、蚕豆小麦间作接种Fm (IFFm)、蚕豆单作接种Gt (MFGt)、蚕豆小麦间作接种Gt (IFGt) 6个处理。于蚕豆开花期 (生长70天) 取土壤样品,测定蚕豆幼苗生长、枯萎病发生、根际镰刀菌数量和微生物碳代谢活性。【结果】间作显著增加蚕豆幼苗干重93.0%、降低蚕豆枯萎病病情指数71.4%,接菌显著增加蚕豆幼苗干重55.3%、降低病情指数76.6%,其中接种Fm真菌对蚕豆幼苗干重的影响更大,对病情指数的抑制效果更好。间作接菌显著增加蚕豆幼苗干重100%、降低病情指数89.8%。Biolog微平板测试结果显示,间作提高根际微生物碳代谢活性32.3%;接菌提高微生物活性85.4%;间作接菌提高微生物活性122%。主成分分析结果表明,间作和接菌均明显改变了根际微生物的群落结构,并主要改变了对碳水化合物类、氨基酸和羧酸类碳源的利用。相关性分析结果显示,枯萎病发病率和病情指数与根际镰刀菌数量呈极显著正相关关系,与AWCD值、Shannon多样性指数和丰富度指数均呈极显著负相关。【结论】蚕豆与小麦间作和接菌对抑制蚕豆枯萎病和促进蚕豆生长均具有积极效应,间作显著提高了AM真菌的定殖率,二者协同提高了根际微生物活性,改变了微生物群落结构,并抑制了病原菌增殖,进而控制蚕豆枯萎病发生。     

阿魏酸诱导蚕豆枯萎病发生及根系组织结构损伤的化感效应

  【目的】  酚酸类化合物是多种农作物根际土壤中常见的自毒物质，化感自毒物质与土传病害发生密切相关。研究阿魏酸对枯萎病发生的促进效应及机理，为阐明连作自毒物质–病原菌–寄主抗病性互作效应提供参考。  【方法】  采用水培试验研究阿魏酸对蚕豆幼苗生长和枯萎病发生的影响。在蚕豆幼苗长至4～6片真叶时，将其移入2 L Hoagland 营养液中进行培养，其中阿魏酸浓度分别为0、50、100、200 mg/L。待阿魏酸处理2 天后，加入25 mL 1 × 106 cfu/mL的尖孢镰刀菌孢子悬浮液。继续培养40天后，取样调查植株生长状况和枯萎病发病率。利用显微镜观察蚕豆根系细胞组织结构的变化，通过室内培养试验研究尖孢镰刀菌菌丝生长和致病力对阿魏酸胁迫的响应。  【结果】  与无添加阿魏酸 (0 mg/L) 处理相比，添加阿魏酸处理显著抑制蚕豆幼苗的生长，且阿魏酸浓度越高抑制作用越强。本试验条件下，阿魏酸处理显著提高蚕豆枯萎病发病率300.0%～500.0%，显著增加病情指数113.3%～1666.7%，发病率和病情指数均在阿魏酸处理浓度200 mg/L下达到最大值。阿魏酸处理抑制尖孢镰刀菌的菌丝生长，显著提高尖孢镰刀菌产生的果胶酶、纤维素酶、淀粉酶和蛋白酶活性44.8%～59.0%、78.2%～145.6%、975.6%～2435.4%和165.1%～622.9%；显著提高枯萎酸含量107.6%～236.2%。阿魏酸胁迫下，蚕豆根系表皮细胞扭曲变形，木质部导管变细，导管壁增厚，胶状物和内含物充满整个细胞，阻碍营养物质和水分的正常运输，进而加速蚕豆枯萎死亡。  【结论】  阿魏酸胁迫虽然抑制尖孢镰刀菌的菌丝生长，但显著提高蚕豆根系细胞壁降解酶活性和枯萎酸含量，进而增加尖孢镰刀菌致病力，加速根系细胞组织结构损伤，促进尖孢镰刀菌侵入蚕豆根系，加剧枯萎病发生和危害。阿魏酸在蚕豆连作障碍中扮演着初始诱因的角色。     

小麦与蚕豆间作对根际真菌代谢功能多样性的影响

通过田间小区试验,采用Biolog FF微平板培养方法,研究小麦与蚕豆间作对小麦和蚕豆根际真菌代谢功能多样性的影响。结果表明:与单作相比,间作明显提高了小麦和蚕豆根际真菌的碳源平均利用率(AWCD),且间作提高蚕豆根际真菌活性的幅度大于小麦。与单作相比,间作显著提高了蚕豆和小麦根际真菌对Biolog FF板中聚合物、糖类、羧酸类、氨基酸类和胺类碳源的利用;同时间作使小麦和蚕豆根际真菌对碳源的总利用强度比单作分别显著提高63.30%和52.02%,小麦和蚕豆根际真菌对Biolog FF板中6类碳源的利用强度百分比以糖类、羧酸类和氨基酸最高,分别为36.66%~45.99%、25.65%~27.70%和16.37%~20.67%。小麦与蚕豆间作显著提高了小麦和蚕豆根际真菌的香农多样性指数(H)和丰富度指数(S)。主成分分析表明,间作明显改变了小麦和蚕豆根际真菌的群落结构。小麦与间作蚕豆明显促进了小麦和蚕豆根际土壤真菌的碳源代谢强度,显著提高了根际真菌的多样性和丰富度,改变了根际真菌的群落结构,因而是一种有利于改善蚕豆连作栽培根际微生态环境的有效措施。     

外源谷胱甘肽对自毒作用下嫁接黄瓜及砧穗幼苗叶片抗氧化系统的影响

为探索外源还原型谷胱甘肽(GSH)对自毒作用下嫁接黄瓜的保护作用及机理,本研究以200g·L-1连作嫁接黄瓜根际土壤浸提液灌根模拟自毒胁迫(CK2),分别以浓度为0、100、200 mg·L-1GSH对幼苗进行叶片喷施和灌根处理,在处理第4、第8、第12、第16天测定嫁接黄瓜、黄瓜、南瓜幼苗生物量、叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和过氧化氢酶(CAT)活性以及GSH、抗坏血酸(As A)、丙二醛(MDA)含量。结果表明,自毒胁迫下,嫁接黄瓜、黄瓜和南瓜幼苗壮苗指数、叶片SOD、POD、APX、CAT活性降低,As A、GSH含量下降,MDA含量升高。表明连作嫁接黄瓜土壤浸提液能够对3种植物幼苗产生自毒作用。3种植物幼苗T1、T2、T3处理和嫁接黄瓜、南瓜幼苗T4处理的壮苗指数,叶片SOD、POD、APX、CAT活性和GSH、As A含量均显著增加,MDA含量均显著降低。黄瓜幼苗T4处理的壮苗指数,叶片SOD、POD、APX、CAT活性和GSH、As A含量呈下降趋势,MDA含量呈上升趋势。表明施加适宜浓度GSH可以提高抗氧化酶活性和抗氧化剂含量,减轻活性氧对膜脂造成的伤害,从而提高幼苗素质。综上,嫁接黄瓜和南瓜幼苗的T4处理,黄瓜幼苗的T2处理缓解自毒作用效果较为明显。本研究结果为防治嫁接黄瓜连作障碍提供了理论依据。     

不同品种小麦与蚕豆间作对蚕豆枯萎病发生、根系分泌物和根际微生物群落功能多样性的影响

通过田间小区试验和盆栽试验,研究了3个不同品种小麦［云麦42（YM42）,云麦47（YM47）和绵阳29（MY29）］与蚕豆间作对蚕豆枯萎病发生、 根系分泌物和根际微生物群落功能多样性的影响。结果表明,云麦42与蚕豆间作处理（YM42//B）和云麦47与蚕豆间作处理（YM47//B）使蚕豆枯萎病病情指数分别降低47.6%和33.3%,而绵阳29与蚕豆间作处理（MY29//B）对蚕豆枯萎病病情指数无显著影响。与蚕豆单作相比,YM42//B和YM47//B处理显著增加了根系分泌物中有机酸的含量,显著降低了根系分泌物中可溶性总糖和游离氨基酸含量; 显著提高了蚕豆根际微生物对碳源的利用强度,明显改变了蚕豆根际微生物群落结构,并且YM42//B处理的影响大于YM47//B; 而MY29//B处理对碳源利用强度、 根际微生物群落结构和根系分泌物中有机酸、 可溶性总糖和游离氨基酸含量均无显著影响。 YM42//B处理根际微生物利用碳源的种类比YM47//B处理多,同时YM42//B和YM47//B处理利用的糖类、 氨基酸类和羧酸类碳源种类完全不同。表明云麦42和云麦47与蚕豆间作通过增加有机酸含量,从而提高根际微生物活性和多样性,促进了根际微生物利用更多的碳源,同时云麦42和云麦47与蚕豆间作抑制了氨基酸和总糖的分泌,而最终控制了蚕豆枯萎病的发生。表明不同品种小麦与蚕豆间作系统根系分泌物-根际微生物的互作是影响蚕豆枯萎病抗性的重要原因。小麦与蚕豆间作控病效果受小麦品种的影响,以云麦42与蚕豆间作效果最好,其次为云麦47与蚕豆间作,而绵阳29与蚕豆间作无显著控病效果。     

连作对花生根系分泌物化感作用的影响

采用连续收集法提取连作5 年、3 年和轮作处理的花生结荚期根系分泌物, 研究其对土壤微生物及花生种子发芽、幼苗生长发育和细胞膜过氧化的化感作用及连作对花生根系分泌物化感作用的影响。结果表明,花生结荚期根系分泌物对花生根腐镰刀菌36194 菌丝的生长、叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)含量存在促进作用, 对固氮菌14046 的生长, 花生种子胚根的伸长、幼苗的苗高、茎叶鲜重、根系鲜重、叶片叶绿素含量等有抑制作用, 促进和抑制作用均随根系分泌物添加浓度和连作年限的增加呈增强趋势。连作花生结荚期根系分泌物化感物质在土壤中的累积, 很可能是导致花生连作障碍的原因之一。     

Nodulation and root growth increase in lower soil layers of water‐limited faba bean intercropped with wheat

Below‐ground niche complementarity in legume–cereal intercrops may improve resource use efficiency and root adaptability to environmental constraints. However, the effect of water limitation on legume rooting and nodulation patterns in intercropping is poorly understood. To advance our knowledge of mechanisms involved in water‐limitation response, faba bean (Vicia faba L.) and wheat (Triticum aestivum L.) were grown as mono‐ and intercrops in soil‐filled plexiglass rhizoboxes under water sufficiency (80% of water‐holding capacity) and water limitation (30% of water‐holding capacity). We examined whether intercropping facilitates below‐ground niche complementarity under water limitation via interspecific root stratification coupled with modified nodulation patterns. While no significant treatment effects were measured in intercropped wheat growth parameters, water limitation induced a decrease in shoot and root biomass of monocropped wheat. Likewise, shoot biomass and height, and root length of monocropped faba bean significantly decreased under water limitation. Conversely, water limitation stimulated root biomass of intercropped faba bean in the lower soil layer (15–30 cm soil depth). Similarly, total nodule number of faba bean roots as well as nodule number in the lower soil layer increased under intercropping regardless of water availability. Under water limitation, intercropping also led to a significant increased nodule biomass (48%) in the lower soil layer as compared to monocropping. The enhanced nodulation in the lower soil layer and the associated increase in root and shoot growth provides evidence for a shift in niche occupancy when intercropped with wheat, which improves water‐limited faba bean performance.     

基于LCA的不同间作体系产量优势及温室效应研究

为了探究间作体系对农田生态系统温室效应和产量优势的影响,本文选用小麦/蚕豆和玉米/马铃薯间作种植体系,通过为期2年的田间小区试验,采用生命周期评价法(LCA),以小麦/蚕豆间作和小麦单作、玉米/马铃薯间作和玉米单作为研究对象,以生产1 000kg作物为评价的功能单元,建立农资系统和农作系统生命周期资源消耗以及温室气体排放清单,研究了不同种植体系的作物产量、全球增温潜势和能源消耗等指标的差异。结果表明:与单作小麦相比,间作小麦两年的产量分别增加18.04%和39.94%;与单作玉米相比,间作玉米的产量分别增加2.65%和23.16%;小麦/蚕豆间作系统两年平均增幅高于玉米/马铃薯间作系统。小麦/蚕豆间作的土地当量比两年均大于1,玉米/马铃薯间作的土地当量比仅有1年大于1。与单作小麦相比,两年间作小麦的全球变暖潜值分别降低15.28%和28.53%,能源消耗分别减少15.29%和28.53%;与单作玉米相比,间作玉米的全球变暖潜值分别降低2.61%和19.05%,能源消耗分别减少2.61%和18.83%。小麦/蚕豆间作的间作产量优势优于玉米/马铃薯,但玉米/马铃薯间作的增温潜势低于小麦/蚕豆间作。合理间作具有显著增产效应,同时可以降低温室效应以及能源消耗,以更低环境代价获得作物高产高效。     

Community composition of ammonia-oxidizing bacteria in the rhizosphere of intercropped wheat (<Emphasis Type="Italic">Triticum aestivum</Emphasis> L.), maize (<Emphasis Type="Italic">Zea mays</Emphasis> L.), and faba bean (<Emphasis Type="Italic">Vicia faba</Emphasis> L.)

Cereal/cereal and cereal/legume intercropping systems are popular in the north, northwest, and southwest of China and often result in yield increases compared to monocropping. Rhizosphere interactions may play a significant role in the yield increases, particularly with respect to nutrient availability. The aim of this study was to investigate the effects of intercropping on N availability and community composition of ammonia-oxidizing bacteria in the rhizosphere of wheat, maize, and faba bean at different growth stages. Denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) based on 16S rRNA genes was used to analyze the community composition of bacterial ammonia oxidizers belonging to β-proteobacteria. The results showed that intercropping with faba bean significantly increased nitrate concentrations in the rhizosphere of wheat and maize at the second sampling time (20 June) compared to monocropping or intercropping between maize and wheat. Intercropping significantly affected the community composition of ammonia-oxidizing bacteria in the rhizosphere compared to monocropping, and the effects were most pronounced in the maize/faba bean and wheat/maize intercropping systems when faba bean and wheat were at anthesis and maize was in seedling stage. In wheat/faba bean intercropping, the effects of intercropping on community composition of ammonia-oxidizing bacteria were less pronounced at the seedling stage of the two species but were significant at anthesis.     

Influences of intercropping and nitrogen supply on flavonoid exudation in wheat roots

Abstract

Soil and hydroponic experiments were carried out to examine the influences of intercropping and nitrogen supply on flavonoid exudation in wheat roots. Both experiments comprising three cropping patterns (wheat intercropped with faba bean, monocropped wheat, and monocropped faba bean) and three N supply levels (deficient, adequate, and excessive) with three replicates in a randomized complete block design. Across two experiments, intercropping increased but N fertilization decreased flavonoids of wheat roots frequently. Intercropping variably increased secretion of naringenin from 0.5 to 1.9 folds (P?<?0.5) in wheat roots at all three N levels, but rarely increased secretion of genistein and hesperetin in wheat at the deficient N level. Intercropped wheat secreted more flavonoids than monocropped wheat at its tillering (60^th d) and flowering (95^th d) stages; after the flowering stage, however, the differences between intercropping and monocropping were not significant at any N level. Secretion of flavonoids in wheat roots decreased with increased N supply. Interspecies and N supply altered the contents and proportions of flavonoids in wheat root exudations under wheat and faba bean intercropping. These results indicate facilitative root–root interactions and provide insight into cereal promote nodule of legume in intercropping system.     

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。     

不同磷水平下小麦蚕豆间作对根际有效磷及磷吸收的影响

【目的】探明不同磷水平下小麦–蚕豆间作对根际有效磷含量及作物磷吸收量的影响,提高磷肥利用率。【方法】2015—2016和2016—2017两季田间试验在云南农业大学试验基地耕作红壤上进行,供试小麦品种为云麦-52,蚕豆品种为玉溪大粒豆。设施P2O5 0 (P0)、45 (P45)和90 kg/hm^2 (P90)三个水平,和单作(M,包括小麦单作MW和蚕豆单作MF)和间作(I)两种种植模式。每季在小麦分蘖期、拔节期、抽穗期、灌浆期和成熟期,蚕豆分枝期、开花期、结荚期、籽粒膨大期、收获期采取根际土样测定有效磷含量。在小麦蚕豆收获期测定单、间作小麦、蚕豆产量,并测定作物地上部磷含量。计算土地当量比(LER)来衡量间作优势,并用磷肥农学利用率来反映磷肥的吸收效率。【结果】与单作相比,在P0、P45、P90水平下,2016年间作种植显著提高了小麦籽粒产量12.5%、21.7%和17.3%,2017年间作蚕豆产量较单作分别降低了16.8%、11.7%和8.2%。三个磷水平下,小麦–蚕豆间作具有产量优势,土地当量比(LER)为0.95~1.18。与常规施磷水平(P90)下的单作相比,小麦–蚕豆间作条件下,磷肥减施1/2 (P45)并未降低小麦和蚕豆产量。间作种植对小麦根际有效磷含量无显著影响(除2016年成熟期外),但2017年,在蚕豆分枝期、开花期、结荚期,间作则分别降低蚕豆根际有效磷含量20.8%、44.5%和18%。与P90单作相比,间作P45处理几乎不会降低小麦、蚕豆根际有效磷含量。小麦、蚕豆磷吸收量主要受磷水平的调控,种植模式对小麦和蚕豆磷的吸收量及磷肥农学利用率均没有影响。【结论】在本试验条件下,小麦–蚕豆间作提高了小麦籽粒产量,降低了蚕豆产量;间作种植主要是改变了蚕豆生育前期根际有效磷含量,但对作物的磷吸收量没有影响。小麦–蚕豆间作具有减施磷肥、维持作物产量和根际土壤有效磷的潜力。