不同木薯/花生模式下的产量表现及其经济产出研究

研究了4种木薯株行距配置0.8 m×0.8 m(M_1)、0.6 m×1.0 m(M_2)、0.8 m×(1.0 m+0.6 m)(M_3)、0.6 m×(1.0 m+0.8 m)(M4),木薯单作与相应木薯/花生体系的产量表现和经济产出的影响。结果表明:4种间作处理的土地当量比(LER)和产值当量(VOE)均大于1,木薯实际产量亏损(AYLc)均大于0,木薯偏土地当量比(PLER-C)均高于木薯在间作和单作中所占的土地面积之比,即4种间作模式均能提高土地利用率,且对木薯来说均具有间作优势;M3间作处理中花生相对于木薯的竞争力(Apc)和花生实际产量亏损(AYLp)大于0,而经济产出则比M3单作木薯高出了237元/667 m2,总的实际产量亏损(AYL)为1.07,在4种间作处理中数值最大。故木薯/花生间作体系中M3木薯株行距配置的间作产量优势和经济效益优势最佳。     

施氮和木薯间作对成熟期花生根际土壤细菌群落结构的影响

为明确相同施肥量条件下木薯-花生间作与花生单作的成熟期根际土壤细菌群落特征差异,以木薯品种 华南205和花生品种粤油200为试验材料,设计2个施氮水平（施氮、不施氮）和3种种植模式（木薯单作、花生单作、 木薯间作3行花生）,采用高通量测序技术,研究了施氮和木薯间作对成熟期花生根际土壤细菌群落结构的影响。 结果表明,在相同施肥量条件下,木薯间作花生模式的土地当量比大于1,表现出间作优势,土地利用率提高49%~ 60%。成熟期花生根际土壤细菌4个优势类群依次为Chloroflexi、Proteobacteria、Actinobacteria和Acidobacteria,合计 比例84.42%~84.59%。花生根际土壤细菌的属数量共477个。施氮和木薯间作对花生根际土壤细菌的α多样性无 显著影响。木薯间作显著降低了Proteobacteria的相对丰度,降幅18.12%。在相对丰度排名前30的菌属中,不同处 理组合间TK10 和Roseiflexus 的差异达显著水平;施氮显著降低了菌属Candidatus_Solibacter、Acidimicrobiales 和 Amycolatopsis的相对丰度,降幅分别为41.18%、33.11%和71.98%。冗余分析表明,有效磷、pH显著影响细菌花生根 际土壤属水平群落组成。本研究结果为明确间作体系中花生根际微生态环境提供理论依据。     

玉米单作及间作紫花苜蓿对产量性状及白浆土供肥特性的影响

以不施肥为对照,设4个不同施氮量,通过玉米单作及间作紫花苜蓿栽培模式,探索两种栽培模式对玉米产量性状及白浆土碱解氮/全氮、有效磷/全磷和速效钾/全钾等供肥特性的影响。结果表明,在供试4个施氮水平下,与玉米单作相比,间作紫花苜蓿均可显著提高玉米产量。225 kg/hm~2的施氮量在玉米单作及间作紫花苜蓿模式下均可极大促进作物对碱解氮的消耗,在降低白浆土碱解氮/全氮幅度上最具优势。施氮量为175和225 kg/hm~2时,与玉米单作相比,间作紫花苜蓿能极大减少全氮中碱解氮的损失。在低供氮水平下(140 kg/hm~2),玉米间作紫花苜蓿能够使磷素活化系数(PAC)保持稳定;在较高施氮条件(225 kg/hm~2),玉米间作紫花苜蓿能显著提升PAC。在玉米单作条件,200和225 kg/hm~2的施氮量更有助于玉米消耗白浆土中的有效磷,使PAC降至1.4%和1.2%,此时全磷各形态很难转化为有效磷。玉米间作紫花苜蓿可有效防止白浆土磷素有效性的降低,PAC处于3.2%～6.4%。无论间作与否,200 kg/hm~2施氮量均可使白浆土速效钾/全钾显著增加,将施氮量提升至225 kg/hm~2,两种栽培模式下白浆土的速效钾/全钾均显著降低。     

1株有固氮能力的甘蔗克雷伯氏菌的分离鉴定及固氮特性

采用无氮Dbereiner培养基,从广西本地甘蔗品种桂糖28号根系分离筛选到1株高固氮活性的细菌菌株L03,对其进行形态、生理生化、16SrDNA序列的系统发育分析和固氮特性研究。结果表明,L03为植生克雷伯氏菌(Klebsiella plantica),将该菌用蛋白胨含量为0.4g/L的Dbereiner培养基培养,当培养瓶中O2含量为2mL、温度为33℃的条件下固氮活性最高,固氮百分率达29.2%。并在连续继代13次后保持固氮能力不变。     

施氮量对玉米花生宽幅间作体系农艺性状及产量的影响

玉米花生宽幅间作被认为是黄淮海平原缓解粮油争地矛盾,实现稳粮增油的种植模式之一。针对目前氮肥过量施用和豆科作物固氮被忽视的实际,2014-2015年在山东济南进行了玉米花生宽幅间作大田试验,研究不同施氮量下玉米花生间作体系作物籽粒产量和农艺性状。结果表明,间作玉米和间作花生分别在360 kg/hm~2。施氮水平上(按玉米带占地面积折算间作玉米田施氮量为141 kg/hm~2)和90 kg/hm~2施氮水平上(按花生带占地面积折算间作花生田施氮量为55 kg/hm~2)时达到较高产量,两年平均分别为7939 kg/hm~2和1845 kg/hm~2;继续增加施氮量,虽然间作花生株高增加14%,但收获指数降低了12%,产量降低12%。玉米花生间作体系能够提高土地利用效率,土地当量比两年平均为1.08;同时能够显著提高氮肥偏生产力和氮肥农学利用效率,不同施氮量梯度下,分别比玉米单作增加32.9%~43.4%和11.8%~69.2%。说明间作玉米带施氮141kg/hm~2、花生带施氮55 kg/hm~2可获得较高的产量、土地利用效率和氮肥利用效率,是本试验条件下间作最优施氮量。     

减量施氮对甘蔗//大豆间作系统产量稳定性的影响

在广州华南农业大学试验中心,通过10 a（2009—2018年）的田间定位试验,对比研究了2种施氮水平[减量施氮300 kg/hm²（N₁）、常规施氮525 kg/hm²（N₂）]和4种种植模式[甘蔗单作（MS）、甘蔗//大豆1∶1间作（SB₁）、甘蔗//大豆1∶2间作（SB₂）、大豆单作（MB）]的甘蔗、大豆和系统总产量的动态变化,以及对甘蔗品质和土壤肥力的影响,采用Wi²（Wricke’s ecovalence）、变异系数（CV）和可持续指数（SYI）评价了产量的时间稳定性,旨在为华南蔗区农业绿色发展的可持续生产模式提供理论依据。结果表明：（1）各处理的甘蔗、大豆以及系统总产量呈现明显的年际变化。年份和种植模式对甘蔗和大豆产量有极显著影响,系统总产量受种植年份的极显著影响。施氮量对甘蔗、大豆和系统总产量均无显著影响。（2）不同间作模式的土地当量比（LER）均大于1,间作稳定且显著地提高了土地利用率。（3）不同处理甘蔗产量的Wi²和CV差异不显著,减量施氮单作甘蔗的SYI值显著高于常规施氮,表明减量施氮单作甘蔗的产量稳定性显著高于常规施氮处理。单作大豆产量的Wi²显著高于间作,说明单作大豆产量稳定性显著低于间作。不同处理的系统总产量Wi²值差异不显著,说明甘蔗//大豆间作和施氮量不影响系统总产量的稳定性。（4）种植年限的增加对甘蔗蔗糖分和纤维分、蔗汁糖锤度、蔗汁旋光度和蔗糖分无显著影响,同一年份不同种植模式和施氮量处理的甘蔗品质差异不显著。（5）与2010年相比,2018年底,除大豆单作模式外,其他处理的土壤pH、有机质、全氮含量显著下降,但所有处理的土壤全磷、有效磷和速效钾没有显著差异。甘蔗连作和连续施用化肥,导致土壤有机质逐步下降、pH降低。减量施氮甘蔗//大豆间作模式能够保持系统生产力和地力的稳定性,但需施用有机肥和推广蔗叶还田技术来培肥蔗田地力。     

甘蔗间作花生对不同耕层土壤微生态的影响

甘蔗间作花生是我国华南地区特有的高效种植模式。本文研究了甘蔗/花生间作不同耕层土壤养分、酶、微生物的变化特征及其相关性。结果表明,相比单作而言,0～20 cm间作花生土壤有效氮、有机质、微生物量氮含量、真菌、放线菌数量、蛋白酶活性及间作甘蔗土壤细菌、放线菌、总微生物数量、微生物量氮含量及蛋白酶活性均显著增加;20～40 cm间作甘蔗土壤全磷、全钾、蛋白酶活性及间作花生土壤放线菌、蛋白酶活性显著增加;40~ 60 cm间作花生土壤真菌、蔗糖酶、微生物量碳含量显著增加;相反,间作甘蔗土壤蔗糖酶活性均显著低于单作甘蔗处理;间作土壤有效氮磷钾、有机质含量、脲酶、酸性磷酸酶活性、微生物数量均随着土壤深度的增加而表现出降低的趋势;间作土壤有效养分与脲酶、酸性磷酸酶、微生物量氮及微生物数量呈显著或极显著正相关。表明甘蔗花生间作条件下土壤养分、酶、微生物相互作用,共同维持良好的土壤微生态环境。     

玉米‖花生间作系统作物产量及根系空间分布特征的影响

在农业部阜新农业环境与保育科学观测试验站分别设置2行玉米:4行花生间作(2M4P)、4行玉米:4行花生间作(4M4P)和玉米单作、花生单作4个种植模式,开展不同种植模式对作物产量及产量构成因素、生物量和根系特征的影响研究。结果表明,2个间作模式的土地当量比(LER)为1.16~1.24,具有一定的产量优势和较高的土地利用效率。间作中的玉米干物质积累量与单作接近,间作花生干物质积累量较单作明显下降。对根系研究发现,间作减少作物的细根生长,2M4P、4M4P处理的比根长(SRL)较单作玉米和花生分别下降了25%、23%和18%、12%,复合系统作物根表面积密度(RSAD)在0~40 cm土层中能够占到总土层的80%以上,间作作物的RSAD显著高于单作,表明作物根系在表层分布较为密集,间作影响了作物的根系生长与分布。     

槟榔/香草兰间作促进植株氮养分转化与利用

以槟榔与香草兰间作系统为研究对象,探讨氮素养分利用规律。采用盆栽模拟试验,以‘热引3号’香草兰和‘热研1号’槟榔为试验材料,研究槟榔单作、香草兰单作和槟榔间作香草兰3种种植模式,在纯氮112.5、225、300 kg/hm²和不施氮肥4个氮肥处理条件下,对植株生物量、氮素吸收和利用、土壤全氮含量和氮肥利用率的影响。结果表明,随着氮肥施用量的增加,不同种植模式下各施氮处理的植株鲜和干生物量差异显著（P<0.05）,间作模式的植株鲜和干生物量最高,分别比对照增加61.3%、34.9%、43.1%和47.2%、62.7%、33.8%;间作模式的植株全氮含量比单作植株的高0.43~2.63 mg/g;间作模式显著增加了植株的吸氮量,分别比对照增加了40.44、47.79和53.92 kg/hm²;间作模式还显著增加植株的氮吸收效率、氮利用效率和氮肥利用率,但对土壤全氮含量影响不明显。     

等高固氮植物篱间作甘蔗技术

宁南县应用等高固氮植物篱间作甘蔗模式的试验结果表明，金沙江干热河谷坡耕地上沿等高线每隔6m培植固氮植物篱2年后，在植物篱之间的作物种植带上种植地膜甘蔗，种植期浇灌1次，单位面积产量128t/hm^2，产值25600元／hm^2，比传统旱坡地甘蔗分别高70．67％、74．86％，甘蔗种植期用水量比传统旱坡地甘蔗下降21．31％，节约用水2145m^3/hm^2.     

苗期甘蔗氮高效基因型评价指标的筛选

本研究通过低氮压力选择,筛选出甘蔗氮高效种质,分析影响甘蔗氮高效的重要指标,为甘蔗氮高效育种及栽培提供理论依据。以58份甘蔗种质资源为材料,在苗期采用正常供氮（2 mmol/L N）和低氮（0.2 mmol/L N）处理,分析甘蔗植株形态、干重及氮素在各器官中累积分配的特征。通过主成分分析方法筛选影响甘蔗氮高效利用的重要指标,通过聚类分析对58份种质进行聚类。结果表明,低氮（0.2 mmol/L N）处理可以明显从植物形态区分不同种质的氮利用差异,58份种质低氮条件下的干重范围为0.64~14.75 g/株,氮累积量为5.53~63.00 mg/株,氮利用率范围为115.40~279.30 g/g。对低氮压力下甘蔗干重及氮累积等25个指标进行主成分分析后,提取出4个主要成分,总贡献率为92.35%。通过高、低氮条件下与氮利用效率有关的氮转移系数及基因潜力等19个指标分析后提取出5个主成分,总贡献率为82.21%。影响甘蔗氮高效的重要指标有甘蔗的干重（全株、叶、根）、氮累积量（全株、叶、茎）、氮利用率（全株、叶）、叶的相对氮利用率、茎的基因潜力、茎的相对干物质量和茎的相对氮累积量。经聚类分析后初步将58份甘蔗种质分为氮高效基因型、偏氮高效基因型、偏氮低效基因型和氮低效基因型。     

宿根甘蔗套种马铃薯宽窄行栽培技术研究

为提高宿根甘蔗套种马铃薯经济效益,通过采用宽窄行种植、多种密度处理的方法,研究宿根甘蔗套种马铃薯中马铃薯密度与甘蔗产量和品质、马铃薯产量和商品率、土地复合产值和新增纯收入之间的关系。结果表明：在播幅为2.0 m的宿根甘蔗套种马铃薯宽窄行栽培中,当马铃薯密度达3.0万粒/hm2时,土地复合产值最高、经济效益最好,其中,马铃薯产量达28 600 kg/hm2,商品率达72.3％;甘蔗产量达168 000 kg/hm2,比纯种增16.2％;甘蔗糖锤度达19.9％,比纯种提高0.3个百分点;复合产值达135 985元/hm2,比甘蔗纯种增119.7％;新增纯收入122 905 元/hm2,比甘蔗纯种增151.8％。     

木薯主要地下害虫蛴螬、蔗根锯天牛发生规律与防控技术研究

为了有效防控木薯地下害虫,笔者就木薯主要地下害虫蛴螬、蔗根锯天牛的发生规律与防控技术进行了研究。结果表明,蛴螬发生一代至少1年,成虫在6～8月雨后羽化出土,高温干旱下,坡地、沙质地及木薯连作地、甘蔗轮作地及花生间套作地受害较重;蔗根锯天牛2～3年发生一代,成虫在4～6月雨后羽化出土,高温干旱下,坡地、沙质地及木薯连作地、甘蔗轮作地受害较重;在种植前选用环保型杀虫剂48％乐斯本乳油 1 000倍液和1.8％阿维菌素乳油2 000倍液混合液浸泡种茎5～10 min后种植效果最好,可显著提高出苗率、降低虫害率和提高产量;土坑对金龟子和蔗根锯天牛也具有良好的诱杀效果;“扫虫光”不仅对蔗根锯天牛、蛴螬等木薯主要地下害虫具有良好的防治效果,而且可以促进木薯生长,显著提高鲜薯产量;以种茎药剂处理、土壤药剂处理、土坑诱杀和合理轮作为核心的木薯地下害虫环境友好综合防控效果十分显著,综合防控区平均虫害率由对照的45.6％显著下降到4.2％,产量由对照的16 920 kg/hm2显著提高到49 960 kg/hm2。上述结果为可持续防控木薯害虫的发生与危害提供了理论与技术支撑。     

甘蔗间套种/轮种玉米模式调查与分析

甘蔗是我国重要的糖料作物,对我国食糖安全起重要作用。但由于人工成本、地租等生产成本不断升高,导致甘蔗效益逐年减少。因此,如何提高单位面积甘蔗效益是当前甘蔗产业面临的重大问题。采用文献数据、面上调查、数据收集、实地调查和试验结果相结合的调查方法,进行比较分析我国甘蔗间套种玉米历史和现阶段主要模式进行差异分析。宿根蔗间套种玉米主要有每行间种和隔行间种二行两种模式,且宿根蔗间套种模式当前只能靠人工操作,规模化发展难度大;新植蔗间套种玉米的主要方式有等行距每行种植、等行距隔行种植、宽窄行间套种(宽行2.4~3.2米)等模式,但是等行距间套种无法机械化种植难以推广,而宽窄行间套种模式适合机械种植但严重影响单位面积甘蔗苗数;甘蔗轮作玉米能实现机械化种植和管理,但是只能在甘蔗良种繁育基地推广应用。因此,选择适合的间套种品种和合理种植模式还值得进一步研究。     

Relay-intercropping soybean with maize maintains soil fertility and increases nitrogen recovery efficiency by reducing nitrogen input

Optimized nitrogen(N)management can increase N-use efficiency in intercropping systems.Legume-nonlegume intercropping systems can reduce N input by exploiting biological N fixation by legumes.Measurement of N utilization can help in dissecting the mechanisms underlying N uptake and utilization in legume-nonlegume intercropping systems.An experiment was performed with three planting patterns:monoculture maize(MM),monoculture soybean(SS),and maize-soybean relay intercropping(IMS),and three N application levels:zero N(NN),reduced N(RN),and conventional N(CN)to investigate crop N uptake and utilization characteristics.N recovery efficiency and 15N recovery rate of crops were higher under RN than under CN,and those under RN were higher under intercropping than under the corresponding monocultures.Compared with MM,IMS showed a lower soil N-dependent rate(SNDR)in 2012.However,the SNDR of MM rapidly declined from 86.8%in 2012 to 49.4%in 2014,whereas that of IMS declined slowly from 75.4%in 2012 to 69.4%in 2014.The interspecific N competition rate(NCRms)was higher under RN than under CN,and increased yearly.Soybean nodule dry weight and nitrogenase activities were respectively 34.2%and 12.5%higher under intercropping than in monoculture at the beginning seed stage.The amount(Ndfa)and ratio(%Ndfa)of soybean N2 fixation were significantly greater under IS than under SS.In conclusion,N fertilizer was more efficiently used under RN than under CN;in particular,the relay intercropping system promoted N fertilizer utilization in comparison with the corresponding monocultures.An intercropping system helps to maintain soil fertility because interspecific N competition promotes biological N fixation by soybean by reducing N input.Thus,a maize-soybean relay intercropping system with reduced N application is sustainable and environmentally friendly.     

菠萝老茎留苗地间种甘蔗技术研究

以摘果后的常规菠萝老茎留苗地为试验地,以菠萝老茎留苗与甘蔗种进行间种,探讨和研究不同间种规格和方法对菠萝老茎所留种苗数量、质量(种苗合格率)以及甘蔗产量的影响,并与常规技术的经济指标做了对比分析。结果表明：采用菠萝老茎留苗地间种甘蔗技术,以菠萝大行距间为种植沟,实施隔行间种甘蔗,该技术能使老茎留苗地菠萝留苗平均可达12.81万株/hm2,种苗合格率占94.8%,平均可产甘蔗种 31.95 t/hm2;以菠萝大行距间为种植沟,实施连行间种甘蔗技术,菠萝种苗留苗的数量相对减少,种苗合格率占93.6%,平均每公顷可摘种苗8.30万株,平均可产甘蔗种42.00 t/ hm2。菠萝种苗数减少,但甘蔗产量增加。两种不同的间种规格和方法对留苗和砍种都有各自的效果,与常规菠萝老茎留苗技术相比,菠萝老茎留苗与甘蔗种间种技术总体经济效益显著。     

氮素形态与吡虫啉对甘蔗根系和地上部生长的影响

本研究通过水培的方式,探究不同形态氮素以及不同形态氮素和新烟碱类杀虫剂吡虫啉（IMI）处理对甘蔗生长、根系伤流强度和根系形态的影响。研究结果显示：与缺氮（CK）相比,添加铵态氮（A）、硝态氮（N）或铵态硝态氮（AN）能够显著提高甘蔗植株的株高和茎径（P<0.05）,其中株高增高了大约3倍,茎径增粗2~3倍,与硝态氮相比,铵态氮能促进甘蔗茎径变粗、鲜重增加以及侧根和不定根的形成;硝态氮为氮源可促进甘蔗根系的纵向生长;铵态氮和硝态氮共存时甘蔗根系总长、根表面积、根系体积以及伤流液强度大于单一氮源处理。添加吡虫啉促进了缺氮条件下甘蔗的生长;与对应的氮素处理组相比,吡虫啉和氮素共处理组甘蔗的鲜重均增加,其中A+IMI处理比A处理增加17.69%,N+IMI处理比N处理增加46.19%,AN+IMI处理比AN处理增加29.43%,在硝态氮存在时差异达到显著水平（P<0.05）;此外,吡虫啉和硝态氮共存显著提高了甘蔗根系总长、根表面积和伤流液强度（P<0.05）。结果表明铵态氮和吡虫啉共施对甘蔗整体的生长最为有利,吡虫啉和硝态氮共施可促进甘蔗鲜重增加以及根系的生长。本研究为甘蔗氮肥施用以及吡虫啉和氮肥在甘蔗中的共施提供重要的理论依据,同时,为“药肥一体化”技术在甘蔗上的应用提供借鉴。     

Cassava-Based Intercropping Systems on Sumatra Island in Indonesia: Productivity,Soil Erosion,and Rooting Zone

Abstract

In Gunung Batin, the southern end of Sumatra Island, Indonesia, cassava is widely cultivated on gently sloping areas for starch materials. The monoculture system and/or the intercropping system without legume plants commonly adopted in this region may tend to accelerate soil degradation. The objective of this study is to compare the productivity among several cassava cropping patterns to propose the most beneficial one in this region. A field experiment of five cropping patterns {cassava (Manihot esculenta Crantz) single-cropping, three cassava-based intercropping patterns, and a crop rotation} was conducted for three years. The cropping pattern that recorded the highest net income varied with the year. In 1997, the driest year of the past several decades, cassava single-cropping was the highest in income. The proposed intercropping system {cassava/(maize ? soybean ? cowpea)} was the highest in 1998, a year with moderate rainfall. In 1999, when severe insect damage occurred to legume crops, the farmers?conventional intercropping was the highest. In an average of the three years, the proposed intercropping pattern was same as cassava single-cropping, although cowpea cultivation as the dry season cropping was not possible in this region. The amount of soil erosion was relatively high in cassava monoculture in comparison with the other intercropping and crop-rotation systems. Cassava roots penetrated to only 0.5 m deep and extended 1 to 2 m in a horizontal direction depending on the planting density. These results lead to the conclusion that the proposed cassava cropping system would be the most beneficial in terms of economy and control of soil erosion.