根际分隔对玉米/豌豆间作种间竞争及豌豆结瘤固氮的影响

通过盆栽试验研究了玉米/豌豆间作条件下,两种施氮水平(0、0.15 g·kg~(-1))及三种分隔方式(不分隔、塑料膜分隔、尼龙网分隔)对玉米、豌豆生长及豌豆结瘤固氮的影响。结果表明:与单作相比,玉米/豌豆间作后对玉米的生长和养分的吸收有显著的促进作用,在整个生育期,玉米生物量的增加量随着豌豆生育期的推进而增加,豌豆苗期、豌豆结荚初期、豌豆收获期玉米的生物量在不施氮肥条件下分别增加:28.5%、32.8%、48.7%;在施氮0.15 g·kg~(-1)时分别增加-8.6%、8.1%、63.2%。在玉米豌豆间作体系中三种分隔方式玉米生物量的大小顺序为:间作不分隔间作尼龙网隔间作塑料膜分隔单作;在不施氮肥时,间作后豌豆苗期生物量与单作相比增加显著,增加幅度达35.8%;随着玉米生育期的推进,间作豌豆的生物量增加幅度随着降低,到豌豆收获期与单作豌豆相比差异不显著。收获时三种分隔方式豌豆生物量的大小顺序为:间作塑料膜分隔间作不分隔间作尼龙网隔单作;在施氮肥时,随着玉米的生长间作豌豆与单作豌豆相比显著减产,收获时三种分隔方式对豌豆生物量的大小顺序为:间作尼龙网隔间作塑料膜分隔单作间作不分隔。与单作相比,间作提高了豌豆的结瘤数;间作不分隔、间作尼龙网隔、间作塑料膜分隔条件下,碗豆的结瘤数分别增加120%、82.5%、22.5%。     

不同供水水平对玉米/豌豆间作系统作物耗水特征的影响

为探明根系分隔对间作群体产量、耗水量和水分利用效率的影响,解析间作群体高产和提高水分利用效率的机理,以玉米、豌豆为材料,设置了单作豌豆、单作玉米、玉米间作豌豆三种种植模式和地方传统供水水平(高)、生育期灌水低于地方传统供水水平10%(中)、生育期灌水水平低于地方传统供水水平20%(低)三个灌水梯度,并将玉米间作豌豆隔根方式分为塑料布分隔、尼龙网分隔和不分隔三种方式,于2011年4—10月在甘肃省武威市绿洲农业区系统研究了不同供水条件和根系分隔模式下玉米间作豌豆的耗水特征。结果表明:间作可以提高土地利用效率13.01%~42.13%,较单作平均提高作物水分利用效率3.07%~43.38%;不同间作处理的经济产量和生物产量比单作高12.90%~30.45%;不隔根间作作物产量比塑料布隔根处理高13.79%~17.17%,较尼龙网隔根处理高1.12%~3.52%。未隔根间作处理时,地方习惯灌水处理与低于10%灌水水平处理耗水量差异不显著,但显著低于降低20%灌水的处理。与单作相比,玉米/豌豆间作具有提高土地利用效率和作物产量的作用。隔根影响间作土地利用效率和产量的提高,且当地的传统灌水习惯也有待改进。     

种植模式对旱地玉米光合特性和产量的影响

为进一步优化陇中半干旱区玉米高产栽培技术,提高有限水土资源利用效率,2014—2015年采用田间试验,研究了玉米马铃薯间作和单作下全膜沟垄作、全膜平作和露地平作对玉米抽雄期光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO_2浓度(Ci)及子粒产量的影响。结果表明:(1)不同种植模式下玉米抽雄期叶片Pn和Tr的日变化均呈先升后降的单峰曲线,峰值出现在中午12∶00左右,全膜沟垄作高于平作和露地,间作高于单作;全膜沟垄作玉米间作马铃薯下的玉米Pn、Tr和Gs均最高。(2)全膜沟垄作、全膜平作和露地平作的玉米间作马铃薯,土地当量比(LER)均大于1,以全膜沟垄作玉米间作马铃薯优势最为突出,其间作下玉米子粒产量为5 451.35kg·hm~(-2),较露地间作提高了66.00%,特别是在降水量偏少的年份,增产效果更明显。因此,在陇中雨养农业区进一步提高玉米产量和水土资源利用效率,引入间作是可行的,全膜沟垄作玉米间作马铃薯是较佳的种植模式。     

北疆杨树‖苜蓿复合系统中根系分布特征及产量

为研究杨树‖紫花苜蓿种间相互作用对根系形态及空间分布的影响,对3 a生苜蓿和7 a生杨树在单、间作条件下0～60 cm土层中的根长密度(RLD)、平均根直径(ARD)和细根比根长(FSRL)进行了分析测定。结果表明:(1)间作杨树与苜蓿的RLD、ARD和FSRL在土壤中的水平和垂直方向存在显著差异。与单作苜蓿相比,间作苜蓿0～60 cm土壤中的RLD降低了54%,20～60 cm土壤中的ARD降低了18.8%,0～60 cm土壤中的FSRL提高了14.5%。与单作杨树相比,间作杨树0～20 cm土壤中的RLD增加了21.6%,0～60 cm土壤中的ARD和FSRL分别降低了14.5%和6.72%。(2)刈割措施会导致苜蓿RLD的下降。4月下旬苜蓿RLD最大,6月下旬和8月下旬苜蓿RLD显著下降(P<0.05),间作苜蓿受到刈割的影响比单作苜蓿大,RLD表现为4月下旬单作苜蓿>4月下旬间作苜蓿>6月下旬单作苜蓿>6月下旬间作苜蓿>8月下旬单作苜蓿>8月下旬间作苜蓿。当地苜蓿一年刈割3次,间作苜蓿在每次刈割后FSRL会出现峰值,间作苜蓿的峰值比对应单作高...     

玉米行距对大豆/玉米间作产量及种间竞争力的影响

为明确大豆/玉米间作体系中玉米最佳种植行距,通过设置5个间作玉米种植行距(D10:10 cm、D20:20 cm、D45:45 cm、D60:60 cm、D70:70 cm),研究不同玉米种植行距对作物产量、体系生产力、种间相对竞争力的影响。结果表明:玉米行距改变不影响间作产量优势,土地当量比(land equivalent ratio,LER)均大于1;随玉米行距的增加,间作大豆产量随之下降,间作玉米产量随之升高,系统生产力(system production,SP)随之提升;间作玉米行距改变显著影响了间作大豆的结荚数和单株粒数,单株结荚数从D10处理的38.5荚·株-1下降为D70处理的15.8荚·株-1,单株粒数从D10处理的66.6粒·株-1下降为D70处理的26.4粒·株-1;随玉米行距的增加,间作玉米穗粒数呈现先增加后减小的趋势,D60处理穗粒数最大,达606粒;间作玉米行距改变显著影响了种间相对竞争力,随间作玉米种植行距的增加,大豆相对于玉米的竞争力Asm逐渐弱化,竞争力平衡点出现在D45处理,采样期平均Asm为0.01。因此,综合考虑间作体系产量,作物产量和种间竞争力,D45处理为大豆/玉米间作体系间作玉米的最佳行距配置。     

不同覆膜方式软荚豌豆的土壤水热效应及其对产量的影响

以软荚豌豆品种合欢为试验材料,研究不同覆膜方式的土壤水热效应及其对软荚豌豆产量的影响。结果表明,与不覆膜（CK）相比,全覆膜（FM）和半覆膜（HM）提高软荚豌豆生长前期0～25 cm土层平均地温分别为3．9℃和2．3℃;同时能抑制土壤水分蒸发,0～30 cm土壤含水量FM最高,HM次之;在FM和HM较好的水热条件下,出苗期分别较CK提前3～4 d和2 d,出苗率分别提高25．7％～26．4％和19．5％～20．9％,采收天数分别延长3～4 d和1～3 d;结荚数和单荚重显著增加,FM产量较CK提高18．5％,HM产量较CK提高12．0％。由于FM改善土壤水热状况,提早出苗,促进软荚豌豆前期生长并改善产量构成因子,因而表现较高产量,是适宜本试验区软荚豌豆种植的一种新的栽培方式。     

不同覆膜栽培对玉米土壤水分温度及产量的影响

采用烘干称重法和地温计法测定了环县川旱地不同覆膜与露地栽培方式下全生育期内0~80 cm土层的土壤含水量和0~40 cm土层的土壤温度,成熟期随机测量不同处理方式下的株高、株重、茎粗、穗粗、穗行数、行粒数、穗粒数、千粒重和单株叶面积等指标,计算经济产量和生物产量,分析不同覆膜与露地栽培对玉米土壤水热环境和产量的调控机制。结果表明,全膜双垄沟播栽培较全膜平铺穴播、半膜平铺穴播、半膜覆盖垄播和露地平播栽培,全生育期0~80 cm土壤水分分别提高了0.3%、1.0%、1.6%和2.4%,0~40 cm土壤温度分别提高了0.3℃、1.2℃、1.6℃和2.2℃,生育期分别缩短了0、3、5 d和13 d,生物产量分别提高了679.5、2 740.5、3 376.5 kg·hm-2和4 861.5 kg·hm-2,经济产量分别提高了424.5、1 729.5、2 032.5 kg·hm-2和2 971.5 kg·hm-2。因此,在相应的旱作农业区大力推广全膜双垄沟播栽培技术,能大幅提高玉米产量,有利于保障国家粮食安全。     

氮肥深施对旱作覆膜农田土壤养分含量及春玉米产量的影响

以春玉米为供试作物,于2021—2022年在甘肃省定西市进行不同深度施肥田间试验,以双垄沟覆膜种植为基础,设置3个氮肥施用深度：5 cm(D5)、15 cm(D15)和25 cm(D25),以不施氮(N0)处理为对照,共4个处理,分析不同氮肥施用深度对农田土壤养分含量、干物质积累、水分利用及玉米产量的影响,为优化施肥模式和进一步提升其节水增产效能提供理论依据。结果表明,随施肥深度的增加,农田0～40 cm土层土壤养分含量逐渐增大,D25处理较D15和D5处理的土壤有机碳、全氮、速效磷和速效钾含量分别平均提高8.67%、2.23%、22.11%和15.18%;氮肥深施可提高生育后期养分供给能力,玉米干物质积累量显著提高,D25处理播后105 d～收获期干物质积累量分别较D15和D5提高6.53%和25.30%;2个试验年份农田耗水量和水分利用效率均随着施肥深度的增加逐渐增大,D25处理分别较D15和D5平均提高10.09%和10.08%;D25处理玉米生物产量和经济产量较D5处理分别平均提高27.20%和34.93%。在西北旱作区,氮肥25 cm深施模式能为玉米提供更好的养分供给,是提高...     

3种地膜在不同覆膜方式下的控草效果及对玉米生长发育的影响

在陇东旱塬区杂草严重发生条件下,试验测定了3种地膜在不同覆膜方式下的控草效果及对玉米生长发育的影响。结果表明,化学除草地膜和黑色地膜以全膜双垄沟播、半膜平作和半膜垄作方式覆膜,对阔叶杂草的株防效和鲜重防效均在93%以上,对禾本科杂草的株防效和鲜重防效均在76%以上;白色地膜以半膜垄作和半膜平作方式覆膜对阔叶杂草有一定的控制作用,但对禾本科杂草作用微弱或无效,以全膜双垄沟播方式覆膜可引起杂草大量发生。化学除草地膜和黑色地膜以全膜双垄沟播方式覆膜,均可明显改善玉米主要农艺性状,显著提高玉米产量及效益,玉米产量较半膜垄作分别增产22.17%和24.78%、较半膜平作分别增产9.23%和5.74%,纯收益较半膜垄作分别增加3 553.13元/hm~2和3 828.78元/hm~2、较半膜平作分别增加1 343.46元/hm~2和736.30元/hm~2;白色地膜以全膜双垄沟播、半膜平作和半膜垄作方式覆膜,玉米主要农艺性状、产量及经济效益均较覆盖化学除草地膜和黑色地膜有明显下降。因此,在杂草严重或较重发生的地区,推荐采取化学除草地膜和黑色地膜全膜双垄沟播方式覆膜。     

半干旱区不同秋覆膜方式对土壤水分及春玉米光合特性的影响

为了提高旱作农区降雨利用效率,并解决春旱问题,在西北半干旱地区设置了秋季地膜全覆盖(PA)和秋季沟垄集雨半膜覆盖(RH)两种覆膜方式,以裸地不覆盖(CK)为对照,对土壤水分、春玉米功能叶片的光合参数、荧光参数和籽粒产量进行了研究。结果表明:与对照(CK)相比,不同秋覆膜方式显著增加了春玉米播前0~100 cm土壤储水量,2013年春旱严重,PA和RH处理分别提高了26.15%和13.40%;2014年春季有雨雪,两种覆膜方式分别提高了10.44%和11.20%。不同秋覆膜处理的春玉米净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、最大荧光(Fm)、最大光化学量子产量(Fv/Fm)、PSII的潜在活性(Fv/F_0)和光化学猝灭系数(q P)较对照有不同程度提高,且2014年增幅高于2013年。2013年PA和RH处理的籽粒产量较CK分别提高了40.98%和25.83%,水分利用效率增加了29.70%和22.87%;2014年两个处理春玉米籽粒产量分别提高了74.60%和48.64%,水分利用效率增加了64.87%和47.08%。试验表明,不同秋覆膜方式在西北半干旱地区均可提高春玉米叶片的光合性能,并显著提高春玉米籽粒产量及水分利用效率,在偏旱的年份效果尤为明显,且秋季地膜全覆盖优于秋季沟垄集雨半膜覆盖,是西北半干旱区春玉米一种高效的栽培模式。     

秸秆覆盖和根系互作对间作玉米生理特性及产量的影响

通过盆栽试验研究了不同秸秆覆盖水平和玉米/大豆间作系统中根系互作对玉米的影响。结果表明：秸秆覆盖 和根系互作可增加玉米成熟期单株绿叶面积和不同生育时期的叶绿素含量,且根系互作的作用随覆盖水平的提高而增强;玉米成熟期的植株含水量和根伤流显著受到覆盖的影响,而受根系互作的影响不显著(P＞0.05);覆盖和根系互作可提高玉米光合速率、气孔导度和蒸腾速率,而降低胞间CO₂浓度,其中相同隔根处理下,T1和T0间的差异显著;覆盖和根系互作可改善玉米产量各构成因素,并提高成熟期单株生物产量和经济产量。相关分析发现,玉米单株绿叶面积、叶绿素含量、根伤流速度、光合速率均与产量存在直线正相关关系。得出,覆盖和根系互作有利于改善玉米生理特性,提高产量,且根系互作的优势作用随覆盖水平的提高而增强。     

种间相互作用对牧草间作体系生产力的影响

为了揭示种间相互作用对柱花草/黑籽雀稗间作体系生产力的影响,试验设计三个处理,分别是单作柱花草、单作黑籽雀稗、柱花草/黑籽雀稗间作,观测了三个不同种植模式作物整个生育的物候期、整个植株生长量、生物量、生物量的当量比及不同种植体系土壤有机质、全氮和全磷的差异。结果表明:1种植牧草270天后,间作体系地上部和地下部生物量的当量比分别是3.05和3.52,土地当量比大于1,表明柱花草/黑籽雀稗间种具有间作优势。2与单作相比,间作体系黑籽雀稗物候期推迟5天;其生长量、生物量均高于单作,株高、根长、干草产量和根系产量分别高于单作9.67 cm、7.33 cm、345.50 g·株~(-1)、131.67 g·株~(-1)。与柱花草单作对比,间作的分枝期、现蕾期、花期比单作分别推迟5天、15天、5~15天;其生长量和生物量低于单作,柱花草株高、根系深、根冠比、根瘤量、干草产量和根系产量分别低于单作10.64 cm、0.54 cm、0.08、0.84粒·株~(-1)、14.29 g·株~(-1)和1.48 g·株~(-1);3间作体系土壤养分有机质、全氮、全磷比种植前增加的量分别为0.039%、0.003%、0.001%。单作柱花草样地有机质、全氮比种植前增加的量分别为0.063%、0.006%,磷比种植前减少0.001%;单作黑籽雀稗样地有机质、全氮比种植前减少0.017%、0.002%。表明,柱花草的间作提高了样地土壤有机质、全氮和全磷含量;柱花草在生物固氮过程中,以磷固氮,消耗磷素致使单作柱花草样地全磷量减少,全氮量增加。     

不同施氮水平下小麦/玉米套作群体产量和水氮利用

通过2018—2020年连续两年田间试验,以小麦/玉米套作群体为试验对象,研究N0、N1和N2 3个水平下（施N量分别为小麦0、120 kg·hm^-2和240 kg·hm^-2,玉米0、180 kg·hm^-2和360 kg·hm^-2）小麦/玉米套作群体产量、土地当量比与土壤水分利用的差异。结果表明：小麦/玉米套作具有明显的产量与水分利用优势,与单作相比,套作小麦产量提高21.34%~27.80%（P＜0.05）,产量优势主要来源于边1行与边2行的增产,而套作玉米表现受氮肥供应的调控,在N0与N1水平下套作产量减少3.02%~11.43%,仅在N2水平下高于单作玉米;小麦/玉米套作群体的土地当量比（LER）在1.04~1.16,具有土地利用优势;在相同产量下小麦/玉米套作群体比单作群体的耗水量更少,水分利用效率更高,其中在N1水平下耗水量减少最为明显,两年内平均减少消耗47.30 mm的水分,而水分利用效率比单作系统提高2.77%~6.46%,小麦/玉米套作群体在3个施氮水平下均表现出节水与水分利用优势;套作种植还可以提高小麦和玉米的氮肥农学利用率及小麦的氮肥偏生产力,两年内套作小麦的氮肥偏生产力和氮肥农学利用率最高可达64.17 kg·kg^-1和11.17 kg·kg^-1。因此在半湿润区雨养条件下具有发展小麦/玉米套作种植模式的可行性。     

不同耕作覆盖措施下延收对春玉米产量及籽粒品质的影响

选用5种耕作覆盖方式和7个采收时期研究延收对籽粒产量、千粒重、籽粒蛋白质、脂肪、淀粉含量及其对应的产出量的影响,为玉米获得高产优质提供依据。结果表明：适时延收可使玉米产量及主要营养成分产出量明显增加,延收15 d ,产量增幅为10．19％～15．62％,千粒重增幅为14．70％～20．39％;籽粒蛋白质含量增加0．26％～1．29％,产出量增加117～230 kg·hm－2;脂肪含量增加0．05％～0．40％,产出量增加54～78 kg·hm－2;淀粉含量虽然降低0．5％～4．9％,但产出量仍然增加340～773 kg·hm－2。黄土高原地区春玉米延收15 d具有明显的增产和提高籽粒品质产量的效果,但增幅因耕作和覆盖方式不同而存在差异。     

灌淤土小麦／玉米间套不同供磷水平群体产量和根系生长形态分析

采用根箱法在不同供磷水平下,对春小麦和玉米在间作和单作情况下的产量和根系形态进行了比较研究。结果表明,适量的供磷能促进小麦、玉米产量的提高,过高反而减少。在施纯P2O50.1 g/kg土(P1)、0.2g/kg土(P2)0、.3 g/kg土(P3)的3个供磷水平下,P2水平和P3水平比P1水平总体产量增长55.09%和40.17%;籽粒产量增长51.28%和56.27%。单作小麦生物产量提高了35.89%~41.11%,穗粒重提高了21.71%~65.79%。随供磷水平的增加,整个根系根重基本上呈现出先增加后减少的趋势,但均高于低磷水平。单作小麦和间作玉米的根长在0~50 cm的土层中随供磷水平的增高,呈增长趋势,相对于低磷水平其增长幅度分别为11.78%~31.16%和39.83%~53.76%,而单作玉米根长呈先增加后减少的趋势。     

小麦/玉米带田不同玉米群体结构对光合特性的影响

对小麦/玉米复合群体中不同玉米群体的叶面积指数、光合速率及产量要素间的关系进行研究,结果表明:不同玉米群体的叶面积指数和光合速率的变化趋势均呈抛物线型,二者呈显著正相关;光合速率与经济产量相关极显著;两种带型中,6行小麦2行玉米,玉米密度为6.75万株/hm2的玉米群体平均光合速率最大,经济产量最高,6行小麦3行玉米,...