棉田间作系统的农田小气候特征及光合特性

为探讨棉田间作系统的小气候特征,进一步研究间作系统中除棉花以外农作物的光合特性,设置了棉花间作大豆、棉花间作玉米和棉花间作甘薯3种间作处理以及棉花单作、大豆单作、玉米单作和甘薯单作4个单作处理,进行大田试验。结果表明,棉田间作及相应单作的空气相对湿度日变化趋势均表现为U形曲线,棉田间作较相应单作可提高系统内的空气相对湿度,大豆单作和玉米单作的空气湿度均高于棉花单作,而甘薯单作低于棉花单作;棉田间作及相应单作的空气温度日变化趋势总体上呈先升高后降低的趋势,棉田间作较相应单作可降低系统内的空气温度,棉花单作高于玉米单作,分别与大豆单作及甘薯单作之间差异不显著。大豆单作、玉米单作和甘薯单作均出现光合午休现象,间作模式下的大豆和甘薯的光合午休现象得到了明显的改善;净光合速率、气孔导度及蒸腾速率的变化一致,均表现为大豆单作模式>棉花间作大豆模式、甘薯单作模式>棉花间作甘薯模式、棉花间作玉米模式>玉米单作模式,胞间CO2浓度的表现正好相反。综合来看,棉花间作甘薯模式在改善甘薯光合午休现象、降低系统内空气温度、提高空气湿度方面的优势较其他间作模式更为明显。     

胡麻与禾豆间作对其光合特性和产量的影响

旨在探讨不同作物与带型配置对胡麻光合特性的影响,为进一步揭示间作体系作物产量优势的光合机制提供依据。采用田间随机区组试验设计,以单作胡麻（F）为对照,探讨胡麻||玉米（F||M）、胡麻||大豆（F||S）2种间作系统中带型4∶2、6∶3和8∶4对胡麻光合特性及产量的影响。结果表明：与胡麻||大豆系统相比,胡麻||玉米系统中不同带型配置下胡麻盛花期叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度均较单作显著提高,且以8∶4带型间作系统表现最优,胞间CO₂浓度则显著降低;在8∶4胡麻间作玉米带型下,胡麻叶面积指数在盛花期达到最大,光合势和净同化率在现蕾期至盛花期均表现最优;8∶4带型下胡麻叶面积指数较单作显著增加54.7%,较其他间作处理平均增加42.9%,胡麻光合势和净同化率较单作分别显著提高50.8%和39.0%,较其他间作处理分别平均提高40.5%和9.8%;籽粒产量、生物产量和收获指数较单作分别显著提高51.1%、46.1%和15.3%,较其他间作处理分别平均提高22.7%、17.0%和7.1%。说明8∶4胡麻间作玉米带型可显著提高胡麻光合速率,增加间作胡麻生物产量积累,从而提高籽粒产量。     

玉米甘薯间作对玉米产量形成相关因子的影响

[目的]研究玉米甘薯间作对玉米产量形成相关因子的影响。[方法]研究3种种植方式(单作玉米、玉米甘薯间作2∶8型和1∶8型)及2个施氮水平(300、450 kg/hm~2)对玉米产量形成相关因子的影响。[结果]玉米甘薯间作与单作玉米相比增加了各生育时期的单株叶面积,提高了叶面积指数和单株干物质积累速率,促进了干物质向籽粒分配,使玉米单株产量提高。增施氮肥处理明显提高了间作玉米单株叶面积、叶面积指数和各生育时期的干物质积累,减少了干物质向籽粒分配。间作玉米单株产量高于单作玉米。[结论]玉米甘薯间作种植能够增加单位土地面积上作物产量,有利于保障粮食安全和提高农民收入。     

旱地不同间套作对玉米生长·养分累积及产量的影响

通过田间小区试验,研究玉米与不同作物间套作方式对玉米生长、养分累积及产量的影响。结果表明:与玉米单作方式相比,玉米与不同作物间套作更能提高玉米的叶片叶绿素含量、光合特性、植株氮磷钾养分累积以及产量。4种间套作方式中,玉米花生、玉米大豆间作在对玉米叶片叶绿素含量及光合特性方面提高幅度较大;植株氮磷钾养分累积方面,则以玉米大豆间作处理的氮素累积最大,可达224.6 kg/hm2,以玉米红薯套作处理的磷、钾养分累积最大,分别为117.72、352.84 kg/hm2;产量方面,玉米红薯套作、玉米大豆间作较玉米单作增产率分别达75.7%、47.5%。     

甘薯玉米间作对土壤性质与作物产量的影响

为缓解甘薯连作障碍、提高土地产能,采用田间试验的方法,研究甘薯玉米间作对土壤与作物的影响,以探讨该栽培条件下土壤理化性质、生物学特性和产量优势的变化特点及其相互关系。结果表明,甘薯玉米间作促进了根系对土壤速效养分的吸收利用,提高了土壤中的有机质含量,其中,甘薯玉米间作处理土壤有机质含量较单作甘薯、单作玉米处理分别显著增加了5.76%、12.37%;与单作甘薯处理相比,甘薯玉米间作处理提高了磷酸酶活性、土壤呼吸强度,降低了脲酶、过氧化氢酶活性;甘薯玉米间作处理土地当量比为1.12,具有产量优势,种间相对竞争力为-0.26,甘薯种间竞争力弱于玉米。相关性分析结果表明,甘薯产量与土壤速效磷、速效钾、有机质含量和碱性磷酸酶活性呈正相关。可见,甘薯玉米间作对甘薯生长发育和土壤状况有着明显的改善作用。     

玉米与大豆间作对玉米叶片气孔及光合效率的影响

 气孔是植物进行气体、水分交换与代谢,响应环境条件,包括病菌侵染的重要通道,其大小、密度和分布既受到遗传的控制,也受到生长环境的影响。为了研究玉米与大豆间作对玉米叶片气孔的影响,笔者采用改良刮制法对玉米叶片下表皮的气孔器长度、宽度和密度进行了观测。结果表明,与净作玉米相比,间作玉米植株上部、中部和下部叶片的气孔密度较净作显著降低,而气孔器长度较净作显著增加;植株中、下部叶片的气孔器宽度也较净作显著增加,植株上、中、下部叶片的光合速率和蒸腾速率都较净作显著增大。这些结果表明,间作对玉米气孔的影响是系统性的,而且气孔这些特征的变化是有利于提高产量、减少叶斑病发生的。     

不同种植模式及追肥水平对春玉米光合特性和产量的影响

以‘郑单958’春玉米为材料,在春玉米单作、春玉米大豆间作、春玉米油菜间作的基础上,于喇叭口期进行追肥处理,设置追肥100%、追肥50%、不追肥、追有机肥4个追肥水平,探究复合种植模式下化肥减量对春玉米光合特性和产量的影响。结果表明:(1)不同种植模式,春玉米与大豆间作光合特性最高,与油菜间作略高于春玉米单作;(2)不同追肥水平下,春玉米净光合速率、叶面积指数、叶绿素SPAD值干物质积累量与追肥量正相关,追肥100%和追有机肥能使生育后期的叶片保持较高的光合特性;(3)春玉米单作不追肥时产量最低,春玉米大豆间作追肥100%时产量达到最高,春玉米与大豆之间存在间作优势。     

甘薯间作糯玉米的高产高效模式分析

为研究不同栽种规格的甘薯间作糯玉米模式和发掘高产高效间作模式,本实验对甘薯净作、糯玉米净作和15种甘薯间作糯玉米模式进行了鲜薯产量和经济效益的研究。结果表明:甘薯间作糯玉米模式是可行的,体现出明显的间作优势;不同间作模式的经济效益不同,其中处理16(四间双,株距30 cm)的鲜薯产量(22 670.16kg/hm2)是间作处理中最高的,处理16的经济效益(37 782.16元/hm2)也是供试处理中最高的,综合评价得出处理16的甘薯间作糯玉米模式最合理。此结果为进一步推广高产高效甘薯间作糯玉米模式提供有利依据。     

玉米-大豆间作复合体系光合特性研究

间作是一种能集约利用光、热、肥、水等自然资源的种植方式,不同间作模式对作物群体光能利用率产生的影响不同。以单作玉米和单作大豆为对照,在玉米与大豆2∶2、2∶3和2∶4间作模式下,分析了不同种植模式对玉米和大豆光合特性指标的影响。结果表明:间作能够提高玉米的光能利用率,光合速率、叶绿素含量和叶面积指数分别较单作提高了22.4%～24.7%、9.2%～12.0%和0.9%～3.5%,其中光合速率和叶绿素含量差异达到了显著水平;间作降低了大豆的光能利用率,光合速率、叶绿素含量和叶面积指数分别较单作降低了3.5%～12.6%、1.6%～4.0%和0.3%～0.5%,但差异均不显著。在玉米-大豆间作复合体系中,随着玉米大行距的增大,玉米的叶绿素含量和叶面积指数均逐渐提高,光合速率呈先提高后降低趋势并以玉米与大豆2∶3间作复合体系最高;大豆的光合速率、叶绿素含量和叶面积指数均逐渐提高,但3种间作模式间的光合特性指标差异均不显著。综合分析认为,采用玉米与大豆2∶3间作模式,玉米-大豆间作体系的光能利用率最高。     

不同耕作模式对花生生长、光合特性及产量的影响

分析不同耕作模式下花生生长、光合特性及产量的具体表现,从而促进花生有效生长,提升花生产量。以豫花9326花生品种为试验对象,试验组为玉米花生间作、玉米花生轮作,对照组为花生多年连作,分析不同耕作模式对花生生长、光合特性及产量的影响。试验结果表明,在结荚期、饱果期、收获期,玉米花生间作和玉米花生轮作模式的花生植株主茎高和侧枝长、干物质积累量均高于对照组,其中玉米花生间作模式最高;玉米花生间作和玉米花生轮作模式的花生叶面积指数、叶片净光合速率、叶绿素含量均高于对照组,其中玉米花生间作模式最高;与对照组相比,玉米花生间作和玉米花生轮作模式的花生单株结果数、荚果产量、籽仁产量、千克果数、千克仁数、出仁率较高,其中以玉米花生间作最高。综合来看,玉米花生间作模式表现最佳,其次是玉米花生轮作模式,均可以促进花生的生长,增加花生产量。     

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。     

夏玉米不同土层根系对花后植株生长及产量形成的影响

【目的】探明夏玉米不同土层根系对花后植株生长及产量形成的调控作用,为生产中塑造高产高效根群结构,提高籽粒产量提供理论依据。【方法】以高产夏玉米品种郑单958和登海661为材料,采用土柱栽培方式,设置3个处理（不断根处理：CK,地下40 cm处断根：T-40,地下80 cm处断根：T-80）,于开花期进行断根,研究不同土层根系对地上部生长及产量形成的调控作用。【结果】0—40 cm土层根系对花后氮素积累和转运量影响最大,切断40 cm以下土层根系后植株吸收氮素能力显著降低,植株营养器官氮素向籽粒库的转运量增加。花后40 cm以下土层根系对叶片保绿性和光合性能影响显著,切断深层根系后玉米单株叶面积、叶绿素含量、净光合速率(Pn)和SOD活性显著降低,MDA含量升高,光合高值持续期缩短,单株生物量和籽粒产量显著下降;0—40 cm根系对产量影响最大,40—80 cm根系对穗粒数和千粒重有显著影响,80 cm以下土层根系对千粒重影响较为显著。【结论】高产栽培中促进根系下扎,保持深层根系活力可以防止玉米早衰,提高叶片光合能力和对氮素的吸收能力,有助于提高玉米单产。     

氮肥后移及间作对玉米光合特性的耦合效应

【目的】针对绿洲灌区覆膜玉米氮素需求前移,后期脱肥问题,通过探讨氮肥后移对间作玉米光合生理特性及产量的影响,以期揭示间作玉米产量形成的光合机制。【方法】2019—2021年,在河西绿洲灌区以玉米为试验材料,采用裂区试验设计,主因素为种植模式,设玉米间作豌豆和单作玉米2个水平,副因素为3个施氮制度（氮肥后移20%,氮肥后移10%,常规施氮不后移）,研究氮肥后移及间作模式下,玉米的光合生理特性和产量表现。【结果】与常规施氮不后移相比,氮肥后移20%和氮肥后移10%处理下间作玉米籽粒产量分别提高28.5%、13.8%,生物产量分别提高23.8%、12.5%;单作玉米籽粒产量分别提高29.7%、13.3%,生物产量分别提高19.6%、10.3%。相同占地面积下,间作较单作玉米籽粒产量增加33.2%—35.1%,生物产量增加26.8%—31.5%。同时,氮肥后移20%和氮肥后移10%处理较常规施氮不后移提高了间作群体籽粒产量27.2%、12.9%。说明,间作较单作模式可提高玉米产量,且氮肥后移处理较常规施氮促进了间作产量的提高。与单作模式相比较,间作玉米可保持较高的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,较低的胞间CO₂浓度,且氮肥后移处理具有促进作用。氮肥后移20%、氮肥后移10%较常规施氮不后移处理玉米净光合速率分别提高12.8%、6.0%;气孔导度分别提高14.0%、6.9%;蒸腾速率分别提高20.5%、9.5%;胞间CO₂浓度分别降低29.8%、13.1%。间作模式下,氮肥后移20%、氮肥后移10%处理玉米全生育期叶片相对叶绿素含量（SPAD值）较常规施氮不后移处理分别提高7.5%、3.7%。主成分分析结果表明,氮肥后移和间作主要通过提高净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、叶片相对叶绿素含量和降低胞间CO₂浓度来增加玉米产量。【结论】氮肥后移20%（玉米拔节期追肥36 kg·hm^-2+吐丝后15 d追肥108 kg·hm^-2）有利于间作玉米光合特性提高,从而促进玉米增产。     

玉米花生间作作物光合生理响应机制

玉米花生间作是解决花生连作、缓解粮油争地矛盾、提高作物产量和经济效益的一种重要种植方式。围绕间作提高作物光合效率,从光合速率、光合响应曲线、叶绿素含量、荧光特性、叶绿体超微结构、光合基因的表达与调控等方面梳理论述了前人的研究成果,阐明玉米花生间作通过高效利用光能提高作物产量和效益的机制。     

玉米-大豆间作模式与经济效益研究

为筛选适合沧州地区玉米-大豆间作的大豆适宜品种,在2行玉米、3行大豆间作模式下,研究了夏玉米间作不同品种大豆对夏玉米和大豆光合特性、产量以及经济效益的影响。结果表明:间作玉米的叶片SPAD值、穗位叶叶面积和光合速率均显著玉米单作;间作大豆的叶片SPAD值和光合速率均其对应品种的大豆单作;经济效益顺序为玉米-大豆间作玉米单作大豆单作,玉米-大豆间作的经济效益较玉米单作或大豆单作显著提高,适宜玉米-大豆间作的大豆品种为沧豆6号、沧豆10号和冀豆12。建议在沧州地区推行玉米-大豆间作模式,适宜间作的大豆品种为沧豆6号、沧豆10号和冀豆12。     

玉米净作与宽厢宽带间作花生效益分析

为了探索比较玉米净作与玉米宽厢宽带间作花生产生的效益,设置了玉米净作与玉米宽厢宽带间作花生试验。试验结果表明,玉米净作产量为465.0 kg/667m2,玉米宽厢宽带套作产量384.8kg/667m2,净作比间作产量高80.2kg/667m2;玉米套作花生虽然产量有所减少,但是,增加了花生收入,花生产量为153.5kg/667m2,产值为2 148.00元/667m2,玉米套作花生比玉米净作产值1 395.00元/667m2增加收入1 232.85元/667m2。玉米净作投入与产出比为1∶2.07,而玉米套作花生投入与产出比为1∶2.45,经济效益和社会效益明显。     

玉米花生间作对玉米光合特性及产量形成的影响

为了进一步揭示玉米花生间作体系中玉米间作产量优势的光合机理,于2010-2011年在河南科技大学试验农场研究了间作玉米功能叶的光-光响应曲线和光-CO₂响应曲线特点、荧光参数、叶绿素含量与构成、干物质积累及灌浆速率。结果表明:间作提高了玉米功能叶片的叶绿素含量,改变了叶绿素构成,显著提高了净光合速率,延缓衰老;间作提高了玉米光补偿点、光饱和点、光饱和时的最大净光合速率、表观量子效率和羧化效率,显著降低了CO₂补偿点;PSⅡ的实际光化学效率、PSⅡ的最大光化学效率和光化学猝灭系数变化不明显。间作明显提高玉米生育后期单株干物质,主要在于促进了籽粒的生长,显著提高玉米产量, 偏土地当量(PLER-M)高于其所占面积比例的106.6%-120.3%,表现出明显的间作产量优势。这说明间作玉米产量间作优势主要来源于其生育后期净光合速率的提高,促进光合物质向籽粒的分配,净光合速率的提高是通过羧化效率和表观量子效率的提高,增强CO₂的固定能力实现的,而非是光能传递、转化效率的提高。     

旱地宽厢宽带种植模式下玉米品种的选择

为选择适宜旱地宽厢宽带种植的玉米品种,采用随机区组设计方法,于灌浆期对不同玉米杂交组合在净作与旱地宽厢宽带种植模式中穗位叶叶片的光合速率、叶面积、叶绿素含量以及成熟期的产量进行比较分析.结果表明,贵单501和兴单12较适合于宽厢宽带模式.贵单501和兴单12的光合速率分别比净作中边1行高出9.04μmol·m-2·s-1和0.83μmol·m-2·s-1;叶面积分别比净作中边1行增大6.8%和4.6%;叶绿素含量分别比净作边1行提高16.3%和14.7%;产量比净作仅减少6.4%和9.1%.边行优势越明显的玉米杂交组合在旱地宽厢种植模式中能获得与净作相当的产量.     

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.     

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。