改变玉米行距种植对豌豆/玉米间作体系产量的影响

间作体系中改变作物的种植行距可改变体系作物的种间互作效应,影响作物产量。本研究通过设置豌豆/玉米间作种植体系中玉米的5种种植行距(0 cm、20 cm、40 cm、60 cm和80 cm),以期揭示间作体系中作物种植行距变化对体系作物产量的影响。结果表明:豌豆/玉米间作体系产量优势明显,各处理的土地当量比均大于1。玉米种植行距在0~80 cm区间改变时对体系产量的影响总体表现为随玉米行距增大,产量先增后降,且玉米种植行距与体系混合产量和间作玉米产量均呈现二次曲线相关关系,产量峰值出现在玉米种植行距为40 cm时,间作玉米产量达10 118 kg.hm 2。玉米行距变化对豌豆产量的影响不明显,间作体系产量主要受间作玉米产量影响。改变玉米行距种植明显改变了玉米的产量性状,主要表现在穗粒数上,行距为60 cm时,穗粒数最大,达549粒。种间相对竞争力总体表现为随玉米行距的增大玉米相对于豌豆在产量形成方面的竞争力逐渐增强;在玉米行距0~60 cm之间,豌豆相对于玉米的种间相对竞争力均<0,表明竞争力玉米强于豌豆,而当玉米行距为80 cm时,种间竞争力为0.14,表明此时豌豆竞争力强于玉米。因此,通过合理调整玉米种植行距从而提高间作玉米产量有利于提高豌豆/玉米间作体系的整体产量。     

玉米/大豆间作模式对青贮玉米产量、品质及土壤营养、根际微生物的影响

为明确冀西北地区玉米/大豆间作模式(简称玉豆间作模式)对青贮玉米产量、品质及土壤微生物群落的影响,以青贮玉米中原单32与大豆绥农41为材料,于2017—2018年进行了5种不同间作模式种植试验,测定了青贮玉米产量、品质以及土壤营养与微生物的变化。结果表明,与玉米单种(CK)相比,玉豆间作能明显提高青贮玉米产量、品质,改善土壤营养和微生物菌落。玉豆2:1模式为该地区最佳间作模式,该模式青贮玉米产量为68.53 t·hm^-2,粗蛋白(CP)、淀粉含量明显增加,分别比CK多0.5和3.2个百分点;每吨干物质可生产的牛奶量达到1 539.00 kg·t^-1。与CK相比,玉豆间作下根瘤菌固氮作用明显,其中玉豆2:1模式下灌浆期根际土壤碱解氮含量为124.3 mg·kg^-1。此外,在玉豆间作模式中,玉米根际土壤中子囊菌门真菌表达丰度增加,担子菌门真菌表达丰度降低;出现柄孢壳菌、Harpophora radicicola等新真菌类型。玉豆2:1模式下玉米根际土壤微生物OTU最多,达到318个。本研究为冀西北地区开展高产、优质玉豆栽培技术模式提供了理论依据。     

玉米/大豆、玉米/花生间作对作物氮素吸收及结瘤固氮的影响

禾本科与豆科作物间作具有显著的增氮作用。为探明玉米/大豆、玉米/花生间作模式的氮素吸收、氮营养竞争能力及豆科结瘤特性的变化,解释玉米与豆科间作体系的增氮效应,通过田间试验,设置玉米单作（MM）、大豆单作（SS）、玉米/大豆间作（MS）、花生单作（PP）、玉米/花生间作（MP）等5种种植模式,研究不同种植模式对作物氮素积累、氮营养竞争强弱及豆科结瘤固氮特性的调控作用。结果表明,与单作相比,间作显著降低玉米和大豆的氮素积累量,对花生的氮素积累量影响不显著。5种模式系统氮素积累总量表现为MS > SS > MP,PP和MM处理最低且差异不显著,MS处理比MP处理显著高21.8%。与MM处理相比,MS和MP处理的玉米氮素积累量分别降低20.5%和11.7%,其中MP处理籽粒、叶片和茎秆氮素积累量比MS处理高8.9%、21.2%和14.3%。与SS处理相比,MS处理的大豆氮素积累量降低28.5%,其中,中行、边行分别降低10.1%、15.4%。玉米相对大豆氮营养竞争比率表现为强（CR_ms>1）,相对花生则表现为弱（CR_mp<1）。与SS处理相比,五叶期MS处理的大豆根瘤数量显著增加,根瘤鲜重无显著差异,盛花期后根瘤数量和鲜重均显著降低;MS处理的大豆根瘤固氮酶活性均降低,且中行降低幅度更大。与PP处理相比,开花期MP处理的花生根瘤数量和鲜重均显著增加,下针期后均显著降低;MP处理的花生根瘤固氮酶活性均降低,且边行降低幅度更大。各间作模式作物的氮素积累量虽然降低,但间作模式的系统氮素积累量却显著高于各单作模式,两种间作模式中MS处理的氮素积累总量最高。     

播期对春玉米生长发育与产量形成的影响

以"郑单958"和"鲁单984"为材料,比较研究了两个播期(4月24日和5月15日)条件下春玉米的生长发育和产量形成,探讨了春玉米生长发育与气候条件的关系.结果表明,不同播期的春玉米生长发育和产量都存在显著差异.与4月24日播期相比,5月15日播期的春玉米产量(干重)提高2 157 kg·hm-(郑单958)和1 137 kg·hm-2(鲁单984).粒重在播期间,品种间及播期与品种互作问差异均不显著.穗粒数在品种问不显著,但在播期间差异达显著水平,第2个播期穗粒数提高幅度达37.8%(郑单958)和11.2%(鲁单984).通过对不同播期间气象因子的分析发现,降雨是影响华北平原春玉米生长发育和产量形成的最重要气象因子.降雨主要通过对穗粒数的调节来影响产量.开花期降雨过多所带来的低温寡照影响玉米的受精授粉与结实:拔节至大喇叭口期降雨通过调节叶面积大小影响作物干物质积累,进而影响籽粒的发育情况.本试验中,5月15日是春玉米获得高产的最佳播期.合理安排播期,重视降雨对春玉米生长发育及产量形成的影响,是华北平原春玉米获得高产的重要措施.     

玉米/大间作式对青贮玉米产量、品质及土壤营养、根际微生物的影响

为明确冀西北地区玉米/大豆间作模式(简称玉豆间作模式)对青贮玉米产量、品质及土壤微生物群落的影响,以青贮玉米中原单32与大豆绥农41为材料,于2017-2018年进行了 5种不同间作模式种植试验,测定了青贮玉米产量、品质以及土壤营养与微生物的变化.结果表明,与玉米单种(CK)相比,玉豆间作能明显提高青贮玉米产量、品质,...     

种植方式对玉米大豆套作体系中作物产量、养分吸收和种间竞争的影响

为探寻玉米-大豆套作体系下作物间的资源竞争关系,揭示玉米-大豆套作系统的增产机理,本研究以玉米-大豆套作系统(简称玉豆套作)为对象,通过2 a大田定位试验,研究了玉豆套作带状连作(A1)、玉豆套作带状轮作(A2)、玉豆套作等行距种植(A3)、玉米单作(A4)、大豆单作(A5)5种种植方式对玉米、大豆的产量、养分吸收及种间竞争能力的影响。结果表明,与单作和等行距种植相比,带状种植的玉米产量降低、大豆产量显著增加,A2的大豆产量分别比A5和A3高25.5%和89.2%。与带状连作相比,带状轮作促进玉米增产和对N、P、K的吸收,玉米籽粒产量及植株N、P、K的吸收总量分别提高7.5%、18.5%、9.1%、14.1%。与大豆单作相比,带状套作显著增加了大豆的经济系数和养分收获指数,A2的经济系数和植株N、P、K收获指数分别增加40.9%、11.9%、20.6%、39.9%。带状种植方式下,玉米对N、P、K的竞争力弱于大豆(Ams0,CRms1),但带状轮作提高了玉米的种间竞争力和营养竞争比率。玉米-大豆套作体系下,相对带状连作和等行距种植,带状轮作种植有利于玉米与大豆间的和谐共生,促进了玉米、大豆对养分的吸收,提高了系统的产量和土地当量比率(LER)。     

不同隔根方式下间作小麦玉米的竞争力及产量响应

通过田间试验研究了尼龙网隔根和塑料薄膜隔根对小麦间作玉米竞争优势的影响,并对间作作物竞争力与复合群体产量间的关系进行了量化分析。结果表明:小麦玉米间作群体中,小麦相对于玉米的竞争力呈先增后降趋势;隔根可降低小麦相对于玉米的竞争优势,未隔根间作处理比塑料膜隔根和尼龙网隔根间作处理的小麦竞争优势分别提高20.5%和4.9%。不隔根、塑料膜隔根和尼龙网隔根小麦间作玉米的土地当量比分别是1.46、1.20和1.39,间作群体的产量与小麦相对于玉米的竞争力呈二次曲线相关关系。适度提高小麦的竞争优势、特别是小麦开花期的竞争优势有利于间作群体整体产量的提高。     

辽西半干旱区玉米大豆间作对作物产量及水分利用的影响

为探明玉米大豆间作的作物增产、土地生产力提升和水分高效利用机理,优化辽西半干旱区适宜的玉米大豆间作模式,于2018−2019年在国家农业环境阜新观测实验站,采用田间定位试验方法,设置了玉米大豆间作2行﹕2行（M2S2）、4行﹕4行（M4S4）、6行﹕6行（M6S6）,玉米单作（M）和大豆单作（S）5种种植模式,研究玉米大豆间作对作物产量、土地生产力、土壤水分空间分布及水分利用效率的影响。结果表明,5种单、间作模式作物总产量表现为M＞M6S6＞M4S4＞M2S2＞S,间作模式中作物对总产量的贡献率表现为玉米＞大豆,玉米贡献率为79.0%～87.3%,大豆贡献率为12.7%～21.0%;M6S6和M4S4间作模式土地当量比（LER）分别为1.13～1.19和1.06～1.07,均具有间作产量优势,其中M6S6间作优势最强;M2S2间作模式土地当量比（LER）小于1,表现为间作劣势;土壤水分空间分布结果表明,0−50cm土层间作玉米与大豆存在水分竞争,60−100cm土层玉米和大豆存在水分互补;3种间作模式均提高了单位面积的玉米水分利用效率,除M6S6间作模式外,M4S4和M2S2间作模式均降低了大豆水分利用效率;M6S6和M4S4间作模式水分当量比（WER）分别为1.18～1.21和1.05～1.06,水分生产力提高5%～21%,均具有间作水分利用优势,其中M6S6间作优势最强,M2S2间作模式水分当量比（WER）为0.99～1.01,间作水分利用优势不显著。综合分析认为,玉米大豆间作模式中M6S6间作产量优势和水分利用优势最强,能够显著提高农田土地生产力和水分利用效率,在辽西半干旱区农业生产中具有更好的应用价值。     

马铃薯/玉米套作对玉米光合特性和产量的影响

以单作玉米为对照, 设置2︰2和3︰2两种马铃薯/玉米套作行数比, 研究大田套作条件下玉米光合特性的动态变化及对产量的影响。结果表明: 套作显著降低了玉米整个生育期叶面积指数(LAI); 比叶重(SLW)生育前期显著降低, 乳熟期与单作差异不显著; Chla、Chlb、Chla+Chlb套作3︰2行数比整个生育期显著低于单作, 套作2︰2行数比生育前期显著低于单作, 乳熟期差异不显著。2种行数比叶绿素a/b值拔节期套作低于单作, 吐丝期高于单作。与套作2︰2行数比相比, 套作3︰2行数比LAI苗期差异不显著, 生育后期显著低于套作2︰2行数比; Chla、Chlb、Chla+Chlb生育前期显著高于2︰2行数比, 乳熟期差异不显著; 叶绿素a/b值吐丝期和乳熟期显著低于套作2︰2行数比, 生育前期差异不显著; SLW整个生育期差异不显著。2种行数比玉米套作和单作PAR、Pn、Gs、Tr、WUE均随叶位的降低而降低。套作降低了玉米下位叶的Pn、Gs、Tr, 提高了下位叶的Ci, 上位叶Pn、Gs、Tr、Ci套作和单作差异不显著。上、下叶位的PAR套作均显著高于单作, 上、下叶位的WUE套作与单作差异均不显著。套作3︰2行数比上、下叶位PAR、Gs、Tr均显著低于2︰2行数比; 2种行数比上位叶Pn相近, 下位叶Pn套作3︰2行数比显著低于2︰2行数比。下位叶Pn的降低套作 3︰2行数比受气孔因素限制, 套作2︰2行数比受非气孔因素限制。总之, 马铃薯/玉米套作改变了玉米的光合特性, 并显著降低了玉米的籽粒产量。套作2︰2行数比和套作3︰2行数比土地当量比分别为0.88、1.24, 前者无套作优势, 在生产中不宜采用, 后者具有较强的套作优势, 宜在生产中推广。     

麦/玉/豆周年套作体系氮素积累分配及转运

【目的】四川盆地特殊的高温寡照气候,使得作物间套作十分广泛。麦/玉/豆体系有利于资源循环高效利用和农业可持续发展。本项目研究了麦/玉/豆周年套作体系中各作物的氮素积累分配和花后氮素转运特征,旨在明确体系各作物的氮素营养吸收特性,为该体系的氮肥合理施用及高产高效提供理论依据。【方法】通过2011、 2012连续两年田间定位试验,研究了小麦/玉米/大豆套作体系在不同氮用量下（小麦设N 0、 60、 120、 180、 240 kg/hm2,分别表示为WN1、 WN2、 WN3、 WN4、 WN5;玉米设N 0、 97.5、 195、 292.5、 390 kg/hm2,分别表示为MN1、 MN2、 MN3、 MN4、 MN5;大豆不施肥,依前作的施氮处理依次记为SN1、 SN2、 SN3、 SN4、 SN5）各作物的氮素积累分配、 花后氮素的转运。【结果】 1）小麦各部位氮积累量都随氮用量增加而增大,籽粒、 茎鞘、 叶片和颖壳穗轴分别占地上部总氮积累量（平均为218.6 kg/hm2）的71.5%、 12.2%、 9.2%和7.1%;小麦花后从营养器官向籽粒转移的氮量及其贡献率随施氮量增加而增大,但转移率在不同氮处理下差异不显著,平均为61.5%;随氮用量增加,籽粒的氮分配比例逐渐减少,而非籽粒部分的氮分配比例则随之增大;小麦籽粒产量随施氮量增加而增大,但WN3~WN5处理间差异不显著。2）玉米各部位氮积累量随氮用量增加而增大,籽粒、 叶片、 茎鞘和苞叶芯分别占地上部总氮积累量（平均为108.1 kg/hm2）的67.2%、 3.9%、 11.8% 和 7.0%;玉米花后从营养器官向籽粒的氮素转移量、 转移率和贡献率均随施氮量的增加呈先增加后降低的变化趋势,都以MN3处理最大;玉米各部位的氮积累比例在叶片、 茎鞘中以MN1处理最大,MN2MN5处理明显降低,在苞叶芯中不同氮处理间无明显变化,在籽粒中表现为施氮处理显著高于不施氮处理,而施氮处理间差异不显著;玉米籽粒产量随施氮量增加而增大,但MN4、 MN5处理间差异不显著。3）大豆收获期茎秆、 荚皮、 籽粒的氮积累量都有随施氮量增加而逐渐增大的趋势,以SN4和SN5两个处理显著高于另外三个处理,而在SN1~SN3、SN4与SN5间无显著性差异;籽粒、 茎秆、 荚皮的氮积累比例在5个处理间无显著变化,平均分别为82.2%、5.2%、12.6%;大豆花后从营养器官向籽粒转移的氮量从SN1SN5处理有先显著降低后又逐渐升高的变化趋势,而氮素转移率和转移氮素的贡献率在各处理之间无显著差异,平均分别为80.8%和26.6%;大豆籽粒产量以SN4和SN5两个处理显著高于另外三个处理,而在SN1~SN3、 SN4与SN5间无显著性差异。【结论】低氮处理显著影响套作小麦、玉米、大豆3种作物的产量及氮素的积累,高氮投入会促使氮素滞留在营养器官中,阻碍其花后向籽粒中转移;体系全年施氮量在255~382.5 kg/hm2为宜,其中小麦120～180 kg/hm2,玉米195～292.5 kg/hm2,大豆不施或依苗情适当追施氮肥。     

减氮对华南地区甜玉米大豆间作系统产量稳定性的影响

在广东省广州市华南农业大学试验中心,通过大田定位试验（2013年秋-2017年秋5年9季）对比了两种施氮水平[减量施氮（300 kg·hm^-2,N1）和常规施氮（360 kg·hm^-2,N2）]、4种种植模式[甜玉米单作（SS）、甜玉米//大豆2：3间作（S2B3）、甜玉米//大豆2：4间作（S2B4）、大豆单作（SB）]的甜玉米、大豆及系统产量的动态变化,采用W²（Wricke''s ecovalence,生态价值指数）、变异系数（CV）和可持续指数（SYI）评价了产量的时间稳定性,旨在为华南地区一年2熟制甜玉米产区地力保育和绿色生产提供科学依据。结果表明：1）各处理甜玉米、大豆和系统总产量呈现明显的生产季节动态变化,不同年季、种植模式对甜玉米、大豆和系统总产量均有极显著影响,施氮水平仅显著影响甜玉米的产量。2）所有间作处理甜玉米的相对产量均高于单作,间作系统的实际产量损失指数（AYLs）均大于零,表明甜玉米//大豆间作能稳定地保持间作优势且显著提高了土地利用效率。3）不同处理甜玉米产量的W²、CV和SYI均没有显著差异,但单作大豆的W²值显著高于间作,单作大豆的产量稳定性低于间作大豆。种植模式对系统总产量稳定性有显著影响,且间作大豆提高了其稳定性。4）间作大豆显著提高了土壤地力贡献率,S2B3和S2B4的平均地力贡献率分别为75.07%和74.27%,比SS分别高30.29和29.47个百分点。5）与单作甜玉米相比,9季甜玉米//大豆间作显著提高了土壤pH,缓解了长期大量施氮导致的土壤酸化对地力的影响。连续减量施氮没有影响甜玉米//大豆间作系统土壤有机质和全量养分含量,300 kg·hm^-2的施氮量能够满足甜玉米和大豆对氮素的需要。减量施氮与间作大豆是华南甜玉米产区资源高效利用、系统产量稳定的可持续绿色生产模式。     

玉米间作豌豆种间竞争互补对少耕密植的响应

通过对种间关系的研究,确定玉米间作豌豆中能否集成少耕和密植效应,对进一步优化间作技术具有理论指导意义。2016—2017年,本研究在河西绿洲灌区,以玉米间作豌豆为研究对象,设传统耕作、少耕两种耕作措施和低、中、高3种玉米密度,研究不同处理对玉米间作豌豆种间竞争力和豌豆收后间作玉米恢复效应的影响,揭示种间关系与间作产量的相关关系。结果表明,不同间作处理的土地当量比均大于1,说明本试验条件下的间作处理均具有增产优势;与传统耕作相比,少耕使玉米间作豌豆产量提高5.79%;少耕条件下,中密度间作产量较低密度、高密度处理显著提高8.37%、9.09%,说明玉米间作豌豆集成少耕和中密度具有进一步增产的优势。少耕结合中密度强化了间作豌豆对玉米的竞争力,较低密度、高密度处理的竞争力分别高36.56%、20.17%,形成间作玉米恢复效应强化的基础;豌豆收获后,少耕间作玉米具有明显的恢复生长效应,较传统耕作高10.30%~47.11%。间作群体的籽粒产量与豌豆相对于玉米全生育期内的平均竞争力呈二次曲线相关关系,当竞争力在0.25时利于间作获得高产。因此,玉米间作豌豆模式中集成少耕和密植技术,通过调控种间关系进一步挖掘间作增产潜力,少耕结合玉米中密度可作为绿洲灌区玉米间作豌豆增产的理想措施。     

播期对浑善达克沙地青贮玉米产量及生物量分配的影响

为研究播期对浑善达克沙地青贮玉米产量和生物量分配的影响,确定当地青贮玉米最佳的播期,分别在5月27日、6月4日、6月11日和6月18日4个时间播种,测定了不同品种青贮玉米的株高、叶面积及地上生物量。8月27日青贮收获结果显示：随播期推迟,青贮玉米株高、叶面积和地上生物量降低;5月27日和6月4日播种的青贮玉米各指标均显著高于6月11日和6月18日播种的青贮玉米（P〈0．05）。说明将当前生产实践中播种时间由6月中旬提前至5月底和6月初可显著提高青贮玉米产量。生物量分配研究表明,随播期推迟收获时茎生物量所占比例下降,叶生物量所占比例升高。由于玉米茎、叶的饲用性和牲畜利用效率不同,可针对不同饲喂需求选择播种时间,以提高青贮玉米的利用率。     

播期与密度组合对夏玉米群体源库关系及冠层透光率的影响

通过播种期和密度两因素耦合试验(3个播期,各播期下设3个密度)研究不同播期、密度组合对夏播玉米群体源库关系及冠层透光率的影响。结果表明:适宜播期(6月22日之前)与适当密度(半紧凑型品种"金海5号"为6.00～7.50万株·hm-2,紧凑型品种"郑单958"为6.75～8.25万株·hm-2)组合的各源库指标表现较优。叶面积指数(LAI)在吐丝期达到4.88～5.97,成熟期仍保持在2.73～4.48;群体透光率在吐丝期和成熟期分别达21.09%～34.82%和27.97%～35.29%;吐丝期穗位叶片Pn较高,达34.4～41.7μmol(CO2)·m-2·s-1;"金海5号"6月15～17日播种、播种密度为7.50万株·hm-2,"郑单958"6月15～17日播种、播种密度为8.25万株·hm-2时,均产量达到最大,分别为14863.50kg·hm-2和15123.30kg·hm-2。     

四川地区玉米/大豆带状套作对大豆形态、叶绿素荧光特征及系统产量的影响

玉米/大豆带状套作可以充分利用光环境,提高单位土地面积物质产出。为探明玉米/大豆带状复合种植模式下不同空间配置对大豆冠层光环境、形态、产量及系统效益的影响,进而为大豆高产优质栽培提供依据,本研究选用半紧凑型（‘川单418’）和紧凑型（‘荣玉1210’）玉米品种与大豆带状套作,固定带宽为200 cm,玉米采用宽窄行种植,玉米窄行距设置3个处理：20 cm、40 cm、60 cm;并以单作大豆（SS）作为对照。分析透光率、形态、光合色素、荧光参数、生物量和系统产量的变化规律。结果表明：套作大豆冠层透光率、红光/远红光（R/FR）比值随玉米窄行距的增大而逐渐降低;套作下大豆茎粗、节数、茎干重和全叶干重均随玉米窄行距增大呈降低趋势,最大值出现在玉米窄行距20 cm处理下;与单作大豆相比,两个玉米品种下大豆茎粗、节数、茎干重和全叶干重均显著降低,而第2节间长和主茎长显著升高。套作下大豆叶片光合色素含量随玉米窄行距的增大而逐渐降低,各行距处理及不同玉米品种下套作的叶片光合色素含量均低于单作大豆。大豆叶片荧光参数F_v/F_m、NPQ、F_q''F_m''和F_q''/F_v''随玉米窄行距的增大均呈先增大后减小的趋势,而F_o变化趋势与之相反。玉米收获后,大豆光环境得到改善并迅速恢复生长,套作大豆形态生理指标与单作差异减小,但由于前期玉米的遮荫,各套作处理间大豆产量差异仍显著。通过系统效益分析,在玉米窄行距40 cm处理下,套作系统综合产量最高,两玉米品种下玉米、大豆产量平均分别为8 559.52 kg·hm^-2、1 717.60 kg·hm^-2,土地当量比平均达1.57。本试验中大豆与两个株型玉米套作,大豆形态生理指标差异影响不显著。因此,选择紧凑或半紧凑玉米品种,适度缩小玉米窄行距可以显著改善带状套作大豆的生长环境,提高其生物量和产量。