不同分根条件下氮对间作小麦生长和白粉病发生的影响*

 以小麦蚕豆间作方式为研究对象,通过根系分隔技术,主要研究了在小麦蚕豆根系不分隔(I)、尼龙网分隔(M)和塑料膜分隔(P)3种根系分隔条件下,供氮水平(N₀,N_0.05,N_0.1和N_0.2)对小麦生长和白粉病病害发生的影响。结果表明,施氮显著提高了间作小麦的生物量。在3种不同的根系分隔方式下(I,P和M),N_0.05水平小麦地上部的生物量分别比N₀水平增加了59.9%,62.6%和58.6%。随着供氮水平的提高,小麦白粉病的发病率和病情指数均明显增加,在3种根系分隔方式下,分别增加337.1%~1213.6%,766.3%~1750.1%和130.7%~1061.0%。但根系不分隔处理(Ⅰ)的间作小麦对白粉病的抗病能力较强,在高氮水平下(N_0.2)病情指数和发病率均低于根系完全分隔处理(P)。     

不同分根条件下氮对间作小麦生长和白粉病发生的影响

以小麦蚕豆间作方式为研究对象，通过根系分隔技术，主要研究了在小麦蚕豆根系不分隔（I）、尼龙网分隔（M）和塑料膜分隔（P）3种根系分隔条件下，供氮水平（N0，N0.05，N0.1和N0.2）对小麦生长和白粉病病害发生的影响。结果表明，施氮显著提高了间作小麦的生物量。在3种不同的根系分隔方式下（I，P和M），N0.05水平小麦地上部的生物量分别比N0水平增加了59．9％，62．6％和58．6％。随着供氮水平的提高，小麦自粉病的发病率和病情指数均明显增加，在3种根系分隔方式下，分别增加337．1％～1213．6％，766．3％～1750．1％和130．7％～1061．0％。但根系不分隔处理（I）的间作小麦对白粉病的抗病能力较强，在高氮水平下（N0.2）病情指数和发病率均低于根系完全分隔处理（P）。     

小麦/蚕豆间作体系中的种间相互作用及氮转移研究

 在小麦/蚕豆间作体系中通过根系分隔和标记15N的盆栽试验研究表明，小麦相对于蚕豆对土壤氮和肥料氮的依赖更强，蚕豆则更多依赖于空气中的氮。在根系完全分隔、尼龙网分隔和根系不分隔处理中小麦对15N的回收率分别为58%、73%和52%，而蚕豆则分别为30%、20%和3%。小麦对肥料氮的竞争促进了蚕豆的固氮作用，在根系完全分隔、尼龙网分隔和根系不分隔时，蚕豆来源于固氮的百分数（%Ndfa）分别为58%、80%和91%。因此，小麦/蚕豆中存在对氮的互补利用，该体系中氮营养竞争和促进作用同时存在。在小麦/蚕豆间作体系中应用土壤标记同位素稀释法表明蚕豆固氮向间作小麦发生了转移，转移的量相当于蚕豆吸氮总量的5%。     

不同施氮水平及根系分隔方式对间作小麦蚕豆氮吸收的影响

通过盆栽试验设置了3种根系分隔方式(无分隔、尼龙分隔、塑料分隔)和3个氮(N/2、N、3N/2)水平,分析了间作小麦蚕豆的干物质量、氮素累积吸收量和养分竞争比率,研究不同种植模式及不同施氮水平对小麦蚕豆氮素营养累积吸收特征和养分竞争规律的影响。结果表明:不同氮水平和根系分隔方式改变了间作小麦和蚕豆的干物质量,小麦拔节期,低氮、常规施氮和高氮水平下,尼龙分隔方式下小麦干物质累积量分别高于不分隔和塑料分隔60.8%、61.46%,71.19%、73.42%,63.02%、61.54%。低氮水平下,无分隔方式蚕豆干物质平均累积量分别低于尼龙和塑料分隔15.46%和20.68%;推荐施氮水平下,抽穗期和成熟期,尼龙分隔蚕豆干物质累积分别低于无分隔和塑料分隔24.53%、23.11%和26.66%、26.96%;高氮条件下,3种根系分隔方式间差异不明显。不同氮水平和根系分隔方式也改变了间作小麦和蚕豆的氮素累积吸收量。其中低氮条件下,无分隔小麦氮素累积吸收量明显高于尼龙和塑料分隔,随施氮量增加,这种优势逐渐不明显;低氮和高氮条件下,3种根系分隔(PB、MB、NB)蚕豆氮素累积吸收量差异不显著,推荐施氮条件下,塑料分隔方式下蚕豆氮素吸收量急剧增加,尤其籽粒膨大期,与尼龙分隔和不分隔相比分别增加29.03%、26.48%。低氮和常规施氮条件下,拔节期、孕穗期和灌浆期,尼龙和无分隔体系小麦相对于塑料分隔体系养分竞争比率(NCRcs)高于蚕豆。     

接种不同根瘤菌对间作蚕豆和小麦生长的促进作用研究

本文通过在不同根系分隔方式中对间作蚕豆接种不同根瘤菌株的盆栽试验,研究了问作蚕豆和小麦生长状况。结果表明：在根系完全分隔中接种根瘤对蚕豆的生长都好于不接种;3种菌株中以接种NM353菌株的效果最好,在根系不分隔中蚕豆和小麦生长同时得到改善,其生物量、吸氮量都高于其它两种菌株和不接种处理;虽然根系完全分隔中接种LN566改善了蚕豆生长,但在根系不分隔中蚕豆的生长被抑制,其生物量和含氮量最低。因此,不同根瘤菌菌株在间作中的表现不同。间作中通过选择合适的菌株进行接种,可以充分发挥生物固氮作用,改善作物氮索营养。     

施氮量对间作小麦蚕豆根系分泌槲皮素和橙皮素的影响

【目的】系统探讨间作条件下,不同施氮水平不同生育期小麦和蚕豆根系分泌槲皮素和橙皮素的动态变化及累积特征,为进一步探明间作增产控病机制提供依据。【方法】通过盆栽试验,采用小麦与蚕豆根系尼龙分隔(MB)和塑料分隔(PB)两种间作种植模式,测定间作小麦蚕豆不同氮水平(低氮1/2N:常规施氮量的一半;常规施氮N;高氮3/2N:常规施氮量的1.5倍)条件下,不同生育期根系分泌槲皮素和橙皮素数量。【结果】施氮水平和间作体系根系不同分隔方式影响作物生物量和根冠比。随着施氮量增加,小麦和蚕豆生物量增加45%—62.5%和3.2%—18.9%,根冠比降低33.8%—47.3%和11.8%—26.9%;与塑料分隔相比,相同施氮水平条件下,作物生长60 d时,尼龙分隔小麦和蚕豆生物量分别提高4.2%—25%、19%—38.6%,随生长天数增加差异逐渐不显著。间作根系不同分隔方式和施氮量均能影响小麦蚕豆根系槲皮素和橙皮素的分泌量。随施氮量增加,小麦蚕豆槲皮素和橙皮素分泌量减少,与低氮条件相比,常规施氮和高氮条件下,小麦槲皮素分泌量减少了23.4%和62.3%,橙皮素分泌量减少了32.2%和64.5%;蚕豆槲皮素分泌量减少了35.4%和44.1%,橙皮素减少了11.9%和23.9%。相同氮水平条件下,尼龙分隔小麦蚕豆槲皮素和橙皮素分泌量高于塑料分隔,低氮和常规施氮条件下,尼龙分隔小麦槲皮素的分泌量分别高于塑料分隔15.3%和27.1%,橙皮素的分泌量分别高于塑料分隔21%和13.7%;蚕豆根系尼龙分隔槲皮素分泌量高于塑料分隔34.6%和56.6%,橙皮素高于塑料分隔16.9%和5.1%;高氮条件下两种根系分隔方式之间差异不显著。【结论】间作根系不同分隔方式影响小麦和蚕豆根系槲皮素和橙皮素的分泌,但这种影响受施氮水平的调控,低氮和常规施氮条件下,尼龙分隔小麦和蚕豆根系槲皮素和橙皮素分泌量高于塑料分隔,高氮条件下差异不显著。     

蚕豆/玉米间作接种AM真菌和根瘤菌对外源有机磷利用的影响

本研究以植酸钠为有机磷源,利用根系不同分隔方式的盆栽实验研究了蚕豆/玉米问作体系中,接种根瘤菌、AH真菌(Glomus mosseae)和双接种对间作体系利用有机磷的影响.结果表明:接种AM真菌使蚕豆和玉米的根际磷酸酶活性增加,显著提高了蚕豆/玉米间作体系对有机磷的吸收,双接种处理蚕豆和玉米总吸磷量平均比单接AH真菌和根瘤菌平均分别增加了11.7%和90.8%;相对干其它处理,在双接种条件下蚕豆对玉米吸收有机磷的促进作用更显著,不分隔和尼龙网分隔处理玉米的吸磷量比完全分隔处理分别提高43.4%(5.29mg)和17.9%(2.18 mg);在问作体系中同时接种AM真菌和根瘤菌能提高玉米的菌根侵染率,间作产量优势显著高于单接AM真菌和根瘤菌.     

不同玉米大豆间作处理根系互作对根际微生物数量的影响

间作能提高土地利用率、提高作物产量和生物量,是被世界广泛采用的种植制度。根系相互作用会影响根际的物质和能量交换,从而影响根际微生物的生长。通过盆栽试验,采用塑料膜分隔、尼龙网分隔和不分隔玉米大豆根系的方式研究了玉米大豆间作对根际微生物数量的影响。结果表明:(1)不分隔处理对玉米地上部生物量和籽粒产量的影响均显著高于塑料分隔处理,分别高出15.04%和124.21%,根系分隔对大豆的地上部生物量和籽粒产量的影响在各处理间均没有显著差异。(2)对根际细菌数量的影响表现为:在玉米抽穗期以及大豆开花期、结荚期和成熟期,不分隔处理分别显著(P0.05)高于塑料膜分隔处理20.83%,4.98%,14.14%和19.92%。(3)对根际真菌数量的影响表现为:在玉米抽穗期和大豆结荚期,不分隔处理分别显著高于塑料膜分隔处理24.08%和12.62%。(4)对根际放线菌数量的影响表现为:在玉米抽穗期和乳熟期,不分隔处理显著高于塑料膜分隔处理19.07%和30.93%;在大豆开花期,不分隔处理显著高于塑料膜分隔处理14.92%。可见,玉米大豆间作具有间作优势,根系互作增加了根际细菌、真菌和放线菌的数量。     

玉米/大豆套作系统下不同品种与根系分隔对大豆根瘤固氮及氮素吸收的影响

【目的】研究玉米/大豆套作系统下不同品种与根系分隔处理对大豆生物固氮酶活性和吸氮量的影响,为完善间套作系统下氮高效理论提供借鉴。【方法】通过根系分隔盆栽试验,研究了3种根系分隔方式(根系不分隔、尼龙网分隔、塑料膜分隔)对强结瘤大豆品种‘NTS1007’和弱结瘤大豆品种‘南豆12’的根瘤固氮酶活性、地上部生物量及氮素吸收的影响。【结果】‘NTS1007’的地上部植株总生物量与吸氮量、根瘤固氮酶活性均显著高于‘南豆12’,但籽粒的产量和吸氮量比‘南豆12’低48.9%、55.3%。根系不分隔下大豆根瘤固氮酶活性、地上部生物量及植株吸氮量显著高于完全分隔,在R1时期不分隔较完全分隔分别高26.11%、43.4%、18.5%;在R3时期较完全分隔分别高32.2%、46%、25.5%。     

玉米/蚕豆、小麦/蚕豆和大麦/蚕豆间作体系地上部、 地下部生物量及作物含氮量分析

该盆栽试验研究了在不同分隔方式下3种未本科作物与蚕豆间作对间作作物地上部、地下部生物量及吸氮量的影响。首先采用3种分隔方式（塑料膜分隔,尼龙网分隔和无分隔）建立了同一作物组合条件下种间根系相互作用的不同强度;其次选用竞争能力不同的三种未本科作物（大麦、小麦和玉米）与蚕豆间作,建立了未本科和豆科作物的竞争强度不同的作物组合。首先,与3种未本科作物间作,以及同一间作体系不同分隔方式,对蚕豆地上部、地下部生物量的影响不大;仅与小麦间作蚕豆地上部生物量无分隔显著高于尼绒网分隔。其次,禾本科作物地上部生物量,玉米和大麦显著高于小麦,分别高出15．3％和16．5％;三种未本科作物地下部生物量,玉米显著高于大麦,高出30．5%,大麦显著高于小麦,高出50．8％;同一间作体系不同分隔方式,对玉米、小麦和大麦地上部和地下部生物量影响显著。再次,大麦全氮含量显著高于玉米和小麦,分别高出16．5％和19．7％,与3种未本科作物对土壤氮素的竞争能力相一致,大麦大于小麦和玉米：同玉米间作蚕豆全氮含量显著高于同小麦和大麦间作蚕豆,分别高出11．2％和5．6％。最后,玉米,同小麦和大麦间作蚕豆无分隔处理全氮含量显著高于塑料膜分隔,表现出间作优势。蚕豆的生长受间作未本科作物的影响不显著;然而大麦／蚕豆间作体系利用氮素最充分;间作玉米在氮素营养上显著受益于同蚕豆的间作;并且在3种间作体系里,根系完全相互作用时有利于作物氮素的累积。     

不同分子量聚天冬氨酸对小麦根系生长和养分吸收的影响

【目的】聚天冬氨酸（PASP）是天冬氨酸（ASP）的聚合物,分子量由一千至数十万,因具有促进作物生长和养分吸收的作用,在农业上应用广泛,但其应用效果与分子量密切相关。本文通过红外光谱分析和水培试验,研究不同分子量PASP的结构特性及其对小麦根系生长和养分吸收的影响,以明确不同分子量PASP的应用特点与作用机制,为PASP在新型增效肥料研制和农业生产中的科学应用提供理论依据。【方法】以小麦（济麦22）为供试作物,霍格兰营养液为基础培养液进行水培试验,将天冬氨酸（ASP）和低分子量（<1 kDa,PAL）、中分子量（3—5 kDa,PAM）、高分子量（>10 kDa,PAH）PASP分别设置10 mg·L^-1、25 mg·L^-1和50 mg·L^-13个添加量加入培养液中,以仅用营养液为对照（CK）,试验共13个处理,每个处理重复4次。培养20 d后收获,测定小麦地上部和根系的干重与氮、磷、钾含量以及根系的形态、吸收面积和活力。【结果】（1）不同分子量聚天冬氨酸结构不同,随着分子量的增加,聚天冬氨酸肽键含量逐渐增加,羧基含量先增加后降低,其中,PAH肽键含量最高,PAM羧基含量最高。（2）应用不同分子量聚天冬氨酸均可促进小麦生长,提高干物质积累量,表现为PAM>PAH>PAL≈ASP;其中根系干重较CK增加11.90%—19.06%,PAM在10 mg·L^-1、25 mg·L^-1和50 mg·L^-1添加量下,小麦总干重分别较CK显著增加9.13%、23.36%和20.54%。（3）不同分子量聚天冬氨酸均可优化小麦根系形态,增加根系的总吸收面积、活跃吸收面积和活力,以PAM效果最好。（4）不同分子量聚天冬氨酸均促进了小麦对氮、磷、钾养分的吸收,以PAM效果最好,PAH次之;在50 mg·L^-1添加量下,小麦对氮、磷、钾养分吸收总量最高,其中PAM较CK分别显著增加16.88%、25.97%、21.61%,PAH较CK分别显著增加16.28%、23.36%、18.16%。（5）相关性分析表明,不同分子量聚天冬氨酸肽键、羧基含量与小麦干物质重、氮磷钾养分吸收量以及根长和根系总吸收面积均极显著正相关;而小麦干物质重和氮磷钾养分吸收量与根系表面积、总吸收面积、活跃吸收面积及活力均显著或极显著正相关。【结论】不同分子量聚天冬氨酸（PASP）均能促进小麦生长,优化根系形态,提高根系吸收面积和根系活力,促进小麦对养分的吸收;不同分子量PASP结构不同,随着分子量的增加,PASP肽键含量增加,羧基含量先增加后降低,肽键和羧基含量与小麦生长和氮磷钾养分吸收量呈正相关。在本试验条件下,以中分子量PASP（3—5 kDa）对小麦生长和养分吸收的促进作用最好,高分子量PASP（>10 kDa）次之;在用量上,不同分子量PASP以高用量（50 mg·L^-1）对小麦整株的生长和养分吸收促进效果最好,但以中等用量（25 mg·L^-1）对小麦根系的生长和养分吸收促进效果最佳。     

不同基因型春小麦根系对低磷胁迫的生物学响应

选用3个春小麦品种(加春1号、2号、4号)作为试验材料,研究了低磷胁迫下不同基因型春小麦根系的形态学与生理学特征,结果表明:(1)在缺磷环境中,小麦的根重、根数、总根长、总吸收面积、根活力、根系SOD及POD活性、根系活性吸收面积均明显降低,但根冠比与根系分枝密度明显增加。不同基因型间变化趋势相似,但变化幅度存在明显差异。(2)根系的形态与生理学特征存在着明显的基因型差异,而且在低磷水平下这种差异表现的更为突出。表明作物品种之间对磷胁迫反应存在差异。(3)根系形态学和生理学特征可以作为筛选高效吸磷小麦品种的参考指标。在供试的三个基因型中,加春1号对低磷环境的适应性最强。     

小春作物多样性控制病虫害试验研究初探

 为探索小春作物多样性对病虫害的持续控制规律及增产增收效果,2000～2001年在云南玉溪市峨山、澄江和红塔区共设6组小春作物多样性混种大区同田对比试验及18.7 hm²典型大田示范进行调查分析研究。结果表明,麦类与蚕豆混种或油菜与蚕豆混种不仅能有效地持续控制、减少病虫为害,减少农药、化肥施用,保护农田生态环境,而且能增产、增收;此外,混种引起了油菜、麦类及蚕豆主要经济性状和蚕豆根瘤生物量不同程度的变化,预示出小春作物油//豆或麦//豆间存在的相生相克规律,初步搭配的几个优化混种组合可供生产应用。     

河北省小麦根病发生现状及致病病原种类调查

通过对河北省4个不同生态区冬小麦不同生育期进行调查，基本掌握了河北省小麦根病的发生现状，调查表明，根病的发生在不同品种和地区以及同一品种或同一地区不同生育期的表现存在明显差异，分离培养结果表明：该省小麦根病 由多种病原侵染所致。主要致病病原有根腐蠕孢菌，丝核菌，全蚀菌，镰刀菌，链格孢菌等5个属10余种。     

Cu在小麦不同部位的分配特征

以郑州9023为材料,研究了小麦不同生育期植株不同部位Cu的含量、累积量以及不同生育阶段的吸 收量。结果表明,在整个生长过程中,小麦不同部位Cu的吸收、分配和累积随着时间的推移而不断变化,至灌 浆末期,各部位Cu含量从大到小依次为根>叶、废弃物、颖片>叶鞘>籽粒>茎、穗轴,地上各部位Cu累积量 从大到小依次为籽粒>茎、颖片>废弃物、叶鞘>叶>穗轴,因此,在小麦植株中较易富集Cu的部位是根、籽 粒和颖片;小麦在拔节-灌浆中期Cu吸收量及吸收速率明显高于其他时期。     

硼和氯化钠复合胁迫对小麦幼苗的影响

以盆栽小麦幼苗为供试植物,设定培养基质硼浓度分别为0、50、100 mg·kg^-1,氯化钠浓度分别为0、1、2 g·kg^-1,研究了硼和盐复合胁迫对植物生长的影响。结果表明,硼和氯化钠的单独胁迫均能显著抑制小麦生长;硼浓度为50 mg·kg^-1时,氯化钠加重了硼对小麦生长的抑制;硼浓度为100 mg·kg^-1时,氯化钠缓解了硼对小麦生长的抑制。硼和氯化钠的复合胁迫以及高硼胁迫使根冠比显著增大,氯化钠抑制了小麦对硼的吸收。综合来看,当硼胁迫较严重时,盐胁迫可以促进小麦增大根冠比和减少硼吸收来抵御硼毒害。     

施用麦根酸对小麦、蚕豆间种和蚕豆单作吸收红壤中磷的影响

 通过盆栽试验,在小麦蚕豆间作、蚕豆单作系统中,研究小麦缺铁诱导产生的根分泌物——麦根酸对红壤中难溶性磷的活化效果。结果表明:本试验条件下,施用麦根酸可以显著增加单作蚕豆对红壤中难溶性磷的吸收;小麦蚕豆间作时,麦根酸施用对小麦吸收土壤中的磷有显著促进作用,但对蚕豆磷的吸收影响不大,小麦蚕豆间作在作物磷吸收方面是具有极大优势的种植制度。     

玉米大豆间作降低小麦玉米轮作体系 土壤氮残留的效应与机制

【目的】阐明夏播玉米大豆间作对小麦玉米轮作体系产量、吸氮量、土壤含水量和硝态氮残留的影响,明确间作地上部和地下部因素对间作优势的相对贡献率,为优化资源配置、提高土地生产力提供科学依据。【方法】2011年6月至2012年10月,在河北省徐水县代表性农田设置玉米单作（T1）、大豆单作（T2）、玉米与大豆间作根部不分隔（T3）、玉米与大豆间作根部分隔（T4）4个处理,并对关键生育时期的作物生长、土壤水分和硝态氮含量进行实时观测。【结果】相对作物单作种植模式,间作产量优势明显,玉米大豆间作种植的土地当量比（LER）大于1,间作模式总吸氮量（256.1 kg·hm^-2）显著高于玉米单作种植（159.7 kg·hm^-2）。玉米大豆间作主要通过促进玉米生长和氮素吸收来提高间作系统生产能力,其中地上部因素对间作玉米生物量、产量和吸氮量提高的贡献率分别为81.6%、83.4%和75.7%,而地下部因素的贡献率仅为18.4%、16.6%和24.3%。间作玉米条带土壤含水量显著低于单作玉米,隔根间作玉米土壤含水量显著低于不隔根间作玉米,单作大豆与间作大豆土壤含水量无显著差异,隔根对间作大豆土壤含水量无显著影响。相对单作种植,间作系统降低了玉米收获后各层土壤硝态氮含量,而提高了大豆条带土壤硝态氮含量;相对不隔根处理,间作隔根对玉米土壤硝态氮含量影响不大,但降低了间作大豆土壤硝态氮含量。夏季无论是单作种植还是间作种植,其后茬小麦产量和吸氮量均无显著差异,但间作可以显著降低小麦收获后土壤硝态氮残留量（P＜0.05）,相对玉米单作,间作种植的后茬小麦收获后0-100 cm土层硝态氮残留量降低了87.2 kg·hm^-2,其中地上部因素贡献率为77.5%,地下部因素对此贡献仅为22.5%。【结论】夏播间作种植产量优势明显,间作模式整体吸氮量高于玉米单作,其中地上部因素对间作优势的贡献大于地下部因素,并且夏播间作种植对后茬小麦产量和吸氮量均无显著影响。相对单作种植,间作种植降低了玉米条带土壤含水量而对大豆条带无显著影响,间作玉米条带土壤硝态氮含量显著降低而大豆条带土壤硝态氮含量显著提高,但间作系统当季及后茬作物收获后的整体土壤硝态氮残留显著降低。