棉花间作模式中作物养分竞争吸收和积累动态的研究

本研究通过田间试验研究了棉花和豆科作物、蔬菜作物间作后种间相互作用对氮磷钾等养分积累动态的影响,旨在为新疆棉花为主的间作体系的发展提供科学依据.试验设置花生、大豆、鹰嘴豆、洋葱、萝卜、线辣椒与棉花间作及相应各个作物单作的田间试验,分析了间作作物氮磷钾养分吸收的积累动态相对于单作作物的变化.结果表明,棉花和大豆以及棉花和萝卜共生期间,棉花对养分的竞争能力(CRcc1)弱于大豆和萝卜(CRcc1 ＜1),表现为大豆和萝卜生长及养分吸收积累处于优势地位,棉花处于不利地位;棉花和辣椒、花生、洋葱共生期间,棉花对养分的竞争能力强于辣椒(CRcc1＞1),表现为棉花生长和养分吸收积累处于优势地位,辣椒、花生、洋葱处于不利地位;棉花和鹰嘴豆共生的前一阶段,棉花对的养分竞争能力弱于鹰嘴豆(CRcc1＜1),但到鹰嘴豆收获前,棉花对养分的竞争能力则强于鹰嘴豆(CRcc1＞1),表现为棉花生长处于优势地位,鹰嘴豆处于不利地位.棉花/花生、棉花/洋葱、棉花/辣椒和棉花/萝卜间作体系具有明显的间作优势,并且对棉花产量没有不利影响,适合当地生产应用.     

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)。     

种间竞争对旱作水稻与花生间作系统根系分布和氮素吸收积累的影响

已有的研究表明，植物之间除了地上部之间的相互作用不可忽视外，地下部分的根系对养分和水分的竞争更为激烈。在判断竞争平衡、竞争强度和资源利用方面，地下部分的竞争作用明显重要于地上部分，从根系生态学的角度来研究，才能了解种间关系的本质。因此根系之间的相互作用，成为种间关系研究的主要内容。Snaydon和Harris认为，间作作物根的生长动态在不同的单作作物间有差异，导致了根相互作用和竞争的程度不同，从而对营养物质和水分的利用产生影响。     

镁、钾相互作用对水稻生长、养分吸收及有关生理特性的影响

在温室条件下,采用液体培养方法研究了Mg、K相互作用对水稻生长、养分吸收以及有关生理特性的影响。结果表明,在低Mg浓度条件下,水稻植株干物质积累随K浓度增加而减少;在高Mg条件下水稻植株干物质积累随K浓度增加而相应增加。在低Mg条件下,高浓度K显著抑制植株对Mg、K、N和P的吸收;在高Mg浓度下,植株对Mg、K、N和P的吸收有促进作用。植株叶片叶绿素含量在低Mg条件下随K浓度增加而减少,在高Mg条件下K浓度增加对叶绿素含量无显著影响。叶片硝酸还原酶活性和可溶性蛋白质含量随Mg浓度增加而增加,而K浓度增加对叶片硝酸还原酶活性和可溶性蛋白质含量无明显影响。高Mg条件下的叶片可溶性糖和淀粉含量明显高于低Mg处理,并随K浓度增加而提高。Mg、K营养拈抗作用主要表现在低Mg高K浓度条件下抑制Mg的吸收。     

少花龙葵种间嫁接后代对小白菜生长及镉积累的影响

通过盆栽试验,将茄子、土豆、番茄作为砧木嫁接的少花龙葵后代与小白菜混种,研究了镉胁迫条件下(10 mg kg~(-1)),少花龙葵种间嫁接后代对小白菜生长及镉积累的影响。结果表明:混种少花龙葵种间嫁接后代均能提高小白菜的生物量和叶绿素含量,其大小顺序均为:混种茄子砧木的少花龙葵嫁接后代混种土豆砧木的少花龙葵嫁接后代混种未嫁接少花龙葵混种番茄砧木的少花龙葵嫁接后代单种。同时,混种少花龙葵种间嫁接后代也能提高小白菜根系镉含量、地上部分镉含量及整株镉含量。混种小白菜后,番茄砧木嫁接的木少花龙葵后代的地上部分生物量、地上部分镉含量及地上部分镉积累量较未嫁接少花龙葵均有所提高,分别较未嫁接少花龙葵提高了7.73%、7.54%和15.84%,其余的处理则提高不明显或低于未嫁接少花龙葵。因此,少花龙葵不适合混种镉污染条件下的小白菜,但番茄作为砧木嫁接的少花龙葵后代能够提高少花龙葵对土壤镉污染的修复能力。     

伴矿景天和鹅掌柴间作系统中根系相互作用对植物生长和镉锌吸收的影响

为明确不同物种根系间的相互作用对植物生长和重金属元素吸收的影响,以Cd、Zn超积累植物伴矿景天与花卉植物鹅掌柴为材料,研究二者根系相互作用及对植物生长和Cd、Zn的影响。结果发现,二者根系具有相互抑制生长的作用。单作条件下伴矿景天的Cd、Zn吸收量最高,分别达0.812、19.6 mg/盆;较单作相比,无分隔间作条件下伴矿景天对土壤Cd、Zn吸收降低分别达30.0%和30.6%。两种植物根系改变了土壤养分性质,对土壤钾和磷的利用分别具有竞争和互补作用,但其有效态含量并未降低到亏缺水平,养分竞争可能不是两种植物根系相互作用的主要因素。水培试验表明鹅掌柴根系分泌物对伴矿景天的生长和Cd吸收具有抑制作用。     

氮肥用量对油菜//蚕豆间作系统作物产量及养分吸收的影响

油菜间作蚕豆方式中的养分吸收利用特征少见报道,本研究通过田间小区试验探讨了不同施氮水平下间作对作物产量及氮、钾养分吸收利用的影响。通过研究表明,油菜间作蚕豆具有显著的间作产量优势,间作方式中油菜的竞争能力强于蚕豆。间作平均提高油菜产量15.6%～44.5%,提高蚕豆产量12.1%～26%。不同施氮条件下,间作土地当量比（LER）=1.14～1.67,N112.5条件下LER最大,N225条件下,作物产量最高。间作提高了油菜地上部氮吸收量,其中间作第一行间作第三行单作,在农民习惯施肥水平（N337.5）条件下间作养分吸收优势消失。随着氮肥施用量的增加,单、间作油菜氮吸收量随之增加。间作油菜子粒氮吸收量、钾吸收量在推荐施氮（N225）条件下达到最大值。不同施氮条件下,单、间作油菜地上部钾吸收量没有差异。间作促进氮素营养由营养器官向生殖器官转移,但对钾素营养的分配没有影响。     

小麦大豆间作条件下作物养分吸收利用对间作优势的贡献

采用田间小区试验和田间微区根系分隔试验 ,通过间作与相应单作成熟期氮磷钾养分吸收量和利用效率 (单位养分吸收量所能生产的干物质量 )的比较研究了小麦大豆间作中养分吸收和利用效率的变化。结果表明 ,间作作物氮、磷、钾养分吸收总量分别高出相应单作 24%～39% ,6%～27%和24%～64% ;而间作氮、磷和钾的利用效率分别比单作低5%～20%、5%～7%和 6%～32%。间作优势主要表现在养分吸收量的增加。间作大豆养分收获指数的提高使间作子粒产量优势比生物学产量优势更明显。种间根系分隔微区试验表明 ,间作作物养分利用效率的降低与两作物根系相互作用有关     

玉米播期对大豆/玉米间作产量及种间竞争力的影响

在间作系统中,间作作物间合理的共生期可有效提高间作系统作物对时空资源的高效利用。而间作作物播期直接影响间作作物间共生期的长短,由此导致的时空生态位分离会直接影响到作物生产力和种间相互作用。为明确大豆/玉米间作系统中玉米播期对间作作物产量、系统生产力及间作作物间资源竞争力的影响,本研究设置3个玉米播期处理——M1(4月24日与大豆同时播种,与大豆共生期165 d)、M2(5月4日播种,与大豆共生期150 d)、M3(5月14日播种,与大豆共生期140 d),通过对单间作条件下作物产量、干物质累积的测定,研究了玉米不同播期下大豆/玉米间作系统作物产量、系统生产力、共生期内种间竞争力变化。结果表明:3个播期处理不影响间作产量优势,土地当量比(land equivalent ratio,LER)均大于1;但随播期延迟,LER变小,M1处理LER最大,达1.37。玉米播期变化对间作大豆产量无显著影响;随玉米播期延迟,间作玉米产量下降,间作系统生产力随之下降。玉米播期对间作大豆产量构成无显著影响;随玉米播期延迟,间作玉米的百粒重随之减小,M3的百粒重(26.1 g)仅为M1(36.6 g)的71%。玉米播期延迟抑制了大豆玉米共生后期玉米资源竞争力的恢复,在大豆和玉米共生前期,大豆的资源竞争力强于玉米,而共生后期(9月至收获),玉米的资源竞争力显著提升;M3处理大豆相对于玉米的资源竞争力(aggressivity,A_(sm))始终高于M1和M2,玉米相对拥挤指数随播期延迟而降低,表现为M1M2M3,而竞争比率为M3M2M1。因此,就本研究而言,甘肃河西灌区大豆/玉米间作系统中4月24日大豆和玉米同时播种是此系统间作作物的适宜播期,两作物同时播种可有效稳定间作作物产量及系统生产力,间作玉米播种延迟会导致间作系统生产力下降。     

连续施石灰对作物生长及其养分吸收的影响

在浙江金华由红色粘土发育的酸性水稻土上,对稻—稻—大麦连续,次施石灰的试验结果表明,适量地施石灰可使大麦增产2—3倍,而水稻的反应一般不明显。对土壤和作物的测定显示,大麦增产的原因主要与石灰提高土壤pH,消除铝的毒害,提高磷肥有效性,促进根系发育,并显著增强大麦对磷、钾等养分吸收有关。但施石灰反而降低了水稻对磷素的吸收。因此,石灰一般宜用于大麦等旱作物。从产量、经济效益、消除铝毒及养分有效性诸因素综合考虑,对大麦的石灰用量以中和土壤pH至6.0左右为宜。但不论何种作物,连续大量地施石灰都是极不可取的。     

水磷互作对潮土玉米苗期生长及磷素积累的影响

利用温室盆栽试验研究了水磷互作对潮土玉米苗期生长及磷素积累的影响。结果表明,水、磷能显著影响玉米株高与叶面积状况。水分胁迫条件下,适度施磷处理比对照玉米株高和叶面积分别增加69.7%和33.6%;而适水条件下分别增加38.3%和48.0%。适度施磷条件下,水分胁迫促进了玉米根系发育,根干重与根冠比均高于适水处理。水磷配合能提高了玉米干物质积累量,表现出显著正交互效应。适度施磷范围内,适水处理能显著提高植株体磷素吸收积累总量,但对植株磷含量影响不大;适水处理下,过量施磷会导致植株对磷素奢侈吸收,而在水分胁迫下反而降低对磷素的吸收积累。水磷适度配合表现出较好的耦合效果,达到“以水促磷”与“以磷促水”的目的。     

钾素营养对莲藕生长和干物质累积的影响

采用大盆试验研究了钾素营养对莲藕生长和干物质累积的影响,结果表明,钾素营养明显增加莲藕立叶数量和立叶面积、提高立叶相对叶绿素值和组织器官含水量、延缓叶片衰老、增强立叶抗逆性,从而促进莲藕生育前期光合产物的累积和健康生长;钾素营养还适当延长莲藕成熟期,促进干物质从叶片转移并贮存到产品中,使莲藕增产20.4%.     

Effect of crop type and crop growth on atmospheric nitrogen deposition

Varying atmospheric nitrogen (N) depositions for different crops were observed at Bad Lauchstädt (Saxony‐Anhalt, Germany) when using the ITNI system (ITNI = Integrated Total Nitrogen Input), which is based on the ¹⁵N isotope dilution method. These differences were only partly explained by climatic influences. The effects of crops on the atmospheric N deposition measured by the ITNI system are discussed. For this purpose, data of six different plant species recorded in 1998 were re‐analyzed. It was found that the airborne N input is closely correlated with the morphology and metabolism of crops. Daily atmospheric N depositions of 129.0–360.8 g per hectare were measured for the plant species used. The nutritional supply of plants, especially with N, is another factor of influence on the N input from the atmosphere which should be considered. To investigate this aspect, a pot experiment was conducted with the grass Lolium perenne at three different N levels. An increase in the airborne N uptake (corresponding to N fertilization) was observed as biomass production rose.     

间作对气雾培生菜生长和硝酸盐积累的影响

该文对生菜与樱桃萝卜间作和生菜单作模式下气雾培生菜相关指标进行了对比研究,并结合营养液中矿质元素含量的变化规律进一步分析了生菜与樱桃萝卜间作模式下生菜地上部分硝酸盐积累的主因素。结果表明：生菜与樱桃萝卜间作有利于提高生菜地上部分鲜质量,促进生菜叶片的展开以及生菜植株根总长度、根系表面积和根系体积等植株根系形态学参数的增大;生菜与樱桃萝卜间作增加了生菜SPAD值、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率等光合指标,而对胞间CO2浓度无明显规律性影响;生菜与樱桃萝卜间作不同程度地降低了生菜硝酸盐含量,随着气雾培时间的推进,总体呈先降低后增加的趋势,而硝酸还原酶活性的变化趋势与硝酸盐含量的变化趋势相反;进行相关性分析得出,生菜与樱桃萝卜间作模式下生菜硝酸盐含量降低主要是由于硝酸还原酶活性的增加导致的,并且营养液中硝态氮消耗量、铵硝比和锰消耗量对硝酸还原酶活性影响较大,相关系数分别为0.882、0.762和0.851。研究结果揭示了生菜与樱桃萝卜间作模式对气雾培生菜生长和硝酸盐积累的影响,并探究了该模式下生菜硝酸盐积累的主因素,为生菜与樱桃萝卜间作模式的作用机理研究提供一定的理论基础。     

旱地多熟间套作不同培肥方法对作物产量和土壤肥力的影响

通过设三季秸秆还田、三季秸秆＋冬绿肥还田、三季栏肥还田、冬绿肥还田及主施化肥为对照等5个处理，研究了山区旱地多熟间套作不同培肥方法的培肥效果，试验结果表明，各种培肥方法的培肥效果依次为三季栏肥还田〉三季秸秆〉冬绿肥还田〉三季秸秆还田〉冬绿肥还田〉对照。     

不同品种紫云英在湖北省不同生态区的生长及物质养分积累比较

大田试验条件下,比较不同品种紫云英在湖北省单季稻区(洪湖)和双季稻区(黄陂)的差异,为不同区域适宜品种的选择提供依据。不同品种在洪湖的单株分枝数、单株复叶数均高于黄陂,而株高、表观叶面积均低于黄陂。不同品种在同一生态区的干物质量存在差异,洪湖以丰城青杆种最高,达1 914 kg/hm2,黄陂以弋江种最高,达1 864 kg/hm2。相同品种在不同生态区的产量也存在差异,大桥种、余江大叶种、丰城青杆种、粤肥2号的产量表现为洪湖高于黄陂,而其余品种则低于黄陂。不同生态区紫云英养分积累量存在差异,洪湖丰城青杆种的碳、氮、钾积累量最高,弋江种的磷积累量最高,黄陂弋江种的各养分积累量均最高。单季稻区应优选丰城青杆种,双季稻区优选弋江种。     

水硼互作对油菜的营养效应

在水培条件下 ,利用PEG-6000诱导水分胁迫 ,研究水硼互作对油菜幼苗的营养效应。试验结果表明 ,干旱使油菜全N量增加 ,蛋白N/全N比值下降 ,B浓度下降。油菜保护酶系统中的POD、CAT、SOD活性均下降 ,MDA含量增加 ,根系膜透性也显著增加。此外 ,渗透物质如Ca2+,脯氨酸 ,可溶性糖等在叶片中的含量均大幅度提高。试验结果还表明 ,缺硼环境为油菜抗旱提供了一个适应过程 ,而且硼素营养在一定程度上还可缓解干旱胁迫对油菜造成的伤害