施氮和根间互作对密植大麦间作豌豆氮素利用的协同效应

针对禾豆间作密植机理研究薄弱问题,以大麦间作豌豆为研究对象,设施氮[不施氮:0 mg(N)·kg?1(土);施氮:100 mg(N)·kg?1(土)]、隔根(不隔根、隔根)和密度[低密度:15株(大麦)·盆?1;高密度:25株(大麦)·盆?1]3个参试因子,通过盆栽试验探讨了施氮和根系分隔对密植间作群体氮素竞争互补关系和利用效率的影响,以期为禾豆间作密植和氮素高效利用提供调控依据。结果表明:1)施氮、根间互作和增加大麦密度均可提高大麦||豌豆间作群体的吸氮量,其中施氮较不施氮处理提高33.8%,不隔根处理较隔根处理提高81.1%,高密度较低密度处理提高4.2%;根间互作在低氮条件下对间作吸氮量的贡献相对较高,不施氮和施氮条件下,根间互作提高间作吸氮量的比例分别为92.4%和11.0%;根间互作条件下增大大麦种植密度可显著提高间作群体吸氮量。2)大麦为氮素竞争优势种,密植使大麦氮素竞争比率显著提高,施氮能弱化大麦氮素竞争比率,抽穗期大麦相对于豌豆的氮素竞争优势达到最大值。3)根间互作使大麦、豌豆籽粒氮含量在施氮条件下分别提高126.7%、26.9%,不施氮时分别提高188.5%、46.5%,且施氮水平和根间作用方式对间作籽粒氮含量有显著的交互作用。4)高密度大麦和根间互作可显著提高间作群体的氮肥利用率,根间互作条件下增加大麦密度使间作群体氮肥利用率提高59.8%;大麦相对于豌豆的氮素竞争比率与间作群体氮肥利用率呈显著正相关关系。本研究表明,施氮、根间作用与大麦密度对大麦||豌豆间作氮素利用呈显著的交互作用,适宜的施氮量和充分的根间作用是支撑间作密植、优化种间对氮素的竞争关系,最终提高群体吸氮量和氮肥利用率的重要途径。     

覆膜对玉米间作豌豆干物质积累与分配的影响

分别对玉米、豌豆带进行覆膜、不覆膜处理做大田试验,研究豌豆-玉米间作体系的产量和干物质积累与分配的变化。结果表明:覆膜比不覆膜显著提高了作物的籽粒产量和生物学产量。单作覆膜比不覆膜玉米增产9%,豌豆增产21%;间作经济产量,玉米覆膜豌豆不覆膜处理的玉米比间作无膜处理的玉米增产11.70%,全膜覆盖比间作无膜处理的豌豆增产24.40%。土地当量比(LER)除玉米不覆膜豌豆覆膜的小于1外,其他处理LER为1.09~1.24,表现出明显的间作优势。两作物养分向籽粒的转移率和贡献率均为茎大于叶,覆膜提高了干物质向籽粒的转移率和贡献率。玉米覆膜豌豆不覆膜处理是本研究中间作优势最明显的覆膜方式,而玉米不覆膜豌豆覆膜处理会造成资源浪费,不利于豌豆-玉米间作体系的产量积累。     

根系互作对谷子和花生间作体系根际微生物碳代谢的影响

间作系统因其产量优势及生态功能在全世界都广泛应用,尤其是禾本科与豆科作物的优势组合,但该间作体系中作物根系互作对碳代谢特性的影响尚不明确。通过2年田间试验结合盆栽模拟根系分隔（根系无互作;根系部分互作;根系完全互作）方法,采用Biolog技术研究了不同种植模式对谷子和花生籽粒产量、土地生产力及土壤微生物碳源利用特征的影响。2017～2018年田间试验结果表明,2种间作模式下土地当量比（LER）均大于1,尤其是谷子-花生2∶2模式LER于2018年达到1.36,表明禾本科作物谷子与豆科作物花生体系是具有产量优势的间作系统。室内盆栽研究结果表明,间作模式下谷子的生物量与产量分别增加了49.0%和92.6%,花生则增加了11.1%和44.6%,谷子与花生的收获指数（HI）也显著增加。与完全分隔无根系互作相比,根系互作促进了根际微生物碳源利用效率,谷子与花生根际微生物对31种碳源平均利用率分别增加了19.6%和72.2%。土壤微生物对6大碳源种类的平均利用以糖类和氨基酸类为主,对酚酸类利用率最低。主成分分析结果表明,间作与部分间作花生对根际土壤碳源利用率显著高于谷子与花生单作,而单作花生对碳源...     

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。     

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     

不同间作模式对鲁西北地区玉米-大豆群体光合物质生产特征的影响

为了明确与鲁西北地区生产水平和生态条件相适应的间作模式,选用登海605和德豆17为试验材料进行大田试验,以单作玉米(SM)和单作大豆(SS)作对照,设置玉米和大豆2∶4间作(IC1)、2∶6间作(IC2)、4∶4间作(IC3)和4∶6间作(IC4)共4个处理,分析了不同间作模式对玉米-大豆间作群体光合物质生产特征的影响。结果表明,IC3优势明显,群体籽粒产量略低于SM,但差异不显著;间作处理的土地当量比(LER)和相对拥挤系数(K)均高于单作,表明玉米、大豆在间作模式下较单作具有显著的间作优势;侵占力(A)和竞争指数(CR)的变化规律均表明在间作栽培条件下,玉米相对于大豆为竞争优势物种;间作群体经济产值显著高于SM和SS,增值范围为13.93%~22.95%,其中IC3的经济产值最高,分别比SM、SS增加4 144.46元·hm~(-2)和3 546.88元·hm~(-2)。间作群体具有较高的叶面积指数、群体光合势、作物生长率和净同化率,保证了较高的群体干物质积累量,但群体收获指数较低,限制了群体籽粒产量的提高。由于边际优势,间作玉米处理的单株各器官和地上部总重以及收获指数均显著高于单作处理,间作处理之间差异不显著;间作大豆与间作玉米表现规律相反,存在一定的负间作效应。因此,在本试验条件下,玉米-大豆4∶4间作模式下复合群体配置相对合理,生产优势明显。本研究为玉米-大豆间作大面积推广提供了理论依据。     

单作和间作对玉米和大豆群体辐射利用率 及产量的影响

通过两个生长季(2006～2007年)的大田试验,研究了1:3和2:3两种问作模式及单作种植对玉米和大豆群体辐射截获与利用以及产量的影响.结果表明,单作玉米、单作大豆、1:3间作和2:3间作的消光系数分别为0.45、0.60、0.53和0.52.播后第79 d前,间作和单作玉米的干物质量间差异不显著;此后,1:3同作玉米的干物质量极显著高于单作玉米,1:3和2:3间作模式之间玉米干物质量的差异显著;观测期内,大豆干物质量单作和问作间差异显著.玉米/大豆1:3间作群体的辐射利用率(3.51 g·MS-1)和2:3间作群体的辐射利用率(3.49g·MJ-1)约为单作大豆辐射利用率(1.24g·MJ-1)的2.8倍.但略低于单作玉米(3.56g·MJ-).虽然单作玉米和大豆的籽粒产量均高于间作群体内玉米和大豆的籽粒产量,但间作群体的总产量分别比单作玉米和大豆的产量高约6.0%和320%;间作种植收入比单作玉米高56%～60%.比单作大豆高70%～74%.本研究表明,间作种植能够通过更有效地利用光能来增加作物产量,进而提高农民收入.     

不同根构型玉米品种间作对根系分布、养分积累和产量的影响

为探讨不同根构型玉米间作模式下的根系形态分布、养分积累和产量变化,本研究设置大田和盆栽试验,以2个不同根构型的玉米（Zea mays L.）品种金赛501(JS501,根紧凑型）和漯玉16（LY16,根平展型）为材料,研究了玉米间作和单作下根系形态、空间分布、养分积累和产量的变化特征。结果表明,间作下玉米群体根总长度、根总表面积和根总体积分别比单作增加10.28%、19.55%、15.95%,但根平均直径无明显变化。在0～20 cm土层中,间作的玉米根总长度、总表面积和总体积平均比单作高15.27%、21.82%和9.44%;在20～40 cm土层则比单作高12.95%、9.18%和20.31%。间作使根紧凑型品种（JS501）根系横向分布扩大了15 cm,群体根系纵向分布较单作平均加深10 cm,并使40～60 cm土层根长密度平均增加26.03%。间作显著提高了群体根系活力和养分积累量,根系活力比单作平均提高27.83%,植株氮、磷和钾积累量平均比单作提高18.27%、14.79%和15.75%。同时,间作提高了干物质和籽粒产量,比单作提高11.03%和15.36%,且土地当量比大...     

江西红壤旱地玉米||大豆间作模式对作物产量及种间关系的影响

江西红壤旱地光热水资源充沛,为农业发展提供了优越的自然条件。为筛选江西红壤旱地间作优势明显、群体产量与经济效益较优的玉米||大豆的种植模式,于2018—2019年设置7个处理:玉米||大豆间作带宽2 m、行比2∶2,带宽2.4 m、行比2∶3,带宽2.4 m、行比2∶4,带宽2.8 m、行比2∶3,带宽2.8 m、行比2∶4,及玉米单作和大豆单作,分析了两年间不同玉米||大豆间作模式下带宽行比变化对作物产量及种间关系的影响。结果表明:1)玉米大豆单作产量显著高于各自间作产量;间作处理中,带宽2.4 m、行比2∶4模式下作物群体平均产量为6801.88 kg·hm–2,较带宽2.4 m、行比2∶3模式增产7.56%,说明适宜带宽模式下增植1行大豆有利于作物增产;带宽2.4 m、行比2∶4模式两年平均经济效益为15 822.96元·hm–2,较玉米、大豆单作平均经济效益增加9.90%、209.48%,说明间作种植模式相比于单作有利于提高农民经济效益。2)2019年试验中,带宽2.4 m、行比2∶4模式下土地当量比(LER)最高,为1.77,与其他间作处理呈显著性差异,该模式下两年平均LER为1.59,相较于带宽2.0 m、行比2∶2 (1.55),带宽2.4 m、行比2∶3 (1.44),带宽2.8 m、行比2∶3 (1.35),带宽2.8 m、行比2∶4 (1.44)间作模式表现出较好的土地生产能力。3)带宽为2.4 m或2.8 m时,增植1行大豆, LER分别提高10.42%、7.41%,玉米实际产量损失指数(AYLM)分别提高77.01%、59.02%,玉米侵占力(AM)分别提高91.89%、82.22%,玉米竞争比率(CRM)分别提高38.69%、24.11%,经济效益(EB)分别提高8.38%、4.80%,玉米收获指数(HI)分别提高6.12%、6.25%,说明适宜带宽模式下增加大豆行可以提高间作玉米的竞争优势,以此来提高作物产量与经济效益。行比为2∶3或2∶4时,带宽由2.4m增至2.8m,LER分别减小6.67%、9.66%,AYLM分别减小42.62%、59.79%, AM分别减小64.44%、73.17%, CRM分别减小19.15%、33.14%, EB分别减小10.23%、13.99%,玉米(HI)分别减小2.08%、0.51%,说明不同行比配置模式下增加带宽均会削弱间作玉米的竞争优势,使得群体产量和经济效益降低。综上,带宽2.4 m、行比2∶4种植模式能较好地协调作物种间关系,土地产出率较高,经济效益较优,可作为江西红壤旱地适宜的玉米||大豆间作模式。     

间作小麦、蚕豆的产量和竞争力对供水量和化感物质的响应

为了寻求解决间作群体受化感物质抑制作用的理论依据, 本研究通过盆栽试验, 探讨了不同供水水平下(田间持水量的45%、60%和75%), 小麦根系分泌物间甲酚对单作小麦、单作蚕豆、小麦间作蚕豆生物产量、经济产量和两种作物共生期间竞争力的影响。结果表明: 60%和75%供水水平下, 间作小麦生物产量和经济产量较单作显著提高, 45%供水水平下间作小麦经济产量低于单作; 不同供水水平下, 间作蚕豆的生物产量与相应供水水平的单作相比, 增加显著。间甲酚对小麦、蚕豆的产量均具有化感负效应, 间作具有一定弱化间甲酚对蚕豆化感负效应的作用。45%、60%和75%供水水平下, 间甲酚使间作小麦相对于蚕豆的竞争力较无间甲酚处理时分别提高24.82%、19.26%和79.30%; 增加供水可弱化间作小麦的相对竞争力, 无间甲酚和间甲酚处理间作小麦的相对竞争力在75%供水水平下较45%供水水平分别降低158.08%和79.67%。     

桑树大豆间作地上部和地下部的种间作用研究

在田间条件下研究了桑树-大豆间作体系中地上部分和地下部分之间的相互作用。结果表明:在桑树和大豆间作的共生期间,间作桑树地上部生物量、光合速率、含N量、根系干重、根长密度和叶片硝酸还原酶活性(NRA)比单作桑树分别增加了65.9%、11.8%、17.8%、24.8%、139.8%和116.2%,而大豆呈现相反趋势,桑树和大豆间作期间存在明显的竞争关系。但是,间作大豆土壤微生物生物量碳和土壤脱氢酶活性分别比单作大豆高10.6%和3.5%,桑树和大豆间作存在种间促进作用。因此,桑树和大豆间作体系中种间促进作用和种间竞争作用是同时存在的。     

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。     

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-大豆和玉米-甘薯套作对玉米生长及氮素吸收的影响

【目的】利用根系分隔技术, 研究不同需氮特性的旋花科、 豆科作物与玉米套作后,玉米的生长特性与养分吸收差异及其增产机理。【方法】采用石英砂培盆栽试验,二因素完全随机试验设计。以玉米-大豆、 玉米-甘薯两种套作模式为研究对象,设计不分隔、 部分分隔、 完全分隔三种隔根方式。分析不同套作模式下不同隔根方式对玉米地下根系活力、 根系生物量及地上植株叶片光合特性、 籽粒产量和吸氮量的影响。【结果】1)不同种植模式对玉米生长有显著影响,不分隔处理时,与大豆套作的玉米根系活力、 籽粒重及地上植株总吸氮显著高于与甘薯套作的玉米,分别高6.25%、 8.69%和18.89%; 部分分隔或完全分隔时,两套作处理间差异不显著(P0.05)。 2)隔根方式影响玉米的物质积累及籽粒产量,表现为不分隔部分分隔完全分隔。3)不分隔有助于促进共生玉米生长,但不同套作模式的影响效果不一致;玉米-大豆套作处理下,不分隔处理的玉米根系活力、 净光合速率、 籽粒产量和总吸氮量均高于隔根处理,比完全分隔处理的分别高25.65%、 27.31%、 64.69%和71.65%;玉米-甘薯套作下增加幅度为17.59%、 19.83%、 52.38%和46.21%,分别比玉米-大豆套作处理低31.44%、 27.39%、 19.03%和35.51%。 4)相关分析表明,两种套作处理玉米地下根系干重与地上植株干物质重、 叶片光合速率及籽粒重显著正相关,相关系数分别为0.984、 0.927和0.986(P0.01);且地下根系活力与地上植株叶片净光合速率显著正相关,相关系数达0.929(P0.01)。【结论】种植模式和隔根方式显著影响了玉米的物质积累及氮素吸收。根系不分隔时,玉米－大豆套作处理下玉米的根系活力、 净光合速率、 生物量、 籽粒产量及总吸氮量显著高于玉米－甘薯套作;隔根处理导致的生物量和吸氮量下降主要是由根系活力降低引起的。与玉米-甘薯套作相比,大豆促进了玉米根系活力的提高,有效调节了玉米地上部植株光合作用及干物质积累,实现产量和氮素吸收的增加。     

黄土塬区不同玉米品种间作的竞争力表现

为探明不同玉米品种间作下植株对资源的竞争力变化, 以及竞争对植株生长和产量的影响, 本文利用紧凑型玉米品种"郑单958"和半紧凑型玉米品种"沈单16号", 在两个密度(低密度: 45 000株·hm^-2, 高密度: 75 000株·hm^-2)条件下进行隔行间作田间试验, 测定了不同玉米品种茎叶干物质积累量、株高、穗位高度和根系干物质量及收获期产量和产量构成因素的变化。研究结果表明: 随着生育期的延伸, 玉米茎叶比呈先增加而后逐渐稳定的变化趋势; 茎叶比在营养生长阶段呈明显增长, 灌浆期后间作竞争明显降低了茎叶比; 低密度间作茎叶比有所增加, 高密度间作茎叶比显著降低, "郑单958"表现突出。间作栽培下根冠比随间作密度的增加显著降低, 低密度间作处理之间根冠比差异显著。穗位比、收获指数随间作密度的增加而增加, 穗位比在低密度间作时显著低于单作, 高密度间作时显著增加, "沈单16号"变化较明显; 间作收获指数较单作明显增加, 且随间作密度的增加而增加, "郑单958"变化不稳定, 低密度间作时较单作显著增加, "沈单16号"具有稳定而明显的变化。品种间作竞争可以改变间作种群的产量构成, 穗长和穗粗明显减小, 秃尖长明显缩短。竞争系数具有品种差异, "郑单958"强于"沈单16号"。说明品种间作竞争具有提高玉米产量的能力, 有效利用竞争效应, 有可能实现高效利用资源和发掘玉米增产潜力。     

小麦/蚕豆间作体系中的氮节约效应及产量优势

通过田间小区试验,研究了小麦/蚕豆间作条件下作物的产量优势及不同施氮水平和种植方式中土壤硝酸盐累积。研究表明,间作可以提高作物单位面积复合产量,增产幅度在6%3～3%之间,不施氮处理间作小麦产量比单作增加达84%;间作和施氮对蚕豆产量没有显著影响。不同种植方式下土壤剖面中硝酸盐累积量趋势表现为蚕豆单作>小麦、蚕豆间作>小麦单作。不施氮、施氮量为20、406、0.kg/hm2条件下,种蚕豆的土壤硝酸盐累积量分别比种小麦的土壤增加了25.4、63.5、50.9、93.4.kg/hm2,间作降低了土壤中硝酸盐累积。小麦、蚕豆间作体系中的产量优势主要是种间氮营养生态位发生了分化,蚕豆通过固定空气氮而减少对土壤有效氮的吸收,把土壤中的有效氮节约供给与之相伴的作物小麦利用。     

Nitrogen fixation efficiency,interspecies N transfer,and root growth in barley-field pea intercrop on a Black Chernozemic soil

Summary Barley-field pea intercrops have been shown to increase N yield when grown under cryoboreal subhumid conditions. In this study, we extended previous research by testing the hypotheses that (1) the intercropped field pea fixes a greater proportion of its shoot and root N than does sole-cropped field pea; (2) N is transferred from the annual legume to the cereal during the growing season; and (3) root production is greater under intercropped than sole-cropped conditions. Unconfined microplots seeded to barley, field peas, or a barley-field pea intercrop were fertilized with N at 10 kg ha^-1 as (NH₄)₂SO₄ (5.21 atom % ¹⁵N excess). Both the intercropped and sole-cropped barley derived more than 93% of their N from the soil. In contrast, 40% of N in the intercropped field pea was derived from soil. This study provided no evidence for transfer of N from the legume to the cereal. On average, the proportion of N derived from air by both pea intercrops was 39% higher than that derived by the sole-cropped pea. Root length determined by a grid intersection method following digitization using an image analyzer tended to be higher under intercropping than in sole crops. We conclude that even on fertile soils benefits may accrue from annual intercropping that includes a legume. The benefits arise from (1) increased N production, (2) greater N-fixation efficiency, and/or (3) more shoot and root residue-N mineralization for subsequent crops.     

不同氮肥减施量下玉米针叶豌豆间作体系的产量及效益

  【目的】  通过探讨河西绿洲灌区氮肥减施对玉米针叶豌豆间作体系产量及肥料贡献率的影响,为玉米针叶豌豆间作体系氮素资源高效管理提供理论依据。  【方法】  研究基于2011年设置在武威绿洲灌区的玉米间作针叶豌豆长期田间定位试验。不施肥和习惯施肥 (N100) 处理为单作玉米,施用习惯氮肥量95%、90%、85%、80%和0%处理为玉米间作针叶豌豆。调查了2014—2019年玉米针叶豌豆间作体系产量、产量构成要素、经济效益、氮肥偏生产力、氮肥农学利用率和氮肥肥料贡献率。  【结果】  玉米针叶豌豆间作种植具有明显的增产优势,而且这种增产优势随种植年限的延长呈增加趋势。在85%常规氮肥用量条件下,玉米籽粒产量与N100基本相当,差异不显著,虽然玉米株高和茎粗会受到明显抑制,穗位和穗位比下降明显,但是成穗数、穗粒数和百粒重却无明显变化,同时因为增收了1419 kg/hm2针叶豌豆干草和1637 kg/hm2针叶豌豆籽粒,合计收益增加3813元/hm2,增幅明显,而且氮肥偏生产力和氮肥农学利用率显著提高,氮肥肥料贡献率除2019年显著降低外,其余年份无明显变化。在80%常规氮肥用量条件下,玉米籽粒产量显著降低,降幅达8.77%,但是同样因为可以增收1438 kg/hm2针叶豌豆干草和1569 kg/hm2针叶豌豆籽粒,合计收益增加2098元/hm2,增幅明显,氮肥偏生产力显著提高,增幅达14.04%,氮肥农学利用率无明显变化,但是玉米的成穗数、穗粒数、百粒重、株高、茎粗、穗位、穗长、穗粗、氮肥肥料贡献率等降幅均达到显著水平。  【结论】  在河西绿洲灌区,长期进行玉米间作针叶豌豆,在玉米季减少15%的化学氮肥施用量不会造成玉米减产,由于同时收获了针叶豌豆干草和籽粒,整个体系收益提高,氮肥效率显著增加。在玉米季减少20%的化学氮肥施用量虽然会造成玉米减产,氮肥肥料贡献率下降,但是同样因为增收了针叶豌豆干草和籽粒,整个体系收益提高,氮肥偏生产力显著增加。