北疆玉米与大豆间作模式下作物根系形态及产量变化研究

为探索新疆北疆玉米与大豆间作模式对作物根系分布及产量的影响,本试验以大豆单作、玉米单作、豆玉间作3种种植模式为研究对象,分析不同模式作物根系形态和产量变化。结果表明,间作种植模式使各作物之间根系分布更为合理,间作种植大豆和玉米的SPAD值较单作的有所提高,缩短了大豆的生育期,节约土地资源,玉米与大豆间作土地当量比大于1,表明该间作模式有效提高了土地利用率。本文研究对新疆北疆滴灌地区推广发展豆玉间作具有指导意义。     

茶与大豆间作对土壤微生物群落代谢功能多样性的影响

探究茶与大豆间作条件下根系土壤微生物群落代谢功能多样性的变化特征,有助于进一步了解茶园间作生态系统高产优质的机制.通过田间试验,设置茶树单作、大豆单作和茶树/大豆间作3种种植模式,运用Biolog技术分析土壤微生物群落代谢功能多样性的变化.结果表明,与单作模式相比,茶-大豆间作提高了土壤微生物群落的碳源平均利用率(AWCD),在120 h分别显著提高了11.52％,12.99％.茶-大豆间作提高了土壤微生物群落对糖类、氨基酸类、羧酸类及胺类等4类碳源的利用强度,并且提高了土壤微生物多样性指数.主成分分析表明,茶树与大豆间作主要通过改变土壤微生物群落对糖类、羧酸类碳源利用的模式来改善土壤微生物群落的代谢多样性.本试验条件下,茶与大豆间作改变了根际微生物的群落组成,改善了根际微生物群落功能多样性.     

玉米/大豆间作条件下作物根系对氮素的吸收利用

通过田间栽培试验,研究玉米/大豆间作及相应单作不同时期作物地上部干质量、作物吸氮量、作物根际土壤脲酶活性、作物根际土壤细菌数量动态变化差异。结果表明:间作玉米吸氮量、根际脲酶活性、根际细菌数量、地上部干质量分别比单作玉米显著增加37.61%,33.54%,55.76%,27.92%。间作大豆根际脲酶活性、根际细菌数量分别比单作大豆显著增加41.3%,43.08%。间作大豆吸氮量、地上部干质量比单作大豆降低11.93%,11.19%,差异不显著。说明间作促进玉米生长。     

小麦与黄瓜根细胞质外体铁的累积和活化

通过盆栽试验,研究了土培条件下,双子叶植物黄瓜和禾本科单子叶植物小麦根细胞质外体中铁的累积状况。结果表明,在土壤有效铁缺乏的情况下,小麦根细胞质外体中可以有大量铁的累积,约占根吸收铁总量的５３％。而黄瓜根系质外体铁的累积却非常少,仅占根吸收铁总量的４．７％。说明根细胞质外体铁的累积可能与植物缺铁条件下的适应性机理不同有关;在土壤中供给可溶态铁（如ＥＤＴＡ－Ｆｅ）时,无论黄瓜或小麦,其根系质外体均可     

间作条件下玉米根系固土力原位测定

农作物的根系对土壤的固持作用可以减少坡耕地的水土流失。本研究以云南主要农作物玉米为例,通过采用剪切箱和锚杆拉力计,在玉米的成熟期对单作和与大豆间作2 种种植方式下的玉米根系在10 cm 深度上的固土能力进行了原位测定。结果表明,当施加载荷为1.5 kN 时单作玉米根系位移为5.9 mm,与大豆间作下的玉米根系位移是3.15 mm,裸地的位移是7.26 mm。单作玉米根系滑动距离要明显高于间作玉米根系,说明间作种植模式下的玉米的固持土壤能力要强于单作玉米。     

间作种植模式对玉米和大豆干物质积累与产量组成的影响

玉米/大豆间作是中国北方地区常见的一种种植模式。本文通过2个生长季的大田试验,研究了间作种植模式对玉米和大豆的干物质积累与产量组成的影响。试验结果表明,生育前期（播后第79d以前）,不同种植模式下玉米的单株干物质量之间没有显著差异;生育后期,玉米/大豆1:3间作模式下（I1处理）玉米的单株干物质量高于单作玉米,达到极显著水平;玉米/大豆2:3间作模式下（I2处理）玉米的单株干物质量高于单作玉米,达到显著水平,1:3和2:3间作模式下玉米的单株干物质量也存在显著差异。生育期内不同种植模式下大豆的单株干物质量之间没有显著差异。利用Logistic方程拟合了单作和间作条件下玉米和大豆单株干物质积累的动态,相关性均达到极显著水平（P<0.01）。由于边际效应的影响,间作群体内玉米各器官干物质积累量高于单作。不同种植模式下大豆各器官的干物质积累差异不明显。间作玉米的干物质转换率高于单作,单作大豆的转换率高于间作。I1和I2处理间作总籽粒产量比单作玉米的籽粒产量增加约6%,比单作大豆的籽粒产量增加约320%。     

玉米/小麦间作对根际土壤和养分吸收的影响

通过对水培和根箱模拟试验。研究了小麦／玉米间作条件下养分的种间竞争和促进作用，证明了间作条件下能获得明显的生物产量优势。并对间作条件下根系的生长状况，养分吸收利用和根际环境的影响作出了较详细的阐述。     

滨海盐碱地棉花单作与棉花/大豆间作生产效益研究

滨海盐碱地作物生产力偏低,探究生产效益较高的种植模式有助于滨海盐碱区农业可持续发展。研究了盐渍农田棉花单作、棉花/大豆间作2种栽培模式的生产效益,结果显示,棉花单作虽然产量相对稳定,但管理费工,投入大;棉花/大豆间作模式生产效益受制于大豆单产水平和大豆价格,培育耐盐高产新品种及研发间作配套机械设备将有助于棉花/大豆间作大面积推广。     

不同作物与玉米间套作对玉米产量和生物量累积的影响

通过设置蒜苗、甘蓝、豌豆、大豆、胡麻、小麦与玉米间套作,研究不同作物与玉米间作对玉米产量及生物量累积的影响.结果表明:除大豆/玉米间作模式外,其他模式土地当量比(LER)均大于1,表现出明显的间作产量优势,不同作物与玉米的共生期越短,其模式的LER越大;相对于单作玉米,与蒜苗、甘蓝、豌豆间作的玉米穗粒数和百粒重均显著提高;与大豆间作的玉米百粒重虽显著提高,但穗粒数提高不显著,与胡麻和小麦间作的玉米各产量构成因素均有提高,但不显著.玉米的生物量累积符合logistic增长模型,相比单作玉米,与蒜苗、甘蓝间作的玉米在播后66～ 86d后生物量累积高于单作,与大豆间作,共生期玉米生物积累量始终低于单作;与豌豆、小麦、胡麻间作,间作玉米的生物积累量转折点分别为玉米播后106、86、75d.     

石灰性土壤上玉米/花生间作对花生根系形态变化和生理反应的影响

应用盆栽试验研究了石灰性土壤上玉米与花生间作对花生铁营养的影响,结果表明,间作显著地改善了花生的铁营养状况。进一步研究发现这种改善作用与间作对花生根系形态和生理活性所产生的影响密切相关。间作不仅增加了花生的侧根数目、侧根长度、根毛数量,而且促使花生表皮形成丰富的转移细胞和根质膜还原Ｆｅ（Ⅲ）能力的提高;同时间作花生根际微生物数量少于单作花生,可能减少了对玉米根系分泌的植物铁载体（ＰＳ）和根表粘液层     

丛枝菌根真菌与间作对滇池流域红壤上大豆生长及磷累积的影响

为了探讨玉米/大豆间作体系中不同丛枝菌根真菌(AMF)对大豆生长及磷吸收累积的影响,通过盆栽模拟试验对不同AMF处理[不接种(NM)、接种Glomus mosseae(GM)、接种Glomus etunicatum(GE)]与不同根系分隔方式(不分隔、尼龙网分隔、塑料布分隔)组合进行研究。结果表明,大豆根系侵染率GM一根系不分隔处理最高。与NM处理相比,无论何种根系分隔方式,GM处理均显著增加了大豆的株高及其植株生物量,并明显增加了大豆地上部磷含量及磷吸收量;GE处理也明显增加了大豆植株生物量和株高并显著增加了根系磷吸收量。无论何种AMF处理,大豆根系磷吸收量均以尼龙网分隔处理显著高于塑料布分隔处理,明显高于不分隔处理。所有复合处理中,大豆地上部磷含量和磷吸收量、根系磷吸收效率均是GM一根系塑料布分隔处理最高。可见,在滇池流域玉米/大豆间作种植区通过GM一根系塑料布分隔处理可以有效促进大豆地上部磷的迁移累积,进而改善其生长。     

机械化条件下“豆玉”不同行距配置和减肥对作物产量及大豆光合特性的影响

研究大田机械化条件下不同玉米-大豆间作模式下的群体产量及大豆的光合特性,为筛选适合河南省玉米-大豆的行距配置和减肥施用提供理论基础。设置行比和减肥2个因素,玉米单作、大豆单作为对照,其中行比设置玉米大豆行比2:4间作(2/4J)、玉米大豆行比4:4间作(4/4J)2个处理,减肥处理在上面行比处理上减量20%(2/4N、4/4N),研究了不同行距配置及减肥条件下的作物产量及大豆LAI、干质量、SPAD值及叶片光合速率的影响。2年试验结果表明,玉米处理2/4J、4/4J、2/4N、4/4N比单作减产,LAI、干物质、SPAD值和叶片光合速率均显著低于单作,但减氮前后比较,除LAI指标外,干质量、叶片光合速率(Pn)和SPAD值没有显著差异。建议河南玉米-大豆间作模式行距配置和施肥管理中,玉米大豆间作行比2:4(2/4J)减氮20%处理2/4N更增加光合产物积累,从而提高大豆产量,提高间作效益。     

大豆间作玉米栽培技术

大豆是营养价值和经济效益较高的养地作物。近几年，大豆间作玉米技术在我县大面积试验、示范、推广证明，比单作玉米每亩增收220元，比单作大豆每亩增收300元。     

小麦/玉米和蚕豆/玉米间作对水分利用的影响

以甘肃河西灌区为试验地点,在0、300、450kg/hm^2氮水平下,探讨了小麦/玉米和蚕豆/玉米两种间作对水分利用的影响。结果表明：在小麦扬花期,与小麦和蚕豆间作的玉米在3个氮水平下都低于单作,而间作小麦和间作蚕豆在不施氮条件下,0-140cm土层土壤含水量高于单作,在300kg/hm2和450kg/hm^2氮水平下则表现不一样;玉米收获后,在3个氮水平下,小麦、蚕豆间作都低于单作,而与小麦和蚕豆间作的玉米都高于单作。小麦/玉米间作相对于单作WU在0和300kg/hm^2氮水平下减少11%,在450kg/hm^2氮水平下增加1.29%;WUE在3个氮水平下都高于单作,间作相对于单作WUE增加27.91%-39.17%。蚕豆/玉米间作相对于单作WU在0和300kg/hm^2氮水平下分别减少12.98%、2.98%,在450kg/hm^2氮水平下增加5.83%;WUE在3个氮水平下都高于单作,间作相对于单作WUE增加22.62%-62.37%。表明小麦/玉米和蚕豆/玉米间作可以提高水分利用效率。     

设施条件接种丛枝菌根真菌对紫色土上玉米/大豆生长及氮素利用的影响

为了阐明紫色土上接种丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungus,AMF）和不同间作方式对提高间作玉米（Zea mays L.）、大豆（Glycine max L.）的氮素利用和减少土壤氮残留的贡献。本试验在设施盆栽条件下,采用根系分隔模拟装置研究玉米/大豆间作体系中根系不分隔、尼龙网分隔、塑料膜分隔3种方式和不同AMF处理[不接种AMF（NM）、接种Glomus mosseae（GM）]对玉米、大豆植株生长、氮素累积与利用的影响。研究结果表明：接种GM不同程度提高了间作玉米和大豆根系菌根侵染率、株高、植株生物量及氮含量,而显著降低了玉米和大豆种植土壤的碱解氮含量。其中,GM-根系不分隔处理玉米、大豆的菌根侵染率最高。无论是否接种AMF,大豆生物量和植株氮含量均以根系分隔处理显著高于不分隔处理,而玉米生物量和植株氮含量却刚好相反。此外,GM处理条件下,玉米、大豆根际土壤碱解氮含量均以尼龙网分隔和不分隔处理显著低于塑料膜分隔处理。在所有复合处理中,以GM-根系不分隔处理对玉米生长及氮素累积的促进作用最好;GM-尼龙网分隔处理对大豆生长及氮素累积的促进效果最佳,并更能显著降低玉米、大豆根际土壤的碱解氮残留,可望减轻土壤氮流失而降低氮素流失对地表水体的污染风险。     

小麦/玉米/大豆三熟套作体系中小麦根系分泌特性及氮素吸收研究

为探讨小麦/玉米/大豆多熟套作体系下小麦根系分泌物的分泌特性及其对根系生长环境和植株氮素吸收的影响,2006-2008年连续两个生长季采用田间定位试验,研究了小麦-大豆、小麦-甘薯、小麦/玉米/大豆和小麦/玉米/甘薯4种种植模式下小麦根系分泌物的数量与种类、小麦根系生长、土壤水分、土壤氮含量及植株吸氮量的变化特性。结果表明,与小麦-大豆和小麦-甘薯两种净作模式及小麦/玉米/甘薯套作模式相比,小麦/玉米/大豆套作降低了开花期和成熟期小麦生长区的土壤湿度、pH值及NO₃^--N和NH₄⁺-N的含量,提高了小麦植株地上部总吸氮量、根系活力、根干重及土壤总氮含量,并且,开花期小麦根系分泌有机酸总量和可溶性糖含量增加,表现为套作>净作,大豆茬口>甘薯茬口,边行>中行,其中以小麦边行处理的分泌量最高。拔节期根系分泌的有机酸,净作处理以乙酸含量较高,占总量的47.8%~51.6%,套作处理以柠檬酸含量较高,占总量的31.7%~55.1%;开花期根系分泌的有机酸,净作和套作处理均以乙酸含量较高,占总量的33.3%~78.3%。小麦/玉米/大豆套作对小麦根系分泌有机酸和可溶性糖有促进作用,从而改善了根系生长环境,提高了小麦对氮素的吸收。     

豆科–燕麦间作对作物光合特性及籽粒产量的影响

为进一步揭示豆科燕麦间作体系中作物产量优势的光合机制,设置燕麦单作、大豆单作、花生单作、大豆燕麦间作和花生燕麦间作试验,在不施氮肥的条件下,调查大豆、花生同燕麦的产量、功能叶片相对叶绿素含量(SPAD)及光合特性。结果表明,与单作相比,大豆–燕麦和花生–燕麦间作优势明显,土地当量比(LER)分别为1.41~1.63和1.31~1.52。同大豆间作的燕麦除单株粒重及千粒重外,其他各产量构成因子均增加;同花生间作的燕麦各产量构成因子均高于单作燕麦,其中小穗数、穗粒数、单株粒重与单作相比差异显著;间作提高了大豆各产量构成因子,但降低了花生的结荚数及单株粒重。间作提高了燕麦的叶绿素含量和净光合速率,改变了叶绿素构成,使燕麦衰老延缓;间作对大豆的相对叶绿素含量及净光合速率均无显著影响;在燕麦孕穗后期至抽穗期,间作花生净光合速率显著高于单作。在不施氮肥的条件下,间作体系均明显优于单作,其中燕麦花生间作体系显著促进了燕麦的生长发育,大豆燕麦间作体系对燕麦、大豆均有一定促进作用。     

蚯蚓对铁的富集转移及对苹果根铁营养影响研究

田间试验在永年县曹庄果园和中国农业大学曲周实验站果园进行,试材为8年生红富士苹果树,在苹果根际用不同价态、不同浓度的铁处理玉米秸秆后接种蚯蚓.试验表明:蚯蚓对铁有很大的富集量,在20 000 mg/kg(试验所用最高浓度)二价铁和三价铁处理的秸秆中可以成活并把秸秆转化为蚯蚓粪,促进根系生长,提高根的质外体铁含量,蚯蚓对二价铁的适应性高于三价铁.蚯蚓可以将有机物料中的铁转移到果树根系内,5 000 mg/kg铁处理增加蚯蚓体内Fe~(2+)含量和根质外体铁含量效果最好,蚯蚓、蚯蚓粪和根中的全铁含量随铁处理浓度的增加而增加.铁显著促进果树根系生长,没有用铁处理秸秆接种蚯蚓的新根量明显少于用铁处理的,两种不同价态的铁都是以5 000 mg/kg的新根量最多.蚯蚓显著促进根系生长,没有接种蚯蚓的处理新根量显著少于接种蚯蚓的处理.     

大豆种植密度对玉米/大豆间作系统产量形成的竞争效应分析

旱区作物间作系统是优化作物群体质量、提高产量的一种重要种植方式,从产量构成因子角度探讨作物间作竞争优势机制还鲜见报道。本研究设置3个大豆密度梯度和4个种植比例(玉米与大豆以2∶0、0∶2、2∶2和2∶4间作),分析间作系统的作物竞争指数、产量构成和最终产量的差异性变化,探讨间作群体产量增加的作物竞争机制。结果表明,不同大豆密度和种植比例组合下的间作系统产量提高14%～23%。玉米的实际产量损失大于0,大豆的实际产量损失小于0。间作系统中玉米的穗重、穗长、穗粗、穗粒重、轴重和千粒重均显著高于单作;除结荚长度和主茎节间长度外,间作系统中大豆的单株粒重、单株荚数、单株总粒数、单株有效粒数、主茎节数和百粒重低于单作或与单作间无显著差异。间作系统中玉米的竞争比率大于1,大豆的竞争比率小于1,在3种大豆密度下玉米和大豆的竞争比率分别为2.08、1.84、1.68和0.49、0.56、0.63,表明随着大豆密度的增加,间作中玉米的竞争比率增加的同时大豆的竞争比率降低。玉米的侵占力大于0,大豆的侵占力小于0。玉米产量与轴重、千粒重、穗重、穗粒重、穗长、行粒数呈正相关关系,与秃尖长呈负相关关系。通径分析表明,直接作用中,穗粒重对玉米产量的贡献最大(2.18);间接作用中,轴重、千粒重通过每穗粒重对玉米产量的贡献较大(1.64和1.58)。综上所述,大豆间作玉米有间作优势,间作优势来源于每穗粒重。     

不同种植方式及施肥对镉污染油菜根系生长特性的影响

在盆栽条件下,研究了0.6mg/kg和10.0mg/kg两个Cd污染水平土壤中,单作、间作及不同施肥处理对油菜根系生长特性中主根长、根体积、根系活力的影响.结果表明,间作鹰嘴豆和施肥处理均能促进油菜根系生长,含Cl-氮钾肥处理对促进油菜主根长、根系体积增大效果要显著优于其他肥料处理;间作可显著提高根系活力.