玉米大豆间作条件下氮素养分吸收利用研究

 通过盆栽试验,研究玉米、大豆间作及相应单作不同时期氮素吸收利用及生物学产量的差异。结果表明,间作对玉米的氮素吸收利用和生物学产量增加有较明显的促进作用,间作玉米氮素养分吸收量比相应单作提高57.53%,生物学产量提高47.02%. 而大豆的吸氮量只比相应单作降低1.21%,生物学产量降低14.56%.     

西北地区不同间套作模式养分吸收利用及其对产量优势的影响

养分吸收和利用对间套作产量优势有重要影响,而西北地区近年来发展的间套作模式中养分吸收和利用研究较少。本研究采用田间小区试验,比较了西北地区新型间套作模式玉米/马铃薯、玉米/油菜、大豆/马铃薯、大豆/油菜和马铃薯/油菜的间作优势以及成熟期养分吸收量和利用效率对间作优势的影响。结果表明,玉米/马铃薯、玉米/油菜、大豆/油菜和大豆/马铃薯4种间作模式具有间作产量优势,经济效益高于相应单作。马铃薯/油菜间作无产量优势。玉米/马铃薯、玉米/油菜、大豆/马铃薯和大豆/油菜间作体系中作物氮、磷和钾养分吸收总量分别高于相应单作10%~41%、8%~21%和11%~34%;马铃薯/油菜间作体系作物氮、磷和钾吸收量分别低于单作35%、42%和63%。玉米/油菜和大豆/油菜间作作物氮、磷和钾的利用效率分别高出相应单作10%~21%、5%~7%和15%~17%;玉米/马铃薯间作氮和钾利用效率间作比单作低3%和4%,而磷利用效率高于单作21%;大豆/马铃薯间作作物氮、磷和钾的利用效率分别比单作低15%、3%和14%;马铃薯/油菜间作氮磷利用效率间作低于单作18%和4%,钾利用效率间作高于单作20%。本研究证明并非所有间作模式都具有间作产量优势,并且间作优势主要源于养分吸收量的增加。     

玉米、大豆间作对根际土壤微生物数量和酶活性的影响

通过盆栽实验,研究了玉米间作大豆对根际土壤微生物数量和酶活性的影响。结果表明:在玉米喇叭口期和大豆分枝期,玉米、大豆间作的玉米地上生物学产量高于单作玉米38.73%,大豆地上生物学产量较单作大豆降低了8.12%,差异不显著。与单作相比,间作体系中的玉米、大豆根际土壤养分有效性、根际土壤微生物数量、根际土壤酶活性均显著高于相应单作根际土壤。间作体系中玉米取得间作优势,养分利用率提高主要是根际土壤养分有效性的提高,而根际土壤养分有效性高受根际土壤中微生物数量和酶活性的影响。     

不同配置对辽西玉米‖花生间作系统氮素吸收利用的影响

【目的】通过研究不同配置条件下玉米‖花生间作系统地上部氮含量和吸收量,结合间作系统花生结瘤固氮和土壤有效氮分布,明确不同配置下玉米‖花生间作体系对氮素的吸收利用特征,为玉米‖花生间作氮高效利用模式的区域筛选提供依据。【方法】本试验于2015—2016年在国家农业环境阜新观测实验站进行,设置玉米单作（M）、花生单作（P）、2行玉米4行花生间作（M2P4）和4行玉米4行花生间作（M4P4）模式,玉米单作及每种间作模式下设3种不同玉米种植密度（6、9和12株/m²）,共10个处理,分析不同配置（行比和密度）玉米‖花生间作系统氮素吸收利用特征和优势。【结果】与单作相比,间作玉米和花生植株氮浓度变化并不明显,受作物占地比例影响,间作模式下玉米和花生的产量、氮产量均低于相应单作,且氮产量与间作生物产量表现相一致。玉米‖花生间作可以显著提高系统氮的吸收利用（氮吸收当量比NER>1）,且主要归因于玉米的养分吸收优势（pNER_m为0.63—0.80）。随着玉米行比和密度的增加NER也随之增大,其中M4P4模式（NER 1.06—1.22）的氮吸收要显著高于M2P4模式（NER 1.0—1.06）。在玉米‖花生间作系统中,玉米比花生更有竞争力（A_mp>0）,且竞争吸收氮养分能力也更强（CR_mp>1）,M4P4行比以及玉米增密有助于增强玉米对氮营养的竞争,增加系统氮养分吸收优势（△NU>0）以及间作养分对产量的贡献（C）。与玉米间作可促进花生结瘤固氮,M4P4行比配置下花生根瘤数量、单株根瘤重量和单个瘤重均高于M2P4配置,且以中、低密度处理为优。间作系统中土壤有效氮含量（N_min）表现为花生条带土壤N_min高于玉米条带,且单作花生土壤N_min高于间作花生,而单作玉米土壤N_min低于间作玉米。【结论】玉米‖花生间作可显著提高系统氮的吸收利用,其中玉米对系统氮吸收的贡献较大,适度增加玉米行比和密度有助于增加系统氮素吸收当量比、增强玉米对氮营养的竞争以及间作养分对产量的贡献。综合分析认为,本研究中M4P4-6和M4P4-8为玉米‖花生间作较佳配置,玉米花生种间互作对间作系统干物质量和花生生物固氮的促进,以及玉米在吸收氮养分上的强竞争能力是玉米‖花生间作具有氮素吸收利用优势的重要原因。     

玉米大豆间作干物质积累和氮磷吸收利用的边际效应

【目的】研究间作对玉米大豆干物质积累及氮磷吸收利用特性的影响机制,对实现玉米、大豆间作高产高效具有重要指导意义。【方法】试验设玉米单作、大豆单作、玉米大豆间作3种种植方式,分别测定玉米大口期、吐丝期和成熟期的植株氮磷积累量和大豆开花期、结荚期和成熟期的植株氮磷积累量,研究间作对玉米、大豆不同器官干物质积累及氮磷吸收积累特性,明确氮磷吸收利用的边际效应。【结果】与单作相比,间作降低了玉米干物质和氮磷的积累,促进了根系吸收氮向籽粒的分配;降低了大豆干物质积累,尤其对中行的影响大于边行,边行干物质、氮磷积累体现边际效应优势;与单作体系相比,间作使玉米大豆植株茎叶营养器官氮转移量均减少,分别降低22.13%、29.85%,转运氮对玉米籽粒氮的贡献率分别下降5.11%、17.45%,且根系吸收氮对籽粒氮的贡献率均高于转运氮对籽粒氮的贡献率。间作能够有效提高系统氮利用效率,较玉米、大豆单作分别提高2.34%、4.62倍,使系统氮效率较单作大豆提高26.82%,较单作玉米降低10.16%,玉米在系统产量中占主导地位,占系统产量的82.27%,土地当量比(LER)达到1.47,系统产量为13 110 ...     

交替灌溉小麦间作玉米干物质的累积与分配规律研究

针对传统间作耗水量大,且灌水与间作作物干物质累积相关关系研究薄弱的问题,在河西绿洲灌区进行田间试验,探究交替灌溉模式下,不同水分处理对小麦间作玉米及其相应单作的产量及干物质分配积累的影响.结果表明:交替灌溉小麦间作玉米LER达到1.30~1.38;净地面积下,间作小麦经济产量较单作小麦提高了21%~33%,间作玉米经济产量较单作玉米提高了38%~42%;小麦收获后,间作玉米干物质积累量比单作玉米平均增加8%;低、中、高灌水平下间作玉米群体生长率分别为单作的49.62%~61.92%、56.04%~65.84%和55.28%~68.98%.在河西绿洲灌区,小麦间作玉米上应用交替灌溉技术与单作相比具有提高间作作物产量和增加干物质积累的作用.     

玉米大豆间作条件下磷素的吸收利用

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吸磷量、根际土壤酸性磷酸酶活性以及地上部生物学产量差异。结果表明，间作对玉米吸磷量、玉米根际土壤酸性磷酸酶活性以及玉米地上部生物学产量有明显的促进作用，间作玉米吸磷量、根际土壤酸性磷酸酶活性、地上部生物学产量明显比相应单作分别增加31．64％、31．46％、47．04％。而间作大豆吸磷量、地上部生物学产量较相应单作降低8．18％、10．99％，差异不显著。     

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。     

辣椒/／玉米间作条件下作物对氮、磷和钾的吸收利用特征研究

辣椒//玉米间作条件下,作物氮、磷和钾素吸收利用特征的研究将有助于肥料利用率的提高和辣椒产量的增加.通过田间小区试验,研究了辣椒//玉米间作(10:2)条件下,作物对氮、磷和钾的吸收利用特征.结果表明:(1)间作辣椒第1行土壤碱解氮和速效磷低于单作,问作辣椒中间行碱解氮、速效磷和速效钾含量与单作接近;(2)间作辣椒第1行叶片含氮、磷量低于单作辣椒,间作3、5行辣椒叶片含氮、磷量显著高于辣椒单作,从第1行到第5行逐渐增加.间作辣椒叶片含钾量在前期低于单作辣椒,后期则高于辣椒单作;(3)间作玉米含氮量高于单作玉米.前期间作玉米叶片磷、钾含量与单作玉米前期接近,后期低于单作;(4)辣椒//玉米间作条件下,辣椒和玉米的生物量和产量显著高于单作时的产量.可见,辣椒//玉米间作(10:2)条件下,辣椒第1行的N、P和K的吸收受到玉米一定的影响,辣椒中间行的N、P和K的吸收利用效率增加,辣椒和玉米的产量分别比单作增加13.29%和28.36%.     

间作环境中小麦氮钾养分吸收利用与干物质累积的动态变化特征*

 采用田间试验研究了小麦蚕豆间作环境对小麦氮钾养分吸收利用及小麦产量的影响。研究表明：小麦蚕豆间作在小麦干物质累积和产量上较单作具有明显优势。在常规施氮水平下，间作小麦生物量较单作小麦高30.6%，产量较单作增加了12.8%。在抽穗期至乳熟期，小麦茎、叶、穗氮含量和小麦穗钾含量均表现出间作第1行＞间作第3行＞单作，但收获时间作小麦茎叶钾含量呈低于单作趋势。小麦氮、钾养分累积量为间作第1行＞单作＞间作第3行。     

两种三熟套作体系中的氮素吸收利用及种间相互作用

通过根系分隔盆栽试验,研究小麦/玉米/大豆与小麦/玉米/甘薯两种三熟套作体系的氮素吸收利用及种间相互作用。结果表明:小麦表现为套作优势,两种体系下不分隔的生物产量与吸氮量均高于完全分隔。玉米在"麦/玉/薯"中表现出竞争劣势(Awc>0,NCRwc>0),不分隔的生物产量与吸氮量显著低于完全分隔;在"麦/玉/豆"中表现出竞争优势(Awc<0,NCRwc<0),不分隔的籽粒产量、籽粒吸氮量和总生物产量、总吸氮量均高于完全分隔,且比"麦/玉/薯"高5.62%、59.09%、5.97%、41.18%。大豆虽表现出竞争劣势,但生物产量与吸氮量降低不明显;甘薯具有微弱的竞争优势,但生物产量与吸氮量显著降低,总吸氮量比大豆低53.11%。不分隔时,"麦/玉/薯"中的玉米与甘薯土壤总氮含量比"麦/玉/豆"中的玉米与大豆低3.95%和8.57%。     

有机物料还田土壤碳、氮及微生物量动态影响研究

为探究长期覆膜滴灌条件下不同来源有机物料还田对土壤有机碳、全氮、微生物量碳和氮及微生物熵的影响,在玉米生育期,设置空白(CK)及施加秸秆(MS)、牧草(FG)和羊粪(SM)共4个处理,分析比较不同处理土壤中碳、氮含量的变化.结果表明,在玉米生育期内,物料的施用使土壤有机碳(soil organic carbon,SOC...     

包膜尿素与普通尿素配施减氮对夏玉米产量及氮肥效率的影响

为探求减氮增效技术、实现夏玉米科学施肥,通过田间试验,研究了包膜尿素与普通尿素配施及氮肥减施对夏玉米产量、养分吸收利用和土壤氮素的影响。结果表明：夏玉米施氮显著增产7.53%~16.28%,氮素积累量增加15.66%~29.16%,氮肥利用率为19.66%~42.28%;包膜尿素与普通尿素配施一次施肥,提高了夏玉米灌浆期叶绿素含量（SPAD值）,可获得较高产量,且包膜尿素比例越大,氮肥农学效率和利用率越高。本试验条件下,施氮145.6 kg/hm2 （75%包膜尿素+25%普通尿素）基本实现了高产、高效、简化施肥,可在豫北地区推广应用。     

AMF对铅锌矿区农田土壤部分理化性质、玉米生长和镉铅含量的影响

为研究重金属污染胁迫下丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）对土壤部分理化性质、玉米生长、光合生理、养分与镉铅含量的影响,以云南会泽、兰坪铅锌矿区周边重金属污染农田土壤为供试土壤,玉米为宿主植物,设置接种和不接种AMF处理,开展室内盆栽试验。结果表明：接种AMF显著增加土壤易提取球囊霉素相关蛋白（EE-GRSP）与总球囊霉素相关蛋白（T-GRSP）的含量;降低土壤有效态镉、铅含量,降幅为34.6%~79.5%;增加土壤中碱解氮和速效磷的含量,增幅为30.9%~206%。接种AMF显著增加玉米植株氮磷养分含量,增幅为17.6%~38.5%;增强叶片光合作用,提高植株生物量;降低植株镉铅含量,降幅达30.0%~68.7%。相关性分析发现,土壤T-GRSP与碱解氮、速效磷含量呈极显著正相关;EE-GRSP、T-GRSP与有效态铅含量呈显著负相关;玉米植株镉、铅含量与土壤有效态镉、铅含量呈显著正相关;玉米根系氮与土壤碱解氮含量、植株磷与土壤速效磷含量呈显著正相关。研究表明,接种AMF增加土壤球囊霉素相关蛋白含量,降低污染土壤镉、铅生物有效性,减少玉米植株镉、铅的含量;增加土壤速效养分含量,改善玉米矿质营养和光合生理,提高玉米植株生物量。     

镉铅污染的玉米秸秆还田对蚕豆生长、养分和镉铅含量的影响

通过盆栽试验,模拟铅锌矿区镉铅污染的玉米秸秆还田,研究玉米秸秆的不同部分(根茬、茎秆、叶片和整株)还田对土壤速效养分、蚕豆生长、养分(N、P和K)、Cd含量、Pb含量的影响,结果表明:玉米秸秆还田增加土壤的碱解N和速效K的含量,增幅分别为14%~58%和36%~134%,但对土壤速效P的含量影响不显著。玉米秸秆还田显著增加蚕豆地上部养分的含量,其中叶片还田使N、P和K含量分别增加28%、40%和102%,根茬还田使P含量增加42%,茎秆和整株还田使K含量增加61%和98%;但对蚕豆地下部养分含量没有显著影响(仅叶片还田增加蚕豆地下部的P含量)。玉米秸秆还田导致蚕豆叶片叶绿素a和叶绿素b的含量显著下降,对蚕豆株高和生物量的影响小,仅叶片还田增加蚕豆的株高、茎秆还田增加蚕豆地上部的生物量。污染玉米秸秆还田极显著增加蚕豆地上部的Cd和Pb、地下部的Cd含量,分别提高了56%~76%、50%~133%和204%~507%,叶片和整株还田的蚕豆地上部Pb和地下部Cd的含量增幅较大。综上可知,镉铅污染的玉米秸秆还田在提高土壤肥力、改善后茬作物矿质营养的同时,会增加后茬作物对Cd、Pb的吸收,降低叶片叶绿素含量,有一定的环境危害风险,且秸秆不同部位的影响存在差异。     

竹炭包膜尿素的氮素释放规律和生物利用效果研究

[目的]对竹炭包膜尿素的氮素释放规律和生物利用效果进行研究,寻找高效、廉价、生产工艺简单的包膜氮肥。[方法]以竹炭和高分子聚合物为包膜材料,制得2种不同包膜厚度的竹炭包膜尿素(BCCU);通过玉米的土壤淋溶试验、土壤氨挥发试验和盆栽试验研究自制竹炭包膜尿素的氮素释放规律和生物利用效果。[结果]竹炭包膜尿素具有一定的缓释性能,其氮素的29d累积淋出率比普通尿素低9.93%～16.27%;施用竹炭包膜尿素的氨挥发量显著低于普通尿素,降幅为16.66%～31.8%;施用竹炭包膜尿素的玉米生物量和氮素利用率分别提高12.8%～24.1%和10.50%～16.99%。[结论]竹炭对尿素中氮素不仅具有一定的缓释性能,还具有一定的吸附能力,能减少氮素的淋失和挥发,减轻对环境的污染。     

尿素中控失剂添加量对夏玉米氮素利用和产量的影响

为探究尿素中控失添加剂的适宜用量,以无氮处理(CK)、普通尿素(CU)处理为对照,研究不同控失剂添加量尿素（I~VI型,控失剂含量1%~6%）对夏玉米生长和肥效的影响。结果表明,氮肥对夏玉米产量和生物量影响显著,相同氮肥用量下,控失剂用量对夏玉米生物量有显著促进作用,尿素中4%的控失剂用量对夏玉米产量和生物量的促进作用最大,2016和2017年夏玉米平均产量Ⅳ型控失尿素较CU增加7.80%,夏玉米平均生物量Ⅳ型控失尿素较CU增加10.30%;尿素中控失剂含量为5%时夏玉米地上部吸氮量最多;Ⅳ型控失尿素的玉米氮肥利用率、氮素农学效率、氮肥偏生产力最高。尿素中控失剂添加量为4%玉米生物量和氮肥当季利用率最高,拟合控失尿素和夏玉米产量得出控失剂在尿素中的最佳添加量为4.81%。     

玉米根系分泌物对连作花生土壤酚酸类物质化感作用的影响

为探究玉米花生间作系统中玉米根系分泌物对连作花生土壤的酚酸类物质化感作用的影响机制,利用CH2Cl2提取了玉米抽雄期根系分泌物,通过室内模拟培养法,研究了玉米根系分泌物对含有不同浓度肉桂酸、邻苯二甲酸及对羟基苯甲酸3种酚酸类物质土壤的微生态环境的影响。结果表明,酚酸类物质均显著降低了土壤微生物量碳和氮的含量,抑制了土壤微生物活性,土壤酶（脲酶、酸性磷酸酶和蔗糖酶）活性和养分含量（碱解氮、有效磷和有效钾）亦显著降低,且浓度越高化感抑制作用（RI＜0）越强（P＜0.05）。玉米根系分泌物可降低酚酸类物质对土壤微生物活性、微生物量、酶活性及养分含量的化感指数,以低浓度处理的降幅较大,且在处理第5 d和10 d显著增加了3种酚酸类物质处理的土壤呼吸强度、酶活性、微生物量及养分含量（P＜0.05）;不同酚酸类物质中,以邻苯二甲酸所受影响最大。整个培养时期,玉米根系分泌物对酚酸类物质化感作用的影响以处理第5 d最强,随后呈减弱趋势。3次取样,土壤微生物量、微生物活性、酶活性和养分含量的化感指数分别降低10.03%~64.13%、9.72%~57.51%、13.16%~78.85%和5.88%~59.71%。玉米根系分泌物可通过提高土壤微生物量、微生物活性及养分含量,来降低肉桂酸、邻苯二甲酸和对羟基苯甲酸对土壤微生态环境的化感作用。结果为玉米花生间作缓解花生连作障碍技术提供一定的理论依据。     

西北地区制种玉米产量及氮素吸收对供氮水平的响应

【目的】针对我国制种玉米氮素吸收与累积规律不明确的问题,研究制种玉米生物量累积、产量形成和氮素吸收对供氮水平的响应,旨在为制种玉米高产高效绿色生产提供理论依据。【方法】以大面积制种的品种组合为试验材料,于2019—2020年开展田间定位试验。采用完全随机区组设计,共设置4个供氮水平,分别为只施底肥对照(CK)、168 kg N·hm^-2、240 kg N·hm^-2和320 kg N·hm^-2,研究不同供氮水平对制种玉米父母本生物量、杂交种产量和氮素吸收累积的影响。【结果】制种玉米父母本生物量累积随供氮水平的提高而提高,产量随供氮水平的提高先增加后保持稳定,N240处理同时实现了较高的产量、氮肥利用率和籽粒氮浓度,两年结果较为一致。N168处理在试验第2年达到较高产量,但氮浓度低于N240处理。母本秸秆及父本整株氮浓度均为高氮处理高于低氮处理;灌浆期母本实现最大生物量的临界氮浓度为15.08 g·kg^-1,收获期母本生物量与氮浓度呈线性相关。各追施氮肥处理的花后生物量两年间均大于花前,且随供氮水平的提...