坡耕地玉米不同间作模式效益研究

研究了玉米间作蔬菜和牧草等模式对田间通风、透光等生态效益和作物产量效益的影响.结果表明:玉米间作基部的风速平均较单作增大30.3%,玉米等行距单作基部光照强度较间作减少12.9%;玉米宽窄行盖膜和玉米间作马铃薯的实际产量分别增加14.3%和13.3%;玉米间作辣椒和玉米间作白菜总产值分别比玉米裸地种植增加145.1%和118.1%;玉米等行距盖膜和玉米宽窄行盖膜总产值分别比玉米裸地等行距单作处理增加14.1%和9.9%.说明玉米盖膜间作能改善田间环境条件,是山地农业增产增收的有效措施之一.     

玉/豆间作产量优势中补偿效应和选择效应的角色

竞争和补偿是间作体系产量优势发挥的主要生态学原理之一。于2017—2020年在甘肃张掖开展田间试验,试验包括3个玉米/豆科间作体系,即玉米/豌豆(maize/pea,M/P)、玉米/蚕豆(maize/fababean,M/F)、玉米/大豆(maize/soybean,M/S),4个单作种植体系,即单作豌豆(solepea,SP)、单作蚕豆(solefababean,SF)、单作大豆(sole soybean, SS)、单作玉米(sole maize, SM)。通过测定单间作条件下作物产量,分析间作作物增产率、豆科对玉米竞争力(aggressivity, A)、间作体系土地当量比(land equivalent ratio, LER)、净效应(net effect, NE)、补偿效应(complementarity effect,CE)和选择效应(selectioneffect,SE),以明确补偿效应和选择效应在3个间作体系产量优势发挥中的角色。结果表明:4年平均, M/P、M/F和M/S的LER分别为1.30、1.31和1.13,大豆偏土地当量比小于0.5,豌豆和蚕豆偏土地当量比大于0...     

施氮量和玉米-花生间作模式对氮磷吸收与利用的影响

2004—2005年在山东泰安研究了施氮量与种植方式对玉米和花生产量、生物量、氮磷吸收与利用以及蛋白质产量的影响。结果表明, 与单作相比, 玉米-花生间作显著提高了玉米产量和氮、磷吸收量, 但降低了花生产量和氮吸收量。2行玉米4行花生间作模式(2∶4间作模式)的产量、生物量、蛋白质产量、氮磷吸收量以及氮磷吸收利用效率均高于2行玉米8行花生间作模式(2∶8间作模式); 2∶4间作模式的氮、磷吸收效率均显著高于单作模式, 土地当量比(LER)和蛋白质土地当量比(PLER)均大于1, 土地利用率提高8%~17%, 间作优势明显。与不施氮处理相比, 施氮处理显著提高间作玉米产量, 间作花生增产不显著, 促进玉米-花生间作体系氮、磷积累, 提高了氮、磷吸收总量及磷吸收利用效率, 从而显著提高了间作体系的产量和蛋白质产量, 间作优势却随施氮量的增加而降低。     

施磷对不同间作体系间作优势与磷肥利用的影响

为了探明施磷水平对不同间作体系产量间作优势和磷肥利用的影响,在河北曲周主要研究了施磷对玉米‖蚕豆、玉米‖大豆和玉米‖油菜3种间作体系土地当量比(LER)、磷吸收量、磷肥吸收效率和磷间作优势的影响。结果表明：玉米‖蚕豆的LER是1.24~1.31,玉米‖油菜的LER是1.20~1.24,玉米‖大豆的LER是1.11~1.15,均大于1,具有明显的间作优势;3个磷水平下,吸磷量表现为玉米‖大豆>玉米‖蚕豆>玉米‖油菜,除玉米‖油菜间作体系外,比单作玉米分别高21.5%%~40.2%和13.3%~22.9%,且均随着施磷量的增加而增加,但增加幅度降低;3种间作体系均具有明显的磷间作优势,除玉米‖大豆间作体系外,施磷后均降低;磷肥吸收效率除玉米‖蚕豆在施磷90 kg/hm²外均低于单作玉米,并且随着施磷量的增加而降低。这表明,通过活化磷能力强的作物与玉米间作可以提高土壤难溶性磷的利用,玉米‖大豆和玉米‖蚕豆比玉米‖油菜效果好,适宜的施磷量为90 kg/hm²。     

交替灌溉对西北绿洲区小麦间作玉米水分利用的影响

受水资源不足的严重制约,西北绿洲区以间作套种为主体的多熟种植面积被持续压缩,使单位耕地产出率和光能利用率明显下降,间作节水理论和技术研究亟待开展。交替灌溉技术节水和提高水分利用效率的作用已得到大量验证,但该技术应用到间作中能否产生节水、增效作用,缺乏理论依据。2006—2008年,在甘肃河西走廊干旱荒漠绿洲区进行田间试验,探讨了交替灌溉对小麦间作玉米产量、耗水量和水分利用效率的影响。结果表明,与单作相比,交替灌溉小麦间作玉米可显著提高土地利用效率(LER),LER达到1.22~1.52。交替灌溉与传统灌溉间作相比,LER差异不显著;对间作小麦的产量效应不显著,但使间作玉米的产量提高11.4%~36.4%,混合产量平均提高12.9%。与传统灌溉间作相比,交替灌间作未显著增加作物的耗水量,与单作小麦、单作玉米的加权平均相比高1.2%~19.4%。交替灌溉小麦间作玉米的WUE较单作小麦高12.0%~71.4%、较单作玉米高10.6%~37.8%、较传统灌小麦间作玉米高0.9%~22.5%。在河西绿洲灌区,小麦间作玉米上应用交替灌溉技术具有节水和提高WUE的可行性。     

玉米-豆科作物带状间套作对养分吸收利用及产量优势的影响

为明确玉米大豆套作、玉米花生间作养分吸收利用对产量优势贡献的差异。本研究开展了2年大田试验,通过比较间套作与相应单作成熟期植株氮磷钾养分吸收量和利用效率,综合分析了玉米大豆套作、玉米花生间作中养分吸收和利用效率的变化。结果表明:玉米大豆套作土地当量比(land equivalent ratio, LER)为1.16～1.72,具有套作产量优势,玉米花生间作LER为0.89～1.13,无明显间作产量优势。玉米大豆套作体系中,植株氮、磷、钾养分吸收总量比相应单作提高32.60%～54.22%、27.35%～34.64%和17.74%～24.42%,氮素利用效率低于相应单作21.99%～42.07%。氮、磷、钾吸收效率对LER的贡献分别为0.34～0.62、0.31～0.46和0.22～0.32,利用效率的贡献分别为–0.11～–0.35、–0.03～–0.31和–0.11～0.22。玉米花生间作体系中,氮、磷、钾养分吸收总量分别高出相应单作–7.86%～31.58%、23.09%～46.52%和1.60%～55.48%,氮素利用效率高出相应单作7.55～26.60。氮、磷、钾吸收效率对LE...     

宁南山区种植模式和施氮量对马铃薯农艺性状及产量的影响

为研究种植模式(马铃薯燕麦间作)和施氮水平对马铃薯农艺性状及产量方面的影响,进行3种种植模式(马铃薯单作、燕麦单作和马铃薯燕麦间作)和4个施氮水平(0,75,150,225 kg/hm~2)的裂区试验设计,旨在揭示种植模式和施氮量对马铃薯农艺性状及产量的影响规律以及种植模式和施氮对马铃薯农艺性状和产量的贡献程度,为进一步深入研究间作系统中氮素的运移提供一定的理论基础。研究结果表明,同一种植模式下,各施氮处理马铃薯株高、茎粗、干物质积累速率和叶绿素含量(SPAD)均随着生育时期的推进呈现先上升后降低的趋势,且表现为施氮作用的影响要高于种植模式。施氮处理下马铃薯产量均高于不施氮处理,间作增加幅度大于单作,施氮对产量的贡献程度要大于间作,与对照相比,单作施氮处理产量分别增加1.73%,10.29%,3.97%;间作施氮处理产量分别增加8.68%,31.23%,15.33%;施氮水平与间作种植模式交互作用下,马铃薯产量差异显著(P0.05),不施氮间作产量低于单作,可能是由于两者间的种间竞争作用所致。不同施氮水平下,间作系统的土地当量比(LER)均大于1,间作优势明显,马铃薯燕麦间作的种间竞争力均小于0,燕麦的竞争能力强于马铃薯。马铃薯产量与每穴块数、每穴薯质量和大薯数呈正相关。综上,种植模式和施氮水平对马铃薯农艺性状和产量都有影响,并且施氮贡献效果要优于种植模式。     

新单 58 与高油 899 间作互补增抗增效效应分析

为探究在遭遇极端暴风雨天气后，普通玉米与高油玉米间作下玉米的茎秆抗倒伏能力、抗虫能力以及籽粒产量和油分，以新单 58 和高油 899 为试验材料，设置单作和间作处理，研究了新单 58 和高油 899 间作对玉米茎秆抗倒伏能力、抗虫能力、产量和品质的影响，并对二者间作土地当量比进行了分析。研究结果表明，新单 58 和高油 899 间作相较于二者单作能够提高抗倒伏能力；能够减少主要害虫数量，减轻害虫对玉米的危害；能够增加玉米穗长、穗粗、穗粒数和百粒重；单位面积下二者间作产量之和比新单 58 和高油 899 单作产量分别增加了 14.59% 和 5.19%，新单 58 间作油分比单作提高了 17.96% ；新单 58/ 高油 899 间作体系内土地当量比为 1.10，说明新单 58 和高油 899 间作优势明显。综上，新单 58 和高油 899 间作在极端不利天气影响下能够提高玉米抗倒伏能力和抗虫性，增加玉米产量和油分。     

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.     

旱地玉米间作马铃薯模式不同行比配置生理生态及经济效应研究

为实现玉米间作马铃薯立体种植模式的产量和产值最大化,进行了模式不同行比配置试验,筛选出较单作马铃薯和单作玉米增产程度最高的玉米马铃薯行比结构。研究结果表明：行比（玉米:马铃薯）为1:7 的配置能够保证马铃薯在间作环境下实现其群体生产能力;又能够利用马铃薯上层的光热气资源提升玉米产量,最大程度的发挥玉米的单产潜力;1:7 配置条带间光合有效辐射、作物叶片叶绿素含量、叶片氮素含量等生理指标和生物、产量性状的测定值均高于其他行比处理。     

玉米/辣椒间作对玉米和辣椒光合特征、 生物量和产量的影响

通过大田试验,研究玉米和辣椒间作对玉米、辣椒的光合指标、生物量和产量的影响。结果表明：在间作方式下,玉米、辣椒的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度、水分利用效率及气孔限制值均表现为较单作不同程度的增大趋势;玉米/辣椒间作条件下,玉米和辣椒的生物量和产量显著高于单作。因此,间作方式改善了玉米、辣椒的光合作用条件,提高了玉米和辣椒的生物量或产量。     

不同保水措施对烟地土壤水分及 烤烟生长的影响

为干旱地区寻找较好的烤烟配套栽培措施提供依据。在大田条件下研究了地膜覆盖、秸秆覆盖和秸秆还田对烤烟生长发育、土壤相对含水率、烟叶产质量的影响。地膜覆盖、秸秆覆盖和还田均能增加干旱季节土壤的含水率,减少土壤水分蒸发,生长前期地膜覆盖的保水效果最优,后期以秸秆覆盖和还田效果略好;几种措施均能显著的促进烤烟的生长发育,其中地膜覆盖对烟株早期生长有利,而秸秆覆盖和还田在烟叶旺长后优于地膜覆盖;秸秆覆盖能显著的提高烤烟的产质量,产值分别较秸秆还田、常规对照和地膜覆盖提高7.5%、18.2%和37.6%。秸秆覆盖具有明显的保水增产作用,值得在干旱烟区大面积推广。     

Intercropping maize and wheat with conservation agriculture principles improves water harvesting and reduces carbon emissions in dry areas

In arid and populated areas or countries, water shortage and heavy carbon emissions are threatening agricultural sustainability with food security severely, and becoming a major issue. It is unclear whether improved farming systems can be developed to tackle those issues through a sustainable agriculture. Here three farming practices that have proven to be essential and successful, which were: (a) crop intensification through strip intercropping, (b) water harvesting through conservation tillage; and (c) carbon sequestration through improved crop residue management options, were integrated in one cropping system. We hypothesize that the integrated system allows the increase of crop yields with improved water use efficiency, while reducing carbon emissions from farming. The hypothesis was tested in field experiments at Hexi Corridor (37°96′N, 102°64′E) in northwest China. We found that the integrated system increased soil moisture (mm) by 7.4% before sowing, 10.3% during the wheat–maize co-growth period, 8.3% after wheat harvest, and 9.2% after maize harvest, compared to the conventional sole cropping systems. The wheat/maize intercrops increased net primary production by 68% and net ecosystem production by 72%; and when combined with straw mulching on the soil surface, it decreased carbon emissions by 16%, compared to the monoculture maize without mulch. The wheat/maize intercrops used more water but increased grain yields by 142% over the monoculture wheat and by 23% over the monoculture maize, thus, enhancing water use efficiency by an average of 26%. We conclude that integrating strip intercropping, conservation tillage as well as straw mulching in one cropping system can significantly boost crop yields, improve the use efficiency of the limited water resources in arid areas, while, lowering the carbon emissions from farming. The integrated system may be considered in the development of strategies for alleviating food security issues currently experienced in the environment-damaged and water-shortage areas.     

玉米/辣椒间作复合群体生理效应研究Ⅰ.不同间作方式对玉米/辣椒光合速率和产量的影响

为了确定玉米/辣椒间作不同种植方式下,对玉米/辣椒光合速率和产量的影响,设置3种玉米/辣椒间作带型结构,带比分别为P/M2:3、P/M2:5、P/M2:7。从光合速率上看,在3种间作2:3、2:5、2:7中,玉米光合速率均为最高,其次是单作,辣椒光合速率最低,辣椒间作比单作光合速率降低6.78%～20.4%;从产量上看,3种间作方式在产量上均高于单产,且达到极显著水平,并以2:3间作方式的总产量最高,比对照高84.7%。综合来看,2:5间作方式产值效应最好。     

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。     

马铃薯/玉米套作对马铃薯品种光合特性及产量的影响

以马铃薯品种中薯5号(早熟, 株型直立)和米拉(中晚熟, 株型扩散)单作为对照, 在大田条件下, 调查马铃薯/玉米套作模式中2个品种光合指标的变化、块茎形成期至块茎增长期不同叶位气体交换参数的变化, 分析光合指标对产量的影响。结果表明, 整个生育期马铃薯叶绿素含量(Chl a+Chl b)套作高于单作, 叶面积指数(LAI)、比叶重(SLW)和叶绿素a/b值(Chl a/b)套作低于单作。从块茎形成期至块茎增长期, 群体光合有效辐射(PAR)、水分利用效率(WUE)、气孔限制值(L_s)呈下降趋势, 净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间二氧化碳浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)呈上升趋势。PAR、P_n、G_s、T_r均随叶位的降低显著下降, 套作下降幅度低于单作。套作中、下层叶片P_n的下降受气孔因素和非气孔因素限制。套作降低了马铃薯上层叶P_n, 提高了中、下层叶P_n。套作中薯5号的Chl a+Chl b生育前期高于米拉, 生育后期低于米拉, SLW则相反; LAI和Chl a/b整个生育期高于米拉。套作中薯5号上层叶PAR高于米拉, 中、下层叶PAR低于米拉; 套作中薯5号上层叶P_n与米拉相近, 中、下层叶P_n高于米拉; 各层叶WUE、L_s高于米拉, G_s、C_i、T_r低于米拉。总之, 套作改变了马铃薯的光合特性, 并显著降低了马铃薯块茎产量; 套作恶化了中薯5号/玉米复合群体的光环境, 改善了米拉/玉米复合群体的光环境, 米拉/玉米套作体系土地当量比(1.40)大于中薯5号/玉米体系(1.24), 显示了较强的套作优势, 宜在生产中优先推广。     

玉米–大豆带状套作行距配置对作物生物量、根系形态及产量的影响

空间配置是影响间作套种作物生长和产量构成的关键因素之一。本研究固定玉米–大豆套作带宽200 cm,玉米采用宽窄行种植,设置4个玉米窄行行距为20 cm(A1)、40 cm(A2)、60 cm(A3)和80 cm(A4)套作处理,2个玉米和大豆净作对照处理,研究行距配置对套作系统中玉米和大豆生物量、根系及产量的影响。结果表明,套作大豆冠层光合有效辐射和红光/远红光比值均低于净作,且随着玉米窄行的增加而降低。套作系统中大豆地上地下生物量、总根长、根表面积和根体积从第三节龄期(V3)到盛花期(R2)逐渐增加,但随着玉米窄行的增加而降低。套作玉米地上地下生物量从抽雄期到成熟期逐渐增加,根体积却逐渐降低,但这些参数随玉米窄行的变宽而增加。玉米和大豆在带状套作系统中产量均低于净作,且随玉米窄行的变宽,玉米产量逐渐增加,2012和2013两年最大值平均为6181 kg hm–2,而大豆产量逐渐降低,两年最大值平均为1434 kg hm–2,产量变化与有效株数和粒数变化密切相关。此外,玉米–大豆带状套作群体土地当量比(LER)大于1.3,最大值出现在A2处理,分别为1.59(2012年)和1.61(2013年),且最大经济收益也出现在A2处理(2年每公顷平均收益为1.93万元)。因此,合理的行距配置对玉米–大豆带状套作系统中作物的生长、产量构成和群体效益具有重要的作用。     

长期间作及免耕对土壤物理性状及作物产量的影响

针对西北绿洲灌区长期传统覆膜耕作造成土壤结构的稳定性下降、地膜残留过多和土壤质量下降等问题,研究覆膜免耕与禾豆间作种植模式对土壤物理性质和作物产量的影响,以期为试区优化耕作方式和作物种植模式提供理论支撑。田间试验于2013—2020年在河西绿洲灌区进行,设置传统耕作覆膜(CT)、覆膜免耕(NT) 2种耕作措施;单作豌豆(P)、单作玉米(M)、玉米间作豌豆(M//P) 3种种植模式,2019年和2020年玉米收获后测定土壤物理性状和作物产量等相关指标。结果表明：（1）0～30 cm土层≥0.25 mm水稳性团聚体含量、平均重量直径(MWD)、土壤容重和土壤总孔隙度在NT与CT处理间存显著差异,NT较CT≥0.25 mm水稳性团聚体含量提高2.02%～7.76%、MWD提高19.4%～26.0%、土壤容重降低1.31%～1.57%、总孔隙度增加1.97%～2.28%;(2)NT处理下,不同种植模式间存在显著差异,M//P分别较P和M处理水稳性大团聚体含量增加12.60%～20.11%和7.05%～11.55%,MWD分别较P和M处理增加9.61%～12.44%和4.01%～8.01%,土壤...     

垄沟种植对土壤水分变化及夏玉米生育的影响

为探讨华北地区夏玉米垄沟种植效果和适宜种植方式,在大田条件下研究了小麦收获后起垄沟播、垄作和平作3种种植方式对土壤含水量动态变化和玉米叶片水势、生育和产量的影响。结果表明,沟播处理土壤含水量明显高于垄作和平作,叶片水势、叶面积、干物质积累也高于垄作和平作,最终产量分别比垄作和平作高3.81%和11.62%。     

不同基因型夏玉米间作对产量及氮素吸收利用的影响

为探究不同氮效率夏玉米品种间作的氮肥增产效果,采用田间试验研究了不同施氮水平下,不同氮效率夏玉米品种间作种植模式对其产量、氮素积累量、地上部生物量、光合特性及氮肥利用效率的影响。结果表明,不施氮水平下,郑单958和浚单20间作较郑单958和浚单20单作产量分别增加8.82%和6.34%,吐丝期净光合速率分别增加47.68%和30.89%;施氮240 kg/hm~2水平下,间作较郑单958和浚单20单作产量分别增加7.19%和5.88%,吐丝期净光合速率分别增加27.31%和22.16%;施氮450 kg/hm~2水平下,间作较郑单958和浚单20单作产量分别增加6.53%和5.31%,吐丝期净光合速率分别增加19.20%和7.43%。间作模式下,施氮240,450 kg/hm~2,玉米分别增产9.55%和11.22%,但2个氮水平间差异不显著。郑单958和浚单20间作提高了夏玉米氮素积累量,氮肥利用率提高3.10~3.47个百分点,氮肥农学效率提高1.08~2.64 kg/kg;施氮240 kg/hm~2水平下,郑单958和浚单20间作的氮肥利用率高于浚单20单作,氮肥农学效率最高。综合产量和氮肥利用效率,郑单958和浚单20间作施氮240 kg/hm~2效果较好。