大麦/玉米间作优势及地上部和地下部因素的相对贡献研究

 采用田间微区试验以及地下部种间根系分隔技术研究了玉米覆膜与不覆膜两种情况下大麦/玉米间作优势以及地上部和地下部因素对间作优势的相对贡献。结果表明，玉米不覆膜时，大麦/玉米间作籽粒和生物产量的LER均为1.06，无明显间作优势；玉米覆膜时，大麦/玉米间作籽粒和生物产量的LER分别为1.32和1.30，具有显著的间作优势。玉米不覆膜时，大麦/玉米间作系统养分吸收优势不显著；玉米覆膜时，间作系统具有显著的养分吸收优势。地上部和地下部因素对大麦/玉米间作中籽粒和生物产量间作优势的相对贡献，当玉米不覆膜时为间作劣势而无贡献；当玉米覆膜时，地上部、地下部因素对间作优势的相对贡献分别为80%和20%。当玉米覆膜时，地上部和地下部交互作用对间作氮素养分吸收的贡献具有同等重要性（各占50%）；对磷吸收的贡献分别占60%与40%，钾则分别为45%与55%。     

南疆枣麦间作系统中根长密度、根表面积密度分布特征

在和田地区的冬小麦成熟期和枣树扬花期采用根钻法采集单作小麦、单作5a生枣树、枣麦间作系统根样,利用Win-SURFER v.8.0软件进行根系根长密度、根表面积密度分析,并在小麦和枣树成熟阶段进行经济产量和地上部生物量测定,通过土地当量比进行间作系统评估。结果表明,枣麦间作系统枣树和小麦的产量和地上部生物量均显著下降。枣麦间作系统产量和地上部生物量土地当量比(1.383和1.322)均大于1,相比相应单作模式,有较高的总产量和土地利用效率。间作条件下的小麦和枣树根长密度、根表面积密度比单作相应土层根长密度、根表面积密度小。间作小麦20~60cm土层根长密度值比单作小麦相应土层根长密度值减少46.2%;间作红枣20~60cm土层根长密度值、根表面积密度值比单作红枣相应土层根长密度值、根表面积密度值减少34.5%和31.2%。5a生枣树与小麦根系在20~60cm土层生态位重叠,促使间作小麦和间作枣树根长密度、根表面积密度分布不均匀。     

小麦//蚕豆间作中的种间氮营养差异比较研究

通过根系分隔和15N标记土壤的盆栽试验,研究间作蚕豆和小麦对不同氮素来源利用的差异。结果表明,根系不分隔的处理小麦生长改善,其生物量、吸氮量都高于其它2种分隔方式;蚕豆的生长则表现被抑制,其生物量在根系不分隔时生物量和吸氮量皆最低。在尼龙网分隔的处理中,小麦植株体内15N%丰度高于其它2种分隔方式,而蚕豆则表现为根系未分隔的处理15N%丰度最低。表明小麦竞争肥料氮的能力强于蚕豆,小麦的竞争促进了蚕豆固定更多的空气氮。     

灌溉对大麦/玉米带田土壤硝态氮累积和淋失的影响

以甘肃省河西走廊灌区为试验地点，分别在0、150、300 kg/hm²氮水平和816、1632 m³/hm²灌水量下，对3次灌水前、后大麦/玉米带田0～200 cm土壤NO^-₃-N含量变化和灌水后135 cm处渗漏液NO^-₃-N浓度进行了测定。结果表明：灌水明显影响土壤硝态氮累积量，随灌水次数增加，土壤硝态氮累积量降低，而且在高灌水条件下土壤硝态氮累积量变化比低灌水量时大。从渗漏液硝态氮浓度来看，大麦带和玉米带都是以第1次灌水最高，浓度分别为8.04～17.21和3.30～14.57 mg/L。3次灌水土壤硝态氮淋失量，玉米带以N 150 kg/hm²和灌水量1632 m³/hm²最高，平均为4.31 kg/hm²；大麦带以N 150 kg/hm²及灌水量1632 m³/hm²和N 150 kg/hm²及灌水量816 m³/hm²比较高，平均为6.82 kg/hm²。     

氯化铵的增产效果及氯根效应

试验证明,氯化铵对春小麦的增产效果与等氮量的尿素和硝酸铵相同或相近.同一地块连续施用3年氯化铵对春小麦的生长发育、产量和品质均无不良影响.春小麦在土壤含氯量<600μg/g可正常生长;1000μg/g明显受害;2000μg/g严重受害;>3500μg/g全部致死.春小麦在种子萌发至出苗期对高氯毒害最为敏感,此后逐渐减轻.植株含氯量随施氯量的增加而增加,所吸收的氯90%以上分布在茎叶中,籽粒积累甚少.残留在土壤中的氯到第3年收获后已大部分淋洗到60cm以下,但100cm以上仍残留37.8%～43.2%,150cm以上残留40.1%～69.3%.在春小麦能够正常生长的范围内,施氯对土壤硝化作用无明显抑制作用.     

小麦／玉米带田作物氮营养特点

１９９１～１９９２年在张掖灌漠土上进行的试验结果表明：①带田小麦与玉米在共生期对氮资源存在着竞争，小麦的竞争能力大于玉米。②带田小麦的氮吸收效率均高于单种，而玉米多低于单种，带田整体则高于当量面积的单种。③带田小麦的氮利用效率多低于单种，玉米在施肥处理中多高于单种，而带田整体在多数情况下都低于当量面积的单种。④仅就氮的营养而论，带田的间作优势几乎完全来自氮吸收效率的贡献，氮利用效率的贡献或者为０，或者为负值     

不同施肥处理与间作形式对带田中玉米产量及氮营养状况的影响

本实验研究不同施肥处理对小麦／玉米／蚕豆带田体系中玉米产量及氮营养状况。结果如下：无论施磷肥与否，与间作小麦的玉米相比，间作蚕豆的玉米在不施氮肥或少量施用氮肥情况下产量显著提高；随着施氮量的增加，与蚕豆或与小麦间作的玉米籽粒含氮量均提高，与蚕豆间作的玉米籽粒氮含量在N200时达到最大值，而与小麦间作的玉米在N300时达到最大值，以后趋于稳定；无论施磷与否，在低氮及中量氮（≤200）情况下，与蚕豆间作的玉米吸氮量要明显高于相应间作小麦的玉米。     

小麦／玉米带田不同用量氮肥残效及回收率

３年小麦／玉米带田定位试验研究明确了①每公顷总量分别为４５０、９００和１３５０ｋｇＮ的氮肥第１年一次性施用和分年施用的增产效果，每公顷４５０ｋｇ左右Ｎ为带田适宜施氮量；②一次性施用氮肥后的残效、影响残效大小及持续性的主要因素是氮肥用量及土壤保肥性；③不同用量及不同分配方式氮肥的当年利用率比累积利用率低５．７％～２．０％，评价氮肥利用率的高低时，应将残效考虑在内；④等量氮肥分年施用与一次性施用相比，增产效果及氮肥利用率高得多     

种间相互作用对作物生长及养分吸收的影响

田间试验采用裂区设计,研究了蚕豆、大豆和小麦在两个施氮水平下与玉米间作对作物生长和养分吸收的影响。结果表明,与单作相比,间作对蚕豆生长和养分吸收无明显影响;间作促进大豆前期生长,但在玉米旺盛生长期其生长和养分吸收受到抑制;间作对小麦生长和养分吸收有明显的促进作用。与蚕豆间作,玉米能够获得更高的产量和养分吸收量;与大豆间作,对玉米前期生长有抑制作用,但玉米旺盛生长后其生长和养分吸收有明显增加;与小麦间作,在共处期玉米生长受到强烈抑制,小麦收获后玉米生长开始逐渐恢复。蚕豆/玉米间作具有产量优势,大豆/玉米间作为产量劣势;小麦/玉米间作在低氮条件下为产量劣势,提高氮肥用量会恢复以至达到单作水平。分析认为,蚕豆和大豆生物固氮和根系分泌物活化土壤磷的特点促进了玉米的生长,小麦强的根系竞争能力抑制了玉米生长;在共处期玉米的遮荫作用会抑制大豆的生长,而小麦收获后受抑制的玉米产量有向单作水平恢复的能力。表明选择合理的作物配置能够充分利用各种资源,促进种间有益作用,提高作物产量。