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。     

玉米/蚕豆、小麦/蚕豆和大麦/蚕豆间作体系地上部、 地下部生物量及作物含氮量分析

【研究目的】该盆栽试验研究了在不同分隔方式下三种禾本科作物与蚕豆间作对间作作物地上部、地下部生物量及吸氮量的影响。【方法】首先采用三种分隔方式（塑料膜分隔,尼龙网分隔和无分隔）建立了同一作物组合条件下种间根系相互作用的不同强度;其次选用竞争能力不同的三种禾本科作物（大麦、小麦和玉米）与蚕豆间作,建立了禾本科和豆科作物的竞争强度不同的作物组合。【结果】首先,与三种禾本科作物间作,以及同一间作体系不同分隔方式,对蚕豆地上部、地下部生物量的影响不大;仅与小麦间作蚕豆地上部生物量无分隔显著高于尼绒网分隔。其次,禾本科作物地上部生物量,玉米和大麦显著高于小麦,分别高出15.3%和16.5%;三种禾本科作物地下部生物量,玉米显著高于大麦,高出30.5%,大麦显著高于小麦,高出50.8%;同一间作体系不同分隔方式,对玉米、小麦和大麦地上部和地下部生物量影响显著。再次,大麦全氮含量显著高于玉米和小麦,分别高出16.5%和19.7%,与三种禾本科作物对土壤氮素的竞争能力相一致,大麦大于小麦和玉米;同玉米间作蚕豆全氮含量显著高于同小麦和大麦间作蚕豆,分别高出11.2%和5.6%。最后,玉米,同小麦和大麦间作蚕豆无分隔处理全氮含量显著高于塑料膜分隔,表现出间作优势。【结论】蚕豆的生长受间作禾本科作物的影响不显著;然而大麦/蚕豆间作体系利用氮素最充分;间作玉米在氮素营养上显著受益于同蚕豆的间作;并且在三种间作体系里,根系完全相互作用时有利于作物氮素的累积。     

豆科／／禾本科间作系统中氮营养研究进展

在间作系统中,豆科／／禾本科间作是传统农业中应用最为成功的一个组合,热带亚热带地区的小型农业生产者利用它生产了大量的谷物和植物蛋白;温带地区用它生产牧草发展畜牧养殖。豆科固氮维持了这类系统的正常运转所必须的养分,因此无论在资源利用和环境友好方面,这种组合无疑是一个可持续的生产系统。近年来,在不合理施用氮肥所带来的环境问题和过度依赖石化能源所产生的能源危机双重压力下,国际上对豆科在间作农业和混作牧草中的固氮作用研究十分重视。本文对该领域近年来的研究进展作一综述,同时分析豆科／／禾本科间作系统中生物固氮的作用及其转移途径和机制。通过对间作中养分相互促进的分析,拓展可持续农业发展的新途径。     

复合外源物质对玉米幼苗抗寒性的影响

[目的]明确复合外源物质对玉米幼苗抗寒性的影响以及抗寒机理。[方法]以豫玉22号、金穗1203和宇辉早甜粘玉米品种为材料,利用人工模拟低温方法,研究在5℃低温和不同时长处理下复合外源物质对玉米幼苗抗寒性的影响。[结果]在5℃低温条件下,随着低温胁迫时间的延长,3种玉米品种遭受低温伤害的程度逐渐加剧,尤其在胁迫第5天最明显。在5℃低温条件下,玉米幼苗叶片中丙二醛含量、游离脯氨酸含量、相对电导率和可溶性蛋白含量随着胁迫时间的延长呈增加趋势,恢复生长3 d后又开始下降;超氧化物歧化酶活性随着胁迫时间的延长不断降低;可溶性糖含量先上升后下降,在第3天胁迫时达到最大。在5℃低温条件下,随着低温胁迫时间的延长,复合外源物质对玉米幼苗叶片中丙二醛含量、游离脯氨酸含量、相对电导率、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和超氧化物歧化酶活性的影响程度越明显。[结论]复合外源物质能增强玉米幼苗适应低温胁迫的能力。     

小麦蚕豆间作系统中的氮钾营养对小麦锈病发生的影响*

 田间小区试验表明：小麦/蚕豆间作系统中，间作有提高小麦氮吸收量的趋势。在低氮水平条件下间作优势和边行优势突出，间作平均提高小麦氮的吸收量2.33%～44.88%，边行优势平均为3.49%～66.66%；高肥料投入水平条件下，间作优势和边行优势减弱。随着氮肥投入水平的提高，小麦氮的吸收量也随之提高，而增施钾肥不能明显提高小麦氮的吸收量。间作和不同的施氮水平均不能明显提高小麦钾的吸收量，但增施钾肥有提高小麦钾吸收量的趋势。小麦/蚕豆间作可以明显降低小麦锈病的发生，间作相对防效达22.2%～100%,增施钾肥平均降低小麦锈病46.15%～59.1%。锈病的发生与小麦体内的氮素营养呈极显著的正相关关系，相关系数为r=0.747^** ～0.7822^**，与钾素营养没有明显的相关关系。     

根瘤菌菌株NM353对小麦/蚕豆间作体系中作物生长及养分吸收的影响

采用不同根系分隔方式(小麦与蚕豆根系完全分隔、尼龙网分隔和不分隔)研究了间作蚕豆接种根瘤菌菌株NM353,在施氮和不施氮情况下,蚕豆和小麦的生长和养分吸收状况。结果表明,无论何种分隔方式和施氮与否,接种根瘤菌菌株NM353对蚕豆的生长都好于不接种;同时,间作小麦也通过根系的相互作用受益。在施氮情况下,接种与不接种处理相比,蚕豆生物量在三种分隔方式中依次增加了15%、16%和5%;吸氮量依次增加了17%、9%和12%;而根系不分隔并接种根瘤菌NM353还改善间作小麦的生长,其生物量、吸氮量比不接种时分别增加了13%和22%。因此,小麦/蚕豆间作中通过选择合适的菌株进行接种,并配合适当的氮肥施用,可以充分发挥豆科生物固氮作用,并改善与之间作的作物氮素营养。     

三种豆科作物与玉米间作对水分利用的影响

在甘肃河西灌区,对蚕豆、豌豆、大豆3种豆科作物与玉米间作下水分利用情况进行了研究,结果表明:在不同时间和氮水平下,3种豆科作物土壤水分含量变化不同。3种豆科作物与玉米间作相对于单作,不施氮条件下,蚕豆/玉米间作水分用量(WU)减少5.05%,水分利用效率(WUE)增加26.23%;大豆/玉米间作WU和WUE分别减少0.97%、23.12%;豌豆/玉米间作WU增加13.05%、WUE减少17.08%。在225 kg/hm2氮水平下,3种豆科作物与玉米间作相对于单作WU减少3.69%~7.26%,蚕豆/玉米和豌豆/玉米间作相对于单作WUE增加33.33%和23.45%,而大豆/玉米间作WUE减少12.92%。     

不同竞争强度间作体系氮素利用和土壤剖面无机氮分布差异

田间小区试验,研究大麦/玉米间作、小麦/玉米间作和蚕豆/玉米间作及其对应单作体系,在不施氮和施氮225 kg/hm2情况下,对氮素吸收利用效率和土壤剖面无机氮变化的影响。结果表明,作物对养分的竞争能力与其根区土壤无机氮浓度和累积量密切相关。两作物共生期不施氮肥时,0—100 cm土层,土壤剖面无机氮残留量是间作大麦和间作小麦根区分别比间作蚕豆根区减少2032~82和10717~1 kg/hm2;与大麦和小麦间作的玉米根区分别比与蚕豆间作的玉米根区减少931~20和5687~kg/hm2。土壤无机氮累积量受作物类型、种间相互作用强度及实时土壤环境条件影响。种间相互作用提高了间作大麦和小麦的氮素当季回收率,但使与其间作的玉米氮素当季回收率降低。大麦/玉米和小麦/玉米竞争体系在不施氮肥时氮素利用效率最高。施用氮肥使大麦、小麦氮素收获指数降低,玉米氮素收获指数升高,对蚕豆无影响。在选择配对作物时,为获得间作优势要充分考虑作物竞争能力、土壤基础肥力条件、施肥水平及配套栽培措施等。低肥力土壤宜选择豆科/禾本科互惠体系,高肥力土壤宜选择禾本科/禾本科竞争体系。     

间套作体系土壤磷素吸收优势和机理研究进展

利用间套作农业生态工程种植技术可以充分挖掘土壤累积态磷素,减少农田磷肥投入,对于维持磷素资源和土壤肥力的可持续性,防控农田面源污染,具有重要的现实意义。系统总结了间套作体系对土壤磷素的挖掘利用优势,从间套作体系的根系形态、分布特征、根系分泌物、根系活性和根间菌丝桥角度并结合生态位互补和种间促进作用的原理分析了磷素吸收优势的机理。指出了此项研究存在的问题,对今后的研究方向和发展趋势进行了展望。