陇东旱塬冬小麦复种饲草轮作系统产量和水分利用特征

在陇东黄土高原大田条件下,连续2年研究了冬小麦-饲草复种轮作系统的干物质产量和水分利用,研究采用的处理有:休闲-冬小麦-箭筈豌豆-冬小麦(F-W-V-W),休闲-冬小麦-饲用油菜-冬小麦(F-W-R-W),饲用油菜-冬小麦-箭筈豌豆-冬小麦(R-W-V-W)和饲用油菜-冬小麦-饲用油菜-冬小麦(R-W-R-W)。结果表明:麦茬复种饲草可比麦茬休闲提高系统生产力27%,蛋白质产量增加1100 kg/hm², 同时对后茬冬小麦产量无影响。R-W-R-W模式下干物质产量、粗蛋白产量、干物质水分利用效率和蛋白质水分利用效率均最优,分别为30.68 t/hm²、3.25 t/hm²、7.80 kg/(mm·hm²)和0.92 kg/(mm·hm²)(P<0.05)。复种饲用油菜较箭筈豌豆产量高,有效利用了麦茬后降雨量,但箭筈豌豆粗蛋白含量较饲用油菜高22.4%,因此确定麦茬复种模式则需权衡干物质产量与蛋白质产量的需求。     

陇东旱塬区不同粮草轮作模式下土壤细菌群落组成特征

以陇东旱塬区冬麦-休闲-大豆(W-F-S)、冬麦-油菜-箭筈豌豆(W-R-V)和冬麦/休闲-苜蓿-苜蓿(W/F-L-L)粮草轮作系统为对象,基于16S rRNA基因序列扩增子测序,研究了3种轮作模式下耕层土壤(0~10 cm及10~20 cm)细菌群落组成特征。结果表明,3种轮作模式下,土壤细菌群落中占优势的菌门为变形菌门(Proteobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria);土壤细菌群落属组成中以红游动菌属(Rhodoplanes)、出芽菌属(Gemmata)、硝化螺旋菌属(Nitrospira)、慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、Adhaeribacter菌属和Balneimonas菌属等与固氮相关的菌属为主。W-F-S轮作模式下土壤特异优势菌属为紫色杆菌属(Janthinobacterium)和溶杆菌属(Lysobacter),该类菌属与胞囊线虫的防治有关,间接揭示了该轮作模式可能抑制土传病害发生;W-R-V轮作模式下欧文氏菌属(Erwinia)丰度较高,主要与前茬油菜根系残留相关;W/F-L-L轮作模式下鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)丰度较高,与苜蓿生长的少免耕措施有关。0~10 cm土层细菌多样性表现为W-F-S>W/F-L-L>W-R-V,10~20 cm土层表现则呈与之相反趋势。本研究从细菌群落组成和功能角度,阐释了包含豆科牧草的粮草轮作系统促进生物固氮、阻隔病害传播的微生物学机理,可为陇东旱塬区建立合理草田轮作制度和维持良好土壤生态环境提供理论依据。