根系互作强度对玉米/大豆套作系统下作物根系分布及地上部生长的影响

【目的】为探究玉米/大豆套作地下根系互作强度对作物根系分布及地上部生长的影响。【方法】采用根箱土培试验研究了5种玉米大豆根系互作强度(玉玉间距60 cm:MM60;豆豆间距60 cm:SS60;玉豆间距75 cm:MS75;玉豆间距60 cm:MS60;玉豆间距45 cm:MS45)下作物根系分布、叶片光合特征参数、地上部生物量积累和产量的变化规律。【结果】共生期间MS玉米根系干重低于MM60,随着根系互作强度的增加,套作玉米根系在主茎基部纵向20~100 cm土层和横向邻近大豆侧土壤中的分布量逐渐增加;玉米伤流液重量及其磷含量MS75和MS60较MM60分别低28.92%和17.09%、12.00%和11.97%,而MS45较MM60低1.23%和高25.62%,玉米叶片SPAD值和光合速率并无显著差异。玉豆共生期间的大豆根系在横向邻近玉米侧的分布量随玉豆根系互作强度的增加而降低,SS60的大豆伤流液重量及其可溶性糖、无机磷含量显著高于套作,而MS45较MS60和MS75分别降低47.89%、12.78%、18.36%和54.88%、25.11%、20.18%,且互作强度的增加降低了叶面积指数、叶片SPAD值和净光合速率。R2期,随着玉米竞争抑制作用的解除,套作大豆根系在水平方向上的分布量增加,但地上部生物量仍显著低于SS60,且生物量SS60MS75MS60MS45。R5期,SS60伤流液重量及组分含量高于套作,与MS75相比,MS45的大豆伤流重量及其氮、磷含量和叶片SPAD值增加,叶面积指数和净光合速率显著降低。收获期MS75、MS60及MS45的玉米产量和百粒重较MM60分别高出17.25%和6.74%、21.66%和9.43%、21.61%和11.58%;适宜的根系互作可提高套作大豆产量,MS75、MS60产量较SS60高出13.61%和3.71%,而MS45则降低3.92%,大豆产量降低主要是因为共生期间较强的种间根系互作不利于大豆后期恢复生长,造成收获期分枝数、分枝荚数减少。【结论】玉米/大豆套作种间根系互作强度的增加有利于玉米的根系分布和地上部植株的生长,但不利于共生期大豆根系的水平分布,影响后期大豆的恢复性生长,降低成熟期大豆产量。     

玉米大豆播期衔接对间作大豆干物质积累及产量的影响

为完善玉米/大豆间作的播期衔接技术,在西南地区寻求合适的玉米、大豆播期。试验在田间采用二因素裂区设计,以玉米/大豆间作模式下3个玉米播期:早播(A1:5月15日)、中播(A2:5月30日)、晚播(A3:6月14日)与3个大豆播期:早播(B1:5月30日)、中播(B2:6月14日)、晚播(B3:6月29日)为对象,研究不同玉米、大豆播期对大豆的干物质积累、器官分配比率及产量的影响。结果表明:大豆开花后作物生长率、单株干物质积累量、荚果分配率和产量均在玉米中播时最高,开花后作物生长率较玉米晚播时高出33.2%;在R4、R6生育时期,单株干物质积累量和大豆荚果分配比率分别比玉米晚播时高32.4%,17.9%和26.3%,23.9%;大豆产量较玉米晚播时高75.7%。玉米中播时衔接不同播期的大豆,其单株干物质积累量、荚果分配比率和产量均在大豆早播时最高,在R4、R6生育时期,大豆单株干物质积累量与荚果分配比率比大豆晚播时分别高195.4%,58.5%和33.9%,26.7%;大豆产量较大豆晚播时高出128.7%。在玉米/大豆间作下,玉米中播(5月30日)间作大豆早播(5月30日),即玉米大豆同时播种时,可提高大豆开花后作物生长率,增加单株干物质累积量、籽粒分配率和产量。     

不同结瘤品种与根系分隔对大豆光合特性、生物量及产量的影响

采用根系分隔盆栽试验,研究了强结瘤(NTS1007)和弱结瘤(南豆12)大豆品种在3种不同根系分隔方式(B1,B2,B3)下大豆的光合特性、农艺性状、生物量及产量的变化规律。结果表明:相对于弱结瘤处理,强结瘤品种可提高大豆的净光合速率,且在R1期达到最大值,比弱结瘤增加了13.17%。随着生育时期的推移,强结瘤品种较弱结瘤品种增加大豆生物量,增幅呈先减少后增加的趋势,从V3期30.95%减小到R1期1.27%,在R4期增长到23.36%。相对于强结瘤品种,弱结瘤品种可降低大豆株高,在V3、R1、R4期下分别降低了18.68%、40.90%、21.65%;增加大豆单株粒数、百粒重与籽粒产量,分别增加87.03%、14.88%、55.94%。不同根系分隔方式下,尼龙网分隔有利于改善大豆的农艺性状。在V3、R1、R4期,尼龙网分隔较完全分隔株高分别降低了17.05%、9.74%、5.51%;在R1、R4期下,尼龙网较不分隔处理茎粗分别增加了4.85%、9.78%。大豆净光合速率在V3、R1、R4期均为尼龙网分隔最高,在V3、R1、R4期较完全分隔高14.67%、2.82%、24.00%。大豆根与茎的生物量在V3期尼龙网分隔最高,较不分隔分别高40.00%、6.06%,在R1、R4期下完全分隔最高,较尼龙网分隔分别高16.45%、8.59%。叶与荚的生物量在V3期以完全分隔最高,较尼龙网高17.14%;在R1、R4期下均以不分隔最高,与尼龙网分隔相比分别高10.55%、11.01%。不同根系分隔方式对大豆的产量有显著影响,大豆百粒重与籽粒产量均为不分隔尼龙网分隔完全分隔,不分隔下大豆百粒重与产量较完全分隔分别高11.22%、25.45%。