为西北1熟制灌区豆科/禾本科间作体系高产高效提供科学依据,于2007年在甘肃省农业科学院武威绿洲农业试验站设计了蚕豆/玉米间作体系的田间根系分隔试验,研究蚕豆/玉米2种作物间根系分隔和施氮对作物根系空间分布、根系形态的影响。采用根系行分隔法进行田间作物间根系分隔,并用根钻法采集根系。蚕豆和玉米根系主要分布分别在0~40 cm浅土层和0~60 cm土层,且间作玉米根系在60~120 cm比根系分隔的多,较深根系分布有利于玉米的后期竞争恢复生长。玉米根系可以占据蚕豆地下部空间,而蚕豆的根却较少到间作玉米的地下部空间。种间互作和施氮增加了玉米和蚕豆在纵向和横向2个尺度上的根重密度、根长密度、根表面积...

［目的］探明根系互作对玉米大豆氮、磷吸收利用的影响，为作物高产优质提供依据。［方法］通过水培试验，来实现根系互作效应，共设３个处理：单作玉米、单作大豆、间作玉米大豆。处理１３、３１、４５、５７ ｄ时采样分析植株各部位的氮、磷含量。［结果］根系互作提高了玉米各器官与地上部氮、磷累积量，而大豆各器官及地上部氮、磷累积量则表现出了根系互作劣势。与单作相比，间作玉米地上部氮累积量在处理１３和３１ ｄ分别提高了２２４．６％和２４．０％（Ｐ＜０．０５）。与单作相比，处理．．．

【目的】明确不同根系分隔方式对间作玉米大豆根际红壤Hedley磷组分与作物磷吸收的影响,为理解间作模式下红壤磷高效利用机制提供理论依据。【方法】以玉米大豆间作为研究对象开展盆栽模拟试验,设置根系塑料分隔(SB)、尼龙网分隔(MB)和不分隔(NB) 3种方式,研究在不同磷水平下(P_2O_(5 ),0、50、100、150、200 mg/kg土,分别用P0、P1、P2、P3、P4表示)玉米和大豆生物量、磷吸收量及根际土壤活性、中活性和稳定性磷组分的变化。【结果】相比SB,NB显著提高间作玉米和大豆的生物量,间作系统生物量LER随施磷水平增加而降低,在P2水平达到最大。NB玉米磷吸收量显著提高,NB大豆在P1-P3水平磷吸收量显著提高。间作系统磷吸收优势随施磷水平先增加后下降,在P3水平达到最大。相比SB,NB玉米根际土壤活性磷组分提高,中活性磷组分降低;大豆根际土壤活性磷和中活性磷组分显著降低。NB玉米根际土壤活性无机磷含量相比SB显著提高,大豆根际土壤活性和中活性无机磷、活性和中活性有机磷含量均低于SB。冗余分析表明,NaHCO_3-Pi是玉米和大豆根际土壤速效磷含量和植株磷吸收量、生物量变化的最主要因素(分别可解释49.5%、27.2%)。随机森林模型发现,大豆和玉米根际土壤中活性磷组分对间作系统磷吸收优势的贡献最大,分别为14.65%和10.52%。【结论】间作玉米大豆根系不分隔处理可提高作物生物量与磷吸收量,提高玉米根际土壤活性无机磷组分,降低大豆根际土壤活性磷组分、中活性磷组分,其中大豆根际土壤中活性磷组分是提高间作系统磷吸收优势的最主要原因。

【目的】东北地区春旱频发严重影响玉米出苗与苗期生长,明确水分、氮素对玉米苗期生长和根系发育的影响及其耦合效应,可为东北春玉米水、氮调控措施的优化提供依据。【方法】2016—2017连续2年设置水分、氮素两因素盆栽试验,土壤相对含水量设4个水平,分别为重度干旱(W0,30%)、适度干旱(W1,50%)、水分适宜(W2,70%)和水分过量(W3,90%);施氮量设3个水平,分别为不施氮(N0,0)、低氮(N1,0.12 g N·kg-1土)和高氮(N2,0.24 g N·kg-1土)。【结果】水分、氮素均显著影响玉米苗期的植株生长、根系发育、氮素吸收与利用,且两因素对植株干重、根系形态、吸氮量和氮肥利用率交互作用显著。土壤水分亏缺或过量均抑制了植株生长、干物质累积、根系发育和氮素吸收。W0处理的负面影响最为严重,其地上部干重、根系干重和植株吸氮量与W2处理相比分别降低55.5%、60.1%和47.4%,氮肥利用率下降6.4个百分点,根长和根表面积分别减少58.2%和59.5%。施氮显著促进玉米苗期植株生长与氮素吸收,降低根冠比,且不同水分条件下氮肥效应及对根系发育的影响存在明显差异。水分适宜条件下施氮促进根系生长,显著增加根长、根表面积和根体积,植株干重和吸氮量增幅最高。干旱胁迫条件下施氮抑制了根系发育,显著降低根长和根表面积,氮肥效应偏低。水分过量条件下施氮改善根系生长,但施氮效应仍低于W2处理。各水分条件下,N1处理的根长和根表面积均高于N2处理,而体积接近或更小,说明低氮增加了细根的比例。水分、氮素不仅显著影响根系形态,也导致根系空间分布出现明显差异。干旱胁迫促进根系下扎,增加深层土壤的根长分布,W0和W1处理0—12 cm土层根长比例相比W2处理分别下降11.0和8.3个百分点,而24—36 cm土层分别提高9.5和6.9个百分点。与干旱胁迫相反,水分过量趋向于增加根系在表层土壤的聚集。施氮显著促进表层土壤的根系分布,N1和N2处理0—12 cm土层根长比例相比N0处理分别增加16.3和13.7个百分点,而24—36 cm土层分别下降11.5和12.5个百分点。所有水-氮处理中,W1N1处理根系的空间分布最为均衡。【结论】水分、氮素对玉米苗期生长和根系发育有显著的耦合效应,适宜的水、氮措施可优化根系形态与空间分布,增加植株干重和氮素吸收利用。春玉米生产中建议降低氮肥基施用量以发挥水氮耦合效应,促进根系下扎和细根增殖,提高植株耐旱性和氮肥利用率。

于 1 997～ 1 998年在甘肃民勤干旱沙漠绿州区采用隔沟交替灌溉方式 ,研究了 CRAI在大田条件下玉米生长、根系分布和对产量的影响及其节水效应。结果表明 ,隔沟交替灌溉后灌溉用水效率明显增加 ,可由常规灌水的 2 .6～ 2 .7kg/ m3提高到 4kg/ m3以上 ,总用水效率可达2 .98kg/ m3以上 ,两年试验籽粒产量保持 80 0 0 kg/ ha以上高产水平的同时 ,灌溉用水量可由32 50 m3/ ha降至 1 575m3/ ha,节水 33.3%以上而不引起产量下降 ;隔行交替灌水每次干湿交替可刺激根系生长 ,明显提高根密度 ,并在土壤中均匀分布 ;部分根区干燥形成...

【目的】系统探讨间作条件下,不同施氮水平不同生育期小麦和蚕豆根系分泌槲皮素和橙皮素的动态变化及累积特征,为进一步探明间作增产控病机制提供依据。【方法】通过盆栽试验,采用小麦与蚕豆根系尼龙分隔(MB)和塑料分隔(PB)两种间作种植模式,测定间作小麦蚕豆不同氮水平(低氮1/2N:常规施氮量的一半;常规施氮N;高氮3/2N:常规施氮量的1.5倍)条件下,不同生育期根系分泌槲皮素和橙皮素数量。【结果】施氮水平和间作体系根系不同分隔方式影响作物生物量和根冠比。随着施氮量增加,小麦和蚕豆生物量增加45%—62.5%和

以郑单 958为材料 (9株·m- 2 ,每次施氮 90kg·ha- 1) ,研究了不施氮、基施氮、基施氮 + 10叶展追氮和基施氮 +吐丝期追氮共 4个处理对吐丝后 17d玉米单株根系形态、分布及活性的影响。结果表明 ,施氮增加了 0～13 0cm土层中根系干重、长度、根长密度、表面积和根系活力 ,其中基施氮 +吐丝期追氮根重、根长、根长密度和根表面积为 2 6.0g、53 8.6m、0 .3 9cm·cm- 3 和 879.6cm2 ,比不施氮分别增加 2 7.5%、6.6%、5.4%和 9.7% ;不施氮根重和根表面积在上层土 (0～ 40cm)中分布比例为 75%和 87% ,施氮提高...

【目的】旨在探明施氮对蚕豆/玉米间作体系蚕豆农艺性状和结瘤特性的影响,为河西走廊灌区豆科/禾本科间作体系氮素管理和高产高效提供科学依据。【方法】于2006-2007年在甘肃省农科院白云试验站分别采用裂区设计和原位根系行分隔法设计了蚕豆/玉米间作体系的氮梯度试验和根系分隔微区试验,研究不同氮水平下蚕豆/玉米种间互作对蚕豆农艺性状和结瘤特性的影响。【结果】施氮对蚕豆地上部生长和产量性状均无显著影响,但显著地抑制了蚕豆结瘤,产生了"氮阻遏"效应,且随着施氮量增加和蚕豆生长,"氮阻遏"效应愈加明显。随着蚕豆与玉米两种作物生长发育,作物根系相互促进作用逐渐增强,显著地促进了根瘤发育,且产生了"减缓效应"...

研究旱地雨养农业区间作系统对土壤水分和根系形态构建的影响对进一步理解间作系统高效高产具有重要意义。选用不同玉米(Zea mays)(郑单958 M1和豫玉22 M2)和大豆(Glycine max)品种(中黄24 S1和中黄13 S2)以2行大豆2行玉米种植比例进行间作(M1S1,M1S2,M2S1和M2S2),研究间作对作物产量、作物根系形态和土壤含水量的影响,探讨根系形态和土壤含水量之间的关系。结果表明:M1S1间作的产量高于其他间作。M1S1间作玉米的根表面积密度、根体积密度和根重密度分别较M2S1间作提高了40.6%、62.4%和71.9%;M1S1间作大豆的根表面积密度和根体积密度分别较M1S2提高了39.7%和29.4%。M1S1间作玉米和大豆的土壤含水量促进根表面积密度、根体积密度、根重密度增加量分别是M1S2、M2S1、M2S2间作的1.5～2.9、3.1～3.3、3.3～4.9和1.1～1.4、1.5～2.4、1.3～2.0倍。因此,M1S1间作,可以有效提高根系形态的生长速率,有利于旱区作物的生长进而提高作物产量。

为探究不同根系间距下禾本科作物玉米(生长和磷吸收)受相邻作物玉米或蚕豆的影响，本研究以玉米为目标作物，通过圆柱形根箱培养试验，设置单株玉米、单作玉米、玉米‖蚕豆间作并改变相邻作物根系间距，探究低磷条件下，不同根系间距的相邻作物对目标玉米的生长、磷吸收和根际过程的影响。结果表明：1)与单株玉米相比，目标作物玉米与相邻作物玉米和蚕豆之间均以竞争为主，当作物根系间距较近时，单作玉米的生物量、磷含量分别下降21%、33%,间作玉米分别下降34%、31%;当作物根系间距较远时，单作玉米的生物量、磷含量分别下降10%、15%,间作玉米分别下降29%、29%。2)当根系间距较近时，蚕豆的根际pH低于玉米，且间作玉米和蚕豆之间的根际pH存在显著差异，而在根系间距较远的处理中两作物的根际pH无差异；相邻作物根系间距较远时，间作玉米的根际有机酸浓度显著高于单作玉米，间作玉米与单作玉米的根际有机酸浓度在根系间距较近时无差异。3)不同处理中单作和间作玉米的总根长、总根表面积无差异。综上所述，在低磷条件下，单作玉米的种内竞争强度随根系间距的增大而降低；而在不同根系间距下，间作玉米与蚕豆的种间竞争强度相似且无种间磷吸收促进作用。因此，种间根际互作形成的磷吸收竞争作用或促进作用依赖于适度的土壤磷供应。

【目的】垄植沟灌技术在西北内陆地区应用广泛,但往往施氮方式单一,在大田常规沟灌条件下,研究不同施氮方式对春玉米根系生长及产量和氮素利用效率的影响,揭示不同施氮方式下根系的生长分布及产量和氮素利用规律,探求西北内陆干旱、半干旱地区沟灌条件下合理施氮方法。【方法】以金穗4号春玉米为供试材料,连续两年在大田条件下,采用垄植沟灌技术,设均匀沟氮(CN,即两侧沟同时均匀施氮)、交替施氮(AN,即两侧沟交替施氮)和固定施氮(FN,即始终给一侧沟施氮)3种处理。各处理施氮量均为200 kgN·hm-2,氮肥选用尿素,分3次开沟施入,基施50%,大喇叭口期和抽雄期各追肥25%;磷肥选用过磷酸钙,作为底肥开沟前...

试验于2009-2010年在吉林省中国农科院公主岭试验站进行。以耐密玉米品种郑单958为材料,采用2种密度(52 500株/hm2(LD)和82 500株/hm2(HD)),2个施氮水平(150 kg/hm2(LF)和300 kg/hm2(HF))研究了传统耕作方式和深松(40 cm)对玉米生长发育和根系的分布情况。结果表明:玉米的生长发育与密度、施氮水平以及耕作方式均有密切关系。在不同密度和施肥水平下,深松处理比传统耕作在植株总干物量、根系和籽粒产量等方面均有有利作用。深松有利于打破犁底层,根系在0～40 cm的分布明显优化。本研究阐明了在传统耕作条件下适度深耕增加产量的生理基础,并对高产玉...

【目的】研究苗期玉米根系对供氮形态和淹涝胁迫的适应特性,为玉米抗涝的氮营养生理调控提供理论依据。【方法】采用砂培模拟培养方法,比较研究2种水分条件(淹涝胁迫和非淹涝胁迫)以及不同供氮形态(NH4+-N(7.5mmol/L(NH4)2SO4)、NO3--N(7.5mmol/L Ca(NO3)2)和NH4++NO3--N(7.5mmol/L(NH4)2SO4与7.5mmol/L Ca(NO3)2等体积混合)对苗期玉米根体积、根系气体体积、伤流液流量、根系脱氢酶活性、植株氮累积量及根系氮、磷和钾含量的影响。【结果】在非淹水胁迫条件下培养3周,玉米植株的叶及茎鞘干质量均以铵、硝混合处理最高;但在淹涝胁...

通过田间试验,研究了不同施氮水平下蚕豆接种根瘤菌GS374对蚕豆/玉米间作系统氮营养的影响。结果表明,在不施氮肥的蚕豆/玉米间作系统中,与不接种相比,蚕豆接种根瘤菌GS374显著提高了系统中蚕豆、玉米的生物学产量和籽粒产量,但在N225水平下则差异不显著。在本试验的N0水平上接种根瘤菌与不接种只施用N 225kg/hm2所获得的系统总产量相当。无论施氮与否,在蚕豆/玉米间作系统中,与蚕豆不接种相比,蚕豆接种根瘤菌对蚕豆、玉米地上部植株含氮量均无显著影响,但对整个系统的植株地上部吸氮量有显著的促进作用。换句话说,在不施氮的间作系统中,蚕豆接种处理的系统吸氮量比不接种处理提高了19.5%,在施N ...

设计大豆与玉米3种行比的间作,在红壤田间条件下研究大豆根系性状、氮、磷养分吸收特点和叶绿素值的变化,为探索玉米/大豆科学、合理间作促进氮磷等养分吸收利用的生理机制提供依据。结果表明,大豆/玉米间作系统中2种作物根系存在显著的互作。与净种相比,间作大豆的生长在苗期受到的抑制作用显著,表现在根总长、根总表面积、根平均直径、根体积和根干重降低,根冠比提高;进入花期后,抑制作用减弱;生物量随行比增加而提高。间作条件下大豆氮、磷总量减少,吸收效率降低,而利用效率升高。间作的玉米吸收的氮、磷超过净种时的吸收量,氮增加30%~44%,磷增加14%~16%。对间作而言,小行比大豆植株氮、磷吸收量先升后降,大行...