采用两种间作比例(3∶8和3∶12)和3种种间根系间隔方式(无隔、网隔、全隔)双因素随机试验设计,运用生态位理论与方法,对玉米和花生复合群体的产量、系统生产力(SPI)及根际生态位效益进行分析.结果表明,玉米和花生以3∶8和3∶12间作在无隔和网隔处理下的土地当量比(LER)均大于1,且3∶8间作在无隔和网隔处理下的SPI显著高于3∶12间作的相应处理和单作对照.在相同间作比例下,全隔处理的实际产量损失指数(AYL)、区域时间等价率(ATER)和农田利用效率(LUE)均明显低于无隔和网隔处理.在单作环境下,作物群体占据的营养生态位宽度最窄(B_m=0.078 5,B_p=0.089 3),重叠度最高(O_(mp)=0.995 6);3∶8间作的营养生态位宽度和重叠度的变化幅度大于3∶12间作.此外,3∶8间作的玉米和花生土壤生境生态位适宜度均比3∶12间作高,单作最低;3∶8和3∶12间作在无隔处理下的根系生态位指数显著高于单作、全隔和网隔处理.

【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。

用３０μｍ尼龙网将聚氯乙烯制作的根箱分为根室和外室，通过根箱试验模拟了玉米单作、花生单作、玉米／花生间作３种情况，研究了玉米／花生间作对土壤铁的有效性和花生植株铁营养状况的影响。结果表明，间作花生根际、土体中有效铁含量明显高于单作花生，其新叶中活性铁含量比单作花生高５０％，其叶绿素含量比单作花生高４倍。间作明显改善了花生的缺铁黄化症状，提高了花生和玉米的产量。

为揭示不同施肥处理及施肥方式下土壤酶活性的变化规律,通过田间试验,以单施化肥为对照,研究条施和撒施方式下4种不同微生物肥料对玉米生育期内3种主要根际土壤酶活性的影响。结果表明,土壤酶活性在玉米生育期呈现出大致相同的变化规律,土壤蔗糖酶和脲酶活性高峰出现在拔节期,土壤过氧化氢酶在成熟期活性最高;条施和撒施方式下,增施复合菌种微生物肥能提高过氧化氢酶活性,在不同时期分别较对照高出6. 3%～9. 0%和4. 0%～10. 5%;而增施解淀粉芽孢杆菌微生物肥则提高蔗糖酶和脲酶活性,在不同时期蔗糖酶活性分别较对照高出20. 7%～68. 0%和18. 6%～37. 4%;在不同时期脲酶活性分别较对照高出21. 8%～30. 4%和4. 6%～14. 4%。2种施肥方式表明,条施可以提高肥料的综合利用率,利于作物的充分吸收。综上分析表明,无机肥和微生物肥配施可以改良玉米根际土壤,提高土壤酶活和土壤肥力,有利于增强土壤可持续生产力。研究结果可为微生物肥料在玉米上的合理利用提供理论依据。

【目的】对玉米根际解磷和解钾细菌进行筛选、鉴定,并分析其生态适应性,以期为丰富解磷和解钾微生物资源库以及微生物菌肥的开发利用提供优良菌株。【方法】利用平板稀释法从玉米根际筛选具有解有机磷和解无机磷能力的细菌,通过16S rRNA基因序列构建系统进化树,鉴定其种类,随后挑选解有机磷和无机磷能力最强的菌株,分析其解钾能力和生态适应性。【结果】在玉米根际筛选获得9株解有机磷细菌和2株解无机磷细菌,其对应培养液中速效磷质量浓度分别为0.018～4.479和5.383～6.242 mg/L。由系统进化树可知,这些菌株分别隶属于假单胞菌属(Pseudomonas)、芽孢杆菌属(Bacillus)、贪铜菌属(Cupriavidus)、勒克氏菌属(Leclercia)和肠杆菌属(Enterobacter),解有机磷最强的菌株P4-5与弗雷德里克斯堡假单胞菌(P. frederiksbergensis)聚为一支,解无机磷最强的菌株CP4-12与非脱羧勒克菌(L. adecarboxylata)聚为一支。菌株P4-5和CP4-12从含钾长石培养液中分解出的速效钾质量浓度分别为8.100和1.333 mg/L。菌株P4-5耐盐性强,不耐强酸、强碱以及中度以上干旱和高浓度农药;而菌株CP4-12耐盐性、耐旱性及耐药性均较强,但不耐强酸和强碱。【结论】从玉米根际土壤中筛选出了2株兼具解磷和解钾能力的细菌,均具有耐酸碱、耐盐、耐干旱和耐农药能力,为微生物菌肥的研制提供了优良的菌种资源。

运用根构型不同的大豆品种与玉米进行间作,比较大豆根构型在玉米/大豆间作系统中的营养作用。结果表明,玉米与大豆间作具有明显的间作优势,间作作物的生物量、氮磷含量都显著好于单作。玉米与浅根型大豆品种巴西10号间作,间作优势大于与深根型大豆品种本地2号。说明大豆根构型在玉米/大豆间作系统中具有十分重要的作用。间作系统的氮磷养分竞争比率表明,玉米/大豆这类豆科/禾本科间作组合的优势主要来自对氮的优势性吸收,而玉米与不同基因型大豆间作的优势差异则主要来源于对土壤磷吸收的差异。浅根型大豆品种不仅有利于两种间作作物对土壤磷的吸收,同时还有利于对氮的吸收。

以玉米间作豌豆为研究对象,在隔根和不同灌水水平下,研究了根间作用和水分对间作豌豆根瘤数及根瘤重的影响,分析了根瘤数和根瘤重与豌豆产量的相关关系,以期为干旱条件下提高间作豆科的结瘤固氮能力提供理论依据。结果表明:1)与玉米间作不利于豌豆根瘤的形成,单作豌豆根瘤数较未隔根、部分隔根和完全隔根间作豌豆的根瘤数分别高16.0%-17.8%、26.2%-59.5%和37.9%-69.9%,根瘤重分别高26.9%-49.9%、129.2%-155.2%和170.6%-136.9%。2)间作群体内,充分的根间作用有利于增加豌豆的根瘤数和根瘤重,未隔根与完全隔根间作豌豆相比,其根瘤数和根瘤重分别高18.8%-...

【目的】绿僵菌(Metarhizium spp.)是我国及全世界应用较广泛且研究较多的一类昆虫病原真菌,除能寄生杀死靶标昆虫外,部分绿僵菌菌株能够在植物根部定殖并促进宿主植物生长。通过探明不同绿僵菌菌株促进宿主植物生长能力的强弱,为进一步开发兼具杀虫与促进植物生长的新型真菌制剂奠定基础。【方法】以贵州省主要粮食作物玉米为材料,通过检测不同来源绿僵菌菌株在玉米根部的定殖能力和促进植株生长能力,筛选对玉米生长增效的绿僵菌菌株。【结果】M.robertsii(Mr2575,Mr23和Mr1046)、M.anisopliae(Ma808,Ma932和Ma939)、M.brunneum(Mb820,Mb1187和Mb2974)及M.acridum(Mac324)等绿僵菌均能定殖玉米根部,但Mac324与Mb1187定殖能力最弱;除此2个菌株外其余绿僵菌菌株均显著促进宿主玉米植株的营养生长。其中,菌株Mb820、Ma939对玉米幼苗叶片发育增效最高达42.8%,Mr23对玉米茎秆生长增效最高达15.7%。所有测试菌株对玉米种子萌发和幼苗叶片叶绿素合成无影响。【结论】菌株Mr23、Ma939和Mb820促进宿主植株生长的能力较优,可作为候选菌株进一步进行毒力测试从而筛选出具有良好杀虫与植物生长增效于一体的绿僵菌生防菌株。

对喷灌条件下花生玉米间套种植模式中的水肥耦合效应进行了田间试验研究。结果表明：花生的主要耗水阶段是开花至结荚期，玉米是抽雄至成熟期；从全生育期来看，耗水量及水分生产效率均随施肥量的增加而增大。

【目的】通过研究不同配置条件下玉米‖花生间作系统地上部氮含量和吸收量,结合间作系统花生结瘤固氮和土壤有效氮分布,明确不同配置下玉米‖花生间作体系对氮素的吸收利用特征,为玉米‖花生间作氮高效利用模式的区域筛选提供依据。【方法】本试验于2015—2016年在国家农业环境阜新观测实验站进行,设置玉米单作(M)、花生单作(P)、2行玉米4行花生间作(M2P4)和4行玉米4行花生间作(M4P4)模式,玉米单作及每种间作模式下设3种不同玉米种植密度(6、9和12株/m2),共10个处理,分析不同配置(行比和密度)玉米‖花生间作系统氮素吸收利用特征和优势。【结果】与单作相比,间作玉米和花生植株氮浓度变化并不明显,受作物占地比例影响,间作模式下玉米和花生的产量、氮产量均低于相应单作,且氮产量与间作生物产量表现相一致。玉米‖花生间作可以显著提高系统氮的吸收利用(氮吸收当量比NER>1),且主要归因于玉米的养分吸收优势(pNERm为0.63—0.80)。随着玉米行比和密度的增加NER也随之增大,其中M4P4模式(NER 1.06—1.22)的氮吸收要显著高于M2P4模式(NER 1.0—1.06)。在玉米‖花生间作系统中,玉米比花生更有竞争力(Amp>0),且竞争吸收氮养分能力也更强(CRmp>1),M4P4行比以及玉米增密有助于增强玉米对氮营养的竞争,增加系统氮养分吸收优势(△NU>0)以及间作养分对产量的贡献(C)。与玉米间作可促进花生结瘤固氮,M4P4行比配置下花生根瘤数量、单株根瘤重量和单个瘤重均高于M2P4配置,且以中、低密度处理为优。间作系统中土壤有效氮含量(Nmin)表现为花生条带土壤Nmin高于玉米条带,且单作花生土壤Nmin高于间作花生,而单作玉米土壤Nmin低于间作玉米。【结论】玉米‖花生间作可显著提高系统氮的吸收利用,其中玉米对系统氮吸收的贡献较大,适度增加玉米行比和密度有助于增加系统氮素吸收当量比、增强玉米对氮营养的竞争以及间作养分对产量的贡献。综合分析认为,本研究中M4P4-6和M4P4-8为玉米‖花生间作较佳配置,玉米花生种间互作对间作系统干物质量和花生生物固氮的促进,以及玉米在吸收氮养分上的强竞争能力是玉米‖花生间作具有氮素吸收利用优势的重要原因。

通过发芽试验筛选玉米根际土壤中的促生细菌,将初筛获得的菌株分别制成菌悬液拌种处理种子,进行实验室盆栽出苗试验.进而筛选出具有促进生长性能、且在干旱胁迫条件下提高种子抗旱性的菌株,最终获得2株既有促进生长作用又兼有提高抗旱性菌株B1和B2,经形态学和生理生化指标的测定,初步鉴定为胶质芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),为研制促生抗旱玉米拌种菌剂奠定基础。

【目的】明确不同质地土壤(砂壤、中壤、重壤)玉米生育期间根际微生物(细菌、放线菌、真菌)数量与酶(脲酶、蛋白酶、磷酸酶、转化酶、过氧化氢酶)活性的变化。【方法】采用池栽方式,以掖单22为材料,研究不同质地土壤的玉米根际微生物数量和酶活性变化,并进行相关分析。【结果】玉米播种前,砂壤中的微生物数量最多,重壤中最少;重壤中的酶活性最高,砂壤最低。3种土壤玉米根际生物活性的动态变化呈抛物线,吐丝期达最大值,此后逐渐下降。吐丝期,3种质地土壤玉米根际微生物数量均表现为中壤最多,重壤最少;5种酶活性均表现为中壤最大,砂壤最小。成熟期,玉米根际土壤细菌与放线菌表现为中壤中数量最多,重壤最少,真菌则表现为中...

通过根际栽培试验,对玉米根际土壤中铜、镉、铅的形态变化进行了研究.结果表明:1)可交换态铜随时间的延长显著上升,20d左右达到最大(0.97mg/kg),然后逐渐回落,40d恢复到起始水平,之后继续下降.可交换态镉的变化趋势与可交换态铜大至相似,同样经历了先升后降的过程,25d达到最大值(0.43mg/kg),其后维持此含量,50d后逐渐下降.可交换态铅的含量均低于检出下限.2)碳酸盐结合态铜含量在试验初始阶段没有明显变化,约40d后略有升高,随后下降,在整个试验过程的变化仅±1mg/kg.碳酸盐结合态镉和铅的含量在试验期间持续上升,有机结合态镉和铜含量在试验期间呈总体下降趋势.3)铁锰氧化物...

为探讨土壤水分对黑土玉米根际磷素转化的影响,采用根箱土壤栽培法,研究了不同土壤水分对不同施磷水平下东北黑土玉米根际、非根际磷素转化的影响及其机制。结果表明,土壤水分对玉米根际磷素转化的影响强于非根际,适宜的土壤水分能够促进磷素的转化,提高根际磷素的有效性。合适的水分有利于增加土壤速效磷含量,提高根际铝磷(Al-P)含量,降低根际闭蓄态磷(O-P)含量。土壤水分为田间持水量的60%与40%的处理相比,玉米根际土壤速效磷(Olsen-P)含量增加18.4%。土壤水分为田间持水量的80%处理能够显著增加玉米根际Al-P的含量。土壤pH值随着土壤水分含量的降低而升高,根际pH值升高的幅度低于非根际。

为确定较优的玉米根茬根土分离作业方式与作业参数,在根茎类作物根土分离试验台上进行了碾压、击打和抖动的单独及组合作业方式的根土分离效果对比试验。结果表明,采用碾压+击打组合方式对低含水率(10%~15%)的玉米根茬样品进行根土分离优于其他作业方式。为优化碾压+击打组合作业方式的作业参数,根据Box–Behnken试验设计原理,以根土分离率和作业功耗为性能指标,以轧距、飞锤转速和飞锤质量为试验因素进行试验,建立了根土分离率以及作业功耗的回归模型,通过响应曲面法分析指标与因素间的相互作用,并对回归模型进行多目标优化。优化获得的最佳作业参数为:轧距22 mm,飞锤转速200 r/min,飞锤质量0.3...