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。

［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．．．

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...

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】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。

通过田间栽培试验,研究玉米/大豆间作及相应单作不同时期作物地上部干质量、作物吸氮量、作物根际土壤脲酶活性、作物根际土壤细菌数量动态变化差异。结果表明:间作玉米吸氮量、根际脲酶活性、根际细菌数量、地上部干质量分别比单作玉米显著增加37.61%,33.54%,55.76%,27.92%。间作大豆根际脲酶活性、根际细菌数量分别比单作大豆显著增加41.3%,43.08%。间作大豆吸氮量、地上部干质量比单作大豆降低11.93%,11.19%,差异不显著。说明间作促进玉米生长。

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%

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。

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。

大豆与玉米间作是比较常见的间作种植模式。本研究采用4个不同生育期的大豆品种与玉米进行2∶2、3∶2和4∶2 3种行比的间作,在酸性红壤田间条件下分析间作系统的叶绿素含量、产量及主要农艺性状的变化。结果表明:玉米/大豆间作具有明显的间作优势,间作复合产量显著高于大豆净种,以玉米/大豆2∶2间作时其复合产量最高;间作优势取决于间作模式和大豆基因型;玉米/大豆间作复合产量具有极显著的基因型差异;采用较小的行比会影响到大豆叶绿素的合成,导致大豆生物量和产量降低;间作提高了玉米的生物量和产量,尤其是根干重显著增加;间作大豆生长发育具有可塑性,干重冠根比与净种时趋向一致。结果表明采用适宜的大豆品种,确定合...

【目的】研究玉米-大豆带状套作系统中大豆生物量积累、根瘤特性、固氮酶活性和植株酰脲含量与固氮能力间的关系,明晰套作根系固氮能力的变化规律,为筛选适宜玉米-大豆带状套作的大豆品种提供理论依据。【方法】以强结瘤大豆NTS1007及其亲本BRAGG和本地耐荫大豆南豆12三个结瘤特性不同的大豆品种(系)为试验材料,在大田试验条件下,采用传统挖掘法挖根考察根瘤生长特性,并对玉豆带状套作下的大豆地上部与地下部生物量积累、根瘤固氮酶活性和植株酰脲含量进行测定和分析。【结果】与单作相比,玉豆带状套作下大豆植株生物量显著下降,地下部(33.15%)较地上部(20.84%)下降更为明显,根瘤生物量受地上部和地下部...

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。

为寻找新的种植模式来提高青贮玉米(Zea mays)和饲用谷子(Setaria italica)的产量和土地利用率，以青贮玉米‘郑单958’和谷子‘饲用1号’‘饲用5号’为材料，采用随机区组试验，设置4种种植模式，青贮玉米单作(M)、饲用谷子单作(S)、青贮玉米与饲用谷子2?4混合种植(MS24)、青贮玉米与饲用谷子4?4混合种植(MS44)。测定作物各生育时期株高、茎粗、光合性能及产量等指标。结果表明，青贮玉米与饲用谷子间作模式下较单作显著提高了青贮玉米的株高、叶面积指数、叶绿素含量，MS24可获得最高青体产量和生物产量，分别为142.05和42.72 t·hm-2。‘饲用1号’在种植模式MS24下青体产量最高，达到142.05 t·hm-2，‘饲用5号’间作MS24和MS44模式下比单作产量提高36.59%和34.57%。结果表明玉米谷子间作可以提高各自的产量，种植方式以玉米?谷子2?4种植可以获得较好的效果。

【目的】从农作物种植模式角度出发,研究玉米与不同作物间作条件下农田土壤氨挥发特征。【方法】采用田间通气法,2008—2009两年设置大田试验,研究玉米与大豆、黑麦草、苜蓿以及花生间作对田间土壤NH3挥发的影响。【结果】两年的试验结果初步显示,在玉米各个生育时期玉米‖黑麦草和玉米‖大豆模式的田间NH3挥发多数高于玉米单作(对照)处理,而玉米‖花生和玉米‖苜蓿模式在玉米各个时期的NH3挥发基本都低于对照模式;整个玉米季,玉米‖花生和玉米‖苜蓿模式的田间NH3挥发总量低于玉米单作模式,分别可减少6.77—17.42 kg.hm-2、1.53—23.63 kg.hm-2。【结论】在玉米生产中通过引入适...

【目的】探讨玉米-大豆间套作下田间小气候的变化对大豆花芽分化进程的影响,以期为明确大豆对生长环境变化的反应机理提供形态学依据。【方法】于2018—2019年开展田间试验,采用二因素裂区设计,主因素是不同大豆品种:南豆25(ND)、桂夏3号(GX)和贡秋豆8号(GQ),副因素为种植模式:大豆单作(SS)、玉米-大豆套作(RI)和玉米-大豆间作(SI)。于2018年,在大豆出苗后40、47、54和61 d对其主茎顶端的花芽进行连续性的形态学解剖观察,并在此基础上于2019年进一步对大豆出苗后54 d的主茎顶端、中部和底部的花芽进行分部位观察。同时在2019年,统计分析不同种植模式下大豆冠层透光率、田间温度、相对湿度以及CO_2浓度等小气候的变化对大豆不同部位花芽分化进程的影响。【结果】2018年,3个大豆品种的花芽分化规律表现为GQ要快于ND和GX。在出苗后47 d和61 d,此时大豆处于营养生长后期和生殖生长前期,不同种植模式间的差异最大,表现为间套作的花芽分化进程要稍快于单作。2019年,对大豆营养生长到生殖生长转变的关键时期(出苗后54 d)的花芽分化进程进行分层观察发现,3个大豆品种均表现为冠层>中部>底部,但是在不同模式下的表现不一致,ND和GX在SS模式下的花芽分化进程要慢于RI和SI模式,GQ的花芽分化在3个种植模式之间的差异并不显著。ND、GX和GQ的透光率在出苗后60 d为1个拐点,此时RI和SI模式冠层的透光率与SS模式相比无显著差异,中部和底部的透光率虽呈下降趋势,但都要显著高于SS模式。而在出苗后70 d,ND、GX和GQ在SI模式的冠层透光率最低,分别是82.1%、88.2%和86.8%,而此时的SS和RI模式的冠层透光率均接近100%。在生殖生长后期,ND、GX和GQ在RI和SI模式的日均温度均要高于SS模式,同时RI模式要高于SI模式。不同种植模式下的ND、GX和GQ的相对湿度均在出苗后70 d有一个显著下降趋势,其中RI模式的相对湿度最低,分别是73.5%、75.4%和78.2%。ND、GX和GQ的CO_2浓度在RI和SI模式下都要低于SS模式,在间套作种植中下又以RI模式的CO_2浓度最低,尤其是在出苗后70 d分别比SS模式低10.3%、10.2%和10.9%。【结论】玉米-大豆间套作种植可以促进大豆花芽从营养生长到生殖生长的转变。在大豆生育后期,间套作模式下尤其是套作玉米收获后,套作大豆的中下层的透光率显著高于单作,行间温度、相对湿度和CO_2浓度均低于单作,这种带状间套作种植模式的大豆行间微环境优于单作,有利于大豆生殖生长后期荚果的发育,为间套作大豆产量形成机制提供了形态学依据。