大豆品种及品种混合与玉米间作对玉米/大豆间作生产力的影响

为筛选适宜于甘肃河西走廊灌区与玉米间作的大豆品种,提升玉米/大豆间作体系生产力。于2021—2022年在甘肃张掖开展田间试验,设置玉米分别与4个大豆品种间作:玉米/长农15(M/CN15)、玉米/陇中黄601(M/LZH601)、玉米/陇豆78-1(M/LD78-1)、玉米/Williams82(M/Williams82);玉米间作2个品种大豆混合,即玉米/(陇豆78-1+Williams82),记为M/2SM;玉米间作4个品种大豆混合,即玉米/(长农15+陇中黄601+陇豆78-1+Williams82),记为M/4SM。通过测定单间作条件下作物产量,分析各间作体系生产力(productivity)、土地当量比(Land Equivalent Ratio,LER)、作物偏土地当量比(partial Land Equivalent Ratio,pLER)、间作作物增产率(Overyielding,OY)、大豆相对于玉米竞争力(Aggressivity,A sm),以明确不同大豆品种对作物产量、体系生产力、种间资源竞争的影响。结果表明:各间作体系生产力均显著高于对应单作加权平均生产力,M/LD78-1、M/LZH601和M/CN15的总LER均大于1,M/Williams82、M/2SM和M/4SM的总LER均小于1,各间作体系大豆偏土地当量比(pLER_(s))均小于0.5,玉米偏土地当量比(pLER_(m))均大于0.5,M/LZH601中pLER m最高为0.72;各间作体系大豆的增产率(OY_(s))均为负值,玉米的增产率(OY_(m))均为正值,M/LZH601中玉米的增产率最高为44.13%;大豆相对于玉米的资源竞争力值均为负值,M/LZH601中大豆相对于玉米的资源竞争力最弱,为-0.673;A sm与间作体系生产力呈显著负相关。综上,大豆品种混合后与玉米间作无间作产量优势,陇中黄601是适宜河西走廊灌区玉米/大豆间作体系间作优势发挥的大豆品种。

玉米||豌豆间作体系生产力对覆膜方式及化肥施用量的响应

为研究间作体系生产力对覆膜及化肥施用量的响应,本文基于2012年布设在甘肃省农业科学院张掖节水农业试验站的长期定位试验进行了采样与分析。试验采用三因素试验设计:1)覆膜方式,条膜覆盖和全膜覆盖;2)施肥量,常规施肥[450 kg(N)·hm^(-2), 78.6 kg(P)·hm^(-2)]和减量施肥[300 kg(N)·hm^(-2), 52.4 kg(P)·hm^(-2)];3)种植模式,玉米单作、豌豆单作和玉米||豌豆间作。于2021年和2022年豌豆和玉米收获期采集植株样品,测定籽粒产量、地上部生物量、籽粒粗蛋白产量(基于籽粒氮浓度计算)和吸磷量。结果表明:间作体系产量最高,间作体系混合产量较单作加权产量两年平均提高31.9%,增产主要由正的互补效应驱动;同时,各处理下土地当量比均大于1,即间作能够提高土地利用率。相比于单作,间作显著增加籽粒粗蛋白产量和磷吸收量,两年平均分别提高30.0%和24.0%。与条膜覆盖相比,全膜覆盖显著提高生产力和粗蛋白产量。其中,在条膜覆盖下,间作较单作增产38.4%;全膜覆盖下,间作较单作增产26.3%;单作和间作条件下,全膜较条膜分别增产15.9%和5.8%;与单作覆条膜相比,间作覆全膜的产量显著提高47.0%,粗蛋白产量显著提高57.5%。两个施肥水平产量无显著差异,与常规施肥的单作相比,减量施肥下的间作氮肥和磷肥偏生产力均提高102.0%,具有更高的资源利用效率。在减量施氮肥和磷肥条件下,间作相比于单作提高了肥料偏生产力和氮磷收获指数,且玉米品质不降低。因此,与农户模式(条膜覆盖下常规施肥的玉米单作)相比,全膜覆盖下减量施肥的间作是一种更加可持续发展的种植模式,是农业绿色发展的重要措施。

不同施氮水平对小麦/玉米间作产量和水分效应的影响

【研究目的】探讨小麦/玉米间作体系中氮肥对水分资源高效利用的调节作用,达到合理施肥提高水分利用效率的目的;【方法】采用田间试验,监测小麦/玉米间作不同生育期土攘水分,研究不同施氮量对产量和水分利用效率的影响;【结果】小麦/玉米间作的土地当量比(LER)为1.31￣1.53,小麦相对于玉米的水分竞争比率(CRwm)约为1;在小麦收获时,间作小麦的水分利用效率(39.0￣46.7kg/mm.hm2)远远高于玉米(1.28￣4.81 kg/mm.hm2),也高于单种小麦(25.43￣30.75 kg/mm.hm2);在小麦收获后,间作玉米(除N0处理)的水分利用效率迅速提高,当玉米收获时水分利用效率高达32.49￣47.46kg/mm.hm2,明显高于单种玉米(27.30￣38.77 kg/mm.hm2);【结论】小麦/玉米间作具有明显的产量优势,小麦玉米两作物水分利用效率分布时间上的错位是小麦/玉米间作高效利用水分资源的基础,合理施用氮肥能促进间作种植产量优势和水分利用优势的发挥。

小麦/大豆间作氮磷肥效的双变量分析

采用双变量分析法,分析小麦/大豆间作氮磷肥效。结果表明:①小麦/大豆间作种植施用磷肥对大豆的增产作用超过小麦,施用氮肥能明显提高间作系统中小麦产量,但大豆产量降低。②小麦/大豆间作的产量互补效应表现为:小麦产量提高,大豆产量相应下降;大豆产量提高,小麦产量变化不大。③在小麦/大豆间作中,施磷提高小麦千粒重,增加大豆粒数;施氮增加小麦穗粒数,降低小麦与大豆的千粒重。氮磷配施,磷肥能缓冲施氮引起的小麦与大豆千粒重的降低。

基于甘肃省中低产田现状的改良措施及其应用效果

中低产田是指土壤存在一种或几种制约农业生产的障碍因素,农业单产相对低而不稳的耕地。研究和分析甘肃省中低产田的现状及其改良技术措施,有针对性地实施中低产田改良改造,对改善甘肃省的农业生产条件和生态环境,提高土地产出率和经济效益,具有重要而深远的意义。针对甘肃省中低产田面积大、分布广和相对集中的特征,在分析中低产田障碍因素成因和主要类型的基础上,梳理了近年甘肃省主要的中低产田改良集成技术措施及其应用效果,提出了中低产田改良和治理的对策建议。

腐殖酸类肥料对小麦/大豆带田产量的影响

研究结果表明 ,在小麦 /大豆带田中 ,腐殖酸类肥料单施作物增产效果不明显 ,与磷肥配施大豆产量提高 2 61.9kg/hm 2 ,与氮磷肥配施小麦产量提高 30 5.6kg/hm2。腐殖酸类肥料与磷肥配施较单施磷肥的大豆荚数和粒数分别增加 1.6个和 0 .3粒 ;腐殖酸类肥料与氮磷肥配施较只施氮磷肥的小麦千粒重提高 2 .5g。施用腐殖酸类肥料能提高小麦 /大豆带田作物产量稳定性 ,且较常规施肥节约 10

高台县小麦及玉米施肥现状调查与评价

调查了高台县新坝镇暖泉村、照中村、照一村、新沟村、下坝村等5个村2015年的小麦、玉米施肥情况。结果表明,调查样本的小麦、玉米施肥以氮素和磷素投入为主,钾肥投入量少或基本不施。调查区普遍施用的化肥品种以尿素、磷酸二铵为主,小麦田施用量分别占总施用量的61.3%和37.4%,玉米田施用量分别占总施用量的71.9%和26.1%,复合肥、硝酸铵、钾肥很少。作物生产过程中小麦仅有29%的农户追肥1次;玉米有64%的农户追施2次尿素,41%的农户追施2次磷酸二铵。小麦的氮肥、磷肥、钾肥偏生产力(PFP)均低于全国水平;玉米的氮肥、磷肥偏生产力(PFP)也低于全国水平,钾肥的偏生产力(PFP)相对较高,且高于全国水平。

河西走廊5种作物种植模式的产量潜力估算

采用联合国粮农组织(FAO)推荐的方法,通过光温系数的修正,计算了甘肃河西走廊单作小麦、单作玉米、单作豌豆、小麦间作玉米、豌豆间作玉米等5种作物种植模式的光温潜力。结果表明,大多数单作种植模式不能充分利用光热资源,间套作种植可以衍生作物覆盖时间,当前主要的作物间套作种植模式(小麦间作玉米、豌豆间作玉米)更有利于热量资源的充分发挥。

不同小麦专用肥在河西灌漠土上的肥效试验初报

不同配方专用肥在河西灌漠土上对春小麦的肥效试验研究结果表明,配方A、配方C较对照分别增产24.8%和24.0%,其中配方A对小麦全生育期营养需要均能满足而能获高产,但对资源分配的协调能力较差;配方C较好地协调了小麦营养生长与生殖生长的养分供应矛盾,使小麦高产抗病,抑制杂草生长,为河西地区首选的小麦专用肥。

大麦/玉米间作优势及地上部和地下部因素的相对贡献研究

采用田间微区试验以及地下部种间根系分隔技术研究了玉米覆膜与不覆膜两种情况下大麦/玉米间作优势以及地上部和地下部因素对间作优势的相对贡献。结果表明,玉米不覆膜时,大麦/玉米间作籽粒和生物产量的LER均为1.06,无明显间作优势;玉米覆膜时,大麦/玉米间作籽粒和生物产量的LER分别为1.32和1.30,具有显著的间作优势。玉米不覆膜时,大麦/玉米间作系统养分吸收优势不显著;玉米覆膜时,间作系统具有显著的养分吸收优势。地上部和地下部因素对大麦/玉米间作中籽粒和生物产量间作优势的相对贡献,当玉米不覆膜时为间作劣势而无贡献;当玉米覆膜时,地上部、地下部因素对间作优势的相对贡献分别为80%和20%。当玉米覆膜时,地上部和地下部交互作用对间作氮素养分吸收的贡献具有同等重要性(各占50%);对磷吸收的贡献分别占60%与40%,钾则分别为45%与55%。

小麦/大豆间作中作物种间的竞争作用和促进作用

春小麦／春大豆间作是西北一熟制灌区广泛采用的高产种植形式．本文采用田间小区和微区根系分隔试验研究了这种种植形式作物种间的竞争作用和促进作用．结果表明，小麦／大豆间作具有明显的间作优势．土地当量比为１．２３～１．２６．小麦为优势种，竞争力强于大豆，具有明显的间作边行优势．小麦边行优势的１／３贡献来自于地下部．小麦收获后，大豆生长具有恢复作用，认为这种恢复作用是间作优势的机制之一．间作相对于单作两种作物的收获指数均有显著提高．收获指数的种间促进作用是间作优势的另一机制．

种间互作和施氮对蚕豆/玉米间作生态系统地上部和地下部生长的影响

为河西走廊绿洲灌区豆科/禾本科间作体系的养分管理提供科学依据,于2007年在武威绿洲农业试验站应用田间原位根系行分隔技术研究了蚕豆/玉米种间互作和施氮对玉米抽雄期的根系空间分布、根系形态和作物地上部生长的影响。研究结果表明:种间互作和施氮均增加了玉米和蚕豆在纵向和横向两个尺度上的根重密度、根长密度、根表面积、根系体积。根长密度和根表面积与两种作物产量和氮素吸收均呈正相关,而与蚕豆的根瘤重呈负相关;抽雄期的土壤含水量与玉米产量和养分吸收呈显著的负相关。玉米根系可以占据蚕豆地下部空间,但蚕豆的根却较少到间作玉米的地下部空间,也就是间作后增加了玉米根系水平尺度的生态位。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比单作和分隔的多。因此,种间互作和施氮扩大了两作物根系纵向和横向的空间生态位,改变了作物根系形态,即扩展了两者水分和养分吸收的生态位,增加了作物吸收养分的有效空间,从而提高了间作生态系统的生产力。

灌溉对大麦/玉米带田土壤硝态氮累积和淋失的影响

以甘肃省河西走廊灌区为试验地点,分别在0、150、300kg/hm2氮水平和816、1632m3/hm2灌水量下,对3次灌水前、后大麦/玉米带田0～200cm土壤NO-3-N含量变化和灌水后135cm处渗漏液NO-3-N浓度进行了测定。结果表明:灌水明显影响土壤硝态氮累积量,随灌水次数增加,土壤硝态氮累积量降低,而且在高灌水条件下土壤硝态氮累积量变化比低灌水量时大。从渗漏液硝态氮浓度来看,大麦带和玉米带都是以第1次灌水最高,浓度分别为8.04～17.21和3.30～14.57mg/L。3次灌水土壤硝态氮淋失量,玉米带以N150kg/hm2和灌水量1632m3/hm2最高,平均为4.31kg/hm2;大麦带以N150kg/hm2及灌水量1632m3/hm2和N150kg/hm2及灌水量816m3/hm2比较高,平均为6.82kg/hm2。

小麦大豆间作条件下作物养分吸收利用对间作优势的贡献

采用田间小区试验和田间微区根系分隔试验 ,通过间作与相应单作成熟期氮磷钾养分吸收量和利用效率 (单位养分吸收量所能生产的干物质量 )的比较研究了小麦大豆间作中养分吸收和利用效率的变化。结果表明 ,间作作物氮、磷、钾养分吸收总量分别高出相应单作 2 4 %～39% ,6 %～ 2 7%和 2 4 %～ 6 4 % ;而间作氮、磷和钾的利用效率分别比单作低 5%～ 2 0 %、5%～7%和 6 %～ 32 %。间作优势主要表现在养分吸收量的增加。间作大豆养分收获指数的提高使间作子粒产量优势比生物学产量优势更明显。种间根系分隔微区试验表明 。

施氮对蚕豆/玉米间作系统蚕豆农艺性状及结瘤特性的影响

【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",平均为14.4%;根系互作相对于无根系互作处理蚕豆结瘤平均增加10.2%。【结论】蚕豆/玉米种间根系相互作用促进了蚕豆结瘤,减缓了"氮阻遏"效应,显著提高了蚕豆产量性状而实现了蚕豆增产。

春小麦大豆间作条件下作物养分吸收积累动态的研究

采用田间小区试验和微区根系分隔试验，通过间作与相应单作养分吸收动态的比较，阐明了小麦大豆间作中养分吸收的种间竞争作用和促进作用。结果表明，小麦具有更强的养分竞争能力，在两作物共生的８０多天中，间作小麦的吸氮量、吸磷量始终高于单作小麦，是其获得高产的基础。虽然间作大豆在前期养分吸收缓慢，在两作物共生期的氮磷钾吸收量均显著地低于单作大豆，但小麦收获后有明显的恢复。种间根系分隔试验结果表明，小麦大豆根系间不分隔时，小麦的吸氮量和吸磷量有明显的边行优势；用塑料膜分隔时，边行优势消失；但用尼龙网分隔时，小麦吸磷量表现出一定的边行优势，是大豆根际效应所致。

长期施用不同肥料对小麦玉米间作产量、氮吸收利用和土壤硝态氮累积的影响

对连续14年施用不同肥料后,春小麦 春玉米间作下,土壤硝态氮的累积和分布,作物产量及对氮素的吸收利用进行了研究。结果表明,在施农家肥120t hm2(M)、绿肥45t hm2(G)、秸杆10 5t hm2(S)、N375kg hm2(N)、农家肥60t hm2+N187 5kg hm2[1 2(M+N)]、绿肥22 5t hm2+N187 5kg hm2[1 2(G+N)]、秸杆5 25t hm2+N187 5kg hm2[1 2(S+N)]和CK等8个处理中,土壤剖面硝态氮的累积和分布以N处理最高,地上部N浓度和吸N量以N、1 2(M+N)和1 2(G+N)处理较高,但3处理间无明显差别。间作小麦子粒产量和生物学产量以M、G、1 2(M+N)和1 2(G+N)等处理较高,间作玉米子粒产量和生物学产量以1 2(G+N)、N、G和1 2(M+N)等处理较高。氮肥利用率以1 2(S+N)处理最高,1 2(M+N)和1 2(G+N)低于1 2(S+N)、S和N处理,但高于M、G处理。说明氮肥与农家肥或绿肥配合施用,既能增加作物产量,提高氮素吸收利用,又可减少土壤中硝态氮的累积。

蚕豆/玉米间作系统经济生态施氮量及对氮素环境承受力

通过河西走廊灌区田间试验,对不同施氮水平下蚕豆/玉米间作系统的生产力、氮素吸收利用率及土壤无机氮累积量进行了研究,并利用线性加平台模型探讨了间作系统的经济生态施氮量。结果表明间作系统的生产力与施氮量的线性加平台模型的相关性达到极显著水平(P<0.001),0～160 cm土壤无机氮累积量与施氮量间以二次曲线模型相关性最高;种间互作显著提高系统生产力和氮素吸收,增幅分别为23%和33%;间作系统生产力、养分吸收量及土壤无机氮量随着施氮量的增加而增加;高氮肥量和种间互作使作物发生氮素"奢侈吸收"。如果充分考虑到生产、生态和经济效益,则间作系统适宜施氮量为186 kg/hm2,对应生产力为10.6×103 kg/hm2,增产14%,节约38%氮,减少75%土壤无机氮残留。

不同竞争强度间作体系氮素利用和土壤剖面无机氮分布差异

田间小区试验,研究大麦/玉米间作、小麦/玉米间作和蚕豆/玉米间作及其对应单作体系,在不施氮和施氮225 kg/hm2情况下,对氮素吸收利用效率和土壤剖面无机氮变化的影响。结果表明,作物对养分的竞争能力与其根区土壤无机氮浓度和累积量密切相关。两作物共生期不施氮肥时,0—100 cm土层,土壤剖面无机氮残留量是间作大麦和间作小麦根区分别比间作蚕豆根区减少2032~82和10717~1 kg/hm2;与大麦和小麦间作的玉米根区分别比与蚕豆间作的玉米根区减少931~20和5687~kg/hm2。土壤无机氮累积量受作物类型、种间相互作用强度及实时土壤环境条件影响。种间相互作用提高了间作大麦和小麦的氮素当季回收率,但使与其间作的玉米氮素当季回收率降低。大麦/玉米和小麦/玉米竞争体系在不施氮肥时氮素利用效率最高。施用氮肥使大麦、小麦氮素收获指数降低,玉米氮素收获指数升高,对蚕豆无影响。在选择配对作物时,为获得间作优势要充分考虑作物竞争能力、土壤基础肥力条件、施肥水平及配套栽培措施等。低肥力土壤宜选择豆科/禾本科互惠体系,高肥力土壤宜选择禾本科/禾本科竞争体系。

接种根瘤菌对蚕豆／玉米间作系统产量及结瘤作用的影响

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/玉米间作系统产量及蚕豆结瘤作用的影响。结果表明,不施氮处理接种根瘤菌所获得的单作或间作系统产量与不接种但施N225kghm-2的相应系统产量相当,且施N225kghm-2处理接种仍能促进蚕豆的结瘤作用。统计分析表明,与不接种根瘤菌、蚕豆单作、不施氮相比,接种、蚕豆/玉米间作、施氮均极显著地提高了蚕豆生物学产量,但只有间作能显著增加其籽粒产量;施氮显著增加玉米生物量和籽粒产量。施N225kghm-2后,蚕豆接种、间作对玉米生物量无显著影响;但不施氮时蚕豆接种显著提高了与之间作的玉米籽粒和生物学产量,增幅分别为34.3%和25.6%。接种根瘤菌显著提高了不同氮处理以籽粒产量为基础计算的土地当量比和不施氮处理以生物学产量为基础计算的土地当量比。蚕豆接种根瘤菌与不接种相比,其单株根瘤数和根瘤干重均显著增加;间作与蚕豆单作相比对根瘤数的影响较小,但显著促进了蚕豆单株根瘤干重的增加。因此,本研究认为豆科作物接种合适的根瘤菌,是进一步提高豆科/禾本科作物间作系统间作优势的又一重要途径。