谷子大豆间作模式对作物干物质积累分配及产量的影响

为探究适于陕北黄土丘陵沟壑区膜际栽培条件下谷子大豆种植的最佳间作方式,采用单因素随机区组设计,设置2行谷子2行大豆间作(I_(22))、2行谷子4行大豆间作(I_(24))、4行谷子2行大豆间作(I_(42))、单作谷子(SG)和单作大豆(SD)共5个处理,分析不同间作模式下谷子和大豆干物质积累与分配特点、种间竞争力及其对产量的影响。结果表明,3种间作处理均显著提高了谷子的干物质积累量,且I_(24)处理显著高于I_(42)处理,谷子干物质分配比率孕穗期为叶大于茎,成熟期穗大于叶、茎,3种间作处理穗分配比率均显著高于单作,且I_(24)和I_(22)处理显著高于I_(42)处理;3种间作处理均显著降低了大豆的干物质积累量,大豆干物质分配比率开花期为叶大于茎,成熟期荚果大于茎、叶,3种间作处理荚果分配比率均显著高于单作,各间作处理间无显著差异。I_(24)和I_(42)间作处理土地当量比分别为1.10、1.06,土地生产力提高6%~10%,具有间作优势;I_(22)间作处理土地当量比为1.00,无间作优势。间作处理下谷子较大豆表现出了更强的种间竞争力(AG>0)和产量营养竞争比率(CRG>1),且I_(24)处理显著低于I_(42)和I_(22)处理。综上所述,2行谷子2行大豆间作为陕北黄土丘陵沟壑区的最佳谷子大豆间作方式。

谷子大豆间作下群体光合特性及产量效益分析

为探索黄土丘陵沟壑区谷子大豆间作增产增效机制,设置谷子单作(SG)、大豆单作(SD)、谷子大豆行比2∶2(I22)、2∶4(I24)、4∶2(I42)共5个处理,综合分析不同间作处理对群体光合特性、农艺性状及产量效益的影响。结果表明,谷子净光合速率、蒸腾速率和气孔导度总体表现为间作高于单作,胞间CO_(2)浓度单作高于间作。其中,间作I24处理谷子灌浆期的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度显著高于I22和I42处理;大豆的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度总体表现为单作高于间作。谷子全生育期株高、茎粗和干物质积累量平均值间作大于单作,其中,成熟期谷子株高I24处理显著高于SG和I22处理,茎粗显著高于SG和I42处理,干物质积累量显著高于SG处理;大豆平均株高间作高于单作,茎粗和干物质积累量间作低于单作,其中,I24处理农艺性状优于I22和I42处理。谷子产量间作大于单作,其中,I24处理较SG、I22、I42处理分别提高45.17%、13.14%、25.66%;大豆产量间作略小于单作,但无显著差异;间作总产量高于单作谷子和单作大豆,具有间作优势,其中I24产量显著高于其他处理,经济效益最佳。

不同补灌时期对谷子生长发育的影响

为探索谷子生长发育的最佳补灌时期,以晋谷21号为试验材料,采取随机区组试验设计。共设全程不补灌(T1),拔节期补灌(T2),灌浆期补灌(T3)和拔节+灌浆期补灌(T4)等4个处理,每个处理3个重复。分析了不同补灌时期对谷子根系、地上部分形态、水分利用效率和产量的影响。结果表明:①成熟期T2根总长为5182.64 cm,较T1、T3、T4处理增加了70.78%、57.52%、45.41%;根表面积为487.60 cm^(2),较T1、T3、T4处理增加了58.81%、46.61%、15.09%;根直径为6.10 mm,较T1和T3处理增加了31.31%、27.62%;根体积为3.84 cm^(3),较T1和T3处理增加了41.70%、16.01%,具有显著性,而T2和T4不具有显著性;②T2成熟期株高为161.48 cm,较T1和T3处理增加了7.42%、2.54%;T2成熟期茎粗为10.55 mm,较T1和T3处理增加了11.29%、5.82%,具有显著性,而T2和T4不具有显著性;③T2处理的水分利用率为11.17(kg/hm^(2))/mm,T2处理下水分利用效率较T3、T4处理分别增加了2.3%、3.8%;④T2处理较T1和T3处理的穗长增长了9.81%、8.89%,单穗重增长了41.22%、21.74%,T2处理较T1、T3和T4处理的穗粗增加了9.20%、5.05%、11.31%,差异显著,而T2和T4处理下的穗长和单穗重不具有显著性;T4处理谷子产量最大为5130.70 kg/hm^(2),虽然对谷子增产效果最好,然而由于陕北高原旱地干旱缺水,试验旨在选出谷子的最佳补灌时期,考量谷子全程种植的经济效益,与其它处理相比拔节期补灌最高更适合谷子生长。综上所述,由此得拔节期补灌与其它处理相比更适合谷子生长,在灌水有限的条件下拔节期灌水能有效提高谷子的水分利用效率。