小麦||蚕豆间作提高间作产量的优势及其氮肥响应

为探明小麦||蚕豆间作体系种间互补和竞争与产量优势的关系及其氮肥响应,为豆科禾本科间作最佳氮素管理提供指导,本研究通过为期2年(2015—2017年)的田间定位试验,在不施氮(N0)、低氮(N1,90 kg·hm−2)、常规施氮(N2,180 kg·hm−2)和高氮(N3,270 kg·hm−2)4个施氮水平下,研究小麦||蚕豆间作的产量优势及其相关种间关系。结果表明,与单作相比,两年的间作小麦产量平均显著增加23.50%,单、间作蚕豆的产量均维持在4000 kg·hm−2左右,土地当量比均表现为N0>N1>N2>N3>1的趋势,系统生产力平均达5023 kg·hm−2。与单作相比,间作小麦和蚕豆的花后干物质累积比例、干物质转移率和贡献率均不同程度增加,增幅随着施氮量增加而降低。不同施氮水平下,小麦的种间相对关系指数均表现出明显的互利效应,相对种间竞争强度在低氮水平为种内竞争,常规氮和高氮水平为种间竞争;蚕豆的种间相对关系指数则表现出竞争效应,相对种间竞争强度表现为种内竞争。较蚕豆而言,小麦的相对种间竞争力表现出不同程度的竞争优势,在种间竞争力为0.6292时可获得最大的间作体系混合干物质量16093 kg·hm−2。综上,小麦||蚕豆间作降低了低氮水平下的种间竞争强度,扩大了小麦的互利效应和竞争优势,增加了间作作物的花后干物质累积比例以及干物质贡献率,表现出明显的间作产量优势。

玉米和花生同垄间作对作物光合特性和间作优势的影响

为了明确玉米和花生同垄间作提高间作优势的光合机理,采用大田随机区组试验,以玉米和花生平作间作(FIC)为对照,分别在0(P0)和180 kg P_(2)O_(5)·hm^(-2)(P180)两个磷水平下,分析了玉米和花生同垄间作(RIC)与玉米和花生沟垄间作(GIC)对作物叶面积指数(LAI)、SPAD值、CO_(2)羧化能力、光系统间协调性和间作产量优势的影响。结果表明:与FIC和GIC相比,RIC显著提高了间作玉米吐丝期SPAD值及吐丝期、乳熟期功能叶的表观量子效率(AQY)、最大电子传递速率(Jmax)、最大羧化效率(V_(c,max))、CO_(2)饱和时的净光合速率(A_(max))和光系统间协调性(Φ_(PSⅠ/PSⅡ)),降低了乳熟期功能叶K相可变荧光Fk占F_(j)-F_(o)振幅的比例(Wk)和J相可变荧光F_(j)占F_(p)-F_(o)振幅的比例(V_(j)),各指标在FIC与GIC间差异不显著。与FIC相比,RIC和GIC能够提高间作花生生育后期LAI和结荚期SPAD值,显著提高了V_(c,max)、A_(max)和Φ_(PSⅠ/PSⅡ),降低荚果膨大期功能叶Wk和V_(j)值,各指标在RIC与GIC间差异不显著。RIC的土地当量比和间作产量优势均高于FIC和GIC;施磷能进一步促进间作玉米、花生功能叶的V_(c,max)、Jmax、A_(max)和Φ_(PSⅠ/PSⅡ),提高间作产量优势。表明同垄间作可通过改善间作玉米、花生功能叶的光合电子传递及光系统间协调性,增强CO_(2)羧化固定能力,提高光合速率,进而增加作物产量和间作优势。

Advantages of Maize-Legume Intercropping Systems

An experiment was conducted during Kharif seasons of 2009 and 2010 on sandy loam soil of West Bengal, India to evaluate the productivity and economic viability of maize ＋ legume intercropping systems in additive as well as in replacement series with different row proportions. Maize （Zea rnays L.） cv. ＂Vijay＂ （composite）, green gram （Vigna radiata L.） cv. ＂Samrat＂, black gram （Vigna mungo L.） cv. ＂Sarada＂, soybean （Glycine max L. Merril） cv. ＂PK 327＂ and peanut （Arachis hypogaea L.） cv. ＂JL 24＂, were tested in monoculture as well as in intercropping situations with 1：1 （additive series） and 1：2 ratios （replacement series）. The result indicated that intercropped legumes improved the yield components of maize and offered some bonus yield. The highest maize grain yield （2,916.28 kg/ha） and maize equivalent yield （4,831.45 kg/ha） were recorded with maize ＋ green gram （1：1） and maize ＋ peanut （1：I）, respectively. The values of all the competition functions were always greater than unity and maize ＋ black gram （1：2） recorded the highest values of land equivalent ratio （1.433）, area time equivalent ratio （1.374） and land equivalent coefficient （0.421）. Maximum monetary advantage （Rs. 10,579.13） was found with maize ＋ green gam （l：1）. Maize ＋ peanut （1：2） combination recorded the highest relative net return （2.01）, net return （Rs. 28,523.08）, benefit-cost ratio （2.76） ad per day return （Rs. 259.30）.

芝麻与花生间作对芝麻功能叶光合荧光特性的影响

为了明确芝麻与花生间作提高芝麻产量的光合机理,于2017-2018年设芝麻与花生3∶6间作(IC 3∶6)、2∶4间作(IC 2∶4)、芝麻单作(SS)、花生单作(SP)4个处理,研究了间作对芝麻功能叶气体交换参数、光合-光强和光合-CO2响应曲线、快速叶绿素荧光诱导动力学曲线的影响.结果表明:间作芝麻产量的偏土地当量比大于1/3;与单作芝麻相比,芝麻与花生间作提高了芝麻功能叶的光饱和点(Isat)、光饱和时的净光合速率(Pn max)、最大电子传递速率(Jmax)、磷酸丙糖利用率(TPU)、Rubisco最大羧化速率(Vc max);提高了单位面积吸收(ABS/CSo)、捕获(TRo/CSo)和电子传递(ETo/CSo)的能量、反应中心的数目(RC/CSm)和传递到PSⅠ末端的量子产额(REo/CSo);降低了可变荧光Fk占Fj-Fo振幅的比例(Wk)和可变荧光Fj占Fp-Fo振幅的比例(Vj),提高了PSⅡ反应中心捕获光能转化为电能的效率(Ψo)、PSⅡ将电子传递到PSⅠ受体侧末端的效率(ΨRo)、电子传递链的电子传递效率(δR)、PSⅠ光化学活性(ΔI/Io)和光系统间协调性(ΦPSⅠ/PSⅡ).IC 3∶6下芝麻功能叶的净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)、蒸腾速率(Tr)、Pn max、Jmax、Vc max、TPU、Ψo、ΨRo和δR均高于IC 2∶4,其中Pn、gs和Tr差异显著.这说明间作芝麻具有明显产量间作优势关键在于间作能促进其功能叶对光能的吸收、传递与转化,提高电子传递链性能,增强PSⅠ、PSⅡ性能和两者间协调性及CO2羧化固定能力,从而提高净光合速率,其中IC 3∶6优于IC 2∶4.