施氮与种间距离下大豆/玉米带状套作作物生长特性及其对产量形成的影响

为明确施氮和种间距离下套作作物生长特性及其对产量形成的影响。本文以大豆/玉米带状套作系统为研究主体,探究不同氮水平(施氮与不施氮)与种间距离(玉豆间距30、45、60和75 cm、单作100 cm)下作物生长率、干物质积累与分配及产量差异,并对作物干物质积累过程进行拟合,综合分析作物生长规律和产量效益。结果表明:玉米生长率在抽雄期至乳熟期达最大,不施氮下以间距30 cm(MS30)最高,较玉米单作(MM100)高出34.99%。套作大豆生长率在初花期前显著低于单作(SS100),而初花期后高于SS100,以间距60cm(MS60)最高,盛花期—盛荚期在不施氮下较SS100高出78.91%。Logistic方程可较好的拟合玉米、大豆的干物质积累过程,且R2均在0.95以上。与不施氮相比,施氮推迟了玉米干物质积累高峰,提高了干物质积累量;套作大豆生育前期干物质积累慢于单作,而生育后期间距45cm(MS45)、MS60干物质积累逐渐与单作持平甚至超过单作。施氮提高了玉米籽粒干物质分配率而显著提高产量,2年间玉米产量分别提高10.05%、40.90%。随种间距离增加套作大豆产量呈先增后减趋势,以MS60最高,MS30最低,MS60两年间在不施氮与施氮下较MS30分别平均高出23.88%、31.77%。套作下土地当量比均在1.35以上,其中以施氮下MS60最大(1.89)。适宜的种间距离(间距60 cm)可实现套作下玉米和大豆协同生长,提高作物生长率、促进干物质积累与分配、提高系统产量和土地当量比。

玉米行距对大豆/玉米间作产量及种间竞争力的影响

为明确大豆/玉米间作体系中玉米最佳种植行距,通过设置5个间作玉米种植行距(D10:10 cm、D20:20 cm、D45:45 cm、D60:60 cm、D70:70 cm),研究不同玉米种植行距对作物产量、体系生产力、种间相对竞争力的影响。结果表明:玉米行距改变不影响间作产量优势,土地当量比(land equivalent ratio,LER)均大于1;随玉米行距的增加,间作大豆产量随之下降,间作玉米产量随之升高,系统生产力(system production,SP)随之提升;间作玉米行距改变显著影响了间作大豆的结荚数和单株粒数,单株结荚数从D10处理的38.5荚·株-1下降为D70处理的15.8荚·株-1,单株粒数从D10处理的66.6粒·株-1下降为D70处理的26.4粒·株-1;随玉米行距的增加,间作玉米穗粒数呈现先增加后减小的趋势,D60处理穗粒数最大,达606粒;间作玉米行距改变显著影响了种间相对竞争力,随间作玉米种植行距的增加,大豆相对于玉米的竞争力Asm逐渐弱化,竞争力平衡点出现在D45处理,采样期平均Asm为0.01。因此,综合考虑间作体系产量,作物产量和种间竞争力,D45处理为大豆/玉米间作体系间作玉米的最佳行距配置。

玉米行距对大豆/玉米间作作物生长及种间竞争力的影响

为探明大豆玉米间作系统中玉米种植行距对间作作物生长及种间资源竞争的影响。在固定带宽的大豆/玉米间作系统中,设置10,20,45,60和70 cm 5个间作玉米种植行距,分析间作系统的间作优势、作物生长情况以及大豆相对于玉米的资源竞争力变化。结果表明:随间作玉米行距增加,间作优势增加,70 cm行距间作优势最大,达4 271.4 kg·hm^(-2)。Logistic生长拟合曲线表明:随玉米行距增加,大豆生物累积量减小,达到最大日生长速率峰值的天数缩短,玉米生物累积量最大值出现在D45处理下,达43 471.1 kg·hm^(-2),D45处理达到最大日生长速率峰值的天数最长,达130 d,且生长后期日生长速率持续高于其它处理;共生期内,伴随作物生长,大豆相对于玉米的资源竞争力A_(sm)逐渐降低,共生后期,表现为随间作玉米种植行距增加,大豆相对于玉米的竞争力A_(sm)逐渐减小。综合分析表明:河西灌区大豆/玉米间作系统中,玉米是强竞争力作物,玉米种植行距为45 cm,有利于大豆和玉米的生长及产量形成,大豆和玉米种间竞争力较弱,可作为河西灌区大豆/玉米间作系统中间作玉米的最佳行距配置。

玉米播期对大豆/玉米间作产量及种间竞争力的影响

在间作系统中,间作作物间合理的共生期可有效提高间作系统作物对时空资源的高效利用。而间作作物播期直接影响间作作物间共生期的长短,由此导致的时空生态位分离会直接影响到作物生产力和种间相互作用。为明确大豆/玉米间作系统中玉米播期对间作作物产量、系统生产力及间作作物间资源竞争力的影响,本研究设置3个玉米播期处理——M1(4月24日与大豆同时播种,与大豆共生期165 d)、M2(5月4日播种,与大豆共生期150 d)、M3(5月14日播种,与大豆共生期140 d),通过对单间作条件下作物产量、干物质累积的测定,研究了玉米不同播期下大豆/玉米间作系统作物产量、系统生产力、共生期内种间竞争力变化。结果表明:3个播期处理不影响间作产量优势,土地当量比(land equivalent ratio,LER)均大于1;但随播期延迟,LER变小,M1处理LER最大,达1.37。玉米播期变化对间作大豆产量无显著影响;随玉米播期延迟,间作玉米产量下降,间作系统生产力随之下降。玉米播期对间作大豆产量构成无显著影响;随玉米播期延迟,间作玉米的百粒重随之减小,M3的百粒重(26.1 g)仅为M1(36.6 g)的71%。玉米播期延迟抑制了大豆玉米共生后期玉米资源竞争力的恢复,在大豆和玉米共生前期,大豆的资源竞争力强于玉米,而共生后期(9月至收获),玉米的资源竞争力显著提升;M3处理大豆相对于玉米的资源竞争力(aggressivity,A_(sm))始终高于M1和M2,玉米相对拥挤指数随播期延迟而降低,表现为M1>M2>M3,而竞争比率为M3>M2>M1。因此,就本研究而言,甘肃河西灌区大豆/玉米间作系统中4月24日大豆和玉米同时播种是此系统间作作物的适宜播期,两作物同时播种可有效稳定间作作物产量及系统生产力,间作玉米播种延迟会导致间作系统生产力下降。

大豆/玉米间作体系中接种AM真菌和根瘤菌对氮素吸收的促进作用

利用大豆和玉米之间根系不同分隔方式的盆栽试验,研究了在玉米/大豆间作体系中接种大豆根瘤菌、AM真菌Glomus mosseae和双接种对间作体系氮素吸收的促进作用。结果表明,双接种处理显著提高了大豆及与其间作玉米的生物量、氮含量,双接种大豆/玉米间作体系总吸氮量比单接AM菌根、根瘤菌和不接种对照平均分别增加22.6%、24.0%和54.9%。大豆促进了与其间作玉米对氮素的吸收作用,在接种AM真菌和双接种条件,间作玉米的AM真菌侵染率提高,大豆根瘤数增加;接种AM真菌处理,不分隔和尼龙网分隔比完全分隔玉米吸氮量的净增加量是未接种对照的1.8、2.6倍,双接种处理分别是对照的1.3和1.7倍。说明在间作体系中进行有效的根瘤菌和AM真菌接种,发挥两者的协同作用对提高间作体系土壤养分利用效率,进一步提高间作体系的生产力有重要的意义。

大豆/玉米间作下干物质累积动态变化与产量分析

通过采用田间小区试验研究了不同氮素供应水平以及接种根瘤菌对大豆/玉米间作下的干物质积累与产量的影响。试验结果表明,生育前期,间作大豆和玉米与单作之间单株干物质积累量差异不显著;生育后期,间作大豆的单株干物质积累量小于单作时的单株干物质积累量,而间作玉米单株干物质积累量则显著高于单作。在不施氮时,接种根瘤菌处理的大豆在鼓粒期大豆根瘤干质量显著高于未接种处理,而间作大豆的根瘤干质量显著高于单作;在施氮量150kg.hm-2时,接种根瘤菌处理促进了大豆根瘤的生长,但是间作种植大豆根瘤干质量显著低于单作。在经济产量方面,大豆和玉米间作体系中接种根瘤菌显著提高了大豆和玉米的籽粒产量,不施氮处理,接种根瘤菌比不接种根瘤菌处理大豆和玉米经济产量总量平均增加了14.2%,在施氮为150kg.hm-2时,平均相应的增加6.5%。

磷肥减施对间作大豆/玉米农艺性状及产量、经济效益的影响

以大豆、玉米常规施磷量为基准,设置5个磷肥用量处理:Ⅰ大豆、玉米常规施肥;Ⅱ大豆常规施肥,玉米磷肥减施1/2;Ⅲ大豆磷肥减施1/2,玉米常规施肥;Ⅳ大豆、玉米磷肥均减施1/2;Ⅴ不施肥处理,研究不同磷肥减施对间作大豆/玉米农艺性状、产量及经济效益的影响。结果表明,磷肥减施1/2对大豆植株节数、有效荚数、单株粒数、单株粒重等农艺性状均无负面影响,玉米各农艺性状也未产生显著变化。磷肥减施相比未减施处理大豆产量增加7.89%~14.80%,经济效益增加15.20%~24.23%;玉米产量和经济效益均无明显差异;相比未施肥处理大豆产量增加36.08%~56.22%,经济效益增加8.76%~35.12%,玉米产量增加17.62%~22.00%,经济效益增加10.13%~12.66%。本试验条件下,在常规施肥量基础上减磷1/2可维持作物较高产量及经济效益。

不同氮水平下大豆与玉米单、间作氮素吸收的微分方程建模

大豆/玉米间作具有一定的养分利用优势,但是不同氮水平下的间作体系对氮素吸收的响应不同。在本文中,首先分别建立了自然条件下大豆和玉米单作氮素吸收的非自治Logistic微分方程模型,探讨了不同氮水平下大豆和玉米单作时氮素吸收的非自治Logistic微分方程模型,得到单作大豆和玉米的最佳施氮量分别为0.4808 g∙plant−1、2.6199 g∙plant−1。然后,进一步建立了不同氮水平下大豆和玉米间作氮素吸收的二维非自治微分方程模型,对模型拟合的相关系数均在98%以上,数值计算得到间作大豆和玉米的最佳施氮量分别为0.4821 g∙plant−1、2.6201 g∙plant−1,与单作结果差别不大,然而,两作物的氮素吸收量在不同氮水平交叉种植模式下却有着显著差异。在最佳施氮量下,间作玉米的氮素吸收量最大为4.48 g∙plant−1,较自然间作提升了59.43%,而大豆的氮素吸收量为1.31 g∙plant−1,较自然间作也提升了32.32%;就氮肥利用率而言,最佳施氮量下间作大豆相比最佳单作大豆下降了24.01%,而最佳间作玉米相比最佳单作玉米则提高了30.45%。

玉米/大豆间作中大豆根系生长及氮磷养分吸收的特点

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,大行比反之。从间作的大豆根系性状及氮、磷营养高效利用等方面进行综合比较和分析,在本试验条件下玉米/大豆间作以2∶4的行比较为适宜。

小麦/玉米/大豆套作的产量、氮营养表现及其种间竞争力的评定

采用多年大田试验研究了小麦-大豆(A1)、小麦-甘薯(A2)、玉米(A3)、小麦/玉米/大豆(A4,麦/玉/豆)和小麦/玉米/甘薯(A5,麦/玉/薯)5种种植模式的生物积累和氮素吸收特性,以探讨麦/玉/豆套作体系的种间竞争力变化规律。试验通过土地当量比(LER)、种间相对竞争力(A)、氮营养竞争比率(NCR)等指标来评定不同套作系统内的作物竞争力。结果表明,麦/玉/豆套作表现出明显的套作优势(LER>1、Awc<0、Acs>0、NCRwc<0、NCRcs>1),玉米始终占据套作系统的优势生态位,小麦、大豆处于竞争劣势;与A1、A2、A3及A5相比,麦/玉/豆套作提高了各作物在开花期(或吐丝期)与成熟期的籽粒产量与吸氮量和地上部植株的总生物量与总吸氮量;各作物的生物量与吸氮量在处理间的变化规律为套作>单作、大豆茬口>甘薯茬口,以A4处理最高。麦/玉/豆套作的全年总经济产出比麦/玉/薯套作平均高28.02%。

小麦/玉米/大豆和小麦/玉米/甘薯套作体系中玉米产量及养分吸收的差异

分别在四川2个玉米主产区—川中丘区射洪县和川西山区雅安市,采用单因素随机区组设计,通过3年田间试验对比研究了小麦/玉米/大豆和小麦/玉米/甘薯套作模式下玉米产量、养分吸收积累规律以及与耕层土壤养分的关系。结果表明,两种套作模式经过一年种植后,小麦/玉米/大豆套作模式下玉米产量均高于小麦/玉米/甘薯套作模式下的玉米产量,但差异不显著,第二、三年分带轮作后,小麦/玉米/大豆套作模式下玉米产量显著高于小麦/玉米/甘薯套作模式下的玉米产量,二年平均分别高出679.5 kg/hm2和839.1 kg/hm2,增产9.4%和12.6%,射洪试验点增产作用较雅安试验点显著;分带轮作后两种套作体系玉米氮素吸收积累在拔节前差异不显著,拔节后小麦/玉米/大豆套作模式下玉米氮素积累量显著高于小麦/玉米/甘薯套作模式,磷的吸收积累则相反,从拔节期到开花期,小麦/玉米/大豆套作模式下玉米磷的吸收积累均显著低于小麦/玉米/甘薯套作模式,小麦/玉米/大豆套作模式下玉米钾素吸收积累量高于小麦/玉米/甘薯套作模式;不同作物带耕层土壤养分含量差异达显著水平,2个试验点大豆带残留的硝态氮、速效氮、速效钾平均分别比甘薯带高18.4%、24.1%、6.0%,而铵态氮和速效磷甘薯带较大豆带分别高18.9%和17.1%,两种套作模式中玉米带耕层土壤养分含量差异不显著,经第二、三年分带轮作后,耕层土壤养分含量差异减小,表明分带轮作玉米能较好均衡田间养分。

小麦/玉米/大豆和小麦/玉米/甘薯套作对土壤氮素含量及氮素转移的影响

为探讨小麦/玉米/大豆套作对氮素营养的种间促进机制,采用叶片15N富积标记法研究了小麦/玉米/大豆(A1)和小麦/玉米/甘薯(A2)2种套作系统中不同施氮水平下的土壤培肥效果和氮素转移规律。结果表明,施氮可以提高小麦、玉米的土壤总氮含量,以施纯氮150～300kghm-2处理最高;大豆较甘薯更有利于保持土壤肥力,施氮0、150、300和450kghm-2水平下种植大豆后的土壤总氮含量比种植大豆前(小麦收获后)高38.6%、20.2%、9.4%和16.7%,而种植甘薯则降低总氮含量3.1%、1.8%、14.0%和3.8%。A1系统中小麦和玉米季土壤中NO3-N含量低于A2系统,且随施氮量的增加而增加;大豆季土壤中NO3-N含量高于甘薯季。A1和A2系统均存在15N的双向转移,15N转移量随施氮量的增加而降低,且A1的15N净转移量和转移强度高于A2;A1系统中小麦、玉米和大豆的15N净转移量比A2系统的15N净转移量分别高3.3%～12.1%、27.0%～166.2%和26.2%～78.7%。玉米与小麦之间的15N净转移方向为从玉米向小麦,玉米与大豆之间的15N净转移方向为从大豆向玉米,玉米与甘薯之间的15N净转移方向为从玉米向甘薯。

“小麦/玉米/大豆”套作体系中不同作物间的相互作用及氮素的转移、吸收

在根系分隔盆栽条件下,采用15N土壤稀释标记方法,研究了"小麦/玉米/大豆"三熟套作体系不同作物间的相互作用及氮素的转移、吸收利用特性。结果表明,"小麦/玉米/大豆"套作体系促进小麦对肥料氮和土壤氮的吸收,不分隔处理的生物产量、15N总吸收量和总回收率得到显著提高,土壤残留15N丰度及总氮含量明显降低;玉米表现出套作优势(Awc<0,NCRwc<0),不分隔处理的籽粒产量、籽粒15N吸收量、15N总回收率、土壤残留15N丰度及总氮含量较分隔处理提高17.17%、24.52%、17.63%、13.9%和10.1%;大豆表现出套作劣势,不分隔处理的15N总吸收量、籽粒15N吸收量、15N总回收率和土壤残留15N丰度降低,土壤总氮含量提高6.06%。"小麦/玉米/大豆"套作体系存在氮素的双向转移,以玉米向小麦、大豆向玉米转移为主。

小麦/玉米/大豆和小麦/玉米/甘薯套作对根际土壤细菌群落多样性及植株氮素吸收的影响

为探讨小麦/玉米/大豆和小麦/玉米/甘薯套作体系中根际细菌群落多样性与作物氮素高效吸收的差异特性及二者间的关系,应用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术研究了小麦-大豆(A1)、小麦-甘薯(A2)、玉米(A3)、小麦/玉米/大豆(A4)和小麦/玉米/甘薯(A5)5种种植模式的根际细菌群落多样性。结果表明,与A1、A2、A3及A5相比,A4套作提高了各作物在开花期(或吐丝期)与成熟期的籽粒吸氮量、地上部总吸氮量和Shannon-Weiner index多样性指数(H′)。处理间的吸氮量与H′的变化规律为套作>单作、大豆茬口>甘薯茬口,以A4处理最高。不同种植模式下DGGE图谱条带的数量及亮度有较大区别,且有几条特征性条带发生了明显变化。不同种植模式间的细菌群落结构相似性较低,群落相似度系数(Cs)表现为套作与套作间>套作与单作间;A4与A5间的Cs相对较小,二者间的细菌群落结构差异较大。A4模式有利于提高根际细菌群落多样性,增强植株对氮素的吸收能力。

小麦/玉米/大豆和小麦/玉米/甘薯套作的氮素吸收利用及氮肥残效研究

采用15 N土壤稀释标记法研究了"小麦/玉米/大豆"和"小麦/玉米/甘薯"(以下简称"麦/玉/豆"和"麦/玉/薯")在不同根系分隔方式下的氮素吸收利用及氮肥残效。结果表明,不分隔与完全分隔相比,2种体系的小麦植株15 N当季吸收量和回收率提高,土壤残留15 N%丰度及总N含量降低;"麦/玉/豆"的玉米植株15 N当季吸收量和回收率提高25.16%和25.16%,玉米土壤残留15 N%丰度及总N含量提高13.89%和10.15%,"麦/玉/薯"的则分别降低15.98%,15.99%,17.37%和5.19%;大豆植株的15 N当季吸收量和回收率、土壤残留15 N%丰度降低,土壤总N含量提高3.03%;甘薯植株的15 N当季吸收量和回收率提高,土壤残留15 N%丰度和总N含量降低0.91%和4.95%。在利用前茬作物残留在土壤中的15 N时,"麦/玉/豆"的小麦、玉米对残留15 N的吸收量与回收率高于"麦/玉/薯"的小麦、玉米;大豆对前茬小麦、玉米残留15 N的吸收量与回收率低于甘薯,对前茬大豆残留15 N的吸收量与回收率高于甘薯。"麦/玉/豆"较"麦/玉/薯"更有利于作物间氮素的转移、周年氮肥的高效利用和土壤肥力保持。

“麦/玉/豆”套作种植模式氮肥周年平衡施用初步研究

运用双佳值法对小麦/玉米/大豆套作种植模式氮肥周年施用量及作物间分配比例进行了研究,结果表明,该种植模式在中产田的周年氮肥最佳施用总量为342.8 kg/hm2,小麦、玉米和大豆适宜分配比例为33.76∶35.71∶30.54,各作物最佳施氮量为小麦115.73 kg/hm2、玉米122.41 kg/hm2、大豆104.69 kg/hm2。

两种三熟套作体系中的氮素转移及吸收利用

【目的】探讨"小麦/玉米/大豆"(以下简称麦/玉/豆)和"小麦/玉米/甘薯"(以下简称麦/玉/薯)两种三熟套作体系的氮素种间竞争促进作用和高效吸收利用特性。【方法】采用根系分隔盆栽试验和15N土壤稀释标记法,研究两种三熟套作体系的氮素转移及吸收利用情况。【结果】不分隔与分隔相比,两种体系中小麦的15N总吸收量和15N作物回收率提高,土壤残留15N%丰度及总N含量降低。"麦/玉/豆"中玉米的15N总吸收量、籽粒15N吸收量、15N作物回收率、土壤残留15N%丰度及总N含量提高17.62%、24.52%、17.63%、13.9%和10.1%,"麦/玉/薯"则降低50.19%、42.58%、33.42%、29.6%和5.2%;降低了大豆的15N总吸收量、籽粒15N吸收量和15N作物回收率,但土壤总N含量提高6.06%;提高了甘薯的15N总吸收量和15N作物回收率,但土壤残留15N%丰度和总N含量降低0.9%和4.95%。【结论】两种体系均存在氮素种间竞争促进作用和氮素转移,"麦/玉/豆"较"麦/玉/薯"更有利于肥料氮的吸收、土壤肥力的保持和周年作物的可持续生产。

麦/玉/豆周年套作体系氮素积累分配及转运

【目的】四川盆地特殊的高温寡照气候,使得作物间套作十分广泛。"麦/玉/豆"体系有利于资源循环高效利用和农业可持续发展。本项目研究了"麦/玉/豆"周年套作体系中各作物的氮素积累分配和花后氮素转运特征,旨在明确体系各作物的氮素营养吸收特性,为该体系的氮肥合理施用及高产高效提供理论依据。【方法】通过2011、2012连续两年田间定位试验,研究了"小麦/玉米/大豆"套作体系在不同氮用量下(小麦设N 0、60、120、180、240kg/hm2,分别表示为WN1、WN2、WN3、WN4、WN5;玉米设N 0、97.5、195、292.5、390 kg/hm2,分别表示为MN1、MN2、MN3、MN4、MN5;大豆不施肥,依前作的施氮处理依次记为SN1、SN2、SN3、SN4、SN5)各作物的氮素积累分配、花后氮素的转运。【结果】1)小麦各部位氮积累量都随氮用量增加而增大,籽粒、茎鞘、叶片和颖壳穗轴分别占地上部总氮积累量(平均为218.6 kg/hm2)的71.5%、12.2%、9.2%和7.1%;小麦花后从营养器官向籽粒转移的氮量及其贡献率随施氮量增加而增大,但转移率在不同氮处理下差异不显著,平均为61.5%;随氮用量增加,籽粒的氮分配比例逐渐减少,而非籽粒部分的氮分配比例则随之增大;小麦籽粒产量随施氮量增加而增大,但WN3~WN5处理间差异不显著。2)玉米各部位氮积累量随氮用量增加而增大,籽粒、叶片、茎鞘和苞叶芯分别占地上部总氮积累量(平均为108.1 kg/hm2)的67.2%、3.9%、11.8%和7.0%;玉米花后从营养器官向籽粒的氮素转移量、转移率和贡献率均随施氮量的增加呈先增加后降低的变化趋势,都以MN3处理最大;玉米各部位的氮积累比例在叶片、茎鞘中以MN1处理最大,MN2~MN5处理明显降低,在苞叶芯中不同氮处理间无明显变化,在籽粒中表现为施氮处理显著高于不施氮处理,而施氮处理间差异不显著;玉米籽粒产量随施氮量增加而增大,但MN4、MN5处理间差异不显著。3)大豆收获期茎秆、荚皮、籽粒的氮积累量都有随施氮量增加而逐渐增大的趋势,以SN4和SN5两个处理显著高于另外三个处理,而在SN1~SN3、SN4与SN5间无显著性差异;籽粒、茎秆、荚皮的氮积累比例在5个处理间无显著变化,平均分别为82.2%、5.2%、12.6%;大豆花后从营养器官向籽粒转移的氮量从SN1~SN5处理有先显著降低后又逐渐升高的变化趋势,而氮素转移率和转移氮素的贡献率在各处理之间无显著差异,平均分别为80.8%和26.6%;大豆籽粒产量以SN4和SN5两个处理显著高于另外三个处理,而在SN1~SN3、SN4与SN5间无显著性差异。【结论】低氮处理显著影响套作小麦、玉米、大豆3种作物的产量及氮素的积累,高氮投入会促使氮素滞留在营养器官中,阻碍其花后向籽粒中转移;体系全年施N量在255~382.5 kg/hm2为宜,其中小麦120~180 kg/hm2,玉米195~292.5 kg/hm2,大豆不施或依苗情适当追施氮肥。

两种三熟套作体系中的氮素吸收利用及种间相互作用

通过根系分隔盆栽试验,研究小麦/玉米/大豆与小麦/玉米/甘薯两种三熟套作体系的氮素吸收利用及种间相互作用。结果表明:小麦表现为套作优势,两种体系下不分隔的生物产量与吸氮量均高于完全分隔。玉米在"麦/玉/薯"中表现出竞争劣势(Awc>0,NCRwc>0),不分隔的生物产量与吸氮量显著低于完全分隔;在"麦/玉/豆"中表现出竞争优势(Awc<0,NCRwc<0),不分隔的籽粒产量、籽粒吸氮量和总生物产量、总吸氮量均高于完全分隔,且比"麦/玉/薯"高5.62%、59.09%、5.97%、41.18%。大豆虽表现出竞争劣势,但生物产量与吸氮量降低不明显;甘薯具有微弱的竞争优势,但生物产量与吸氮量显著降低,总吸氮量比大豆低53.11%。不分隔时,"麦/玉/薯"中的玉米与甘薯土壤总氮含量比"麦/玉/豆"中的玉米与大豆低3.95%和8.57%。

西南地区不同套种模式对土壤肥力及经济效益的影响

为探讨不同作物组合的种植模式对土壤肥力及经济效益的影响,寻找作物搭配合理、低投入高产出的套作模式。采用单因素随机区组试验,研究比较了4种套作模式(小麦/玉米/大豆、小麦/玉米/甘薯、小麦/高粱/大豆、马铃薯/玉米/大豆)的土壤肥力、产量及经济效益的差异。连续种植3年后,各种植模式的土壤养分含量基本维持或得到提升(速效钾除外)。甘薯茬口对全钾、速效钾消耗均较大,需适当提高钾肥用量。小麦/玉米/甘薯的总产量最高,小麦/玉米/大豆模式的大豆单产量最高,小麦的单产各模式无显著差异。不同模式收益表现为,小麦/玉米/大豆>马铃薯/玉米/大豆>小麦/玉米/甘薯>小麦/高粱/大豆;产投比表现为,小麦/玉米/大豆>马铃薯/玉米/大豆>小麦/玉米/甘薯>小麦/高粱/大豆。小麦/玉米/大豆收益为14196.41元/hm^2,产投比为3.69:1,均为所有模式中最高,加之大豆茬口可以活化土壤养分,是相对理想的套作模式。