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。

川南深丘区玉米大豆带状套作病虫草综合防控技术研究

为探索川南深丘区玉米大豆带状套作种植模式下病虫草害防治技术,在玉米大豆复合生长周期,开展以农业防治和科学用药为主的全程病虫草害综合防控技术研究。研究结果表明,防控区病虫害发生程度远低于对照区。与对照区相比,防治控区玉米大小斑病病株率减少29.56%,病情指数减少41.26;玉米纹枯病病株率减少43.48%,病情指数减少51.78%;玉米螟被害株率减少62.86%,百株虫量减少56.45%;蚜虫虫株率减少53.68%,百株虫量减少69.05%%。调查三户农户玉米平均亩产量490.38kg,大豆平均亩产量30.35kg,每亩产值1 838.49元,加上政府补贴每亩200元,每亩总收入2 038.49元。扣除种植投入每亩960.00元,每亩收益1 078.49元,达到了“玉米产量基本不减,增收一季大豆”的生产目标。

玉米行向配置对带状套作大豆光合特性、叶片结构及产量的影响

玉米-大豆带状复合种植技术具有提高土地利用率,扩大大豆生产面积,提高大豆产量的作用,而田间配置直接影响大豆生长发育和产量形成。本研究通过分析玉米-大豆带状套作模式行向配置对大豆形态、光合生理参数及产量的影响,确定南方区域玉米-大豆带状套作模式的最优行向。试验采用单因素随机区组设计,玉米大豆行比为2∶2,带宽2 m,设置6个处理:玉米西北-东南行向净作(CKm)、大豆西北-东南行向净作(CKs)和4种行向的玉米-大豆带状套作[东-西(A1)、南-北(A2)、西北-东南(A3)、东北-西南(A4)],分析套作大豆光环境、株高、叶面积指数、光合色素、光合参数、叶片结构特性、粒叶比及产量等对复合种植系统行向的响应。结果表明,东-西行向和西北-东南行向处理的大豆前期受荫蔽程度显著低于南-北行向和东北-西南行向处理(P<0.05);东-西行向种植,套作大豆受光量最大。与净作大豆西北-东南行向处理相比,带状套作各处理大豆叶面积指数、地上部生物量、光合色素含量、净光合速率、叶片生产能力、叶片厚度、气孔密度显著降低,整体趋势为东-西行向>西北-东南行向>南-北行向>东北-西南行向处理。东-西行向处理各生育时期大豆叶面积指数、地上部生物量、光合色素含量、净光合速率以及大豆叶片厚度、气孔密度、气孔长度和气孔开度均显著高于其他带状套作处理。在产量和效益方面,东-西行向处理的大豆产量和整株粒叶比、1~5节位粒叶比及3~4节位粒叶比分别为1932.66 kg∙hm^(-2)和1074.25 g∙m^(-2)、498.50 g∙m^(-2)及207.59 g∙m^(-2),高于其他带状套作处理(P<0.05)。与玉米净作处理相比,南-北行向、西北-东南行向和东北-西南行向处理玉米实际产量显著降低,而东-西行向处理玉米产量增加1.67%。东-西行向处理下玉米产量贡献率最高(79.44%),土地当量比为1.66。在中国南方地区,东-西行向种植能显著发挥玉米-大豆套作复合种植模式的优势。

西南地区玉米-大豆带状套作成本及综合效益分析

为了探究玉米-大豆带状套作模式在西南地区的推广价值,采用比较分析法和主成分分析法,对4种种植模式,即玉米-大豆带状套作(SRI)、玉米-大豆单行套作(RI)、单作玉米(MM)和单作大豆(MSB)的产量、产值、成本、成本构成及综合效益进行了分析。与单作相比,SRI模式显著提高土地复种指数,提高了土地利用率,具有良好的产出效果,不同地区SRI模式的平均纯收益为13422.17元/hm^(2),较RI、MM和MSB模式分别高24.15%、32.86%和554.98%;SRI总成本为13252.70元/hm^(2),较MM和MSB模式分别高31.99%和100.72%,较RI模式低1.87%。总成本中用工费用所占的比例最高,较MM和MSB模式分别增加21.51%和76.28%,较RI模式低2.85%;就综合效益而言,川南-仁寿、川中-乐至和川西-雅安地区的SRI模式综合效益排名均位于各地区第一,川南和川中丘陵地区的综合效益最好,其次为川西盆周山区。玉米-大豆带状套作模式是西南地区提高经济效益和综合效益较为理想的种植模式,其在丘陵地区的推广价值要高于盆周山区。

带宽配置对玉米大豆带状套作生长发育的影响

带宽配置不同,带状套作体系中的农作物在生长发育过程中会表现出不同的特征,进而影响农作物产量和品质。本文以玉米大豆带状套作体系为研究对象,针对不同带宽配置下,玉米大豆在不同生长发育阶段中的养分积累和竞争、干物质积累分配情况和产量进行了试验分析,探讨了带宽配置对玉米大豆带状套作生长发育的具体影响,总结得出了最佳的带宽配置。

玉米-大豆带状套作对大豆根瘤性状和固氮能力的影响

【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的共同调控(R2=0.613、0.916);大豆根瘤数目、单株瘤重和酰脲含量均显著下降,根瘤数目与地下部生物量呈显著正相关(R2=0.813);单位重量和单株固氮酶活性均显著下降,在达到峰值后下降速度均小于单作;单株固氮酶活性增长速率最快的时间滞后于单作。不同结瘤特性大豆对玉豆带状套作的响应不同,玉豆带状套作下NTS1007单株根瘤数目最多,但与单作相比其降幅最大(52.42%),BRAGG地下部和地上部生物量、根瘤重量下降幅度最大(37.73%、31.28%、43.25%),南豆12的根瘤数目、地上部和地下部生物量、根冠比的降幅均为最小(40.12%、10.17%、19.83%、10.41%);玉豆带状套作下NTS1007的单株固氮酶活性和单位重量酰脲含量降幅最大(64.41%、21.72%),BRAGG的单位重量固氮酶活性降幅最大(24.16%),南豆12的单位重量和单株固氮酶活性、单株酰脲含量均表现为最高,且降幅最小(10.01%、45.81%、17.88%)。【结论】玉豆带状套作显著降低了大豆地上部、地下部生物量和根冠比,减少了单株根瘤数目,降低了单位重量根瘤和单株固氮酶活性,抑制了大豆固氮能力的发挥。但生殖生长后期固氮能力下降速度低于单作,这有利于套作大豆籽粒蛋白质的积累。不同结瘤特性大豆对套作的响应不同,强结瘤大豆NTS1007的地上部干物质积累和地下根瘤形成对套作环境反应敏感,南豆12则对玉豆带状套作表现出了良好的适应性。

不同玉米-大豆带状套作组合条件下光合有效辐射强度分布特征对大豆光合特性和产量的影响

【目的】发展间种套作大豆是有效解决粮食供需矛盾的重要途径。本文旨在通过优化群体配置,改善群体光分布特征,实现大豆对有效光能的高效利用,为套作大豆高产栽培及群体结构的优化设计提供理论依据和技术途径。【方法】本研究于2011年和2012年,以不同株型玉米杂交种和大豆品种贡选1号为试材,设计登海605/贡选1号(处理A)、川单418/贡选1号(处理B)、雅玉13/贡选1号(处理C)3种玉豆带状套作组合,并以大豆单作作为对照(CK),分析不同玉豆带状套作组合PAR分布特征对大豆光合特性和产量的影响。【结果】(1)不同玉豆带状套作组合的PAR和透光率存在显著差异,且均显著低于CK(P<0.05)。玉豆共生期间,处理A的PAR分别比处理B和处理C高54.4%和90.7%。处理A的透光率分别比处理B和处理C高7.4%和17.7%。处理A的PAR和透光率均显著高于处理B和处理C。这说明登海605/贡选1号的带状套作组合,能够提高套作系统的光合有效辐射强度和透光率。(2)不同玉豆带状套作组合下,处理A大豆叶片Pn显著高于处理B和处理C(P<0.05),处理B和处理C大豆的Pn与处理A相比分别低了14.16%和27.23%。Gs和Ci与Pn变化趋势相同,Pn与Gs存在显著的正相关关系(0.883**),说明气孔限制可能是Pn下降的主要原因。(3)不同玉豆带状套作组合显著提高了大豆叶片的Chla、Chlb、Chl(a+b)含量,降低了Chla/b比值,且均呈显著差异(P<0.05)。在V3、V5和R1期时,处理C大豆叶片Chla含量比处理A和B相比分别高5.42%、10.2%、5.9%和3.08%、4.9%、3.3%。处理C下大豆的Chlb含量比处理A和处理B分别高14.4%、14.9%,11.73%和7.8%、7%和5.74%。处理C大豆叶片Chl(a+b)的含量比处理A和处理B分别高7.27%,11.1%,7%和4.08%,5.35%,3.8%。处理间Chla/b与其呈相反的变化趋势。不同套作组合大豆叶片的叶绿素含量随着遮阴程度的增加而增加,使叶片更有效的捕获有限的光能,对光强降低有一定的补偿作用,增加对有限光能的利用。(4)不同玉豆带状套作组合大豆叶面积指数和干物质重且均显著低于CK。且处理间呈显著性差异(P<0.05),玉豆共生期间,不同玉豆带状套作组合大豆的LAI表现为处理A>处理B>处理C,且处理B和处理C的干物质重分别比处理A低35.4%和57.1%,LAI与干物质重存在显著的正相关关系(0.977**),说明紧凑型玉米削弱了对大豆弱光胁迫的程度,增加了LAI和光能截获量,从而提高了套作大豆群体的物质积累。(5)不同玉豆带状套作组合下,大豆产量及产量构成因素存在显著性差异(P<0.05)。处理A的单株荚数比处理B和处理C高11.28%和32.75%,单株粒数高5.19%和13.34%,每荚粒数高6.4%和22.5%,单株粒重高2.16%和6.22%。不同处理间大豆产量以处理A的产量最高,且分别比处理B和处理C高13.13%和35.6%,说明随着玉米对大豆弱光胁迫程度的加剧,大豆产量呈现降低趋势。【结论】适宜的株型配置可以改善套作大豆生长的光照环境、提高其光合效率和产量。

带状套作大豆群体冠层光能截获与利用特征

【目的】研究不同行距的玉豆间距带状套作组合对大豆冠层结构特征与光能利用的影响,为制定适宜的群体配置提供理论依据。【方法】以四川省主推玉米和大豆品种"川单418"和"贡选1号"为试材,设计(A)玉豆间距40 cm(大豆窄行行距70 cm)、(B)玉豆间距50 cm(大豆窄行行距50 cm)、(C)玉豆间距60 cm(大豆窄行行距30 cm)3种玉豆带状套作组合,并以单作玉米(SM)和单作大豆(SSB)作为对照,对带状套作大豆冠层结构、光能截获量、干物质重等指标进行测定分析。【结果】(1)不同带状套作大豆群体冠层上方的PAR存在显著差异,且均显著低于SSB(P<0.05)。玉豆共生期间,处理A大豆群体冠层上方的PAR与处理B和C相比,分别低44.1%和60.4%。这说明由于处理A缩短了玉豆间距,加剧了玉米对大豆的遮荫程度,从而降低了大豆群体可利用的有限光照资源。(2)不同带状套作大豆群体的LAI、叶倾角和株高均呈现显著差异(P<0.05),在大豆V5、V7和R1期,处理B比处理C和处理A的LAI分别提高了16.4%、13.1%、12%和30.3%、32.2%、29.3%。叶倾角比处理C和处理A分别提高了15%、16%、14%和34%、31%、26%。株高比处理C和处理A分别减低了7%、8.8%、7.9%和13.5%、16.7%、14.8%。说明适宜的玉豆间距可以提高套作大豆的LAI,调整更加合理的叶倾角和株高,优化植株形态特征,实现光能在大豆群体内的均匀分布,有利于提高大豆的光能利用效率。(3)不同带状套作大豆光能截获量呈现显著差异(P<0.05)。在大豆V5、V7和R1期间,处理A与处理B相比光能截获量分别降低了43%、22%和33%,处理C与处理B相比则分别降低了21%、10%和17%,LAI与光能截获量存在显著的正相关关系(0.977**),说明在玉豆间距为50 cm时增加了大豆群体的LAI,从而提高了光能截获量。(4)不同带状套作大豆光能利用率呈现显著差异(P<0.05)。在大豆V5、V7和R1期,处理B与处理C相比光能利用率分别提高了8.6%、7.0%和5.8%,处理B与处理A相比则分别提高了40%、23%和13%。(5)不同带状套作大豆群体的干物质重均显著低于SSB,且处理间呈显著性差异(P<0.05)。在大豆V5、V7和R1期,处理A与处理B相比分别降低了59%、36%和41%,处理C与处理B相比则分别降低了27%、16%和22%,DMW与光能截获量存在显著的正相关关系(0.989**),说明在玉豆间距为50 cm时增加了大豆群体的光能截获量,从而提高了大豆群体干物质的积累。(6)不同带状套作大豆群体产量及总产量存在显著性差异(P<0.05)。其中处理B的大豆产量分别比处理C和处理A提高了10%和27%,总产量比处理C和处理A提高了1%和3%。说明随着玉豆间距的缩短,大豆弱光胁迫程度的增加,大豆产量呈下降趋势。【结论】本试验条件下,以玉豆间距为50 cm的玉豆带状套作种植模式可以优化大豆群体冠层结构、提高光能利用率和产量。

玉米-大豆带状套作中荫蔽及光照恢复对大豆生长特性与产量的影响

大豆在玉米-大豆带状套作模式中经历了荫蔽期和光照恢复期,本研究比较了两个大豆品种(贡选1号、桂夏3号)在带状套作荫蔽期和光照恢复期的生长特性及产量,以期为选择适宜带状套作的大豆品种提供依据。结果表明,在套作荫蔽期大豆表现为地上部干物质、叶面积降低,干物质分配呈"茎增叶减"趋势;贡选1号的干物质在叶中的分配比例显著高于桂夏3号,地上部干物质、叶面积的反应指数均低于桂夏3号。在光照恢复期大豆的地上部干物质、叶面积快速增加,干物质"茎增叶减"的分配趋势减弱;贡选1号的地上部干物质、叶干物质分配比例、叶面积均高于桂夏3号。两个大豆品种在套作下的产量差异不显著,但桂夏3号显著低于其单作对照。套作大豆产量与光照恢复期地上部干物质、叶面积呈正相关。大豆产量在套作下的降低程度与两个时期的地上部干物质、叶面积受影响程度呈正相关。因此,在光照恢复期能积累较多干物质,形成较大叶面积,且荫蔽期生长状态受影响程度低的品种适宜带状套作。

气象因子对川中丘陵地区带状套作大豆产量的影响

为研究气象因子对川中丘陵地区带状套作大豆产量的影响,采用多点分期播种,比较了不同试验点带状套作大豆产量性状的差异,分析了主要气象因子与带状套作大豆产量构成因素及产量的关系。结果表明:在川中丘陵地区,较高的积温有利于带状套作大豆产量的形成,而降水过多、湿度过大、日照不足不利于产量形成;在花荚期,较高的相对湿度和积温有利于开花结荚,而较长的日照时数、日均温差对开花结荚具有负面作用;气象因子对有效株数、荚粒数影响较小,主要通过影响单株荚数、百粒重的形成,来影响产量;大豆产量表现出随播期推迟而逐渐降低的趋势,适当早播有利于产量形成。

四川带状套作大豆种腐病菌的分离与鉴定

明确套作大豆种腐病菌的种类及其致病性,对于防治大豆种腐病,提高大豆产量和品质具有重要意义。于2016~2018年从四川仁寿、崇州、南充等地收集大豆种腐病的病籽粒,通过组织分离与纯化,基于形态特征、rDNA ITS和EF-1α序列分析以及致病性测定,鉴定四川套作大豆种腐病的病原菌种类。结果表明:分离获得的70株菌株被鉴定为藤仓镰孢菌Fusarium fujikuroi、木贼镰孢菌F. equiseti、亚洲镰孢菌F. asiaticum、大豆茎溃疡病菌Diaporthe phaseolorum和大豆北方茎溃疡病菌D. phaseolorum var. caulivora,分离频率分别为62.86%、21.43%、10%、4.29%和1.43%。致病性检测表明,各代表菌株均能够侵染套作大豆南豆12,引起种子腐烂,发芽率降低,芽长变短,且以F.asiaticum和D. phaseolorum接种后菌丝覆盖面积、发病率和病情指数最高。本研究初步明确了镰孢菌属Fusarium spp.和间座壳属Diaporthe spp.是四川套作大豆种腐病的致病菌,为大豆抗种腐病品种选育及病害防治提供了依据。

减量施氮对带状套作大豆土壤通气环境及结瘤固氮的影响

为研究种植模式和施氮量对大豆土壤通气环境及结瘤固氮的影响,本研究采用二因素裂区试验设计,主区为种植模式:大豆单作(SS)、玉米/大豆带状套作(MS),副区为不同施氮量:不施氮(NN:0 kg hm^(–2))、减量施氮(RN:45 kg hm^(–2))和常量施氮(CN:60 kg hm^(–2)),监测了大豆生育期内土壤的O_(2)含量和土壤呼吸速率的动态变化规律,分析了各处理的土壤水稳性团聚体、容重和孔隙度差异,探讨了大豆生育期内结瘤量、固氮能力的变化特征。2年数据结果表明,与单作大豆相比,带状套作大豆可提高土壤O_(2)含量、>2 mm粒径团聚体的百分含量、显著增加土壤孔隙度、显著增强后期土壤呼吸的速率,显著降低<1 mm粒径团聚体百分含量与土壤孔隙度;R5期根瘤干重差异不显著,但结瘤数量显著增加39.9%,固氮酶活性与固氮潜力也在此时显著高于单作大豆。各施氮量间,土壤O_(2)含量、0.25~1.00 mm粒径的百分含量、带状套作大豆的土壤呼吸速率以RN处理最高,施氮能降低<0.25 mm粒径的水稳性团聚体的百分含量、土壤容重,施氮显著抑制单作大豆前期的结瘤量、固氮酶活性和固氮潜力,至R5期氮肥的抑制作用有所缓解,减量施氮可提升带状套作大豆后期的结瘤量,显著增强大豆生育期内的固氮酶活性和固氮潜力。带状套作大豆配施减量施氮会促进大团聚体的形成,增加土壤的孔隙度,改善大豆土壤的通气环境状况,保持了较高的土壤O_(2)含量,促进土壤呼吸,有利于大豆后期结瘤固氮。

不同田间配置对玉豆带状套作系统水分分布及水分利用率的影响

探讨了1.6 m和2.0 m带宽不同玉米行距下玉豆带状套作系统共生期水分分布及水分利用率的变化。结果表明：随着玉米行距的增加,地面上玉米叶片空间分布不同,形成窄行部叶面积指数高于宽行,导致土壤水分蒸发、穿透降雨量和土壤水分都表现为玉米行〈玉豆行〈大豆行,玉豆带状套作共生期穿透降雨量分布不均和玉米大豆对土壤水分吸收是造成土壤含水量分布不均的主要因素;两种带宽下带状套作玉米产量和群体产量随玉米行距的增加表现为先增加后持平,在玉米行距为50 cm时,带状套作玉米产量和群体产量最高;两种带宽下玉米行距为50 cm时带状套作水分利用率最大,分别为23.06 kg·hm^-2·mm^-1和26.60 kg·hm^-2·mm^-1,总体上较单作提高了38.92%和22.98%;两种带宽下水分当量比分别为1.45～1.66和1.60～1.79,2.0 m带宽比1.6 m带宽更加有利用于提高农田的水分利用效率,玉米行距在40～50 cm时更能有效提高群体的水分利用效率。

玉米-大豆带状套作高产玉米叶片的生理特征研究

【目的】通过净作和套作2种种植模式下不同玉米品种的产量对比,分析套作模式下不同产量水平玉米的生理特性差异,为筛选适宜玉米-大豆带状套作的玉米品种提供参考。【方法】通过2年的大田试验,在玉米-大豆带状复合种植模式下,研究21个玉米品种在净作和套作模式下的产量水平,以产量为7 500 kg/hm^2为界限,将供试的玉米品种划分为3个产量类别,即净作高产套作高产(S^HI^H)、净作高产套作低产(S^HI^L)和净作低产套作低产(S^LI^L),通过比较净作高产套作高产与净作高产套作低产两个类别下玉米穗位叶的叶片特性,从品种间穗位叶生理特性变异系数和生理特性与产量的相关性筛选套作高产玉米穗位叶的生理指标。【结果】筛选出叶绿素a、叶绿素含量和叶片厚度可作为选择套作高产玉米穗位叶的主要特征指标,在吐丝期套作高产的玉米品种叶片叶绿素a含量为345.76~503.64 mg/m^2,叶绿素含量为481.21~727.73 mg/m^2,叶片厚度为143.18~163.43μm。【结论】套作高产的玉米品种相对于套作低产的玉米品种有较高的叶绿素a、叶绿素含量和较厚的叶片厚度。

重庆丘陵带状套作高产高效玉米品种筛选与评价

2018—2020年,在重庆市铜梁区以引进的25份玉米品种为试验材料,通过大田试验,在玉米-大豆带状复合种植模式下采用密度、品种两因素裂区设计,研究影响套作玉米品种产量的主要性状指标,筛选适合套作的玉米品种鉴定指标,并筛选优良品种。通过比较密度和品种性状指标的变异系数,提出倒伏率、空杆率、茎腐病率和穗粒数可作为选择套作耐密玉米品种的主要指标。通过耐密系数和4.50万株/hm2、6.75万株/hm2两密度下各品种产量等级分布分析,认为可以把耐密系数作为品种稳产性的鉴定指标。综合以上结果,结合田间实际表现,最终筛选出仲玉3号、渝单998和SX66这3个品种,其在耐密、高产、抗性、品质等方面综合表现较好,可作为适合套作种植的品种推广应用。

玉米-大豆带状套作对大豆叶片形态及光合特性的影响

研究玉米-大豆带状套作下大豆不同生育时期的叶片形态和光合特性,探讨叶片对带状套作的响应机制,为耐荫大豆品种筛选与选育提供依据。以南豆12、桂夏1号和华夏5号等3个耐荫性存在显著差异的大豆品种为试验材料,在大田试验条件下,活体测定植株叶倾角、叶柄长度、叶形指数和光合特性,取样测定大豆叶片的比叶重和单株叶面积。结果表明:与单作相比,玉米大豆带状套作条件下,大豆叶倾角显著增加,苗期和花期上层增幅大,荚期则为下层增幅最大;叶形指数在苗期和花期显著增加,不同生育时期各品种不同层位对套作环境的响应程度不同;叶柄长度从大到小均依次表现为上层、中层、下层,且在套作下显著增加,其中苗期和花期上层增幅最大;比叶重和单株叶面积减小,大豆胞间CO2浓度上升,叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著下降。不同品种对带状套作的响应程度不同,强耐荫品种南豆12叶倾角增幅大而叶柄长度增幅最小,比叶重、单株叶面积和净光合速率下降幅度均为最小;荫蔽敏感型品种华夏5号叶柄长度增幅最大而叶倾角增幅最小,叶片胞间CO2浓度显著增加,净光合速率和单株叶面积下降均最为明显。强耐荫品种南豆12在玉米大豆带状套作模式下,能够通过调节自身叶片形态适应环境变化,光合速率下降幅度较小,从光能截获和利用方面均表现出了对套作较强的适应能力。

四川地区玉米/大豆带状套作对大豆形态、叶绿素荧光特征及系统产量的影响

玉米/大豆带状套作可以充分利用光环境,提高单位土地面积物质产出。为探明玉米/大豆带状复合种植模式下不同空间配置对大豆冠层光环境、形态、产量及系统效益的影响,进而为大豆高产优质栽培提供依据,本研究选用半紧凑型(‘川单418’)和紧凑型(‘荣玉1210’)玉米品种与大豆带状套作,固定带宽为200cm,玉米采用宽窄行种植,玉米窄行距设置3个处理:20cm、40cm、60cm;并以单作大豆(SS)作为对照。分析透光率、形态、光合色素、荧光参数、生物量和系统产量的变化规律。结果表明:套作大豆冠层透光率、红光/远红光(R/FR)比值随玉米窄行距的增大而逐渐降低;套作下大豆茎粗、节数、茎干重和全叶干重均随玉米窄行距增大呈降低趋势,最大值出现在玉米窄行距20cm处理下;与单作大豆相比,两个玉米品种下大豆茎粗、节数、茎干重和全叶干重均显著降低,而第2节间长和主茎长显著升高。套作下大豆叶片光合色素含量随玉米窄行距的增大而逐渐降低,各行距处理及不同玉米品种下套作的叶片光合色素含量均低于单作大豆。大豆叶片荧光参数Fv/Fm、NPQ、Fq'Fm'和Fq'/Fv'随玉米窄行距的增大均呈先增大后减小的趋势,而Fo变化趋势与之相反。玉米收获后,大豆光环境得到改善并迅速恢复生长,套作大豆形态生理指标与单作差异减小,但由于前期玉米的遮荫,各套作处理间大豆产量差异仍显著。通过系统效益分析,在玉米窄行距40cm处理下,套作系统综合产量最高,两玉米品种下玉米、大豆产量平均分别为8559.52kg·hm^-2、1717.60kg·hm^-2,土地当量比平均达1.57。本试验中大豆与两个株型玉米套作,大豆形态生理指标差异影响不显著。因此,选择紧凑或半紧凑玉米品种,适度缩小玉米窄行距可以显著改善带状套作大豆的生长环境,提高其生物量和产量。

密度与氮素互作对带状套作玉米产量的影响

为探究增密后对带状套作玉米产量的调控效应,分别设置种植模式、密度、施氮量三因素裂区田间试验,主因素为种植模式:带状套作玉米(A1)和单作玉米(A2),副因素为种植密度:60 000(B1)和75 000株/hm^(2)(B2),副副因素为施氮水平:0(C1)、225(C2)、300(C3)、375 kg/hm^(2)(C4),连续2年的短期定位大田试验,测定并分析各生育时期2种种植模式下玉米的产量、干物质积累、叶面积指数及叶绿素含量。结果表明,随着密度从60 000增至75 000株/hm^(2),单作和带状套作玉米分别增产5.36%和5.87%,带状套作玉米增产幅度较单作玉米高8.69%;在2种密度条件下,带状套作玉米施氮量达到300和375 kg/hm^(2)时,产量较不施氮处理增加15.94%和14.28%,单作玉米施氮量达到225和300 kg/hm^(2)时,产量增加18.2%和19.39%。带状套作玉米2年平均产量均显著低于单作玉米,但密度和施氮量分别增至75 000株/hm^(2)和375 kg/hm^(2)后,产量与单作间差距均有缩短。带状套作玉米在60 000株/hm^(2)和300 kg/hm^(2)的密氮水平下,干物质积累量较不施氮增加了20.3%,叶绿素含量的增幅较单作玉米升高42.6%,延长了物质积累活跃生长期,增加生长量,可进一步挖掘产量潜力。综上,在带状套作玉米60 000株/hm^(2)配合施氮300 kg/hm^(2)和75 000株/hm^(2)配合施氮375 kg/hm^(2)下均可获得较高的产量,分别达8 914.62和9 093.17 kg/hm^(2),可使产量与单作玉米无显著差异。

不同LED单波长杀虫灯对玉米-大豆带状套作模式内主要害虫的诱杀效果

【目的】针对害虫对不同波长光的趋性,筛选适合诱杀玉米-大豆带状田主要害虫的LED单波长杀虫灯,并探寻其应用模式,提高防虫效果,减少对天敌昆虫的影响。【方法】以复合波长LED杀虫灯为对照,调查13个单波长LED杀虫灯在玉米-大豆带状套作全生育期内诱杀的害虫种类和数量,并监测害虫发生动态。【结果】筛选获得385、389、395、403、407 nm 5个单波长LED杀虫灯,对套作田内桃蛀螟DichocrocispunctiferalisGuenée、斜纹夜蛾SpodopteralituraFabricius、暗黑鳃金龟Holotrichia parallela Motschulsky、小黄鳃金龟Metabolus flavescens Brenske和蝽科Pentatomidae害虫的诱杀效果较好,且与复合波长LED杀虫灯相比对天敌昆虫和中性昆虫的影响小。【结论】套作栽培下主要害虫的防治需结合害虫发生动态,适时使用5种杀虫灯,从而达到最大防控效果,这为合理利用LED单波长杀虫灯监测和防控玉米-大豆带状套作栽培主要害虫提供了重要参考。

种间距对不同结瘤特性套作大豆根瘤生长及固氮潜力的影响

为充分挖掘套作大豆的固氮潜力,本试验以玉米/大豆带状套作系统为对象,研究了不同玉豆间距(30 cm、45 cm、60 cm和75 cm)下不同结瘤特性大豆品种(贡选1号、桂夏3号和南豆25号)的根瘤生长及固氮潜力差异。结果表明,与单作相比,带状套作可延缓大豆根瘤数目和鲜重峰值出现的时间:玉豆间距60 cm处理下,各品种大豆根瘤数目和鲜重显著高于其他间距处理,并在达到峰值期后高于单作大豆;品种间表现为:南豆25号>桂夏3号>贡选1号。带状套作相对于单作会降低始粒期(R5)前大豆根瘤的单株固氮潜力,但玉豆间距60 cm处理下,R5期贡选1号、桂夏3号和南豆25号的单株固氮潜力2年平均较单作提高8.53%、16.40%和13.70%。不同大豆品种根瘤侵染细胞内含物积累过程差异较大,相较单作,玉豆间距60cm处理下,R5期类菌体数量增多,其中聚-β-羟基丁酸盐颗粒(PHB)增加,以南豆25号表现最优。因此,带状套作下适宜的种间距(玉豆间距60cm)可增加R5期大豆根瘤数目和鲜重,提高大豆根瘤类菌体和PHB的数量,增强大豆根瘤的固氮潜力,以强结瘤品种南豆25号效果最好。