减氮对甜玉米//大豆间作系统大豆结瘤固氮特性的影响

为了探讨减氮和甜玉米//大豆间作对大豆结瘤和固氮特性的影响,通过大田定位试验(2015年春-2018年秋,共8季)对比了三种施氮水平:不施氮(N0,0 kg·hm^(-2))、减量施氮(N1,300 kg·hm^(-2))、常规施氮(N2,360 kg·hm^(-2)),两种间作模式:甜玉米//大豆2∶3间作(S2B3)、甜玉米//大豆2∶4间作(S2B4),以及不施肥单作大豆(SB)对大豆结瘤数、根瘤干重、固氮效率和固氮量及其稳定性的影响。结果表明:1)大豆根瘤数、根瘤干重、固氮效率和固氮量随着年季变化呈现明显的动态变化,春季大豆根瘤数和根瘤干重显著高于秋季,但秋季固氮效率和固氮量显著高于春季。2)施氮水平与种植模式极显著影响大豆固氮效率和固氮量,不施肥处理大豆固氮效率为S2B4(69.87%)>S2B3(60.64%)、SB(56.3%),但生物固氮量为SB(142.31 kg·hm^(-2))>S2B4(109.50 kg·hm^(-2))>S2B3(86.12 kg·hm^(-2))。3)间作甜玉米显著提高了大豆的固氮效率且随大豆种植比例的增加而增加,S2B4-N0、N1及N2的固氮效率分别比S2B3-N0、N1及N2高9.47%、3.41%、1.83%,但是,相同施氮水平下不同间作模式之间均无差异。4)减氮和间作甜玉米可显著提高大豆固氮率和固氮量的稳定性。总之,减氮和间作甜玉米均能促进大豆结瘤、提高生物固氮量及固氮效率。

减氮对华南地区甜玉米//大豆间作系统产量稳定性的影响

在广东省广州市华南农业大学试验中心,通过大田定位试验(2013年秋2017年秋5年9季)对比了两种施氮水平[减量施氮(300 kg hm 2,N1)和常规施氮(360 kg hm 2,N2)]、4种种植模式[甜玉米单作(SS)、甜玉米//大豆2∶3间作(S2B3)、甜玉米//大豆2∶4间作(S2B4)、大豆单作(SB)]的甜玉米、大豆及系统产量的动态变化,采用W^2(Wricke’s ecovalence,生态价值指数)、变异系数(CV)和可持续指数(SYI)评价了产量的时间稳定性,旨在为华南地区一年2熟制甜玉米产区地力保育和绿色生产提供科学依据。结果表明:1)各处理甜玉米、大豆和系统总产量呈现明显的生产季节动态变化,不同年季、种植模式对甜玉米、大豆和系统总产量均有极显著影响,施氮水平仅显著影响甜玉米的产量。2)所有间作处理甜玉米的相对产量均高于单作,间作系统的实际产量损失指数(AYLs)均大于零,表明甜玉米//大豆间作能稳定地保持间作优势且显著提高了土地利用效率。3)不同处理甜玉米产量的W^2、CV和SYI均没有显著差异,但单作大豆的W^2值显著高于间作,单作大豆的产量稳定性低于间作大豆。种植模式对系统总产量稳定性有显著影响,且间作大豆提高了其稳定性。4)间作大豆显著提高了土壤地力贡献率,S2B3和S2B4的平均地力贡献率分别为75.07%和74.27%,比SS分别高30.29和29.47个百分点。5)与单作甜玉米相比,9季甜玉米//大豆间作显著提高了土壤pH,缓解了长期大量施氮导致的土壤酸化对地力的影响。连续减量施氮没有影响甜玉米//大豆间作系统土壤有机质和全量养分含量,300kg·hm^-2的施氮量能够满足甜玉米和大豆对氮素的需要。减量施氮与间作大豆是华南甜玉米产区资源高效利用、系统产量稳定的可持续绿色生产模式。

减量施氮与间作大豆对甜玉米土壤团聚体及有机碳含量的影响

【目的】探究不同氮水平与间作大豆对甜玉米土壤团聚体稳定性及有机碳含量的影响,为优化甜玉米//大豆带状复合种植技术体系、实现氮肥减量增效和农田固碳减排提供科学依据。【方法】依托甜玉米//大豆间作长期定位试验研究了施氮水平(N0-不施氮,N1-减量施氮300 kg/hm^(2)和N2-常规施氮360 kg/hm^(2))和种植模式(SS-甜玉米单作、S2B3-甜玉米//大豆2∶3间作和S2B4-甜玉米//大豆2∶4间作)对甜玉米产量、土壤团聚体以及有机碳含量的影响。【结果】施氮显著提高了甜玉米产量并降低了土地当量比,N1和N2处理的降幅分别为11.30%~14.59%和9.66%~10.73%,但减量施氮和常规施氮间无显著差异;施氮促进粗大团聚体(>2 mm)分解为细大团聚体(0.25~2 mm),显著降低甜玉米土壤团聚体稳定性、原土及各粒级团聚体有机碳含量和粗大团聚体有机碳贡献率。总体上,间作对土壤团聚体稳定性、原土及团聚体土壤有机碳含量无显著影响;但S2B3模式有提高甜玉米土壤团聚体稳定性的趋势,且在N0处理下S2B3处理的土壤有机碳含量显著高于其他处理。【结论】施氮显著降低了甜玉米//大豆间作系统土壤团聚体稳定性及有机碳含量,减量施氮与甜玉米//大豆2∶3间作在维持甜玉米产量稳定的同时有提高土壤团聚体稳定性和有机碳固持的潜力。

减量施氮与间作大豆对华南地区甜玉米农田氮平衡的影响

本文在广东广州华南农业大学试验中心,通过大田定位试验(2015—2016年两年4季)对比了两种施氮水平[减量施氮(300 kg·hm^(-2),N1)和常规施氮(360 kg·hm^(-2),N2)]、3种种植模式[甜玉米单作(SS)、甜玉米//大豆2∶3间作(S2B3)、甜玉米//大豆2∶4间作(S2B4)]农田生态系统的氮素输入、输出和平衡状况,旨在为减少化学氮肥投入水平,提高氮素利用效率,在华南地区发展环境友好型的玉米可持续生产模式提供科学依据。结果表明:1)减量施氮与甜玉米//大豆间作降低了系统氮素总输入量,大豆固氮和秸秆还田降低了化肥氮输入的比重,与常规施氮相比,减量施氮下SS、S2B3和S2B4的化肥氮输入占年均氮素总输入的比例分别下降3.24%、3.64%和3.77%。2)间作大豆增加了系统籽粒氮素累积量,N1和N2处理甜玉米//大豆间作的年均籽粒氮素累积量分别是单作甜玉米的2.43倍和2.18倍;减量施氮与甜玉米//大豆间作能降低甜玉米农田氮素损失,N1和N2处理甜玉米//大豆间作的年均氨挥发量分别比单作甜玉米低39.02%和27.26%;间作甜玉米的氮淋溶量比单作低13.85%。3)减量施氮与间作大豆显著降低了系统氮素盈余量,S2B3-N1、S2B3-N2和S2B4-N1、S2B4-N2年均氮素盈余量分别为71.03 kg·hm^(-2)、133.7 kg·hm^(-2)和42.87 kg·hm^(-2)、100.64 kg·hm^(-2),分别比SS处理N1和N2的平均值减少81.27%、64.75%和88.69%、73.47%。因此,减量施氮甜玉米//大豆间作模式能维持系统作物产量、减少生产成本、降低环境污染风险,具有较高的经济和生态效益。