不同根构型大豆与甜玉米间作对作物生长与磷吸收的影响

[目的]研究不同磷水平下不同根构型大豆与甜玉米间作对作物磷吸收与生长的影响,探究间作体系内根系形态、构型及根际土壤磷有效性等的关系。[方法]田间试验于2022年8月在广东省广州市增城区华南农业大学教学试验基地进行。以2个不同根构型的大豆品种‘本地2号’(深根型)和‘粤春03-3’(浅根型)为材料,采用裂区设计,主区为施磷(+P:大豆40 kg·hm^(-2)、甜玉米120 kg·hm^(-2))和不施磷(-P:大豆0 kg·hm^(-2)、甜玉米0kg·hm^(-2)) 2种施磷水平,副区为甜玉米单作、‘本地2号’‖甜玉米、‘粤春03-3’‖甜玉米、‘本地2号’单作和‘粤春03-3’单作5种种植模式。测定甜玉米和大豆的产量、生物量、磷吸收量以及根系形态和构型的相关指标,计算间作系统的土地当量比和种间竞争力。[结果]无论施磷还是不施磷条件下,间作大豆显著增加甜玉米产量,平均增产33.4%;不施磷条件下,间作大豆显著增加甜玉米生物量,平均增加62.7%。甜玉米和大豆间作具有间作优势,且受施磷水平影响;施磷条件下甜玉米与大豆间作的土地当量比为1.08,而不施磷条件下为1.21。种间竞争力分析表明,间作体系中,甜玉米竞争力显著强于大豆(种间竞争力>0),这种竞争优势在不施磷条件下更明显。此外,不施磷条件下间作深根型大豆‘本地2号’显著促进甜玉米磷吸收,平均增加40.6%。进一步分析发现,不施磷间作改变深根型大豆细根(直径≤0.5 mm)占比,同时诱导其根系拓宽,并显著提升甜玉米根际土壤有效磷含量。对间作体系内大豆和甜玉米性状的相关性分析发现,甜玉米的生物量与其总根长、大豆根宽和大豆根际土壤有效磷含量呈显著正相关;大豆的生物量与其磷吸收量、总根长、根宽以及根际土壤有效磷含量呈显著正相关,与其细根占比(直径≤0.5 mm)呈显著负相关。[结论]不施磷条件下,间作深根型大豆可有效促进甜玉米生长与磷吸收,提高甜玉米产量。研究结果为充分挖掘甜玉米‖大豆间作系统磷素利用潜力、筛选适合间作的大豆品种、实现磷肥减施增效提供了重要理论依据。

不同鲜食玉米品种与菜用大豆间作产量及经济效益分析

为提高玉溪地区鲜食玉米和菜用大豆种植效益,文章以鲜食甜玉米SBS902、糯玉米燕禾金2000及菜用大豆奎鲜5号为研究对象,分别设置8种和9种间作模式,分析不同间作模式下鲜食玉米和菜用大豆的病害、产量及经济效益,筛选最佳间作模式供生产应用。结果表明,鲜食甜玉米(糯玉米)-菜用大豆间作较鲜食甜(糯)玉米净作增收效益显著。鲜食甜玉米-菜用大豆间作模式下的大豆霜霉病发病较轻,其中甜7间作处理的菜用大豆商品产量最高,较其他处理高22.0%~130.4%;甜6间作处理的鲜食甜玉米商品产量最高,较其他处理高10.8%~84.4%。总毛收入上,甜7间作处理经济效益表现最佳,较其他处理高2.9%~61.1%。鲜食糯玉米-菜用大豆间作模式下的玉米大小斑病发病较轻,其中糯4间作处理的菜用大豆商品产量最高,较其他处理高0.8%~102.5%;糯1处理(糯玉米净作)的鲜食糯玉米商品产量最高,较其他处理高8.6%~45.0%。总毛收入上,糯8间作处理的总经济效益表现最佳,较其他处理高9.1%~78.0%。综合分析表明,甜7及糯8间作模式的产量及经济效益综合表现优良,适宜在玉溪地区推广种植。

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。

减量施氮与间作模式对甜玉米AMF侵染和大豆结瘤及作物氮磷吸收的影响

通过4季(2014年秋季,2015年春、秋,2016年春季)大田定位试验,对比研究了两种施氮水平[300 kg·hm^(-2)(N1:减量施氮)和360 kg·hm^(-2)(N2:常规施氮)]和4种种植模式[甜玉米|菜用大豆2∶3(S2B3)、2∶4(S2B4)间作、甜玉米单作(SS)和菜用大豆单作(SB)]对华南地区甜玉米和大豆产量、甜玉米AMF侵染率、大豆根瘤菌等的影响。结果表明,减量施氮间作处理的甜玉米产量显著高于单作。2016年春季S2B3-N1处理大豆的根瘤数显著高于S2B3-N2处理;4季减量施氮和间作处理对大豆根瘤干重均没有显著影响。2015年春秋两季两种施氮水平间作处理的甜玉米生物量和氮含量均显著高于相应的单作处理;且减量施氮间作模式甜玉米AMF侵染率显著高于常规施氮处理。2015年秋季减量施氮间作模式处理甜玉米的磷含量显著高于单作处理。减量施氮与间作菜用大豆显著提高了甜玉米氮和磷含量、AMF侵染率、生物量及产量,是华南地区甜玉米资源高效利用的可持续生产模式。

间作方式对甜玉米、菜用大豆经济性状及效益的影响

以甜玉米先甜5号和菜用大豆毛豆3号为材料,通过设置不同间作行数比例,来研究间作对甜玉米和菜用大豆经济性状和效益的影响。结果表明,间作后甜玉米雌穗变短变细,籽粒着生行数和每行籽粒数均减少,单穗重降低;菜用大豆单株有效荚减少,鼓粒速度减慢,百荚鲜重降低。但甜玉米与菜用大豆间作具有较大的边际优势,能增加经济产量,降低市场风险,提高种植效益。在6个不同行比的间作方式处理中,采用1畦种植2行甜玉米、邻畦种植2行菜用大豆的2∶2带状间作方式,其经济效益最高,可在基本不影响甜玉米产量的情况下,增收菜用大豆的产量。比甜玉米纯作增产23.8%、增值34.8%、增收128.7%。

广东省甜玉米/大豆间作模式的效益分析

通过田间试验,研究了甜玉米/大豆间作对甜玉米产量、主要农艺指标、养分利用率和光能利用率的影响。结果表明,甜玉米/大豆间作模式的土地当量比大于1(1.07),说明甜玉米/大豆间作具有一定的产量优势;与单作相比,间作甜玉米千粒重提高17.88%,差异显著;甜玉米/大豆间作群体经济效益提高24.08%,养分利用率提高54.09%,两指标的差异达到极显著水平;生长后期,间作对甜玉米光能利用体现出一定的正效应,播后55d间作甜玉米光能利用率较单作增加28.44%。甜玉米/大豆间作不仅可改善作物群体结构,提高自然资源利用率,而且可减少化肥施用量,具有显著的经济和环境效益。

广东省甜玉米-大豆不同比例间作模式的系统产量分析

为了筛选最适合在广东省种植的甜玉米-大豆间作模式,通过甜玉米-大豆4种比例间作模式（1∶2、2∶2、2∶3和2∶4）3年6季的田间对比试验,分析了不同种植系统的产量效益.结果表明：除1∶2间作模式外,其他3种模式均具有间作优势,其中2∶4间作模式的增产优势最大,该模式的土地当量比均大于1（1.15～1.49）,且体系相对于单作的净增产值为1 372.82～6 430.75 kg/hm2.就产量而言,甜玉米-大豆2∶4间作模式的增产优势最大,是比较理想的间作模式.

减量施氮与间作大豆对华南地区甜玉米连作农田N_2O排放的影响

通过3季大田试验,采用静态箱?气相色谱法对比研究了两种施氮水平[300 kg(N)?hm?2,N0;360 kg(N)?hm?2,N1]和3种种植模式[甜玉米∶大豆按2行∶3行(S2B3)和2行∶4行(S2B4)行数比间作,甜玉米单作(SS)]对华南地区甜玉米连作农田N2O排放情况的影响。结果表明,相比常规施氮,减量施氮显著降低了土壤N2O的全球增温潜势(GWPN2O,kg?hm?2),其中S2B4-N0的减排效果最好,其3季的土壤GWPN2O依次比S2B4-N1减少66.31%、84.08%和51.31%。种植模式对GWPN2O没有显著影响;间作和减量施氮均显著降低了单位产量的GWPN2O(即N2O排放强度,GHGIN2O,kg?t?1),其中S2B4-N0的减幅最大,其3季平均的GHGIN2O分别比SS-N0和S2B4-N1降低71.60%和71.21%;减量施氮不会影响作物产量且间作系统的土地当量比(LER)均大于1。因此,减量施氮下的甜玉米||大豆间作不仅能保证作物产量,提高土地利用率,而且能降低土壤N2O的排放,其中减量施氮水平下的甜玉米||大豆2行∶4行间作模式(S2B4-N0)的效益最佳。

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。

鲜食甜玉米与鲜食大豆间作、套作的产量及主要性状变化

通过比较间套作与单独清种条件下不同熟期的鲜食甜玉米和鲜食大豆品种的产量及主要产量性状的变化情况,结果表明,鲜食甜玉米超甜135和金银蜜脆均在间、套作模式下发挥了边行效应,在小面积的土地上提高了产量,穗长、穗粗、穗行数、行粒数、秃尖长与清种对照比差异不明显。3个鲜食大豆品种H0507、浙鲜豆4号、H0427间作产量与清种对照比差异不明显,套作比清种对照减产50%以上;套作条件下H0507和浙鲜豆4号的株高比清种对照高,达显著水平;3个鲜食大豆品种间作和套作小区出籽率与清种对照比差异不明显。鲜食甜玉米与鲜食大豆间作以及合理套作能够提高单位面积产量,提高经济效益。

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。

临夏川塬灌区冬油菜玉米大豆间作套种栽培技术

临夏回族自治州位于黄河上游，甘肃省南部，温带半干旱气候，为农业与畜牧业的过渡地带。全州总耕地面积14．5万hm^2，平均海拔1800m，年均气温8．1℃，年日照时数2520h，无霜期163d以上，年均降水量484mm。地域平坦，气候湿润，土质良好，四季分明，极适宜油菜、玉米、大豆等作物生长。冬油菜套玉米间作大豆高效种植模式能充分利用光、热及土地资源，具有产量高、

浙中山区甜玉米-大豆-雪菜一耕三熟高效栽培技术

伴随人口、建设用地增长以及自然环境的污染和恶化，农业耕地面积不断减少，运用连作、套种等手段提高经济效益之路势在必行。2008～2009年，在东阳国庆生态农业发展有限公司的东阳江镇天秀村基地0．2hm^2的旱坡地块内进行了“甜玉米-大豆-雪菜连茬套种”实验示范，取得较好的经济效益。

玉-豆间作对菜用大豆品质的影响

通过田间试验,研究了玉米-大豆间作种植方式对3个菜用大豆品种外观性状、营养物质和食味主要成分的影响。结果表明:与净作相比,在间作模式下菜用大豆的外观品质除百粒鲜质量增大外,百荚鲜质量、百荚粒质量、一粒荚数、二粒荚数、三粒荚数和二粒荚率均降低;营养品质表现出菜用大豆的优良特性,其中蛋白质、可溶性糖均高于净作,浙鲜豆4号和沈鲜6号的游离氨基酸高于净作。青酥5号间作模式的外观品质表现较优,浙鲜豆4号次之,沈鲜6号较差,而营养品质则是沈鲜6号表现较优,青酥5号较差。对品种与种植方式2因素的交互作用分析结果表明,外观品质主要受栽培方式影响,而营养品质受栽培方式和品种的共同影响。对各品质指标的相关分析表明,百荚鲜质量与粗脂肪、百粒鲜质量呈显著负相关,百荚粒质量和甜味氨基酸、游离氨基酸呈显著正相关。可见,选用适当的菜用大豆品种,采用玉-豆间作种植可以达到较好的品质效果。

甘蔗/菜用大豆间作条件下根瘤菌与大豆品种匹配性研究

为了提高间种条件下甘蔗和菜用大豆的经济效益,筛选出在菜用大豆与甘蔗间作模式下与菜用大豆相匹配的菌肥,以2个根瘤菌菌肥CW和XFN-1和2个菜用大豆品种‘七星1号’和‘华春4号’为材料,研究了在菜用大豆与甘蔗间作模式下品种与根瘤菌菌肥的匹配性。结果表明:在菜用大豆与甘蔗间种下,接种CW和XFN-1根瘤菌菌肥使‘七星1号’和‘华春4号’2个品种的结瘤能力都显著提高;‘七星1号’的产量接菌后降低,不显著,而‘华春4号’接种CW根瘤菌菌肥后产量显著提高。这说明评价根瘤菌菌肥与大豆品种的匹配性应以产量指标为主要依据,直接利用大豆品种的结瘤能力不能很好地评价菌肥与品种的匹配性,因此‘七星1号’与CW和XFN-1根瘤菌菌肥不匹配,‘华春4号’与CW根瘤菌菌肥匹配性好。间作条件下,‘华春4号’不接菌处理每公顷鲜荚和荚秆产量分别为7846.9kg和9499.9kg,效益分别为28249元和19000元;‘华春4号’接种CW根瘤菌菌肥后每公顷鲜荚和荚秆产量分别为9418.0kg和11172.0kg,效益分别为33905元和22344元;收获鲜荚的效益远高于收获荚秆的效益,接种CW根瘤菌菌肥比不接菌处理增收20%。‘华春4号’接种CW根瘤菌菌肥,大豆单株多粒荚数、多粒荚重、百粒鲜重都显著提高,而其他农艺性状无影响,说明生物固氮的氮素能够协调大豆营养生长和促进生殖生长,从而显著提高大豆产量。

甜玉米/鲜食大豆间作对根际固氮细菌和丛枝菌根真菌的影响

为探索甜玉米/鲜食大豆间作系统地下交互作用,利用MiSeq高通量微生物测序技术,研究间作2∶2和2∶3种植模式下(Ⅰm2s2、Ⅱm2s3)土壤氮磷代谢关键菌群固氮细菌和丛枝菌根真菌的组成和变化与甜玉米产量的关系。结果发现,间作处理显著降低Proteobacteria_unclassified的相对丰度,显著提高Aztobacter,Rhizobiales_unclassified和Bradyrhizobium的相对丰度。间作处理未改变丛枝菌根真菌群落多样性指数(Shannon指数),显著提高丛枝菌根真菌群落丰度指数(Chao指数),提高Glomeromycota相对丰度。间作处理对固氮细菌和丛枝菌根真菌的优化有利于增强地下根系与菌群的共生交互,显著增加土壤中碱解氮和有效磷的含量,提高甜玉米产量。Ⅱm2s3间作处理模式优于Ⅰm2s2间作处理。

甜玉米-大豆间作和施氮对红壤旱地田间杂草群落的影响

生物多样性是生态防控杂草的重要措施之一。本研究通过两年(2019—2020年)田间定位试验,对春季和秋季甜玉米苗期、孕穗期和收获期田间杂草的种类及密度进行了监测,探讨不同种植模式(甜玉米-大豆,CS;甜玉米单作,MC;大豆单作,MS)和施氮水平(0 kg·hm^(-2),N0;150 kg·hm^(-2),N1;300 kg·hm^(-2),N2)对田间杂草种群和群落结构的影响。结果表明:两年共收集杂草15科34种。马唐(Digitaria sanguinalis)是所有处理中的优势种,在不同种植模式中占所有杂草密度的34.60%~54.95%。稗草(Echinochloa crusgalli)在CSN0中是优势种,占比24.52%。马松子(Melochia corchorifolia)在MCN1中是优势种,占比13.96%。狗尾草(Setaria viridis)在CSN1、MCN0和MCN2处理下为优势种,占比为11.26%、13.76%和17.27%。牛筋草(Eleusine indica)在CSN2、MCN1和MCN2处理下为优势种,占比为10.72%、10.81%和16.40%。相比不施氮,施氮降低了2019年春季CS及春季和秋季MC模式下杂草平均密度。多因素方差分析表明,甜玉米生育期对两年的杂草平均密度、2020年种类数、2019年密度-种类指数及2020年Simpson指数、Shannon指数和丰富度指数有显著影响;施氮显著影响了2019年的杂草密度-种类指数。去趋势排序分析表明,杂草群落组成的变化与甜玉米生长季节及生育期密切相关,而种植模式及施氮对杂草群落组成的影响规律不一致。综合来看,施氮降低了甜玉米田间杂草密度,间作种植能够部分抑制作物苗期杂草丰富度,施氮条件下的甜玉米间作大豆种植模式有利于防控杂草。

毛豆——油葵间作套种高效生产技术

毛豆又叫菜用大豆，是大豆作物中专门鲜食嫩荚的蔬菜用大豆。大豆、油葵都有抗干旱、耐盐碱、耐瘠薄的特性，特别适宜在干旱缺水的山区种植。大豆是矮秆作物，油葵是高杆作物，对二者进行间作套种，即能科学利用作物空间，合理利用太阳能，又能提高单位面积上作物的经济效益。在豫西山区种植，其单季每667m2的经济效益都在1500元以上，最高可达2000元。