紫花苜蓿/甜高粱间作对根际土壤特性及微生物群落特征的影响

为探究紫花苜蓿/甜高粱间作体系对根际土壤微生态环境的影响,改善土壤结构、维持良好的土壤微生态环境和实现土地生态保护提供理论依据,本研究以紫花苜蓿和甜高粱为对象,对其连续3年单作和间作种植下的结瘤固氮特性、根际土壤养分、土壤酶活性以及种植第3年的土壤微生物群落特征及其之间的相互关系进行研究。结果表明:紫花苜蓿/甜高粱间作系统内的变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和芽孢杆菌属(Bacillus)为主要优势菌群,且与单作相比,间作有效提高了根际土壤中的拟杆菌门、变形菌门、放线菌门(Actinobacteria)和Gp6相对丰度,显著提高了甜高粱根际土壤有机质含量、有效磷含量、脲酶活性和蔗糖酶活性(P<0.05),显著提高了紫花苜蓿固氮酶活性和单株固氮潜力(P<0.05),同时显著降低了间作中2种牧草的根际土壤pH值(P<0.05)。间作紫花苜蓿根际土壤碱性磷酸酶和蔗糖酶的活性随着年份的增加逐年提升,同时3种种植模式下根际土壤pH值均随年份的增加显著降低(P<0.05)。相关性分析发现,4个根际土壤酶与碱解氮、速效钾和有机质呈极显著正相关(P<0.01);变形菌门和拟杆菌门与pH值呈极显著负相关,与碱解氮呈极显著正相关,而酸杆菌门(Acidobacteria)和疣微菌门(Verrucomicrobia)与pH值呈极显著正相关,与碱解氮呈极显著负相关(P<0.01)。因此,紫花苜蓿/甜高粱间作可以改善根际土壤结构,提高土壤微生物活性。

连续间作下的紫花苜蓿/燕麦根系与碳氮代谢特性研究

为探明豆/禾牧草连续间作下的根系生长特性、碳氮代谢特性及二者相互耦联机制的长期效应,通过田间框栽土培试验,以紫花苜蓿单作和燕麦单作为参照,对紫花苜蓿/燕麦间作种植后第2年、第3年(高产期)连续2年的根系特征、碳氮代谢特性及其相互协调关系开展研究。结果表明:燕麦的生物量表现为间作显著高于单作(P<0.05);燕麦的根表面积和根平均直径表现为间作显著高于单作(P<0.05);燕麦的蒸腾速率(Tr)、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(RuBPCase)活性、4个氮代谢酶活性和碳水化合物积累量表现为间作显著高于单作(P<0.05),而紫花苜蓿与燕麦表现相反。通过相关性分析发现,生物量与光合气体交换参数、氮代谢酶活性、根系特性呈正相关;根表面积、根平均直径与Tr、Pn、Gs、硝酸还原酶(NR)活性、氮积累量、蛋白总量呈显著正相关(P<0.05);根体积、根表面积、根平均直径与亚硝酸还原酶(NiR)活性、谷氨酸合酶(GOGAT)活性呈极显著正相关(P<0.01)。由此可知,紫花苜蓿与燕麦间作更有利于燕麦优化其根系形态,同时也会显著提高燕麦净光合速率和蒸腾速率,增强燕麦RuBPCase、NR和谷氨酰胺合成酶(GS)等碳、氮代谢酶活性,进而促进其体内碳水化合物及蛋白质积累以改善燕麦生物量和品质,连续间作减弱了系统内燕麦对紫花苜蓿根表面积和根体积的抑制,拓展了紫花苜蓿总根长,但整体而言,间作抑制了紫花苜蓿根系生长和碳、氮代谢水平,不利于其代谢产物及生物量的积累;且总根长、根表面积和根体积对碳、氮代谢起显著促进作用,紫花苜蓿/燕麦间作体系内根系及碳、氮代谢的协调一致可有效提高体系内生物量和蛋白总量。

林草复合系统中杨树-紫花苜蓿间作对苜蓿生长发育及品质的影响

【目的】研究杨树-苜蓿间作对紫花苜蓿生长发育及品质的影响,为新疆林草复合模式的可持续发展提供理论和技术依据。【方法】2018~2019年4月上旬至9月上旬,每隔15 d对紫花苜蓿进行采样,测定紫花苜蓿的农艺性状(株高、叶面积指数、茎叶比、茎粗、生长速度)及品质(粗蛋白、粗脂肪、饲用品质),并监测单作、间作紫花苜蓿田间微气候(空气温度、空气湿度、露点温度、风速)。【结果】间作苜蓿各项指标均显著低于单作,间作的干草总产量比单作低55.27%;单作紫花苜蓿的露点温度和风速分别比间作高70.68%、93.83%,但单作紫花苜蓿的空气湿度比间作低13.49%,空气温度无显著差异;间作紫花苜蓿的粗蛋白、粗脂肪和饲用品质分别比对应的单作高17.78%、12.33%和17.26%。【结论】杨树-紫花苜蓿间作能够改善农田微气候并显著提高紫花苜蓿的营养品质。

不同混合比例和青贮制剂组合对紫花苜蓿与甜高粱裹包青贮饲料营养成分与发酵品质的影响

为了研究不同混合比例与青贮制剂组合对紫花苜蓿和甜高粱裹包青贮饲料营养成分与发酵品质的影响,试验以紫花苜蓿和甜高粱为原料,按照鲜重比为100∶0(A1S0)、75∶25(A3S1)、50∶50(A1S1)、25∶75(A1S3)、0∶100(A0S1)进行裹包青贮,每种比例再设3种青贮制剂处理[分别为0.01 g/kg乳酸菌(LAB)、0.005 g/kg纤维素酶(E)、0.01 g/kg乳酸菌+0.005 g/kg纤维素酶(LE)处理]和零添加对照(CK)处理,青贮60 d后测定裹包青贮饲料的营养成分和发酵品质。结果表明:当青贮制剂相同时,随着混合原料中紫花苜蓿比例的降低、甜高粱比例的增加,各处理的干物质、粗蛋白含量大体呈现降低趋势,中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和可溶性碳水化合物含量大体呈现升高趋势;当混合比例相同时,LAB、E和LE处理的干物质、粗蛋白和可溶性碳水化合物含量均高于CK处理,中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量基本低于CK处理(A1S0混合比例LAB处理的中性洗涤纤维、LE处理的酸性洗涤纤维,A0S1混合比例LAB处理的酸性洗涤纤维除外);仅A1S3混合比例E和LE处理、A0S1混合比例LAB、E和LE处理的可溶性碳水化合物含量大于6%。当青贮制剂相同时,随着混合原料中紫花苜蓿比例的减少、甜高粱比例的增加,各处理的pH值、氨态氮/总氮、丙酸和丁酸含量大体呈现降低趋势,乳酸含量大体呈现升高趋势,乙酸含量无明显规律性变化。当混合比例相同时,LAB、E和LE处理的pH值和氨态氮/总氮均低于CK处理,乳酸含量均高于CK处理;LE处理的pH值均最低,乳酸含量均最高。混合比例和青贮制剂的交互作用对可溶性碳水化合物含量、乳酸、丙酸和丁酸的影响达到极显著水平(P<0.01),对中性洗涤纤维和乙酸含量的影响达到显著水平(P<0.05);混合比例对所有营养成分指标和发酵品质指标的影响均达到极显著水平(P<0.01);青贮制剂对干物质含量、pH值和乙酸含量达到显著水平(P<0.05),对其他营养成分和发酵品质指标的影响达到极显著水平(P<0.01)。说明紫花苜蓿比例越低、甜高粱比例越高,青贮的饲用价值就越低,但发酵品质越好,添加乳酸菌和(或)纤维素酶可不同程度改善青贮饲料营养成分与发酵品质。在本试验条件下综合来看,推荐将0.01 g/kg乳酸菌+0.005 g/kg纤维素酶作为青贮制剂,并将紫花苜蓿与甜高粱以鲜重比25∶75进行裹包青贮。

老芒麦与苜蓿间作草地牧草-土壤化学计量特征

以不同间作比例(2꞉4、2꞉5、2꞉6、2꞉7和2꞉8)建植第3年的紫花苜蓿(Medicago sativa)与老芒麦(Elymus sibiricus)草地为试验对象,通过研究牧草-土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及化学计量特征,探讨间作模式下各组分C、N、P转化与利用特性,揭示最佳的间作比例及其生长限制因素。结果表明,间作下老芒麦相对紫花苜蓿的C、N和P竞争比率均小于1,紫花苜蓿具有较强的养分竞争能力。紫花苜蓿有机C含量较其单播差异显著,且2꞉4间作处理显著提高17.35%(P<0.05),而老芒麦仅在2꞉7和2꞉8间作处理下较单播显著提高5.39%和1.62%(P<0.05);2꞉7间作处理下,紫花苜蓿与老芒麦N含量均较高,分别较其单播显著提高20.08%和6.83%(P<0.05),紫花苜蓿C꞉N较其单播显著降低12.32%(P<0.05),N꞉P显著提高18.48%(P<0.05),老芒麦N꞉P和C꞉P较其单播显著提高27.63%和25.86%(P<0.05),而老芒麦C꞉N在2꞉4间作处理下较其单播显著降低18.56%(P<0.05)。土壤全氮、全磷含量及N꞉P未表现出显著差异,土壤有机碳和C꞉N在2꞉6间作处理下较紫花苜蓿单播分别显著提高了33.12%和116.26%(P<0.05)。冗余分析表明,牧草与土壤均受N素限制,2꞉7间作处理更有助于缓解N素限制。

紫花苜蓿-花溪芜菁甘蓝-辣椒粮草间作种植模式的经济效益及其栽培技术要点

为提高土地复种指数,增加农民收入,于2021—2022年开展紫花苜蓿-花溪芜菁甘蓝-辣椒粮草间作种植模式,分析该种植模式的经济效益。该种植模式全年合计纯收入为4995.23元/667m2元,经济效益显著。为紫花苜蓿-花溪芜菁甘蓝-辣椒粮草间作种植模式的推广提供参考,介绍在该间作模式下紫花苜蓿、花溪芜菁甘蓝、辣椒的栽培技术要点。

不同混合比例和青贮时间对紫花苜蓿与甜高粱混贮品质的影响

文章旨在探究不同混合比例和青贮时间对紫花苜蓿与甜高粱混贮品质的影响。将紫花苜蓿和甜高粱经不同比例(紫花苜蓿和甜高粱的鲜质量比例分别为10:0,8:2,6:4,4:6,2:8,0:10)混合均匀放入聚乙烯青贮袋中常温避光保存,将每个处理设置3个重复,分别在30 d和90 d时,对混贮饲料进行发酵指标和营养物质含量测定。结果表明,随着甜高粱比例的增加,pH值、干物质含量、粗蛋白质含量和氨态氮/总氮的比例显著下降;可溶性碳水化合物、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量显著升高,有机酸含量变化差异不显著;对比30 d和90 d,混贮的pH值、粗蛋白质含量、可溶性碳水化合物、中性洗涤纤维和氨态氮/总氮变化差异极显著,干物质含量、酸性洗涤纤维含量和有机酸含量变化差异不显著;随着甜高粱的比例增加,混贮的发酵品质呈升高趋势,混贮的营养成分呈降低趋势。故综合发酵品质、营养成分的分析,将紫花苜蓿与甜高粱以6:4的比例进行混贮效果较好。

不同根系交互强度下紫花苜蓿/甜高粱体内氮营养动态特征研究

为探明豆/禾间作在不同生长阶段及种间互作的氮营养动态特征,本试验采用营养液砂培法进行了盆栽根系分隔模拟间作试验,通过根系分隔方式对紫花苜蓿(Medicago sativa)和甜高粱(Sorghum dochna)不同生育时期的氮代谢特性及紫花苜蓿结瘤固氮特性进行研究。结果表明:紫花苜蓿结瘤固氮特性在各生育时期下均表现为不分隔>尼龙网分隔>塑料分隔和单作;紫花苜蓿4个氮代谢酶活性在初花期时表现为紫花苜蓿单作显著大于不分隔和尼龙网分隔(P<0.05);甜高粱氮代谢特性均在紫花苜蓿初花期时均表现为不分隔显著大于甜高粱单作。因此,紫花苜蓿/甜高粱种间根系互作紧密时,有利于豆科牧草紫花苜蓿结瘤固氮,由此加强了紫花苜蓿/甜高粱种间氮营养的互馈利用,提高其中禾本科牧草甜高粱氮代谢水平。另外,紫花苜蓿/甜高粱在不同生长阶段种间氮营养互馈动态均表现为随着生长动态进程而增加。

林草间作条件下对紫花苜蓿生长影响研究

紫花苜蓿是豆科苜蓿属多年生草本植物。紫花苜蓿被称为“牧草之王”,以粗蛋白质含量高而著称,是家畜饲养的主要草种。随着中国畜牧产业规模的逐渐扩大,人们对牧草的产量需求也逐渐增加。内蒙古地区气候干旱,土壤贫瘠,经济主要以发展农牧业为主,对鲜草或干草的需求量较多。近年来,国家重视保护生态环境。在保护生态环境的前提下发展经济是当前一个重要研究方向。林草间作是提高土地利用效率和增加经济效益的新型生产方式。本研究以2年生大扁杏林下间作紫花苜蓿为研究对象,通过对紫花苜蓿的播种时间和方式进行比较研究,探讨幼龄大扁杏林下最佳牧草间作方式,为改善林地质量和牧草品质提供技术参考。

紫花苜蓿与甜高粱混合比例对发酵全混合日粮营养品质及有氧稳定性的影响

本试验旨在探究紫花苜蓿与甜高粱混合比例对发酵全混合日粮(TMR)营养品质及有氧稳定性的影响,进而确定发酵TMR中紫花苜蓿与甜高粱的适宜混合比例。紫花苜蓿与甜高粱按照10∶0(T1组)、7∶3(T2组)、5∶5(T3组)、3∶7(T4组)和0∶10(T5组)混合后,再分别与精料以6∶4混合,制成5种TMR。TMR青贮60 d后开封测定其营养成分含量、发酵品质及有氧暴露0(开封时)、3、6、9、12 d后主要微生物的动态变化。结果显示:1)随着甜高粱比例的增加,发酵TMR中干物质含量逐渐降低,粗蛋白质含量相对增加,其中T2组粗蛋白质含量最高(19.59%),除与T3组差异不显著(P>0.05)外,显著高于其余各组(P<0.05);粗脂肪含量以T5组最低(2.12%);各组中性洗涤纤维含量差异不显著(P>0.05)。2)随着甜高粱比例的增加,发酵TMR中乳酸含量逐渐增加;各组发酵TMR pH均低于4.2,氨氮/全氮均小于10%,均检测到少量的丙酸,未检测到丁酸。3)有氧暴露后,各组发酵TMR中乳酸菌数量随着有氧暴露时间的延长逐渐降低,好氧细菌和酵母菌数量逐渐增加。4)随着甜高粱比例的增加,发酵TMR的能值逐渐降低,T1、T2组发酵TMR提供的能量较其他组高。综合各组TMR青贮后的营养成分含量、发酵品质、有氧稳定性及提供的能量,在贵州地区肉牛育肥生产中推荐发酵TMR中紫花苜蓿与甜高粱的混合比例为7∶3。

玉米-紫花苜蓿间作模式与效应研究

以玉米和紫花苜蓿间作系统为研究对象,研究了不同间作模式和不同减氮水平下的光照强度、透光率、土壤养分含量、玉米产量、苜蓿产量和单位面积纯收益变化规律。结果表明,随着玉米大行距的加大,玉米行间和苜蓿带与玉米带间隔中部、底部的光照强度和透光率均表现增大趋势,除T4处理外,其他处理的玉米行间中部、底部的光照强度和透光率均高于对照CK。间作处理的有机质、有机氮、速效氮较对照均成增加趋势,而且这种趋势随着间作时间的延长越发明显,土壤有机质、有机氮、速效氮含量随玉米大行距的加大均成增加趋势。在保持单位面积株数相同的情况下,3个试验年份玉米籽粒产量均以T2处理最高,除T4处理玉米籽粒产量低于对照外,其他处理产量均高于对照,苜蓿产量随玉米大行距的加大均成增加趋势;3个试验年份单位面积纯收益均以T3处理最高,所有间作处理单位面积纯收益均高于对照。减氮均不同程度地造成了玉米减产,但随着间作时间的延长减氮所造成的减产幅度逐渐降低,到试验第3年,R1和R2处理的玉米产量与CK相比没有显著性差异(P>0.05);试验第3年R1和R2处理的单位面积纯收益均高于CK,但差异不显著(P>0.05)。

不同青贮玉米品种与紫花苜蓿的间作效应

不同青贮玉米品种与紫花苜蓿的间作表明，间作青贮玉米边际效应显著，并因品种和生育时期的不同而异。大喇叭口期，间作青贮玉米光照强度和透光率比单作的提高，在基部为15．3％～88．1％和15．1％～89．0％，在中部为52．1％～74．1％和51．2％～73．0％。全生育期内，间作青贮玉米平均透光率比单作的提高，在基部为49．5％～62．1％，中部为40．7％～56．6％。5～30cm土层地温从上到下呈递减趋势，同一土层温度均为间作高于单作；5cm土层生育期内的平均地温间作比单作提高了1．0％～1．8％。收获期，间作青贮玉米株高、茎粗和叶面积指数比相同种植面积的单作玉米分别提高了2．3％～20．9％、0．4％～7．6％和2．2％～19．6％。间作复合群体的粗脂肪和粗蛋白含量比单作玉米分别提高了30．8％～59．1％和99．4％～137．5％，而鲜草和干草产量比单作玉米分别降低了22．7％～32．3％和17．6％～28．2％，比单作紫花苜蓿分别提高了156．7％～202．4％和176．5％～197．5％。间作紫花苜蓿初花期鲜草和干草产量及粗脂肪和粗蛋白含量表现出边行劣势，但差异不显著。综合分析表明，间作复合群体可充分利用田问光照和地温条件，并且紫花苜蓿是多年生豆科牧草，具有覆盖地面、防风固沙、培肥地力的作用，第2年5～6月份即可收获第一茬，不仅可以解决内蒙古因缺草而影响养殖业发展的问题，而且为间作青贮玉米提供了较大的生长空间。

枣园间作条件下不同灌水处理对紫花苜蓿产量及水分利用率影响

【目的】研究塔里木盆地枣园间作紫花苜蓿种植过程中的合理灌水量。【方法】设置4个灌水处理田间试验,研究幼龄枣园不同灌水处理,对紫花苜蓿不同刈割茬次产量及水分利用效率的影响。【结果】随着灌水量的增加,紫花苜蓿产量表现出先增加后下降的变化趋势,第1、2、3茬和全生长季(1~3茬)干草产量差异极显著,苜蓿头茬草产量在W3(5 250 m3/hm^2)时最高,为10 300.52 kg/hm^2;不同灌水量处理下紫花苜蓿水分利用效率有明显差异,第一茬水分利用效率为W1>W2>W3>W4,第二茬水分利用效率为W1>W3>W2>W4,第三茬水分利用效率为W3>W2>W1>W4,总体以第二茬最高,第三茬最低。【结论】W3(5 250 m3/hm^2)灌水条件下,紫花苜蓿田间投入与产出的综合经济效益最好。

刺槐与紫花苜蓿间作预防兔害的效果

为了预防草兔对林木的危害,以刺槐与紫花苜蓿间作与不间作幼林刺槐为对象,设冬季行间保留0、10、20、30cm和40cm宽紫花苜蓿种植带5个处理,3次重复,研究草兔危害与保留模式的关系。结果表明,引起草兔对林木危害的主要原因是林内草本食源的季节性匮乏,冬春季草兔对刺槐的危害量、剪株数和致死量分别占全年总量的88.0%、90.4%和86.3%。草兔以食草为主,但草本食源不能完全代替木本食源,不能仅依赖调整林内食物构成和食物量完全抑制危害。林木被害程度与冬季行间保留紫花苜蓿宽度呈极显著的正相关,冬季在刺槐幼林行间保留20cm宽紫花苜蓿可有效地预防草兔危害。

成都平原甜高粱间作拉巴豆对混合饲草产量及品质的影响

为探究成都平原甜高粱(Sorghum dochna)与拉巴豆(Lablab purpureus)间作对混合饲草产量及品质的影响,并获得最佳的间作比例。本研究以甜高粱单播(A0:18 kg·hm^(-2))为对照,以甜高粱中间作拉巴豆不同播量(A1:11.25 kg·hm^(-2);A2:16.88 kg·hm^(-2);A3:22.50 kg·hm^(-2);A4:28.13 kg·hm^(-2);A5:33.75 kg·hm^(-2))为处理,测定收获后甜高粱的农艺性状、混合饲草鲜/干草产量和营养成分等指标,并对混合饲草鲜草产量增加部分进行经济效益评估。结果表明:甜高粱/拉巴豆处理下甜高粱的株高、茎粗、茎叶比等指标较A0处理均降低,而CP、干鲜比和饲草产量等指标均升高;其中A3处理下混合饲草的鲜草产量最高,为112289.45 kg·hm^(-2),此时净收入与A0相比增加了12198.1元·hm^(-2);A3处理下混合饲草的中性洗涤纤维(Neutral detergent fiber,NDF)和酸性洗涤纤维(Acid detergent fiber,ADF)含量较A0处理降低;隶属函数分析结果表明,A3处理的隶属函数值最高,为0.67。综合表明,在成都平原地区,18 kg·hm^(-2)的甜高粱间作22.50 kg·hm^(-2)的拉巴豆是提高饲草产量和品质的最优种植模式。

根系分隔方式下紫花苜蓿/燕麦间作氮素利用及种间互馈特征研究

为探明紫花苜蓿/燕麦间作下种间氮营养竞争和互馈,试验采用桶栽土培法对紫花苜蓿和燕麦进行模拟间作,通过不同生育期、不同氮素水平及不同根系分隔方式对紫花苜蓿和燕麦的氮代谢特性、根系特性及紫花苜蓿结瘤特性进行研究。结果表明:燕麦氮代谢特性、根系特性及紫花苜蓿结瘤特性在各生育期和氮素水平下表现为不分隔>尼龙网分隔>塑料分隔≥单作,且差异显著。紫花苜蓿的氮代谢酶活性、氮含量、氮积累量在现蕾期和初花期时均表现为单作显著大于不分隔和尼龙网分隔(P<0.05),根系平均直径和根系体积在各生育期和氮素水平下表现为单作>塑料分隔>尼龙网分隔>不分隔,且单作显著大于不分隔。在两个氮素水平下,各生育期的紫花苜蓿和燕麦的氮代谢酶活性、干物质重、氮含量、氮积累量、根表面积、根平均直径、根体积、根系活力均表现为N210(施氮水平)>N_(210)(不施氮水平),而紫花苜蓿总根瘤重、总根瘤数、有效根瘤数、有效/根瘤数均表现为N210<N21,且在初花期时不同根系分隔方式间的差距最大。因此,在紫花苜蓿/燕麦间作体系中,种间根系互作越紧密,越有利于燕麦根系的生长和根系活力的提高,增强燕麦氮同化能力,促进紫花苜蓿结瘤固氮并将由此产生的氮素部分继续转移给燕麦,增强间作系统中种间氮营养的互补利用,以达到紫花苜蓿/燕麦间作体系内的种间氮营养高效回馈,从而有效提高了间作体系中氮素的利用效率;且适宜氮素的添加和生育期的推进,使得种间根系互作不断加强,加强了种间氮素的互补利用,促进其间作体系内氮素的高效利用。

紫花苜蓿/玉米间作对紫花苜蓿结瘤固氮特性的影响

试验采用根系分隔法将根系按不同方式进行分隔,并在不同氮素水平和生育时期下采用营养液沙培法对紫花苜蓿结瘤固氮、紫花苜蓿和玉米地上生物量以及氮积累量进行测定,以研究紫花苜蓿/玉米间作下根系互作对结瘤固氮特性的影响。结果表明紫花苜蓿结瘤固氮各指标、玉米及单位面积地上干物质重和氮积累量在各生育期和氮素水平下均表现为不分隔>尼龙网分隔>塑料分隔。其中,总根瘤数、单株根瘤重及单株固氮潜力在各生育期以及有效根瘤数、有效/总根瘤数及固氮酶活性在现蕾期和盛花期均表现为不分隔显著高于尼龙网分隔显著高于塑料分隔和紫花苜蓿单作(P<0.05)。总根瘤数在各生育期均表现为N21>N210,且在不同根系互作间的差距于盛花期最大;其他结瘤固氮指标在分枝期时表现为N21<N210,现蕾期和盛花期为N21>N210,并且N210下单株根瘤重及单株固氮潜力在不同根系互作间的差距于盛花期最大,而N21时各指标均在盛花期前最大。同时,结瘤固氮及氮代谢产物相关指标均呈极显著正相关关系,其中单株根瘤重与单株固氮潜力相关系数最大(0.993)。由此可见,紫花苜蓿与玉米的根系互作越紧密越有利于紫花苜蓿结瘤固氮;紫花苜蓿根瘤的形成随氮素浓度的降低而增大,而根瘤生长发育在分枝期时适当的氮素对其有促进作用;促进根瘤形成的氮素阈值也较根瘤生长发育的低;根系互作是结瘤固氮的主要影响因素。

玉米/紫花苜蓿间作对土壤化学性质的影响

为了解玉米/紫花苜蓿间作对土壤肥力的影响,试验设置了3种种植模式,分别为玉米单作、紫花苜蓿单作和玉米/紫花苜蓿间作,玉米单作行距分别为30,50,70 cm(DY30、DY50和DY70);紫花苜蓿单作行距为30 cm(DZ30);玉米与紫花苜蓿间作,紫花苜蓿行距为30 cm,玉米行距分别为30,50,70 cm(JYZ30、JYZ50和JYZ70),玉米与紫花苜蓿的行距均为30 cm,分别在玉米抽穗期、灌浆期和蜡熟期测定各处理土壤中有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾7个化学指标含量,并采用平均隶属函数对土壤肥力进行综合评价。结果表明:玉米单作随着行距的增加,土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷及有效磷含量呈先减少后增加趋势,均在DY50处理时降到最低,各指标值分别介于31.98~40.31 g/kg、1.57~1.77 g/kg、108.42~143.50 mg/kg、0.67~0.84 g/kg及11.09~20.56 mg/kg之间;全钾与速效钾大致呈先增加后减少趋势,在DY50处理时含量达到最大,介于7.93~9.86 g/kg与85.00~140.33 mg/kg之间;与紫花苜蓿单作相比,间作土壤中的养分含量大致呈下降趋势,尤其土壤中的有效磷含量下降最为明显,含量介于14.50~23.03 mg/kg之间;与玉米单作相比,间作土壤中各指标含量变化不同,但均呈增加趋势;玉米/紫花苜蓿间作随着玉米行距的增加土壤全氮和速效钾含量呈先减少后增加趋势,均在JYZ50处理时降到最低,各指标值分别介于1.60~1.78 g/kg、70.00~110.00 mg/kg之间;此外,无论玉米单作还是间作,灌浆期土壤中的有机质、全氮、全磷及碱解氮含量大致低于抽穗期和蜡熟期。隶属函数分析表明相应行距的单作玉米土壤肥力小于间作(除玉米行距为70 cm外)。说明玉米与紫花苜蓿间作可提高土壤肥力。

施氮和根系分隔对玉米/紫花苜蓿间作体系中紫花苜蓿根系形态和固氮能力的影响

通过盆栽试验,采用随机区组设计和根系分隔技术研究了施氮和根系分隔方式对玉米/紫花苜蓿间作体系中紫花苜蓿根系形态和固氮能力的影响,为玉米/紫花苜蓿间作体系氮素管理和化肥减量增效提供科学依据。结果表明,施氮能增加紫花苜蓿不同茎级根长、根表面积、根体积,增幅分别为22.4%、18.4%、16.9%;降低根瘤数、根瘤干质量、固氮率、固氮量、豆血红蛋白含量,降幅分别为33.8%、64.5%、29.4%、17.0%、55.4%。在不施氮条件下,与塑料板分隔(PSS)处理相比,根系不分隔(NS)和根系尼龙网分隔(NNS)处理紫花苜蓿不同茎级的根长、根表面积、根体积分别降低26.1%、29.1%、36.9%和13.6%、12.9%、23.5%,根瘤数、根瘤干质量、固氮率、固氮量、豆血红蛋白含量分别增加69.5%、76.4%、148.2%、52.9%、73.3%和49.3%、61.4%、66.0%、41.9%、43.3%;与NNS处理相比,NS处理使紫花苜蓿不同茎级的根长、根表面积、根体积分别降低14.0%、18.8%、19.5%,根瘤数、根瘤干质量、固氮率、固氮量、豆血红蛋白含量分别增加13.5%、9.3%、49.5%、7.8%、20.9%。在施氮条件下,与PSS处理相比,NS和NNS处理紫花苜蓿不同茎级的根长、根表面积、根体积分别降低23.9%、28.3%、32.3%和12.6%、15.3%、23.5%,根瘤数、根瘤干质量、固氮率、固氮量、豆血红蛋白含量分别增加45.5%、97.6%、105.5%、30.0%、42.6%和42.8%、45.5%、58.6%、26.2%、18.2%;与NNS处理相比,NS处理使紫花苜蓿不同茎级的根长、根表面积、根体积分别降低12.9%、15.4%、18.1%,根瘤数、根瘤干质量、固氮率、固氮量、豆血红蛋白含量分别增加1.9%、35.8%、29.6%、2.9%、20.7%。综上,施氮和根系分隔均会促进玉米/紫花苜蓿间作体系中紫花苜蓿不同茎级根系的生长,但会抑制紫花苜蓿的固氮能力。