小麦蚕豆间作提高氮素吸收量的优势及其相关环境因子的贡献分析

在明确间作作物提高氮素吸收利用的基础上,探讨间作体系氮素的种间关系以及相关环境因子的贡献,为阐明间作养分高效利用优势提供一定数据支撑。通过两年(2021—2023年)的田间定位试验,在不施氮(N0)、低氮(N1,N 90 kg/hm^(2))、常规施氮(N2,N 180 kg/hm^(2))和高氮(N3,N 270 kg/hm^(2))4个施氮水平下,研究了小麦蚕豆间作对氮素收获指数、系统氮素生产力及其氮素种间关系的影响,并基于ABT(aggregated boosted tree)和network分析,结合相关环境因子综合探讨其对间作促进氮素吸收利用的作用贡献。结果表明,与单作处理相比,两年的间作小麦氮素收获指数平均增幅5.30%,间作蚕豆显著性增加15.55%,间作体系的氮素系统生产力均值达到66.47 kg/hm^(2)。不同处理下小麦和蚕豆均表现出不同程度的氮素种间竞争,其相对种间竞争强度分别为-0.83和-0.73,其氮素种间相对关系指数范围分别为0.087~0.11(小麦)和0.047~0.12(蚕豆),体现出了不同程度的间作互利效应,较蚕豆而言,间作小麦氮素相对种间竞争力平均达到了0.43,表现出明显的种间竞争优势。对于土壤环境因子和氮素种间关系指标对氮素收获指数的贡献率,单作小麦和蚕豆的第一贡献因子均为速效钾和氮素相对种间竞争强度,间作小麦的第一贡献因子为碱解氮和氮素种间相对关系指数,间作蚕豆为碱解氮和氮素相对种间竞争强度。小麦蚕豆间作提高了氮素收获指数,在氮素种间竞争的同时保持了体系的氮素互补作用以及小麦的氮素竞争优势地位,并通过改善土壤碱解氮以及氮素种间相对关系指数等因子的相对贡献,稳定了间作体系的氮素系统生产力和氮素吸收利用的优势。