不同带宽行比对玉米/大豆带状间套作群体产量和氮素效率的影响

为明确玉米/大豆带状间套作的最优配置,大田试验条件下,以单作玉米(MM)和单作大豆(MS)为对照,设置5种不同带宽行比:2 m带宽玉豆行数比为2∶2(T1)、2.4 m带宽玉豆行数比为2∶3(T2)、2.4 m带宽玉豆行数比为2∶4(T3)、2.8 m带宽玉豆行数比为2∶3(T4)、2.8 m带宽玉豆行数比为2∶4(T5),研究不同带宽行比对玉米/大豆带状间套作群体产量和氮素利用效率的影响。结果表明,玉米籽粒产量总体上随着带宽增加呈现逐渐减少的趋势,大豆籽粒产量总体上随着带宽增加呈现逐渐增加的趋势;相同带宽条件下,随着玉米大豆行比增加,玉米籽粒产量下降,大豆籽粒产量增加;玉米和大豆的植株氮素吸收利用效率变化规律与籽粒产量基本相一致。与对照相比,T2有提高玉米和大豆的收获指数,增加氮素在玉米和大豆籽粒的分配比例、降低在茎秆的分配比例的趋势。综合产量、经济效益以及群体氮素吸收、分配和利用效率的表现,2.4 m带宽下种植2行玉米3行大豆为鄂西南山区玉米/大豆的最优间套作模式。

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。

大豆玉米带状复合种植模式采用效果评价——基于短期成本理论的双案例研究

“不缺主粮缺大豆”已成为中国粮食生产现状,振兴大豆生产对维护国家粮食安全和社会稳定意义重大。本文聚焦大豆玉米带状复合种植模式,采用探索式多案例研究方法,基于四川省两个典型案例地区访谈数据资料,利用微观经济学“短期成本理论”,探究在生产的不同发展阶段,产量与竞争力的变动趋势和演绎规律。研究发现,案例地区大豆玉米带状复合种植模式的生产处于“第一阶段”,未实现产量最大化,加大要素投入能够同时提高产量和成本竞争优势;然而,在进入生产“第二阶段”后,增加产量会带来生产成本升高和农民收益下降。基于此,本文提出要注重产量与成本优势平衡,以更好地实现粮食安全,有效地保障民生。

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。

大豆玉米带状复合种植:技术模式、成本收益与补贴政策

大豆玉米带状复合种植是保障粮食安全和发展集约化生态农业的重要措施,在中国拥有巨大发展潜力。本文利用农户的调研数据和典型案例调查资料,梳理了大豆玉米带状复合种植的技术模式、成本收益和补贴政策,分析了现阶段技术应用推广中存在的问题,并提出政策建议。本文认为,该技术未来应用主体在于规模户,需依靠机械实现规模化种植;规模户采用大豆玉米带状复合种植技术能在规模经济基础上实现范围经济,具有双重效益;推广大豆玉米带状复合种植技术时,应重点考虑如何将采用该技术的农户机会成本最小化。本文还发现,大豆玉米带状复合种植技术的大规模推广主要受制于以下因素,包括技术模式应用推广与当地农业经营方式不够兼容、专门的补贴和保险体系尚未构建、适配农机供给和专业农机手不足、农田基础设施和制度保障不完善、大豆购销渠道单一与农户认知存在偏差。为此,本文提出集成创新区域技术模式、完善补贴与农业保险体系、优化配套农机设备与服务供给、优先提供基础设施与制度保障、打通种子供给与产品销售渠道以及开展多元化推广与多主体示范的政策建议。

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。

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。

大豆与烤烟不同套作年限对根际土壤微生物数量的影响

为克服烟田连作障碍、提高烤烟产量和质量,以大豆套作烤烟为种植模式,调查大豆与烤烟不同套作年限下根际土壤三大类群微生物和与氮代谢相关的功能性微生物群落的数量变化及其与烤烟主要土传病害的发生情况之间的相互关系。结果表明,烤烟-大豆带状套作显著增加作物根际土壤的细菌(B)、放线菌(A)数量、B/F和A/F值,减少真菌(F)数量;也提高与土壤氮素代谢相关的氨化细菌、硝酸细菌、亚硝酸细菌、自生固氮菌等功能性微生物数量;烟豆套作能降低烤烟主要土传病害的发生,其发生程度与烤烟根际土壤细菌及放线菌数量显著负相关,而与真菌数量极显著正相关。随着套作年限的延长,根际土壤的细菌(B)、放线菌(A)、B/F和A/F值以及氨化细菌、硝酸细菌、亚硝酸细菌、自生固氮菌等有益菌群数量大幅度增加,真菌(F)及反硝化细菌的数量显著减少,对烟草土传病害的相对防治效果明显提高,以上效应表现为烤烟-大豆带状套作3年(A3)>烤烟-大豆带状套作2年(A2)>烤烟-大豆带状套作1年(A1)。

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。

带状套作荫蔽及复光对不同大豆品种(系)生长及产量的影响

选取我国南方套作模式下20个不同产量水平的大豆品种(系),于2013—2014年采用净作和遮阴(遮阳网或玉米)对比分析了高产和低产大豆品种在荫蔽期及复光期的生长特点。结果表明,荫蔽期间,茎叶干物重显著低于净作,分配规律表现为"茎多叶少",分别为58.4%和41.6%;与高产类型大豆相比,低产类型茎叶干重下降比例、茎长、茎长/茎粗、茎长/地上部干物质、茎长/叶面积显著增加;荫蔽期地上部干物质与产量呈显著正相关,茎干物质比例与产量呈显著负相关。光照恢复后,地上部干物质迅速增加,分配规律表现为"茎少叶多",复光后30 d分别为47.7%和52.3%;高产类型地上部干物质、叶面积、叶干重比例、茎粗均显著大于低产类型,茎长/茎粗、茎长/地上部干物质、茎长/叶面积均显著小于低产类型;地上部干物质、叶面积、茎粗、叶干物质比例与产量呈显著正相关,茎长/茎粗、茎长/地上部干物质、茎长/叶面积与产量呈极显著负相关。通过复光前后生长性状与产量的回归分析,复光后30 d的叶干物质比例、茎长/地上部干物质、茎粗可作为预测套作大豆产量的主要指标。上述结果表明,选择荫蔽期茎长较短、地上部干物质较大、叶面积更大,光照恢复期茎粗较大、叶干物质比例较大、茎长/地上部干物质较小的大豆品种可以在套作下获得高产。

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。

大豆间套作种植技术研究进展

间套作技术是一种充分利用自然资源,提高土壤产出率,增加农民受益,生态环保的农业种植技术。大豆间套作历经数十年的发展,已经形成了一定的规模,在全国范围内广泛应用。文章对现有的大豆间套作技术的研究进展进行了综述,包括玉米-大豆、甘蔗-大豆、马铃薯-大豆、木薯-大豆、幼树-大豆及大豆的其它间套作类型,对各间套作体系中的品种选择、播期、行比配置、养分调节及光合特性等内容进行了总结和概括,指出耐荫性大豆品种缺乏、机械化程度不高等问题,并对大豆间套作技术的发展进行了展望,以期为大豆间套作种植技术的深入研究提供参考。

种植方式对玉米-大豆套作体系中作物产量、养分吸收和种间竞争的影响

为探寻玉米-大豆套作体系下作物间的资源竞争关系,揭示玉米-大豆套作系统的增产机理,本研究以玉米-大豆套作系统(简称玉豆套作)为对象,通过2 a大田定位试验,研究了玉豆套作带状连作(A1)、玉豆套作带状轮作(A2)、玉豆套作等行距种植(A3)、玉米单作(A4)、大豆单作(A5)5种种植方式对玉米、大豆的产量、养分吸收及种间竞争能力的影响。结果表明,与单作和等行距种植相比,带状种植的玉米产量降低、大豆产量显著增加,A2的大豆产量分别比A5和A3高25.5%和89.2%。与带状连作相比,带状轮作促进玉米增产和对N、P、K的吸收,玉米籽粒产量及植株N、P、K的吸收总量分别提高7.5%、18.5%、9.1%、14.1%。与大豆单作相比,带状套作显著增加了大豆的经济系数和养分收获指数,A2的经济系数和植株N、P、K收获指数分别增加40.9%、11.9%、20.6%、39.9%。带状种植方式下,玉米对N、P、K的竞争力弱于大豆(Ams<0,CRms<1),但带状轮作提高了玉米的种间竞争力和营养竞争比率。玉米-大豆套作体系下,相对带状连作和等行距种植,带状轮作种植有利于玉米与大豆间的和谐共生,促进了玉米、大豆对养分的吸收,提高了系统的产量和土地当量比率(LER)。

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。

减量施氮对玉米/大豆套作系统中作物氮素吸收及土壤氨氧化与反硝化细菌多样性的影响

【目的】揭示玉米/大豆套作系统下作物根际土壤细菌数量及群落多样性变化特征与土壤总氮含量、作物氮素吸收之间的关系,为禾/豆间(套)作减肥增效生产提供理论和技术支撑。【方法】大田试验于2013—2015年进行,采用两因素裂区设计,主因素为种植模式,设玉米单作(MM)、大豆单作(SS)和玉米/大豆套作(IMS);副因素为玉米、大豆施氮总量,设不施氮(NN:0)、减量施氮(RN:180 kg·hm^(-2))和常量施氮(CN:240 kg·hm^(-2))。在玉米V12期、VT期和R6期,大豆V5期、R2期、R5期和R8期,利用稀释平板法和凯氏定氮法测定各作物根际土壤细菌数量、非根际土壤和植株总氮含量;结合克隆文库和荧光定量PCR技术研究各处理氨氧化细菌(amo A基因)、反硝化细菌(nir S基因)多样性及其基因丰度。【结果】与相应的单作相比,套作玉米(IM)的作物根际土壤细菌数量提高2.6%,套作大豆提高12.9%;套作玉米土壤总氮含量和植株吸氮量分别提高13.39%和2.10%,大豆的分别降低5.81%和3.24%;套作玉米、大豆的amo A基因丰度比单作增加了38.5%、64.8%,nir S基因丰度比单作提高57.77%、126.39%。各施氮水平间,RN的玉米根际土壤细菌数量比NN和CN的分别提高9.6%和9.8%,大豆的分别提高11.7%和11.0%;施氮提高了玉米、大豆植株吸氮量和土壤总氮含量,单作玉米随施氮量的增加而增加,套作玉米及单、套作大豆的均在RN下最高;减量施氮提高了玉米、大豆amoA基因多样性指数和单作玉米nir S基因多样性指数,降低了套作玉米和单套作大豆nirS基因多样性指数。【结论】减量施氮有利于增加玉米/大豆套作系统中作物根际土壤细菌数量,调节氨氧化细菌和反硝化细菌群落结构及多样性,改善土壤氮素转化过程,促进玉米、大豆对氮素的吸收,实现节肥增效。

减量施氮对玉米-大豆套作体系中大豆根瘤固氮及氮素吸收利用的影响

通过田间试验,研究了种植模式(大豆单作、玉米-大豆套作)和施氮水平(0,180,240 kg·hm-2)对大豆根瘤固氮特性和氮素吸收利用的影响。结果表明:随生育时期的推移,大豆的单株根瘤数、根瘤干重在单作模式下呈先增加再降低的趋势,而套作模式下则呈持续增加的趋势,在R5期最高;单株根瘤固氮潜力在两种种植模式下均呈先增加再降低的趋势,在R2期最高。与单作比较,套作大豆的单株根瘤数、根瘤干重、根瘤固氮潜力和总吸氮量在V5、R2期降低,在R5期则提高,氮素收获指数、氮肥农学利用率和吸收利用率显著提高。适量施氮有利于提高大豆的根瘤固氮能力,增加植株对氮素的吸收利用。套作模式下,减量施氮处理R5期的单株根瘤数、根瘤干重、根瘤固氮潜力及R8期的总吸氮量比不施氮处理高26.9%、15.5%、14.3%和58.2%,比习惯施氮处理高19.7%、12.0%、23.1%和11.3%,氮肥农学利用率和吸收利用率比习惯施氮处理高73.5%和20.1%。玉米-大豆套作减量一体化施肥促进了大豆根瘤固氮,提高了套作大豆和整个玉米-大豆套作系统的氮肥吸收利用效率。

钼肥对套作大豆干物质积累与分配及产量的影响

在"玉/豆"套作模式下,采用完全随机区组设计,研究钼肥干拌种对套作大豆干物质积累、分配及产量的影响。结果表明,五节期(V5)到完熟期(R8)套作大豆干物质积累总量随施钼量的增加呈先升高后降低的趋势,且都以B2(1.0g/kg)处理最高;V5期到盛花期(R2)干物质主要分配在茎秆和叶片中,钼肥处理降低了干物质在茎秆中的分配率,而增加了叶片的分配比例;R8期时干物质向荚果的分配比例最高,且随施钼量增加呈先增加后减少的趋势,而向茎秆和叶片的分配则表现为相反的趋势;施钼肥能够提高茎叶中的干物质向荚果的转移率及其对荚果的贡献率和产量,且均以B2处理最优。

玉米-大豆带状间作下除草剂的筛选

采用单因素随机区组设计,研究了3种药剂(A1:60%乙·嗪·滴丁酯、A2:60%乙·嗪·滴丁酯+48%灭草松、A3:48%灭草松)与清水对照组(A4)在玉米-大豆间作条件下,玉米、大豆苗期农艺性状、株防效及药害等级和成熟期作物产量,考察了玉米-大豆带状复合种植模式下除草剂除草效果及安全性。结果表明:3种除草剂对反枝苋、马唐防效好,对刺儿菜防效较差。药后15 d,A1与A2对杂草的防除效果最好,均在75%以上,其中A2对马唐的株防效达到了100%。药后30 d,各处理下的鲜重防效均在80%以上,A1对反枝苋的株防除效果最好为88.89%。玉米、大豆产量在A2处理下最高,分别较清水对照组高33.7%、39.4%。3种除草剂对玉米、大豆幼苗都有一定的药害症状,但药害等级均小于1,从株防效和对作物产量的影响分析,A2更适用于玉米-大豆带状复合种植模式。

减量施氮对玉米-大豆套作系统下作物氮素吸收和利用效率的影响

为探索玉米-大豆套作系统中作物对N素吸收的差异特性,揭示减量施N对玉米-大豆套作系统的N高效利用机理。利用15N同位素示踪技术,结合小区套微区多年定位试验,研究了玉米单作(MM)、大豆单作(SS)、玉米-大豆套作(IMS)及不施N(NN)、减量施N(RN:180 kg N/hm2)、常量施N(CN:240 kg N/hm2)下玉米、大豆的生物量、吸N量、N肥利用率及土壤N素含量变化。结果表明,与MM(SS)相比,IMS下玉米茎叶及籽粒的生物量、吸N量降低,15N%丰度及15N吸收量增加,大豆籽粒及植株的生物量、吸N量及15N吸收量显著提高;IMS下玉米、大豆植株的N肥利用率、土壤N贡献率、土壤15N%丰度降低,15N回收率显著增加。施N与不施N相比,显著提高了单、套作下玉米、大豆植株的生物量、吸N量、15N丰度及15N吸收量;RN与CN相比,IMS下,RN的玉米、大豆植株总吸N量提高13.4%和12.4%,N肥利用率提高213.0%和117.5%,土壤总N含量提高12.2%和11.6%,土壤N贡献率降低12.0%和11.2%,玉米植株15N吸收量与15N回收率提高14.4%和52.5%,大豆的则降低57.1%和42.8%,单作与套作的变化规律一致。玉米-大豆套作系统中作物对N素吸收存在数量及形态差异,减量施N有利于玉米-大豆套作系统对N肥的高效吸收与利用,实现作物持续增产与土壤培肥。