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【目的】探究玉米-大豆套作种间距离对土壤环境及根系空间分布的影响,以期为作物根系调控养分高效吸收提供理论依据。【方法】采用单因素随机区组试验设计,设置5种根系互作方式,其中玉米-大豆套作种间距分别为30 cm（MS30）、45 cm（MS45）、60 cm（MS60）,单作玉米行间距100 cm（MM100）,单作大豆行间距100 cm（SS100）,研究玉米-大豆套作下土壤理化性状及根系空间分布的变化规律。【结果】玉米蜡熟期（R4）至成熟期（R6）、大豆始粒期（R5）至成熟期（R8）,套作处理日平均土壤氧气含量、土壤呼吸速率随种间距离增加呈先增后减趋势;其中玉米土壤氧气含量MS45处理最高,MS30处理最低,而套作后的土壤呼吸速率均显著低于单作;大豆土壤呼吸速率以MS45处理最高,较SS100处理高130.00%,而套作后的土壤氧气含量均低于单作。与单作相比,套作玉米土壤中>5 mm水稳性团聚体含量、套作大豆土壤中5—2 mm水稳性团聚体含量、土壤NO- 3-N显著增加,其中均以MS45处理最高,较单作分别显著增加19.26%、4.49%、18.07%。共生期间,与单作相比,套作各处理玉米、大豆根系空间分布呈非对称性,套作玉米根系横向能延伸到大豆行的空间下方,纵向能下扎生长更深,套作大豆根系明显偏向大豆带生长,套作玉米和大豆根长、根表面积、根体积、根干重低于单作;玉米收获后,套作大豆根系恢复生长,在水平和垂直方向上进一步延伸,其中MS45处理的根体积高于单作。通过PCA分析,土壤养分含量和水稳性团聚体指标与根系形态参数呈正相关关系【结论】玉米-大豆带状套作合理的种间距离会促进土壤大团聚体的形成,增加土壤氧气含量,改善土壤通气环境及土壤养分状况,优化作物根系空间分布,促进根系生长发育。 相似文献
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玉米行距配置对套作大豆生物量、根系伤流及养分的影响 总被引：5，自引：2，他引：3
【目的】通过研究套作种植条件下,玉米不同行距配置对大豆生物量、根系伤流及其养分的影响,为玉米-大豆带状套作合理的群体配置提供理论依据。【方法】试验于2012—2013年采用单因素随机区组设计,以玉米-大豆带状套作种植中大豆为研究对象,固定玉米和大豆带宽200 cm,设置3个玉米窄行处理,分别是A1(20 cm+180 cm;窄行20 cm,宽行180 cm)、A2(40 cm+160 cm)和A3(60 cm+140 cm)。两行大豆种植于玉米宽行中,行距40 cm;净作大豆为对照,行距70 cm,每个处理重复3次。在大豆第三节龄期(V3)、第五节龄期(V5)与盛花期(R2)分析玉米不同行距配置对套作大豆根系生物量、氮磷钾的积累、伤流强度及伤流液组分的影响。【结果】套作大豆地上地下生物量和根系氮磷钾养分积累随着玉米窄行行距的增加而降低,且显著低于净作对照(P0.05)。根系伤流强度在各处理下均随生育时期的推进而增加,同一生育时期伤流强度从A1到A3逐渐降低,但A1和A2处理差异不显著(P0.05)。A1处理下大豆根系伤流强度在V3、V5及R2期比净作处理平均低27.69%、26.11%和23.23%。除V5期大豆根系伤流组分铵态氮含量低于V3和R2期外,硝态氮、全磷、全钾、可溶性糖含量随大豆生育时期推进逐渐增加,且均低于净作对照。通过相关分析,大豆地上地下生物量与根系养分积累量、伤流强度及组分含量间均呈极显著正相关(P0.01)。【结论】在玉米-大豆带状套作种植中,行距配置的差异性导致大豆地上地下生物量和根系伤流强度的变化而影响根系养分的吸收和物质的转运。 相似文献
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带状套作大豆群体冠层光能截获与利用特征 总被引：9，自引：0，他引：9
【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。 相似文献
4.
目的 间套作是实现资源高效利用、解决粮食供求矛盾的重要途径,间套作体系下作物和谐共生受种间互作强度的重要影响。本研究以玉米-大豆套作系统为研究对象,探讨玉豆种间距对不同结瘤特性大豆干物质积累与产量形成的影响。方法 2016—2017年,连续2年进行大田试验,二因素随机区组设计,A因素为不同玉豆种间距,大豆净作（A1）与玉米大豆套作（4种玉豆种间距：30 cm,A2;45 cm,A3;60 cm,A4;75 cm,A5）,B因素为3个大豆品种（贡选1号,弱结瘤;桂夏3号,中度结瘤;南豆25号,强结瘤）,分析大豆干物质积累、鼓粒、产量构成的变化规律。结果 玉豆种间距对不同结瘤大豆的物质积累分配有显著影响,鼓粒前期净作大豆的干物质积累量显著高于套作,R4期（盛荚期）达到最高;套作大豆的干物质积累则在R5期（始粒期）达到最高,并逐渐高于净作,以玉豆种间距45、60 cm下的物质积累量较高;玉豆种间距60 cm（A4）下的南豆25号在荚果分配率、成熟期干物质积累量和营养器官对荚果的贡献率等方面优于桂夏3号和贡选1号。各品种在套作下均以A4种间距下的鼓粒时间最长、达到最大鼓粒速率时的籽粒重最高,百粒重与产量最大,且与净作产量差异不显著;各玉豆种间距下以南豆25的鼓粒能力最强,A4种间距下南豆25的平均产量分别比桂夏3号、贡选1号高5.4%和6.3%。结论 强结瘤的南豆25号能较好适应玉米大豆套作环境,且在种间距60 cm下表现最优,有利于干物质向籽粒分配和鼓粒,以增加百粒重,弥补荚数不足,达到套作与净作产量相当的目的。 相似文献
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根系互作对间作玉米大豆氮和磷吸收利用的影响 总被引：5，自引：0，他引：5
[目的]探明根系互作对玉米大豆氮、磷吸收利用的影响,为作物高产优质提供依据。[方法]通过水培试验,来实现根系互作效应,共设3个处理:单作玉米、单作大豆、间作玉米大豆。处理13、31、45、57 d时采样分析植株各部位的氮、磷含量。[结果]根系互作提高了玉米各器官与地上部氮、磷累积量,而大豆各器官及地上部氮、磷累积量则表现出了根系互作劣势。与单作相比,间作玉米地上部氮累积量在处理13和31 d分别提高了224.6%和24.0%(P0.05),但是在后期,与单作相比有所降低。在处理13和45 d时,与单作相比,间作玉米地上部磷累积量提高了145.8%和46.4%(P0.05)。与单作相比,处理13、45、57 d时,间作大豆地上部氮累积量分别降低了47.5%、34.9%、46.0%(P0.05),处理13、31、45、57 d时,间作大豆地上部磷累积量分别降低了17.5%、24.9%、14.5%、40.1%(P0.05)。[结论]根系互作提高了玉米各器官及地上部氮、磷累积量,因此,玉米大豆间作体系具有明显的氮、磷吸收利用优势。 相似文献
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【目的】探究不同种植模式和施氮水平下玉米大豆的叶片持绿、光合和系统产量特性。【方法】通过田间定位试验研究种植方式(玉米单作(MM)、大豆单作(SS)、玉米套作(IM)、大豆套作(IS))和施氮水平(不施氮(NN)、减量施氮(RN：180 kg N·hm-2)、常量施氮(CN：240 kg N·hm-2))对玉米大豆叶片持绿、光合特性以及其干物质积累和系统产量的影响。【结果】玉米产量随施氮量增加而增加,大豆产量随施氮增加先增后降;RN下,IM的籽粒干物质积累量最大,玉米大豆套作系统的总产量最高,系统生产力指数（SPI）最大。套作下各作物的叶片持绿期更长,光合特性指标均较单作稳定,且在籽粒形成期优于单作;各施氮水平下,套作处理的绿叶百分比均显著高于单作,IM的最大绿叶衰减速率出现天数比MM的分别晚7 d、5 d和1 d;IS的则比SS的分别晚7 d、0 d和11 d。相比单作,套作可以显著降低各施氮水平下玉米叶片的平均衰减速率,延长最大衰减速率出现天数,降低绿叶衰减程度。各作物的光合速率表现为套作高于单作,减量施氮高于常量施氮。玉米R2期,IM的叶片光化学淬灭系数（Qp）比MM的高12.78%,非光化学淬灭系数（NPQ）则低21.30%;NPQ随施氮水平的增加而降低,RN比NN降低了17.11%。套作SPAD值波动幅度弱于单作,且呈稳定上升趋势;玉米R2期,IM比MM高34.52%,大豆R2和R6期,IS分别比SS高10.39%、29.48%;RN的SPAD值最高,玉米R2期,IMRN处理比IMNN处理高17.46%,MMRN处理比MMNN处理高35.02%;大豆R6期,ISRN处理比ISNN和ISCN处理分别高7.71%、6.67%,SSRN处理比SSCN处理高10.03%。【结论】减量施氮下,玉米大豆套作显著延长了叶片的持绿期;花后叶片的光合速率、PSⅡ光合机构功能、叶绿素都保持在较高的水平且比单作稳定,籽粒干物质积累增强,充分发挥了玉米的生产潜力并增加了大豆产量,使得套作系统总产量显著提高。 相似文献
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根系分隔和施氮对蚕豆/玉米间作体系根系分布和形态的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
为西北1熟制灌区豆科/禾本科间作体系高产高效提供科学依据,于2007年在甘肃省农业科学院武威绿洲农业试验站设计了蚕豆/玉米间作体系的田间根系分隔试验,研究蚕豆/玉米2种作物间根系分隔和施氮对作物根系空间分布、根系形态的影响.采用根系行分隔法进行田间作物间根系分隔,并用根钻法采集根系.蚕豆和玉米根系主要分布分别在0～40 cm浅土层和0～60 cm土层,且间作玉米根系在60～120 cm比根系分隔的多,较深根系分布有利于玉米的后期竞争恢复生长.玉米根系可以占据蚕豆地下部空间,而蚕豆的根却较少到间作玉米的地下部空间.种间互作和施氮增加了玉米和蚕豆在纵向和横向2个尺度上的根重密度、根长密度、根表面积、根系体积.蚕豆玉米间作和施氮扩展了2种作物根系纵向和横向的空间生态位,改变了作物根系形态,从而增加了作物水分和养分吸收的有效空间. 相似文献
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《浙江大学学报(农业与生命科学版)》2017,(4)
在玉米/大豆套作模式下,采用2因素随机区组设计,研究不同玉米/大豆间距(45、60、75 cm,依次记为IS45、IS60、IS75)和不同结瘤特性的大豆品种(弱结瘤:贡选1号;强结瘤:南豆25号)对大豆根瘤生长、干物质积累和分配的影响。结果表明:从三节期到盛花期,随着玉米/大豆间距的增大,大豆受玉米的荫蔽影响减小,根瘤数目和干质量增加;在始粒期大豆的根瘤数目和干质量达到最大值,表现为IS60IS75IS45;相较于弱结瘤品种,强结瘤品种的根瘤数目较少,根瘤干质量较大。从三节期到盛花期,大豆干物质积累总量随玉米/大豆间距的缩小而减少,主要分配在茎秆和叶片;强结瘤品种茎秆和叶片的干物质积累量及干物质积累总量小于弱结瘤品种。从始粒期到成熟期,大豆干物质积累总量迅速增加,茎秆和叶片的分配率降低,荚果的分配率增大,强结瘤品种在成熟期玉米/大豆间距为60 cm时达到最大值。强结瘤品种各营养器官的输出率和贡献率较高,其平均产量比弱结瘤品种高2.94%,IS60处理的平均产量分别比IS45和IS75高9.77%和2.67%。相对于弱结瘤品种,强结瘤品种产量的提高主要通过提高单荚粒数和百粒质量来实现。 相似文献
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通过盆栽试验研究了不同秸秆覆盖水平和玉米/大豆间作系统中根系互作对玉米的影响。结果表明：秸秆覆盖
和根系互作可增加玉米成熟期单株绿叶面积和不同生育时期的叶绿素含量,且根系互作的作用随覆盖水平的提高而增强;玉米成熟期的植株含水量和根伤流显著受到覆盖的影响,而受根系互作的影响不显著(P＞0.05);覆盖和根系互作可提高玉米光合速率、气孔导度和蒸腾速率,而降低胞间CO2浓度,其中相同隔根处理下,T1和T0间的差异显著;覆盖和根系互作可改善玉米产量各构成因素,并提高成熟期单株生物产量和经济产量。相关分析发现,玉米单株绿叶面积、叶绿素含量、根伤流速度、光合速率均与产量存在直线正相关关系。得出,覆盖和根系互作有利于改善玉米生理特性,提高产量,且根系互作的优势作用随覆盖水平的提高而增强。 相似文献
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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 总被引：5，自引：1，他引：4
【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。 相似文献