利用DGGE法研究不同种植体系中根际微生物群落结构

利用DGGE技术研究不同间作和轮作种植体系对作物根际细菌和真菌群落结构的影响.运用16SrDNA和18SrDNA特异引物对,将土壤中提取的总DNA进行PCR扩增后,通过DGGE技术对PCR产物进行分析,结果表明:玉米-蚕豆轮作对蚕豆根际细菌和真菌群落结构影响明显,二者都与单作蚕豆有较大差异;小麦/蚕豆间作明显改变两种作物根际细菌群落结构和蚕豆根际真菌群落结构;玉米/蚕豆间作明显改变玉米根际细菌、真菌群落结构和蚕豆根际真菌群落结构.     

CO2浓度和磷对不同种植方式玉米大豆生长效应研究

通过顶置光源植物生长室控制380和760 μmol·mol-1 2个CO2浓度水平,研究了磷缺乏与正常供磷条件下,CO2浓度升高对玉米/大豆间作、玉米单作和大豆单作3种种植模式下作物株高、茎粗、叶面积及干物质积累的影响.结果表明:(1)CO2浓度升高能显著增加单/间作玉米、大豆的株高、茎粗、叶面积、根干重、地上部干重及总干重.(2)CO2浓度升高对供磷水平下单、间作玉米大豆的株高、茎粗、叶面积及干物质积累量增加的正效应均大于缺磷处理.(3)两种CO2浓度下,间作大豆与单作大豆生长差异不显著,而间作玉米较单作玉米有明显的生长优势,且供磷和CO2浓度的升高均能够促进这种优势.     

玉米花生间作对玉米光合特性及产量形成的影响

为了进一步揭示玉米花生间作体系中玉米间作产量优势的光合机理,于2010—2011年在河南科技大学试验农场研究了间作玉米功能叶的光-光响应曲线和光-CO2响应曲线特点、荧光参数、叶绿素含量与构成、干物质积累及灌浆速率。结果表明:间作提高了玉米功能叶片的叶绿素含量,改变了叶绿素构成,显著提高了净光合速率,延缓衰老;间作提高了玉米光补偿点、光饱和点、光饱和时的最大净光合速率、表观量子效率和羧化效率,显著降低了CO2补偿点;PSⅡ的实际光化学效率、PSⅡ的最大光化学效率和光化学猝灭系数变化不明显。间作明显提高玉米生育后期单株干物质,主要在于促进了籽粒的生长,显著提高玉米产量,偏土地当量(PLER-M)高于其所占面积比例的106.6%—120.3%,表现出明显的间作产量优势。这说明间作玉米产量间作优势主要来源于其生育后期净光合速率的提高,促进光合物质向籽粒的分配,净光合速率的提高是通过羧化效率和表观量子效率的提高,增强CO2的固定能力实现的,而非是光能传递、转化效率的提高。     

小麦与蚕豆间作系统施氮对蚕豆赤斑病发生和冠层微气候的影响

通过田间小区试验,设N₀(0 kg·hm^-2)、N₁(45 kg·hm^-2)、N₂(90 kg·hm^-2)、N₃(135 kg·hm^-2)4个施氮水平,研究不同施氮水平下小麦与蚕豆间作对蚕豆赤斑病发生和冠层微气候的影响,探讨间作系统氮肥调控下冠层微气候变化及其与蚕豆赤斑病发生的关系.结果表明: 施氮提高了蚕豆单、间作种植模式下蚕豆赤斑病发病盛期的病情指数,增幅27.2%～58.0%,增加了病情进展曲线下面积(AUDPC),增幅15.0%～101.8%,N₃水平下赤斑病病情指数和AUDPC最高.施氮使蚕豆冠层温度降低0.2～1.1 ℃,冠层透光率降低1.7%～29.7%,冠层相对湿度增加0.5%～28.7%.与单作相比,间作蚕豆赤斑病病情指数显著降低36.3%～48.1%,AUDPC显著降低44.0%～53.6%,冠层温度和透光率分别提高2.1%～8.7%和12.0%～53.8%,相对湿度降低11.6%～31.6%.相关分析表明,冠层温度和透光率与赤斑病病情指数呈显著负相关,而湿度与病情指数呈显著正相关.表明高氮恶化了冠层微气候环境,加重了蚕豆赤斑病的发生和危害,而间作对蚕豆冠层微气候的改善是控制蚕豆赤斑病发展的重要原因.     

间甲酚及施磷对小麦间作蚕豆土壤微生物和酶活性的影响

通过盆栽试验,研究了不同磷水平下化感物质间甲酚对小麦间作蚕豆和单作小麦、单作蚕豆土壤微生物和酶活性的影响。结果表明,间甲酚对不同模式生长盛期细菌和微生物总数表现为化感促进作用,对真菌表现为化感抑制作用,随施磷量的增加间甲酚对土壤微生物的化感促进作用降低;不同模式生长盛期土壤微生物数量在施磷量为100mg／kg土的处理中最高,但成熟期施磷量为200mg／kg土的处理最高;间作较单作具有保持较高土壤细菌和微生物总数的作用,施磷水平越高间作增大微生物数量的效果越大;间甲酚对土壤微生物多样性具有明显降低作用,间作土壤的微生物多样性低于单作。间作具有较高的弱化间甲酚对土壤过氧化氢酶化感负效应的作用,施磷可增强土壤过氧化氢酶活性;磷素作用下土壤脲酶活性增强,间甲酚对单作蚕豆和间作土壤脲酶活性具有促进作用,但弱化了施磷对脲酶活性的增强作用;增施磷肥可弱化间甲酚对单作蚕豆和间作土壤酸性磷酸酶的化感负效应,对单作小麦土壤酸性磷酸酶活性的影响相反。间甲酚对不同模式土壤微生物和酶活性的影响在作物成熟期显著下降,说明随时间的推移土壤中间甲酚的作用力在不断弱化。     

亚热带丘陵茶园间作白三叶草的生态效应

在亚热带丘陵区1a生幼龄茶园通过连续4a的大田对比试验,研究了茶园间作白三叶草的生态效应,结果发现：茶园间作白三叶草降低了土壤容重,提高了土壤孔隙度、有机质、全N、水解N的含量、K的活性、蚯蚓的数量和生物量,消耗了部分有效P;增加了土壤关键层次（0—20cm）和关键时期（4～6月）的水分含量,延缓和缩短了夏季高温干旱与秋季持续干旱时间;获得了土壤降温时增温、保温与升温时降温的双向动态调控效果,增加了同一层次土壤温度的稳定性,延缓了高温和低温的出现时间,缩短了过度高温时间,减少了高温对茶树生长产生的影响;抑制了杂草生长,增加了天敌的种类和种群数量,减少了虫害发生率。从而形成了立地环境．茶树．伴生生物群落系统自我调节的动态平衡,促进了茶树生长,改善了茶叶品质,显著增加了茶叶产量。与清耕茶园相比,茶园间作白三叶草后,春秋茶的酚氨比分别下降了17．10％和30．90％,产量提高了32．65％。     

枣麦间作枣园主要蚧虫复合种群结构及生态位

为了有效地控制枣树蚧害,2002年在太谷地区对枣麦间作枣园的康氏粉蚧(Pseudococcus comstock Kuwane)、日本蜡蚧(Ceroplastes japonicus Green)和梨园蚧(Quadraspidiotus perniciosus Comstock)的复合种群结构及其生态位进行了系统研究.结果表明,在枣树发育早期,3种蚧虫分布范围主要在下、中部的东、南方位,康氏粉蚧的时空二维生态位的宽度较大,是该时期的优势种.到中期3种蚧虫复合种群的分布聚集在树冠上部的西、北方位,时 空二维生态位的宽度以日本蜡蚧较大,种间相似程度和竞争不明显.后期3种蚧虫的复合种群结构在各部位的各个方位的分布无明显差异,但梨园蚧的虫口密度较大,日本蜡蚧在生态位上占据较大的空间.与枣树发育的中期相比,3种蚧虫复合种群结构的相似性与种间竞争系数的平均值要小.蚧害预防应早期控制康氏粉蚧,中期调治3种蚧虫的危害,后期应采取措施压低越冬虫源.     

不同水氮处理对玉米-大豆间作群体内作物光能截获、竞争和利用的影响

通过田间试验研究了不同水氮处理对玉米-大豆间作群体的光能截获、竞争与利用的影响。试验设置充分供水和水分亏缺两种水分处理以及施氮(亩施纯氮7.5 kg)和不施氮两种氮肥处理。结果表明,在生育中后期,同一氮肥处理条件下,充分供水处理间作作物的光能截获率显著高于水分亏缺处理;相同水分条件下,施氮处理间作大豆的光能截获率略高于不施氮处理,但未达到显著水平,而施氮处理间作玉米的光能截获率则显著高于不施氮处理。从播后第64天到成熟,同一氮肥处理条件下,充分供水提高了间作玉米的光能竞争比,但却降低了间作大豆的光能竞争比。从播后第73天到成熟,相同水分条件下,施氮处理间作玉米的光能竞争比显著高于不施氮处理,而大豆的光能竞争比在两个氮肥处理间则没有显著差异。充分供水条件下,施氮处理间作玉米的光能利用效率(LUE)为3.87 g/MJ,略高于不施氮处理(3.81 g/MJ);水分亏缺条件下,施氮处理间作玉米的LUE(3.86 g/MJ)比不施氮处理(3.72 g/MJ)高3.6%。充分供水条件下,施氮处理间作大豆的LUE(1.62 g/MJ)比不施氮处理(1.57 g/MJ)高3.2%;水分亏缺条件下,施氮处理间作大豆的LUE为1.55 g/MJ,与不施氮处理(1.54 g/MJ)基本相同,表明与氮肥处理相比,水分状况对大豆LUE的影响更为明显。     

冀西北坝上半干旱区南瓜油葵间作的水分效应

针对冀西北高原水源匮乏、利用低效问题,于2009-2010年在农业部张北农业资源与生态环境重点野外观测试验站通过南瓜//油葵不同间作群体结构试验,探讨了该区南瓜水分高效的种植方式。试验设南瓜单作（Sp）,南瓜行间作1行油葵（IC1）,南瓜行间作2行油葵（IC2）和油葵单作（So）4个处理。结果表明,南瓜行间种植两行油葵（IC2）在南瓜生长中后期出现了油葵与南瓜争夺水分的现象,而南瓜行间种植一行油葵（IC1）无此现象。各处理间水量平衡各分量有较大的差异,在整个生育时期降雨量为201.6mm的情况下,渗漏量占的比重非常小,并且土壤蓄水量变化均为负值,绝大部分水分都是以气态水蒸散掉,但不同间作方式蒸散失水量不同,其中IC1较So、Sp和IC2分别少散失土壤水分36.33%、19.00%和34.87%。得益于油葵的偏利效应使南瓜经济产量下降30.00% ~71.42%,而间种油葵单株产量相对单作田提高190.71%~ 241.26%,虽其土地当量比LER和水分当量比WER分别达1.08~1.22和1.07~1.26,但IC1复合群体的经济效益只能与南瓜单作田持平,其他处理明显低于单作南瓜。在冀西北高原雨养背景下,稀植高效的南瓜单作生产能够实现对区域水资源的高效利用。     

保护地间作芹菜对温室粉虱的防治作用

温室白粉虱Trialeurodes vaporariorum(Westwood)和烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)是严重危害葫芦科、茄科和豆科等多种蔬菜的主要害虫,具有分布范围广、种群数量大、繁殖力强等特性。作者通过田间试验研究了蔬菜保护地内间作温室粉虱非嗜食植物芹菜(Apium graveliens L.)对其的防治效果。结果表明:与空白处理和常规化学防治相比,在番茄和黄瓜保护地内间作芹菜对温室粉虱均具有显著的防治效果,驱避效果分别达到98.0%和84.5%。这些结果是初步的,但其为进一步研究温室粉虱的寄主选择机制和非化学防治方法提供了依据。