玉米,小麦与花间作改善花生铁营养机制的探讨

采用土培盆栽方法模拟研究了玉米／花生、小麦／花生间作对花生铁营养状况的影响及其作用机制。结果表明,禾本科作物与花生间作对花生的铁营养显著影响;当花生与玉米或小麦分别间作时,花生新叶叶色正常,而花生单作则表现出严重的缺铁花化现象,间作花生新叶活性铁、叶绿素含量明显高单作,途中瞳作花生各部位铁含量和吸收量明显高于单作,间作灶促进了铁向花生地上部的转移;在单作花生表现缺铁症状１４ｄ的时间范围内,其根系质     

桑树/大豆间作对植物生长及根际土壤微生物数量和酶活性的影响

利用根系分隔试验的方法,研究了桑树/大豆间作体系中植株生长、根际土壤酶和土壤微生物的变化.结果表明： 根系不分隔处理的桑树和大豆的株高、叶片数、根长和根冠比等生长指标均高于塑料膜分隔和尼龙网分隔处理,大豆有效根瘤数较多.不分隔、尼龙网分隔处理的桑树和大豆的根际土壤磷含量比塑料膜分隔分别高10.3%、11.1%和5.1%、4.6%.不分隔和尼龙网分隔处理的桑树和大豆根际微生物数量、微生物多样性和土壤酶活性均高于塑料膜分隔处理.表明桑树和大豆间作具有明显的种间促进效应.     

种间互作和施氮对蚕豆/玉米间作生态系统地上部和地下部生长的影响

为河西走廊绿洲灌区豆科/禾本科间作体系的养分管理提供科学依据,于2007年在武威绿洲农业试验站应用田间原位根系行分隔技术研究了蚕豆/玉米种间互作和施氮对玉米抽雄期的根系空间分布、根系形态和作物地上部生长的影响。研究结果表明:种间互作和施氮均增加了玉米和蚕豆在纵向和横向两个尺度上的根重密度、根长密度、根表面积、根系体积。根长密度和根表面积与两种作物产量和氮素吸收均呈正相关,而与蚕豆的根瘤重呈负相关;抽雄期的土壤含水量与玉米产量和养分吸收呈显著的负相关。玉米根系可以占据蚕豆地下部空间,但蚕豆的根却较少到间作玉米的地下部空间,也就是间作后增加了玉米根系水平尺度的生态位。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比单作和分隔的多。因此,种间互作和施氮扩大了两作物根系纵向和横向的空间生态位,改变了作物根系形态,即扩展了两者水分和养分吸收的生态位,增加了作物吸收养分的有效空间,从而提高了间作生态系统的生产力。     

桐麦间作对小麦生理生长的影响

桐麦间作对小麦生理生长的影响＊景元书（南京气象学院,２１００４４）吴运英（中国林科院林业研究所,北京１０００９１）ＴｈｅＩｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｐａｕｌｏｗｎｉａ┐ｗｈｅａｔＩｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇｏｎＰｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌＲｅａｃｔｉｏｎａｎ...     

玉米、小麦与花生间作改善花生铁营养机制的探讨

采用土培盆栽方法模拟研究了玉米／花生、小麦／花生间作对花生铁营养状况的影响及其作用机制。结果表明,禾本科作物与花生间作对花生的铁营养状况有显著影响：当花生与玉米或小麦分别间作时,花生新叶叶色正常,而花生单作则表现出严重的缺铁黄化现象,间作花生新叶活性铁、叶绿素含量明显高于单作,两种间作花生各部位铁含量和吸收量明显高于单作,间作明显地促进了铁向花生地上部的转移;在单作花生表现缺铁症状１４ｄ的时间范围内,其根系质外体铁含量仅是间作花生的５２％～８０％;而根系还原力则是单作花生在表现缺铁症状后迅速提高,至缺铁第６ｄ时还原力达到最大值,随后花生根系还原力迅速下降,而间作花生在０～１４ｄ内还原力增加速度缓慢,在１０～１４ｄ中其根系还原力明显地高于单作花生根系还原力。其主要原因可能是禾本科作物玉米、小麦根系分泌物（如：麦根酸类植物铁载体）螯合土壤中难溶性铁并被花生吸收利用。     

土壤水分和磷营养对小麦根系生长生理特性的影响

采用小偃６号小麦品种,在模拟田间原状土容重的条件下土培,研究了土壤水分和磷营养对小麦根系生长生理特性的效应。结果表明：在土壤相对含水量为４０％─７０％范围内,土壤水分亏缺,小麦根系生长受到限制,根系比表面积（ＲＡ）、根呼吸速率（Ｒｐ）、根水势（Ｒψｗ）和叶片蒸腾强度（ＥＩ）明显降低,根系干物重（ＲＤＷ）减少;轻度干旱有利于根系的延伸生长;在土壤干旱条件下,磷营养可以提高根系ＲＡ,降低根系Ｒｐ,提高Ｒψｗ、增加叶面ＥＩ,促进根系延伸生长,扩大小麦根系对土壤深层水分的吸收和利用,进而促进地下部生长,提高ＲＤＷ。磷除作为一种营养物质促进作物根系生长发育外,在水分胁迫条件下,磷营养可明显改善植株体内的水分关系,增强对干旱缺水环境的适应能力,提高作物抗旱性。促进根系生长,提高水分利用的有效方法是根据土壤水分状况调节磷的用量。     

玉米、小麦和大麦与蚕豆间作体系不同根系分隔方式对蚕豆结瘤的影响

本实验选取3种对土壤氮素竞争能力不同的禾本科作物大麦(Hordeum vulgare)、小麦(Triticum aestivum)和玉米(Zea mays)分别与蚕豆(Vicia faba)间作,建立对土壤氮素竞争能力不同的作物组合;并采用3种分隔方式(塑料膜分隔、尼龙网分隔和无分隔)建立同一作物组合条件下作物种间根系相互作用的不同强度,来研究不同作物组合及种间根系相互作用强度对蚕豆结瘤的影响。结果如下:(1)蚕豆的结瘤并未随3种禾本科作物氮素竞争能力的增强而增加,但是3种间作体系蚕豆的结瘤却均表现出无分隔处理多于塑料膜分隔处理,即同一间作体系种间根系相互作用越强,越有利于蚕豆结瘤的产生,存在种间互利作用;(2)在玉米/蚕豆间作体系中,无分隔处理的蚕豆根瘤数目和根瘤重显著高于塑料膜分隔处理,分别高出67.5%和70.1%;在大麦/蚕豆间作体系中也表现出无分隔处理的根瘤重显著高于塑料膜分隔处理(高出46.3%);(3)玉米/蚕豆间作体系与小麦/蚕豆和大麦/蚕豆间作体系相比,无分隔处理时土壤氮素含量显著高于后2个间作体系,但是玉米/蚕豆间作体系对蚕豆结瘤的促进作用更强。上述结果表明,在蚕豆/玉米间作体系中,玉米促进蚕豆生物固氮除了氮素竞争机制外,还可能存在其它机制。     

水分胁迫和氮素营养对小麦根苗生长及水分利用效率的效应

采用目前生产上广泛种植的小麦品种小偃６号,在一种特制木盒中土培,研究了水分胁迫和氮素营养对小麦根系和幼苗生长及水分利用效率（ＷＵＥ）的效应。小麦根系生长在双层尼龙网之间,土壤中的水分和养分可以被正常吸收,但主根和侧根不能穿过。结果表明：在土壤含水量为田间持水量的４０％－７０％范围内,随着土壤干旱程度的增加,小麦根长（ＲＬ）、根干重（ＲＤＷ）、叶面积（ＬＡ）和ＷＵＥ显著降低。氮肥的效应更为复杂。随着     

不同作物与玉米间作对玉米吸收积累镉的影响

采用盆栽技术,研究了7种间作作物对玉米吸收积累镉(Cd)的影响.结果表明,多数间作作物对玉米生物量没有明显影响,只有扁豆对玉米生长有较明显的抑制作用,使玉米生物量降至对照的67.8 %.间作豆科作物大幅提高玉米的Cd积累总量,其中鹰嘴豆的作用最为明显,使玉米对Cd的累积量增加1倍以上.7种间作植物对Cd也有不同水平的吸收,其中,油菜与籽粒苋可在地上部大量积累Cd（油菜地上部Cd浓度达53.9 mg·kg^-1,籽粒苋达51.0 mg·kg^-1),且籽粒苋根的Cd含量高达91.8 mg·kg^-1 (土壤Cd为3 mg·kg^-1).间作植物与玉米对Cd的吸收具有不同的交互作用特征,豆科作物在自身较少吸收Cd的条件下,显著提高了玉米对Cd的积累;籽粒苋在自身大量累积Cd的同时,一定程度上抑制了与其间作的玉米的Cd累积量;油菜地上部分吸收较多的Cd,但降低了玉米地上部分Cd含量.研究表明,如果将玉米作为大生物量的Cd污染修复植物来应用,可将其与豆科植物间作,以提高Cd清除效率;籽粒苋与油菜具有大量积累Cd的能力,可作为Cd污染土壤的修复植物.     

供肥对小麦间作蚕豆群体产量及根系的调控

利用田间,池栽,盆栽等方法,对不同N,P水平下小麦间作蚕豆群体根系的时空分布及产量效应进行了研究。结果表明,供P对小麦-蚕豆间作系统有明显的增产作用,与不供P相比,田间试验中供P处理间作小麦和蚕豆分别提高了48.39%和16.69%,池栽试验中群体产量增产幅度为20.07%-43.14%。间作蚕豆经济产量增幅为58.46%-78.78%,小麦间作蚕豆多作系统2种作物根密度生长高峰期交错出现,小麦的峰值出现早于蚕豆,其中,小麦和蚕豆根干重最大值分别出现在抽穗期和成熟期,而根长的最大值分别出现在拔节期和成熟期,这在一定程度上减轻了共生期2种作物对水肥的竞争,也是此群体增产增效的原因之一,施P处理间作小麦的根重,根长和根表面积分别比不施P处理提高54.33%,48.88%和47.00%;施N处理间作小麦的根重,根长和根表面积分别比不施N的增加15.25%,11.61%和11.46%。间作小麦根重的57.61%和蚕豆的69.20%分布在0-30cm土层,随施P水平的提高,总根干重及根密度都趋于增加,且深层土壤中根系增加明显。     

氮素营养对小麦根冠协调生长的调控

在植物生长箱通过溶液培养方式,对不同氮素条件下不同抗旱性的小麦品种西农1043和小偃6号的幼苗根苗生长特性进行了研究,结果表明在不同氮素浓度下,氮肥用量的提高对地上部干重和叶片气体交换参数表现为增效效应,当用量增至一定程度时,地上部干重和叶片气体交换参数均呈下降趋势,只是各自的适宜用量存在差异。培养介质氮素浓度低时,有利于小麦根系干重累积,培养介质氮素浓度高时,不利于根系干重累积。西农1043和小偃6号根长分布基本相似,水分利用效率随着根冠比的增大而降低。小麦根冠比的增加并不利于叶片水分利用效率的提高,而叶片光合作用最优的根冠比为0．5左右。     

麦田套种玉米共生期农田生态环境特征及对夏玉米苗期生长的影响

以登海661、郑单958为试验材料,设置麦田套种和麦收后接茬直播两种不同种植方式对比试验,研究了麦田套种玉米共生期的农田生态环境特征及对玉米苗期生长的影响.结果表明： 麦田套种玉米与直播玉米相比,土壤含水量差异较小;麦田套种玉米耕层（0～5 cm）土壤的种际最高温度比直播玉米低4.8～5.2 ℃,最低温度相近,日平均温度低1.4～1.7 ℃,日变化较小,但均达到种子萌发要求;麦田套种玉米苗期冠层光照强度比直播显著减少,套种玉米地表光强为自然光强的4.4%～10.6%,光照不足是玉米苗弱、迟发的主要原因.与直播相比,套种玉米种子萌发出苗速度和干物质积累速度较慢,叶龄较小,叶片瘦长,株高较矮,玉米苗健壮度下降,单株叶面积较小且叶绿素含量较低;随共生期延长,玉米苗生长受抑制程度增加.在大田生产中,直播可促进种子萌发出苗,有利于夏玉米幼苗的生长发育,形成壮苗.     

小麦-大豆间作中小麦对大豆磷吸收的促进作用

采用塑料膜,２０μｍ尼龙网分司以及不分隔两种俄根系的盆栽装置研究了小麦,大豆间作种间磷吸收的促进作用。结果表明,两种作物根系用尼龙网分隔后,即种间磷竞争作用基本消除后,小麦对大豆磷吸收具有明显的促进和,表现为大豆生物学产量明显提高,是塑料膜分隔的２．５倍,是无分隔４．６倍,尼龙网分隔,大豆分隔,大豆的根系活力高于塑料膜分隔４５．２％,达显著水平,此外,尼龙网分隔形成小麦根面,大豆的根系呈偏向小麦根     

间作模式下冬小麦与春玉米根系的时空分布规律

采用大口径土钻对间作种植模式下冬小麦与春玉米根系进行取样,分析了两种作物根系的空间分布及动态变化规律．结果表明：间作冬小麦根系在空间上呈幂函数递减规律,间作春玉米根系呈指数递减规律．采用多元线性回归建立间作冬小麦和春玉米根系质量密度（R）的二维空间分布函数,经验证,两种作物根系质量密度的二维分布函数均可反映作物根系的实际生长状况．     

小麦与蚕豆间作体系根系形态与磷吸收的定量解析

豆科与禾本科作物间作能够改变作物根系生长,但不同施磷水平下间作-根系形态-磷吸收之间的关系尚未明确.本研究通过田间定位试验和根箱模拟试验,研究不同种植模式(小麦单作、蚕豆单作和小麦-蚕豆间作)和不同磷水平下小麦和蚕豆的产量、生物量、磷吸收及根系形态特征,分析探讨不同施磷条件下小麦-蚕豆间作对根系形态和磷吸收的影响.结果...     

留茬方式对小麦间作玉米产量和水分利用效率的影响

小麦/玉米间作是河西绿洲灌区主要间作模式,但传统间作和套种需水量大,使该地区水资源紧张.2010年在甘肃河西走廊石羊河绿洲灌区进行大田试验,研究传统小麦秸秆焚烧、秸秆翻还和秸秆立茬3种留茬方式对小麦/玉米间作作物籽粒产量、水分利用效率(WUE)和经济效益的影响.结果表明： 与焚烧和翻还的籽粒产量相比,立茬小麦单作分别增加7.2%和5.1%,立茬小麦间作分别增加6.2%和5.1%,立茬玉米单作分别增加4.7%和2.5%,立茬玉米间作分别增加7.2%和3.3%;与焚烧和翻还的WUE相比,立茬小麦单作分别增加20.4%和16.2%,立茬小麦间作分别增加17.9%和14.6%,立茬玉米单作分别增加16.7%和10.9%,立茬玉米间作分别增加11.8%和17.0%.就单作小麦、单作玉米和小麦/玉米平均值而言,焚烧、翻还、立茬处理的纯收益分别为10946、11471和13454元·hm^-2.从籽粒产量、水分利用效率和纯收益等方面考虑,立茬种植方式为甘肃省河西绿洲灌区小麦/玉米最佳种植模式.     

Fe chelates from compost microorganisms improve Fe nutrition of soybean and oat

Iron availability to plants is often limited when soil pH is 7 or higher. In C rich, but Fe limiting environments, microorganisms may produce organic chelators that complex Fe and increase its availability to plants. Seedlings of soybean (Glycine max L.) and oat (Avena sativa L.) plants, with Fe-efficient or inefficient uptake mechanisms, were grown in an Fe free nutrient solution at pH 7.5. Experiments (using a complete factorial design) were conducted in which these seedlings were transferred to a fresh nutrient solution and treated with Fe sources (FeCl₃, FeEDDHA, and Fe complexed with chelators produced by compost microorganisms (CCMs) after their enrichment in an Fe free, glucose medium), Fe concentrations (0 and 6.7 M) and antibiotic (0 and 100 mg streptomycin L^-1). Dry weight of soybean plants and Fe uptake were significantly (P 0.05) higher when Fe was supplied as ⁵⁹FeCCM than as⁵⁹ FeCl₃ and similar to when Fe was supplied as⁵⁹ FeEDDHA. Dry weight of the Fe-inefficient Tam 0-312 oat cultivar was also significantly higher when Fe was supplied as FeCCM. Fe uptake by oat, when supplied as ⁵⁹FeCCM, was twice that for⁵⁹ FeEDDHA and ⁵⁹FeCl₃. Chlorophyll concentration in plants supplied with FeCCM and FeEDDHA was significantly greater (P 0.05) than in minus Fe control plants and in FeCl₃ supplied plants. Activities of catalase and peroxidase, measured as indicators of Fe nutrition in soybean and oats, were generally increased when Fe was supplied with FeCCM as compared to the other Fe sources. The experimental conditions in which the CCMs were produced are similar to those in soil after amendment with manures or other readily available organic materials. These CCMs can bind with Fe, even under slightly alkaline conditions, and effectively improve Fe nutrition of soybean and oat.     

小麦/蚕豆间作作物生长曲线的模拟及种间互作分析

物种间的相互作用与间作产量优势的形成密切相关,但很少有人注意到种间互作动态.本研究通过2年田间定位试验,运用Logistic分析模拟了不同种植模式(小麦单作、蚕豆单作和小麦/蚕豆间作)和不同磷水平下[P₀,施磷量(P₂O₅)为0 kg·hm^-2(对照);P₁,施磷量(P₂O₅)为45 kg·hm^-2;P₂,施磷量(P₂O₅)为90 kg·hm^-2]单间作小麦、蚕豆的生长模型,分析了作物种间互作的动态变化.结果表明: 小麦/蚕豆间作使小麦产量提高了10.5%~18.6%,蚕豆产量却降低了4.8%~12.3%,但间作系统仍具有产量优势,土地当量比(LER)和相对拥挤系数(K)分别为1.01~1.15 和1.12~3.20.小麦和蚕豆的产量及关键生长参数均受磷水平调控,但LER和K并不受磷水平影响.与单作相比,间作小麦的最大生长速率(R_max)和最初生长速率(r)分别提高21.8%~38.7%和20.7%~38.9%,但间作对蚕豆的关键生长参数无影响.在小麦、蚕豆的生长初期,不同磷水平下,单间作作物的生长曲线无差异;间作群体以种间竞争为主,无间作生物量优势(LER<1,K<1).当蚕豆达到最大生长速率(T_max)后,间作显著提高了小麦的生长速率,降低了小麦的种内竞争压力,表现出间作生物量和产量优势(LER>1,K>1).总之,在不同的生长发育阶段,小麦、蚕豆的相互作用不同,间作提高了中后期小麦的生长速率,为间作优势的形成奠定了基础.     

不同种植模式对作物根系生长、产量及根际土壤微生物数量的影响

采用多年大田试验研究了小麦-大豆(A1)、小麦-甘薯(A2)、玉米(A3)、小麦/玉米/大豆(A4)和小麦/玉米/甘薯(A5)5种种植模式的根际环境变化特征和根系生长特性.结果表明:与A1、A2、A3和A5相比,A4提高了小麦、玉米、大豆在开花期和成熟期的生物量、根系活力和根干质量,提高了各作物根际土壤细菌、真菌和放线菌数量.各种植模式之间,植株生物量和根际微生物数量的变化规律为套作＞单作、大豆茬口＞甘薯茬口、边行＞中行.小麦/玉米/大豆(A4)套作模式通过改善3种作物的根际环境,促进了作物地下部根系生长和地上部生物量的增加,从而实现作物增产.     

Studies on the improvement in iron nutrition of peanut by intercropping with maize on a calcareous soil

Both rhizobox and field experiments were conducted to investigate nutritional interactions between peanut and maize in intercropping systems for Fe acquistion. Field observations indicated that Fe deficiency chlorosis symptoms in peanut grown in monoculture were more severe and widespread compared to those of peanuts intercropped with maize. This indicated a marked improvement in the iron nutrition of peanut intercropped with maize in the field and was further studied. In experiments with rhizoboxes, roots of maize and peanut were either allowed to interact with each other or prevented from making contact by inserting a solid plate between the root systems of the two species. A field experiment for four cropping treatments were examined: peanut grown separately in monoculture, normal peanut/maize intercropping, peanut/maize intercropping with solid plates between the root systems of the two crop species and peanut/maize intercropping with 30 μm nylon nets between the root systems. The results show that the chlorophyll and HCl-extractable Fe concentrations in young leaves of peanut in the intercropping system with unrestricted interactions of the roots of both plant species were much higher than those of peanut in monoculture. In the nylon mesh treatment, the beneficial effects of the maize extended to row 3. The improvement of Fe nutrition in the intercropping system got reduced but not diminished completely in the treatment with nylon net. It is suggested that the improvement in the Fe nutrition of peanut intercropped with maize was mainly caused by rhizosphere interactions between peanut and maize. This revised version was published online in June 2006 with corrections to the Cover Date.