农桐间作系统辐射传输对农作物产量和品质的影响

农桐间作系统中泡酮对小麦产量的影响主要是千粒重,对其它产量组分影响不大,小麦产量灵：距树行越近,产量越低;与对照相比,５ｍ处减产２．１％,２．０ｍ处减产３．７％,树行处减产１５．６％,在严重遮荫期,当ＰＡＲ减少率大于１７．０％和４．０％时,分别开始影响小麦产量和千粒重。泡酮对小麦产量的显著影响距树行５ｍ以内,对千粒重的显著影响范围则延伸到距树行１０ｍ以内,农桐间作不同结构对夏物（小麦）产量的影响表     

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。     

不同基因型玉米间作对叶片衰老、籽粒产量和品质的影响

 采用大田试验, 研究了不同基因型玉米(Zea mays)间作对叶片衰老、籽粒产量和品质的影响。结果表明, ‘豫玉19’(YY19)与‘周单 041’(ZD041)、‘郑单958’(ZD958)与‘鲁单981’(LD981)间作, 可提高叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活 性, 降低丙二醛(MDA)含量, 延缓叶片衰老。具体表现为, 在吐丝后10 d, 4个玉米品种叶片中的SOD和POD活性均有所提高或显著提高, ZD041和 ZD958叶片中的CAT活性提高或显著提高, YY19和LD981变化不显著; 4个玉米品种叶片中的MDA含量降低。在吐丝后40 d, SOD和POD活性及MDA含 量的变化与吐丝后10 d基本一致, CAT活性均有所提高, 其中以YY19较为显著。研究还表明, 间作增加了复合群体产量, 土地当量比(Land equivalent ratio, LER)均大于1, 籽粒品质也有所改善。     

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-玉米间作生态系统能流参数研究

采用田间调查与室内测定相结合的方法,以小麦．玉米间作生态系统为例,较系统地研究了初级生产者(农作物、杂草)、次级生产者(害虫、天敌)和分解者(微生物、原生动物和腐生动物)的能流参数值．结果表明,该生态系统能流具有初级生产力和能量转化效率高,通过食物链递减率大,各营养层内每生产单位能量所需的能量相对较少,上一营养层对下一营养层能量利用程度逐渐增大等特征．     

桐粮间作林带的配置方式与农作物产量关系的研究

以桐粮间作为例,研究了林带的不同配置结构、林带冠覆盖率及小麦产量之间的关系。结果表明,林带距（Ｘｄ）、小麦相对产量（Ｙ）及间作年（Ａ）之间的关系为：Ｙ＝９０．３２９０－１．９９８２Ａ＋１．１９２４Ｘｄ－０．３３４９Ａ＾２＋０．２９１０ＡＸｄ－０．００３２ＡＸｄ＾２;林带冠覆盖率（Ｘｃ）与小麦相对产量（Ｙ）之间的关系为：Ｙ＝－０．０４６Ｘｃ＾２＋１．１５３９Ｘｃ＋９８．１７３（Ｘｃ≤２８％）,Ｙ＝ｅ     

玉米-大豆间作和施氮对玉米产量及农艺性状的影响

为研究玉米-大豆间作模式和施氮水平对玉米产量、主要农艺性状及生长动态的影响,进行2个种植模式(玉米单作和玉米-大豆间作)和2个施氮水平(0 kg/hm2,150 kg/hm2)的双因素随机区组试验,以期揭示施氮和间作对玉米产量的影响规律,为提高玉米-大豆间作系统产量提供一定的理论依据。研究结果表明:(1)与不施氮相比,施氮显著增加了春秋两季间作玉米产量,分别达到23.81%和40.99%。施氮处理下的间作玉米地上部生物量较不施氮提高了29.91%,单作模式下显著提高了40.34%,两者差异均达到显著水平。(2)与不施氮相比,施氮150 kg/hm2条件下春玉米单作和间作模式百粒重分别提高了18.92%和19.23%,秋玉米单作和间作模式百粒重分别提高了31.03%和32.75%,差异均达到显著水平。与不施氮相比,施氮150 kg/hm2条件下,单作和间作模式均显著提高秋玉米穗长。与不施氮相比,施氮150 kg/hm2条件下,单作秋玉米的穗粗提高了18.67%,差异显著。(3)施氮和间作均能促进玉米干物质累积、提高株高和叶绿素(SPAD值),且表现为施氮效果高于间作效果。总体来看,种植模式和施氮水平对玉米产量、主要农艺性状和生长动态均有一定影响,且施氮效果优于间作效果。由于土壤具有一定的供氮能力,而间作豆科能为玉米供给一定量的氮素,故对于春玉米而言,施氮效果仅在百粒重中表现,随着土壤原有氮素被玉米吸收利用减少后,供氮能力下降,在秋玉米中施氮效果显著提高。     

种植密度对玉米-大豆间作群体产量和经济产值的影响

采用二次饱和D最优设计,研究了种植密度对玉米 大豆间作群体产量和经济产值的影响,并建立了以玉米和大豆密度为变量,以间作群体籽粒产量、干物质积累和经济产值为目标函数的二元二次数学模型.模型解析表明： 种植密度对玉米 大豆间作群体籽粒产量、干物质积累和经济产值影响显著,玉米密度对群体各指标的影响大于大豆密度.在低密度水平下,群体籽粒产量、干物质积累和经济产值均随密度的增加而增加.群体籽粒产量达到8101.31 kg·hm^-2,最优措施组合为：玉米密度72023株·hm^-2+大豆密度99924株·hm^-2;群体干物质积累达到15282.45 kg·hm^-2,最优措施组合为：玉米密度75000株·hm^-2+大豆密度93372株·hm^-2;群体经济产值达到23494.50元·hm^-2,最优措施组合为：玉米密度73758株·hm^-2+大豆密度87597株·hm^-2.通过计算机模拟得出,在本试验条件下,玉米-大豆间作群体籽粒产量≥7500kg·hm^-2、干物质积累≥14250 kg·hm^-2、经济产值≥22500元·hm^-2的最佳密度组合为：玉米种植密度58554～71547株·hm^-2,大豆种植密度82217～100303株·hm^-2.     

豫东平原农区杨树-农作物复合生态系统的碳贮量

将豫东平原农区5a、9a、11 a和13a 4个林龄阶段的杨树-农作物复合系统分为林木、农作物、凋落物和土壤4个子系统,分别研究其碳贮量.结果表明：5a、9a、11a和13a杨树-农作物复合生态系统林木及凋落物的碳贮量分别为7.86、42.07、44.31和60.71 t·hm^-2;间作作物平均每年可吸收CO₂ 6.8 t·hm^-2;农田土壤碳贮量分别为45.55、51.06、55.94和60.49 t·hm^-2;杨树-农作物间作系统的总碳贮量分别达60.81、100.09、106.76和127.34 t·hm^-2,远高于单作农田（49.36 t·hm^-2).各年龄阶段杨树和土壤碳贮量占总碳贮量的比例最大,在87.1%～93.1%,而农作物和凋落物碳贮量比例较小,占总贮量的6.9%～12.9%.说明农林复合生态系统具有很强的吸收和固定碳的能力.     

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.     

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.     

一级生产水平下冬小麦,夏玉米的生产模拟

通过模拟计算得到一级生产水平下冬小麦和夏玉米的累积干物质动态曲线 .两年的计算结果和实测值都比较吻合 .研究表明 ,在黄淮海平原 ,可以把亩产吨粮作为冬小麦 夏玉米一年两茬平作粮田达到一级生产水平的指标 .若用中熟夏玉米套作代替早熟夏玉米平作 ,籽粒的年产量可增加一成 .通过对不同叶面积指数下干物质产量的模拟计算 ,得到一年两茬平作的干物质产量最大可达 46t·hm- 2 ,籽粒产量 1 9.1t·hm- 2 .     

一级生产水平下冬小麦、夏玉米的生产模拟

通过模拟计算得到一级生产水平下冬小麦和夏玉米的累积干物质动态曲线.两年的计算结果和实测值都比较吻合.研究表明,在黄淮海平原,可以把亩产吨粮作为冬小麦夏玉米一年两茬平作粮田达到一级生产水平的指标.若用中熟夏玉米套作代替早熟夏玉米平作,籽粒的年产量可增加一成.通过对不同叶面积指数下干物质产量的模拟计算,得到一年两茬平作的干物质产量最大可达46t·hm^-2,籽粒产量19.1t·hm^-2.     

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.     

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．     

不同栽培模式对冬小麦-夏玉米轮作系统产量、氮素累积和平衡的影响

以河北山前平原区秸秆还田条件下小麦-玉米轮作体系为研究对象,设置农民习惯、高产高效、再高产和再高产高效4个模式,通过定位试验探讨各栽培模式对3个轮作周期作物产量、土壤硝态氮累积量及氮平衡的影响.结果表明: 小麦、玉米产量均以再高产模式最高,高产高效和再高产高效模式次之,均显著高于农民习惯模式;小麦季和玉米季氮肥利用效率(PFP)均以高产高效模式最高,显著高于其他模式;0～400 cm土体硝态氮累积量在 768.4～1133.3 kg·hm^-2之间,其中80%～85%累积在根下90～400 cm土层;4种模式的土壤硝态氮均有明显向下淋移现象,120～150 cm和270～330 cm处均出现了累积峰,以270～330 cm土层硝态氮累积量最大;高产高效模式的土壤硝态氮含量整体水平均低于其他模式,浓度基本维持在30 mg·kg^-1以下,在一定程度上能有效缓解环境压力;冬小麦季0～90 cm土体氮素盈余量均小于夏玉米季,并以高产高效模式的氮素表观损失量最低,显著低于其他模式.综合考虑产量、氮肥利用效率、硝态氮累积和氮平衡,以高产高效模式表现最优,但还有一定的提升空间.     

麦季牛场肥水灌溉对冬小麦-夏玉米产量与磷吸收利用及土壤剖面分布的影响

在华北平原灌溉区,采用冬小麦 夏玉米周年轮作田间试验,研究麦季牛场肥水灌溉对冬小麦和夏玉米产量、磷吸收量、磷累计利用率及土壤积累的影响.结果表明：麦季肥水灌溉能显著提高冬小麦和夏玉米产量,冬小麦产量随肥水带入磷的增加先增加后降低,肥水灌溉带入137 kg P₂O₅·hm^-2时冬小麦产量最高,磷的当季利用率较高,分别为7646.4 kg·hm^-2和24.8%,肥水灌溉带入过量磷会降低冬小麦产量和磷当季利用率;夏玉米产量和磷素吸收量随冬小麦季肥水灌溉带入磷量增加而增加,后季夏玉米产量增加2222.4～2628.6 kg·hm^-2,磷吸收量增加13.9～21.1 kg·hm^-2.农民习惯施肥处理夏玉米当季施磷88 kg P₂O₅·hm^-2时,与不施肥处理相比,夏玉米产量增加2235.0 kg·hm^-2.随着牛场肥水灌溉年限的推移,作物增产效果逐渐明显,冬小麦 夏玉米轮作体系作物累计磷利用率逐年升高,6季作物收获后,磷累计利用率达40.0%～47.7%.试验条件下,
冬小麦 夏玉米轮作体系进行2次肥水灌溉是较经济安全的灌溉模式.     

High productivity of wheat intercropped with maize is associated with plant architectural responses

Mixed cultivation of crops often results in increased production per unit land area, but the underlying mechanisms are poorly understood. Plants in intercrops grow differently from plants in single crops; however, no study has shown the association between plant plastic responses and the yield advantage. Here, we assessed the productivity of wheat–maize intercropping as compared to sole wheat and sole maize, and the associated differences in wheat shoot and leaf traits. In two field experiments, intercrop wheat and maize were both grown in alternating strips consisting of six rows of wheat and two rows of maize. The traits of wheat plants in border rows of the strips were compared to the traits of plants in the inner rows as well as those in sole wheat. Leaf development, chlorophyll concentration and azimuth, as well as the final leaf and ear sizes, tiller dynamics of wheat and yield components of both crops were determined. The relative densities of wheat and maize in the intercrop were 0.33 and 0.67, respectively, but the corresponding relative yields compared to the respective monocultures were 0.46 for wheat and 0.77 for maize. Compared to wheat plants in the inner rows of the intercrop strips as well as in the monoculture, border‐row wheat plants in the intercrop strips had (a) more tillers owing to increased tiller production and survival, and thus more ears, (b) larger top leaves on the main stem and tillers, (c) higher chlorophyll concentration in leaves, (d) greater number of kernels per ear and (e) smaller thousand‐grain weight. Grain yield per metre row length of border‐row wheat was 141% higher than the sole wheat, and was 176% higher than the inner‐row wheat. The results demonstrate the importance of plasticity in architectural traits for yield advantage in multispecies cropping systems.     

冬小麦-夏玉米播前耕作对夏玉米叶片衰老特性的影响

以‘郑单958(ZD958)’为试验材料,设置冬小麦播前旋耕夏玉米播前免耕(RN)、冬小麦播前翻耕夏玉米播前免耕(MN)和冬小麦播前翻耕夏玉米播前旋耕(MR)3个处理,研究冬小麦-夏玉米播前耕作条件下夏玉米叶面积、叶片光合色素含量、可溶性蛋白含量、叶片保护酶活性及丙二醛(MDA)含量的变化.结果表明:从抽雄期(VT)到抽雄后40 d(VT+40),MN与MR的叶面积显著高于RN;从VT+40到成熟期(R6),MR的叶面积下降幅度显著高于其他处理.叶片光合色素含量呈单峰曲线变化,抽雄后20 d(VT+20)达最高值,之后逐渐下降;与RN相比,MR和MN的叶绿素a含量分别提高11.4％和9.7％,叶绿素b含量分别提高14.9％和15.9％.随着生育进程的推进,各处理的穗位叶可溶性蛋白含量呈下降趋势,MR与MN处理VT～VT+40维持较高水平,较RN分别提高11.5％和24.4％;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性均呈单峰曲线变化,VT+20时期达到最大值,之后逐渐下降,MR与MN的SOD、CAT和POD活性从VT到VT+40维持较高水平;MDA含量均呈上升趋势,RN始终高于MN和MR.与RN相比,MN和MR平均增产24.0％和30.6％;与MN相比,MR平均增产5.2％.MN可有效延缓叶片衰老,有利于产量提高.     

氮素配施双氰胺对冬小麦-夏玉米轮作系统N2O排放的影响及效益分析

针对目前集约化农业生产中氮肥用量盲目偏高、氮素利用率低、土壤及肥料中氮素以温室气体N₂O形式的排放量增加等问题,采用田间试验研究了不同氮肥水平(150、225、300 kg·hm^-2)配施双氰胺(DCD)对华北地区集约化农田冬小麦-夏玉米轮作系统N₂O排放的影响,并分析了其经济效益.结果表明： 在整个轮作系统中,不同氮水平配施DCD处理的N₂O排放通量减小25.6%～32.1%,N₂O年度累积排放量降低23.1%～31.1%.土壤N₂O排放通量与表面温度和湿度均呈显著指数相关,且湿度对小麦季N₂O排放的影响大于玉米季,而温度对玉米季的影响大于小麦季.施用DCD后,小麦、玉米产量分别增加16.7%～24.6%和29.8%～34.5%,两季作物经济收益平均增加7973.2 元·hm^-2.因此,合理氮肥用量配施DCD既可以保证作物产量、提高经济效益,又可以减少N₂O排放.综合考虑环境效益与经济效益,本试验条件下中量氮肥配施双氰胺(N总量225 kg·hm^-2)是一种适宜在华北地区推广的优良氮肥管理模式.