枣粮间作生态系统土壤氮空间分布特性

基于枣粮间作复合生态系统内部异质性,通过在不同位置采样测定,探讨了枣粮间作系统内土壤氮素空间分布特性.结果表明:(1)枣粮间作生态系统中,在小麦收获期和玉米收获期两个时期,土壤全氮和硝态氮含量均存在明显的垂直和水平两个方向空间变异性.而土壤铵态氮含量极低且没有明显的空间变异;(2)与全氮相比,枣粮间作系统中硝态氮空间变异性更强,且随着时间变化其空间分布特性有明显变化;(3)氮素施用量对土壤全氮和硝态氮空间变异有正向作用,而植株对氮的吸收利用可以降低土壤氮素分布空间差异程度.各因子对土壤全氮空间变异影响强弱顺序为氮吸收量＞氮素施用量＞土壤含水量;对土壤硝态氮空间变异影响强弱顺序为氮素施用量＞土壤全氮含量＞氮素吸收量＞土壤含水量.     

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。     

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     

间作大豆对甘蔗根际土壤细菌及固氮菌多样性的影响

为探讨间作大豆(Glycine max)对甘蔗(Saccharum officinarum)根际土壤细菌及固氮细菌多样性的影响, 收集和开发固氮菌资源, 筛选高效甘蔗联合固氮体系, 选用3个甘蔗栽培品种‘ROC22’、‘GT21’、‘B8’与大豆品种‘Guizao 2’进行间种栽培, 采用巢式PCR特异扩增细菌16S rRNA基因片段和固氮细菌nifH基因片段, 并结合变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术, 对间作大豆的甘蔗根际土壤细菌及固氮细菌进行系统演化和多样性分析。聚类分析结果显示, 间作大豆改变了甘蔗根际土壤细菌及固氮细菌原来的群落组成结构, 尤其对固氮菌群落组成的改变更大, 但对群落物种的优势度影响较小。Shannon-Wiener多样性指数和Simpson多样性指数分析结果表明, 甘蔗-大豆间作显著影响甘蔗根际土壤中细菌和固氮菌的多样性, 其中对固氮细菌多样性的影响较大。不同甘蔗品种的根际土壤细菌和固氮菌在间作大豆条件下表现出不同的多样性, ‘ROC22’和‘GT21’间作处理甘蔗根际土壤固氮细菌的Shannon-Wiener多样性指数显著高于单作处理, 而‘ROC22’与大豆间作处理的甘蔗根际土壤固氮菌多样性最为丰富。在大豆生长盛期, 间作处理的甘蔗根际土壤细菌多样性最为丰富, 不同处理间的差异也最大, 随后下降。总体来看, 甘蔗-大豆间作显著地影响根际土壤细菌和固氮菌的群落结构和群落多样性, 有助于对甘蔗合理间作栽培模式的认识和筛选高效甘蔗联合固氮体系。     

玉米/花生混作改善花生铁营养对花生根瘤碳氮代谢及固氮的影响

研究了石灰性土壤上玉米 (Zea mays L.) /花生 (Arachishypogaea L.)混作改善花生铁营养对花生光合速率、光合产物的运输、花生各部位糖类含量、固氮酶活性以及根瘤内碳氮代谢及其有关酶活性的影响。结果表明 ,玉米 /花生混作改善花生铁营养能够明显增强固氮酶活性 ,进而增加了间作花生根瘤氨基酸的含量 ,这主要是由于玉米 /花生混作改善花生铁营养促进了花生光合作用 ,提高光合产物数量 ,增加光合产物由地上部向地下部的运输 ,但是处理间花生根瘤蔗糖和可溶性糖含量变化不大 ,单作花生根瘤还积累较多淀粉 ,说明不是光合产物的供应导致了花生固氮活性的差异。玉米 /花生混作对花生根瘤碳水化合物代谢水平影响较大 ,混作花生根瘤异柠檬酸脱氢酶 (IDH)、苹果酸脱氢酶 (MDH)、琥珀酸脱氢酶活性明显高于单作 ,而磷酸烯醇丙酮酸羧激 (PEPCK)活性低于单作花生 ,表明混作花生根瘤内三羧酸循环代谢水平较高 ,形成类菌体直接吸收利用的能量物质苹果酸和琥珀酸多 ,能够满足类菌体的固氮需求 ,因此 ,玉米 /花生混作改善花生铁营养增强根瘤碳水化合物代谢水平是提高花生固氮作用的重要原因之一     

烟粉虱对四种蔬菜寄主的选择性

为探讨利用趋避作用防治烟粉虱的可能性,进行了3方面试验：1）烟粉虱Bemisia tabaci (Gennadius) 对黄瓜、花椰菜、油菜和莴苣等4种蔬菜的寄主选择性; 2）互喷烟粉虱不同嗜好的寄主植物汁液对其寄主选择性的影响; 3）不同间作方式对黄瓜叶上烟粉虱成虫密度的影响。结果表明,烟粉虱对供试植物有明显的选择性,其嗜好程度为花椰菜>黄瓜>油菜>莴苣。喷施莴苣和花椰菜汁液对烟粉虱的寄主选择性均有显著影响,喷施莴苣原液后,花椰菜和黄瓜上的成虫数分别减少79.6%和87.4%,花椰菜上的着卵量减少84.3%;喷施花椰菜原液后,莴苣上的成虫数和着卵量分别增加82.4%和79.2%,表明不同蔬菜中的内含物是引起烟粉虱对寄主选择性的重要原因。在黄瓜中间作莴苣可使黄瓜叶上烟粉虱成虫数平均减少76.5%;间作花椰菜时,通过诱集作用,也可使黄瓜叶上的成虫数平均降低69.7%。这些结果为利用喷施蔬菜汁液和间作方式控制烟粉虱危害提供了理论依据。     

盐肤木林内间作对角倍蚜虫瘿数量的影响

对不同间作方式下盐肤木林的角倍蚜虫瘿数量进行研究,结果表明:(1)盐肤木纯林的单株虫瘿数、单叶虫瘿数和有虫瘿梢头率分别为14.1个、2.3个和78.4%,而盐肤木襄荷混作林的单株虫瘿数、单叶虫瘿数和有虫瘿梢头率分别为25.8个、3.2个和91.2%,分别为前者的1.8倍、1.4倍,有虫瘿梢头率增加了12.8%。(2)与盐肤木纯林相比,盐肤木襄荷混作林内的温度略低,全天平均低1.6℃,而相对湿度略高,全天平均高5.9%,高湿和较小温度变幅可能是虫瘿数量增加的主要原因。(3)当盐肤木与蔬菜混作时,单株梢头数和有虫瘿梢头数分别比纯林增加了1.4倍,增加的原因可能与蔬菜种植中的松土和施肥有关。综上所述,盐肤木与襄荷混作可以增加倍子产量,盐肤木与蔬菜混作可以增加有虫瘿梢头数量,两种混作模式均可在生产中推广应用。     

间作不同作物对栀子根际土壤微生态的影响

【背景】栀子为多年生常绿灌木,经过连续多年种植会导致土壤微生态环境恶化、病虫害加剧、品质降低等问题。研究发现间作可以改善土壤微生物区系、土壤养分及酶活性,是生产中常用的有效栽培措施。【目的】通过对不同间作模式下栀子根际土壤微生物区系、酶活性及养分的动态变化进行研究,为揭示栽培措施改良土壤生态环境及提升栀子产量的土壤微生态学机理提供理论依据。【方法】为了解不同间作模式对栀子根际微生态的影响,本试验选择3年生栀子进行了大田试验,采用随机区组设计,设置栀子单作及栀子/白及、栀子/金钱草、栀子/射干3种间作处理,以栀子根际土壤为研究对象进行全生育期取样。采用Illumina高通量测序技术测定细菌16S rRNA基因V3-V4区序列及真菌rDNAITS1-ITS2区序列,并测定各时期土壤的理化性质,以明确栀子间作不同作物对其根际微生物群落及土壤理化性质随栀子生育期的动态变化。【结果】在栀子整个生育过程中,根际细菌群落中变形菌门和酸杆菌门的相对丰度分别为39%和18%,为细菌优势菌门。真菌群落中子囊菌门、担子菌门和被孢霉门相对丰度所占比例依次为51%、22%和19%,为主要真菌类群。在果实膨大期,与单作栀子相比,栀子/射干和栀子/白及可以显著增加土壤细菌群落Shannon指数,增幅分别为6.55%和3.45%(P0.05),其他时期差异不显著。盛花期,栀子/射干间作不会显著降低根际真菌的多样性,而与金钱草或白及间作则显著降低其多样性;果实膨大期,栀子/射干和栀子/白及间作均可以显著提高根际土壤真菌群落的Shannon指数,增幅分别为29.19%和9.12%。土壤养分方面,不同间作模式下根际土壤理化性质存在一定差异。单作栀子根际土壤仅有机质、全氮、速效磷的含量较高,而碱解氮、速效钾含量均低于3种间作处理。土壤酶方面,单作栀子除酸性蛋白酶外,其余几项土壤酶活性均处偏下水平。土壤理化性质与根际微生物多样性的相关性分析显示,细菌多样性指数Shannon与根际土壤有机质、速效磷含量呈显著正相关,与pH值呈极显著正相关(P0.01);真菌多样性指数Shannon与根际土壤全钾、脲酶、过氧化氢酶呈极显著负相关,与速效钾、蔗糖酶、酸性磷酸酶、酸性蛋白酶活性呈极显著正相关。【结论】合理间作可以改善根际微生物群落结构,同时提高土壤综合肥力。     

夜间增温品种混栽对稻田土壤CH4和N2O排放的影响

夜间增温幅度大于白天是气候变暖主要特征之一。夜间增温对水稻生产及CH₄和N₂O排放的影响备受关注。品种混栽可提高水稻产量,增强水稻植株抗性。增温或混栽单因子对稻田CH₄和N₂O排放影响已有报道,但二者耦合如何影响水稻生产及稻田CH₄和N₂O排放,尚不清楚。采用2因素随机区组设计,通过田间试验研究了夜间增温下品种混栽对水稻产量、CH₄和N₂O综合增温潜势和排放强度的影响。夜间增温设2水平,即对照（CK,control）和增温（NW,nighttime warming）;品种混栽设2水平,即混作（I,intercropping）,单作（M,monocropping）,混栽处理将主栽品种（超级稻南粳9108）与次栽品种（杂交稻深两优884）以3：1的比例种植。水稻生长期用铝箔反射膜覆盖水稻冠层进行被动式夜间增温试验（19：00-6：00）。结果表明,夜间增温或品种混栽均显著降低水稻植株分蘖数和生物量。品种混栽显著提高水稻产量,而夜间增温则显著降低产量。品种混栽可缓解夜间增温对水稻产量的抑制作用。夜间增温下品种混栽处理稻田CH₄累计排放量在分蘖期、拔节-孕穗期、抽穗-扬花期和灌浆-成熟期比单作对照分别高55.32%、45.89%、43.49和125.82%。夜间增温下品种混栽处理稻田N₂O累计排放量在分蘖期、拔节-孕穗期和抽穗-扬花期分别比单作对照高64.44%、46.26%和42.07%。研究认为,夜间增温下品种混栽显著提高稻田CH₄和N₂O排放通量和累积排放量,显著增加综合增温潜势（GWP）和排放强度（GHGI）。     

枣粮间作养分利用与表观损失空间差异性

基于枣粮间作复合生态系统内部异质性,通过在系统内不同位置采样,分析了枣粮间作系统内间作作物产量、氮磷营养元素利用与表观损失方面的空间差异性,并对枣粮间作、枣树单作和农田3种生态系统进行了比较.结果表明:(1)枣粮间作系统内间作作物产量随着距枣树种植行距离的缩小而迅速降低,表现出明显的空间差异性.虽然与农田生态系统比较,间作小麦、玉米均表现减产,经济产量分别降低11.4%、39.9%,但整个枣粮间作系统提高了土地利用程度;(2)枣粮间作系统间作作物吸收氮磷量也呈现明显空间差异性,且与间作作物生物量有极显著相关性.3种生态系统相比,吸氮量为枣粮间作>枣树单作>农田;吸磷量为农田>枣粮间作>枣树单作;(3)枣粮间作系统内氮磷表观损失量有明显的空间差异性,距枣树种植行0.25m处表观损失量显著高于其它位置表观损失量,在距枣树种植行6.5m到2m范围内,随着与枣树种植行的接近,氮磷表观损失量有所降低.3种生态系统相比,氮、磷表观损失量均为枣树单作>农田>枣粮间作.