豆科-禾本科間作體系中養(yǎng)分競(jìng)爭(zhēng)和氮素轉(zhuǎn)移研究.pdf

1、間套作是集約化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)地區(qū)普遍采用的一種種植方式,其目的是在有限的時(shí)間和有限的土地面積上收獲到兩種以上作物的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量,降低逆境和市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn),在解決當(dāng)前人口和資源環(huán)境間的矛盾方面具有重要的現(xiàn)實(shí)意義.其中豆科/禾本科間作在中國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中提供糧食和維持氮素平衡起重要作用.鑒于國(guó)內(nèi)以往對(duì)間作的研究主要集中在間作產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)方面,而種間根系相互作用影響?zhàn)B分資源競(jìng)爭(zhēng)的研究較少,該研究在對(duì)小麥/大豆、小麥/蠶豆這兩種間作體系中養(yǎng)分特別是氮營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)和相互促進(jìn)

2、作用研究的基礎(chǔ)上,應(yīng)用根系分隔技術(shù)、同位素示蹤土壤標(biāo)記和葉柄注射技術(shù)等,探討了小麥/蠶豆間作體系中氮素利用的種間促進(jìn)作用和豆科作物固定的氮向非豆科作物的轉(zhuǎn)移等,旨在深入了解豆科/禾本科作物間根系相互作用提高氮素利用效率的實(shí)質(zhì),為優(yōu)化間作體系,提高間作體系生產(chǎn)力和資源利用效率提高科學(xué)依據(jù).獲得的主要結(jié)論如下:1.在小麥/蠶豆和小麥/大豆間作體系中,小麥?zhǔn)冀K處于競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),而大豆處于競(jìng)爭(zhēng)弱勢(shì),蠶豆在間作中未受顯著影響;物種間的相互作用在小麥/

3、大豆體系中以競(jìng)爭(zhēng)作用為主,小麥/蠶豆體系中以促進(jìn)作用為主,根系在尼龍網(wǎng)分隔時(shí)明顯促進(jìn)了種間對(duì)氮和磷的吸收.2.接種試驗(yàn)表明不同根瘤菌菌株大小麥/蠶豆間作體系中對(duì)作物的生物量有顯著影響.當(dāng)小麥、蠶豆單獨(dú)生長(zhǎng)時(shí)(完全分隔),所有根瘤菌菌株對(duì)蠶豆的生長(zhǎng)都有明顯的促進(jìn)作用,此時(shí)蠶豆的生物量在接種NM353、LN732和LN566比不接種分別增加32％、13％和22％;當(dāng)兩種作物根系完全相互作用時(shí)(不分隔),蠶豆生物量以接種NM353最高,比接種

4、LN732、LN566和不接種高15％、29％和15％,此時(shí)接種NM353的小麥生物量在所有接種處理中也最高,分別比接種LN732、LN566和不接種高15％、22％、12％;施氮情況下接種NM353在根系不分隔處理中重現(xiàn)了促進(jìn)蠶豆和小麥生長(zhǎng)的結(jié)果,此時(shí)還降低了土壤硝態(tài)氮?dú)埩?3.在小麥/蠶豆間作體系中通過(guò)根系分隔和標(biāo)記<'15>N的試驗(yàn)表明:小麥相對(duì)于蠶豆對(duì)土壤和肥料氮的依賴更強(qiáng),蠶豆而更依賴于大氣固氮.在根系完全分隔、尼龍網(wǎng)分隔和根

5、系不分隔中小麥對(duì)<'15>N的回收率為58％、73％和52％,而蠶豆則分別為30％、20％和3％.小麥對(duì)肥料氮的競(jìng)爭(zhēng)促進(jìn)了蠶豆固氮增強(qiáng),在根系完全分隔、尼龍網(wǎng)分隔和根系不分隔時(shí)蠶豆來(lái)源于固氮的百分?jǐn)?shù)(％Ndfa)分別為58％、80％和91％.因此小麥/蠶豆中存在對(duì)氮的互補(bǔ)利用,該體系中氮營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)和促進(jìn)作用同時(shí)存在.在小麥/蠶豆間作體系中應(yīng)用葉柄注射<'15>N和土壤標(biāo)記稀釋法都表明蠶豆固氮向間作小麥發(fā)生了轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)移的量相當(dāng)于蠶豆總吸N量