豆科-禾本科間作體系中養(yǎng)分競爭和氮素轉(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間和有限的土地面積上收獲到兩種以上作物的經(jīng)濟產(chǎn)量,降低逆境和市場風(fēng)險,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)實意義.其中豆科/禾本科間作在中國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中提供糧食和維持氮素平衡起重要作用.鑒于國內(nèi)以往對間作的研究主要集中在間作產(chǎn)量優(yōu)勢方面,而種間根系相互作用影響?zhàn)B分資源競爭的研究較少,該研究在對小麥/大豆、小麥/蠶豆這兩種間作體系中養(yǎng)分特別是氮營養(yǎng)競爭和相互促進

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處于競爭優(yōu)勢,而大豆處于競爭弱勢,蠶豆在間作中未受顯著影響;物種間的相互作用在小麥/

3、大豆體系中以競爭作用為主,小麥/蠶豆體系中以促進作用為主,根系在尼龍網(wǎng)分隔時明顯促進了種間對氮和磷的吸收.2.接種試驗表明不同根瘤菌菌株大小麥/蠶豆間作體系中對作物的生物量有顯著影響.當(dāng)小麥、蠶豆單獨生長時(完全分隔),所有根瘤菌菌株對蠶豆的生長都有明顯的促進作用,此時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(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)了促進蠶豆和小麥生長的結(jié)果,此時還降低了土壤硝態(tài)氮殘留.3.在小麥/蠶豆間作體系中通過根系分隔和標(biāo)記<'15>N的試驗表明:小麥相對于蠶豆對土壤和肥料氮的依賴更強,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<'15>N的回收率為58％、73％和52％,而蠶豆則分別為30％、20％和3％.小麥對肥料氮的競爭促進了蠶豆固氮增強,在根系完全分隔、尼龍網(wǎng)分隔和根系不分隔時蠶豆來源于固氮的百分?jǐn)?shù)(％Ndfa)分別為58％、80％和91％.因此小麥/蠶豆中存在對氮的互補利用,該體系中氮營養(yǎng)競爭和促進作用同時存在.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