玉米-大豆和玉米-甘薯套作模式下玉米磷素吸收利用特性研究.pdf

1、間套作具有充分利用資源和大幅度提高單位面積產(chǎn)量的優(yōu)勢，選擇合適的作物進(jìn)行間套作，能有效的提高磷的利用效率，同時(shí)獲得高產(chǎn)。本研究采用根系分隔盆栽試驗(yàn)和田間小區(qū)試驗(yàn)相結(jié)合的方法，通過連續(xù)兩年的試驗(yàn)研究了玉米-大豆和玉米-甘薯套作模式下分隔方式和供磷水平，即0、35、70、105、140 kg P2O5hm-2對玉米磷素吸收利用的影響，闡明兩種套作模式下的種間相互作用及玉米磷素吸收特性，為提高間套作體系資源利用效率和科學(xué)施肥提供理論依據(jù)。本試

2、驗(yàn)主要研究結(jié)果如下:
　　1.種間作用和施磷水平對玉米產(chǎn)量的影響
　　兩種套作模式下玉米產(chǎn)量均表現(xiàn)為種間促進(jìn)作用，且在不施磷時(shí)，種間促進(jìn)作用更顯著。與根系分隔相比，不分隔處理當(dāng)施磷為70 kg hm-2時(shí)，玉米-大豆和玉米-甘薯套作中玉米產(chǎn)量分別提高了16.84％和7.17％，不施磷時(shí)，兩種模式玉米產(chǎn)量分別提高了22.67％和12.60％。
　　增施磷肥在一定范圍內(nèi)促進(jìn)套作玉米產(chǎn)量的提高，兩種模式適宜施磷水平有一定的差

3、異。2012年兩種模式下玉米產(chǎn)量均以施磷105 kg hm-2時(shí)達(dá)到最高，玉米-大豆套作玉米產(chǎn)量達(dá)7200.345 kg hm-2，與甘薯套作為7141.661 kg hm-2;2013年，當(dāng)套作優(yōu)勢和輪作效應(yīng)共同存在時(shí)，玉米-大豆和玉米-甘薯分別以施磷70 kghm-2和105 kg hm-2時(shí)玉米產(chǎn)量達(dá)最高，分別達(dá)到6894.879 kg hm-2和6789.549 kghm-2，與不施磷相比，增產(chǎn)達(dá)11.06％和9.54％。表明玉

4、米與大豆套作，既能減少磷肥投入，又能充分發(fā)揮玉米的增產(chǎn)潛力。施磷水平顯著影響了套作玉米穗粒數(shù)和千粒重。
　　2.種間作用和施磷水平對玉米磷素積累、分配和利用特性的影響
　　與根系分隔相比，不分隔時(shí)玉米磷素積累在玉米-大豆和玉米-甘薯套作中分別提高了14.67％和5.19％（不施磷），17.05％和5.62％(施磷70 kg hm-2)，籽粒中磷素分配分別提高了7.8％（不施磷）和9.7％(施磷70 kg hm-2)，玉米與大

5、豆套作磷素積累種間促進(jìn)作用更明顯。2013年分帶輪作后，種間作用促進(jìn)磷素當(dāng)季利用率平均提高了7.81％，玉米-大豆套作中磷素利用率顯著高于玉米-甘薯套作。不施磷時(shí)，與根系分隔相比，不分隔處理磷素籽粒生產(chǎn)效率提高7.00％，施磷時(shí)分隔與否差異不顯著。
　　2012年，兩種套作模式下均以施磷105 kg hm-2玉米磷素積累總量及莖、葉和穗中磷素分配較高。種植模式和施磷水平互作效應(yīng)顯著。2013年玉米-大豆和玉米-甘薯模式下玉米磷素積

6、累總量分別在70 kg hm-2和140 kg hm-2時(shí)達(dá)到最大。當(dāng)施磷量低于70 kg hm-2時(shí)，玉米-甘薯套作中玉米磷素積累總量顯著低于玉米-大豆套作玉米磷素積累總量。磷素籽粒生產(chǎn)效率隨著施磷量的增加而下降，玉米-大豆顯著高于玉米-甘薯。施磷超過一定水平后，增施磷肥，磷素當(dāng)季利用率、磷素籽粒生產(chǎn)效率，磷收獲指數(shù)顯著下降。磷素籽粒生產(chǎn)效率、磷素農(nóng)學(xué)利用率和磷素收獲指數(shù)，玉米-大豆模式顯著高于玉米-甘薯套作。
　　3.種間作用

7、和施磷水平對土壤養(yǎng)分和關(guān)鍵酶活性的影響
　　與根系分隔相比，不分隔處理顯著提高土壤速效磷含量，一定程度上降低土壤pH值。且不施磷時(shí)分隔與否對其的影響大于施磷處理。成熟期全氮玉米-大豆比玉米-甘薯高出32.62％，銨態(tài)氮高出37.73％。玉米-大豆模式中有機(jī)質(zhì)含量始終保持在較高水平，兩種模式全鉀、有機(jī)質(zhì)含量在各個(gè)時(shí)期差異均不顯著。與根系分隔相比，不分隔處理酸性磷酸酶活性在玉米-大豆和玉米-甘薯套作中分別提高了14.02％和6.84％

8、。2013年，當(dāng)套作優(yōu)勢與輪作效應(yīng)同時(shí)存在時(shí)，各指標(biāo)變化趨勢一致。
　　兩種套作模式在各生育時(shí)期土壤速效磷含量均隨施磷量的增加而增加，于140 kg hm-2時(shí)達(dá)到最大。但當(dāng)施磷超過70 kg hm-2時(shí)，增施磷肥提高作用不顯著。增施磷肥顯著降低pH值。土壤全氮、硝態(tài)氮、有機(jī)質(zhì)含量在一定的施磷范圍內(nèi)隨著施磷量的增加而增加，當(dāng)超過105 kg hm-2時(shí)則降低。施磷在70～105 kg hm-2時(shí)土壤無機(jī)氮（銨態(tài)氮、硝態(tài)氮）含量保持

9、較高水平。施磷對脲酶和酸性磷酸酶活性影響顯著。兩種模式均以施磷105 kg hm-2處理脲酶和酸性磷酸酶活性最高，其次是140 kg hm-2。玉米-甘薯與玉米-大豆套作相比，酶活性總體上處于較低水平。
　　4.兩種模式下磷素吸收的種間作用
　　玉米-大豆和玉米-甘薯套作體系中，玉米相對于大豆（或甘薯）表現(xiàn)出較強(qiáng)的競爭能力(Acs＞0），施磷時(shí)玉米相對于大豆（或甘薯）競爭能力減弱，玉米為套作優(yōu)勢作物，而大豆和甘薯處于競爭劣勢

10、，施磷緩和了種間競爭作用。作物對磷素競爭強(qiáng)弱不一致，玉米較大豆（或甘薯）處于優(yōu)勢（NCRcs＞1）。玉米的增產(chǎn)優(yōu)勢與其更強(qiáng)的種間競爭能力和養(yǎng)分競爭能力有關(guān)。
　　綜上所述，玉米與大豆或甘薯套作均表現(xiàn)出種間促進(jìn)作用，且玉米與大豆套作種間促進(jìn)作用更顯著。在玉米-大豆套作中，當(dāng)施磷70 kg hm-2～105 kg hm-2時(shí)能滿足玉米磷素積累所需，而在玉米-甘薯套作體系中，由于甘薯對磷素的競爭吸收以及缺乏對土壤磷的活化促進(jìn)作用，以施磷