论文部分内容阅读
本研究以西北一熟制灌区当前生产中广泛种植、且间套优势明显的春大麦/春玉米、春小麦/春玉米等禾本科/禾本科间套作方式为研究对象,通过大量的田间小区试验、根系分隔微区试验和根系分布测定,从间套作作物地上部生长和养分吸收积累动态、地下部根系时空分布动态等角度,研究了春大麦/春玉米和春小麦/春玉米间套作、春小麦/不同品种春玉米间套作中不同种类作物和不同品种作物营养竞争能力和恢复能力的差异,特别是氮、磷、钾营养竞争和恢复能力的差异。系统地阐明了不同间套作系统种间营养竞争、恢复作用的差异性及其机理,获得的主要结果为:1)间套优势不仅可以通过作物组合来获得,也可通过施肥和覆盖地膜等措施调控。在大麦/玉米和小麦/玉米间套作生态系统中,以籽粒产量计算的土地当量比(LER)分别为0.99-1.32和1.08-1.41;以生物学产量计算的土地当量比分别为0.98-1.31和1.06-1.42。大麦/玉米间套作产量优势只有在施氮并且玉米覆膜时较明显;而小麦/玉米间套作在施氮、玉米不覆膜条件下就有明显的间套作产量优势,在施氮、玉米覆膜条件下间套作产量优势更加显著。大麦/玉米和小麦/玉米两种间套作在相同条件下的间套作养分吸收优势与产量优势的趋势类似。2)玉米品种对小麦/玉米间套作产量优势具有重要影响。在小麦与不同品种玉米间套作中,以籽粒产量和生物学产量计算的LER分别为1.09-1.35和1.10-1.35,LER随玉米品种的变化顺序为沈单16号>豫玉22号>中单2号>酒单2号和新玉4号,这些品种特性也相应为中晚熟、晚熟、中熟、早熟,表明间套优势也与玉米的生物学特性密切相关。小麦/不同品种玉米间套作在相同条件下的间套作养分吸收优势与产量优势的趋势类似。3)间套大麦的边行产量优势明显的高于间套小麦,间套大麦的边行养分吸收量优势也明显大于间套小麦。间套大麦边行籽粒产量和生物学产量分别比内行增加95.5%-116.9%和114.5%-128.8% ;相应地,间套小麦分别为57.6%-81.6%和66.0%-106.5%,间套小麦边行产量优势随玉米品种特性由晚熟到早熟呈降低趋势。间套大麦边行氮、磷和钾养分的吸收量分别比相应内行高出124.1%-149.3%、133.5%-149.1%和147.2%-157.9%;而间套小麦相应分别为74.5%-115.5%、76.7%-115.1%和80.4%-137.4%,与中晚熟玉米种间套的小麦边行氮、磷和钾养分吸收优势明显地高于与早熟玉米种间套的小麦。