中国作物学会——2015年学术年会

2015-08-19 00:00:01

中国黑龙江哈尔滨

禾本科与豆科作物间作能够有效的利用自然资源,维持土壤氮平衡,提高作物产量。但由于间作系统中作物株型、种植密度、土壤肥力和根系结构存在差异,导致作物之间的竞争和间作产量优势表现不同,同时不同的作物组合之间也存在差异。前人研究主要集中于豆禾互作产量优势、地上部互作优势和病虫草害防治效果等方面工作。但从地上部与地下部同时探讨豆科禾本科间作优势,未见系统研究报道。本研究以燕麦‖大豆、燕麦‖绿豆为研究对象,将大田试验和盆栽试验、生理生态学和分子生物学相结合,利用根系分隔和Q-PCR(实时荧光定量)等方法,研究豆禾间作系统地上部与地下部对系统生产力、光能利用效率及土壤固氮微生物多样性的影响及其机理,为构建合理的禾豆间作系统提供理论依据。结果表明:(1)燕麦‖大豆、燕麦‖绿豆间作都具有产量优势,提高了燕麦的产量和土地利用效率。土地当量比(LER)分别是1.36-1.43和1.24-1.4,土地利用率分别达136%-143%和124%-140%。间作燕麦的收获指数高于单作,且与绿豆间作燕麦的干物质积累转化能力较强。间作燕麦各产量因子均高于单作燕麦,与绿豆间作燕麦的小穗数、穗粒数、单株粒重差异显著,这也是间作燕麦产量提高的主要因素之一;(2)间作对燕麦光能利用率的研究表现为:与燕麦单作相比,燕麦与豆科间作显著提高了燕麦的相对叶绿素含量和净光合速率;而豆科作物与燕麦间作后,大豆相对叶绿素含量提高1.6%-32.6%,但降低了绿豆的相对叶绿素含量。在收获期,间作降低了绿豆和大豆的净光合速率,无显著差异(P>0.05);(3)与燕麦单作相比,间作明显改变了燕麦根际nifH基因的拷贝数,与豆科间作能提高燕麦根际土壤nifH基因拷贝数,整个生育时期,与绿豆间作的燕麦根际土壤nifH库的拷贝数高于同大豆间作的燕麦根际土壤哟何库的拷贝数。总之,在燕麦‖大豆系统中,燕麦与大豆互惠互利,未相互抑制。在燕麦‖绿豆系统中,燕麦始终处于竞争优势地位,绿豆处于竞争弱势地位。物种之间的相互作用在燕麦绿豆体系中以竞争作用为主,在燕麦大豆体系中以促进作用为主。可见在不同豆科作物和燕麦互作系统中,地上部因素和地下部因素相互作用,共同影响燕麦的生长,选择合理的互作组合方式对于提高自城地区燕麦的产量有着重要的意义。