不同种植模式对作物根系生长、产量及根际土壤微生物数量的影响

采用多年大田试验研究了小麦-大豆(A1)、小麦-甘薯(A2)、玉米(A3)、小麦/玉米/大豆(A4)和小麦/玉米/甘薯(A5)5种种植模式的根际环境变化特征和根系生长特性.结果表明:与A1、A2、A3和A5相比,A4提高了小麦、玉米、大豆在开花期和成熟期的生物量、根系活力和根干质量,提高了各作物根际土壤细菌、真菌和放线菌数量.各种植模式之间,植株生物量和根际微生物数量的变化规律为套作＞单作、大豆茬口＞甘薯茬口、边行＞中行.小麦/玉米/大豆(A4)套作模式通过改善3种作物的根际环境,促进了作物地下部根系生长和地上部生物量的增加,从而实现作物增产.     

减量施氮对玉米-大豆套作体系中作物产量及养分吸收利用的影响

通过田间试验研究了种植方式(玉米单作、大豆单作、玉米-大豆套作)和施氮水平(0、180、240 N kg·hm-2)对玉米和大豆产量、养分吸收及氮肥利用的影响.结果表明:与单作相比,玉米-大豆套作体系中玉米籽粒产量、地上部植株N、P、K吸收量及收获指数略有降低,而大豆籽粒产量、地上部植株N、P、K吸收量及收获指数显著提高.玉米-大豆套作系统的套作优势随施氮量的增加而降低,与当地农民常规施氮量(240 kg·hm-2)相比,减量施氮(180kg·hm-2)处理下玉米和大豆产量、经济系数,以及N、P、K吸收量和收获指数、氮肥农学利用率、氮肥吸收利用率显著提高,土壤氮贡献率降低;与不施氮相比,减量施氮降低了玉米带土壤的全N、全P含量,提高了大豆带土壤的全N、全P、全K含量和玉米带土壤的全K含量.减量施氮水平下,玉米-大豆套作系统的周年籽粒总产量、地上部植株N、P、K总吸收量均高于玉米和大豆单作,土地当量比(LER)达2.28;玉米-大豆套作系统的氮肥吸收利用率比玉米单作高20.2%,比大豆单作低30.5%,土壤氮贡献率比玉米和大豆单作分别低20.0%和8.8%.玉米-大豆套作减量一体化施肥有利于提高系统周年作物产量和氮肥利用率.     

轮作及绿肥不同利用方式对作物产量和土壤肥力的影响

通过4年田间定位试验比较了3种轮作及相应绿肥不同利用方式对作物产量和土壤性质的影响.轮作方式包括夏休闲-冬小麦（对照）、豆类绿肥-冬小麦和豆类绿肥-春玉米-冬小麦.豆类绿肥-冬小麦包括3种绿肥利用方式：提前覆盖、提前翻压和播前翻压;豆类绿肥-春玉米-冬小麦也包括3种绿肥利用方式：豆类茎秆覆盖、茎秆翻压和茎秆移出田间.结果表明：对于豆类绿肥-冬小麦轮作,绿肥消耗了更多小麦播前土壤水,使小麦产量不稳定;麦收后0～200 cm土层硝态氮储量显著高于另外两种轮作,有更高的淋失风险;该轮作方式下提前覆盖处理0～20 cm土层土壤有机碳(SOC)含量和有机碳储量(SSOC)最高.对于豆类绿肥-春玉米-冬小麦轮作,小麦播前土壤储水量显著高于豆类绿肥-冬小麦,小麦产量更稳定;麦收后0～200 cm土层硝态氮储量显著低于豆类绿肥-冬小麦轮作,淋失风险较低;该轮作方式下茎杆覆盖处理0～20 cm土层土壤SOC含量显著高于茎杆移出处理,且SSOC相对于试验初始也有所增加.可见,豆类绿肥-春玉米-冬小麦轮作体系中豆类收获籽粒后茎杆地表覆盖方式,在提高小麦播前土壤储水量、稳定产量、培肥土壤和降低0～200 cm土层土壤硝态氮残留量上表现较好,是具有类似气候地区的合理种植制度.
     

不同种植模式对土壤氮素转化及酶活性的影响

采用两年大田试验,研究了小麦-大豆（A₁）、小麦-甘薯（A₂）、玉米（A₃）、小麦/玉米/大豆（A₄）和小麦/玉米/甘薯（A₅）5种种植模式下,小麦/玉米/大豆套作体系的土壤酶活性变化特征及其对土壤氮素转化的影响.结果表明：与A₁、A₂、A₃和A₅相比,A₄提高了各作物在开花期（或吐丝期）和成熟期的土壤总氮含量及脲酶和蛋白酶活性,处理间表现为套作＞单作、大豆茬口＞甘薯茬口、边行＞中行;降低了小麦、玉米土壤的NO₃^--N、NH₄⁺-N含量及小麦土壤的硝酸还原酶活性.玉米土壤的硝酸还原酶活性在玉米、大豆共生前的拔节期为单作＞套作,在玉米、大豆共生后的吐丝期和成熟期为套作＞单作、大豆茬口＞甘薯茬口;大豆土壤的NO₃^--N、NH₄⁺-N含量及硝酸还原酶活性在分枝期为单作＞套作,在开花期和成熟期为套作＞单作、大豆茬口＞甘薯茬口、中行＞边行.     

马铃薯/大豆套作对3个大豆品种光合指标和产量的影响

以大豆品种中黄30(早熟)、冀豆17(中熟)和齐黄34(晚熟)单作为对照,在大田条件下,研究马铃薯/大豆套作模式中3个品种生育期叶面积指数的变化及干物质积累的特征,分析套作马铃薯收获前后对大豆光合指标、产量及其构成因素的影响.结果表明： 生育前期阴蔽导致套作大豆叶面积指数(LAI)降低,干物质积累变缓,营养生长期相对延长,不同品种套作大豆光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)和气孔导度(g_s)均低于单作.生育后期套作大豆生长加快,尤其是马铃薯收获后晚熟品种增幅显著提高.此时,套作大豆受光条件得到较大改善,表现出较强的补偿效应,LAI、干物质积累、P_n和g_s相对于单作上升幅度加大,接近于单作大豆,但不同品种补偿能力不同.与单作相比,套作模式下不同大豆品种的有效荚数、单株粒数及每荚粒数均有所降低,其中早熟品种分别显著下降22.0%、36.0%、17.6%,中熟品种下降5.1%、13.1%、8.9%,晚熟品种下降5.7%、7.6%、2.1%.套作模式下,中、晚熟大豆品种的产量较早熟品种分别高92.4%和163.4%,总土地当量比(LER)分别达到1.81和1.84.表明中、晚熟大豆品种与马铃薯组合套作优势更强,有利于马铃薯收获后大豆的补偿生长,促进套作大豆产量提高,充分发挥了复合群体的产量优势.     

施氮量对不同茬口冬小麦产量及氮肥利用率的影响

为探明不同茬口及施氮量对冬小麦产量及氮肥利用率的影响,以"豫农211"为材料,采用二因素裂区设计。主因素为玉米单作(SM)、玉米大豆间作(MS)、大豆单作(SS) 3个茬口,副因素为N0(0 kg·hm~(-2))、N180(180 kg·hm~(-2))、N240(240 kg·hm~(-2))、N300(300kg·hm~(-2)) 4个施氮量。结果表明:不同施氮水平下,与玉米单作相比,玉米大豆间作和大豆单作茬口冬小麦产量增幅分别为4.74%～10.01%、5.12%～17.05%,且均显著增加;茬口对小麦穗数及穗粒数均有显著影响,对千粒重影响不显著,与玉米单作相比,大豆单作和玉米大豆间作茬口穗数增幅分别为10%～15%、4%～19%,穗粒数增幅分别为2%～21%、4%～20%;施氮量对小麦穗数及千粒重有显著影响,对穗粒数影响不显著;不同茬口与施氮量的交互作用对穗粒数和千粒重差异均达显著水平;同一施氮处理下,茬口处理间氮肥农学利用效率和偏生产力均表现为大豆单作玉米大豆间作玉米单作,且在N180和N240水平下均达显著水平;结合施氮量与产量拟合曲线,相比玉米单作茬口,大豆单作及玉米大豆间作在保证冬小麦产量的同时降低了氮肥的投入,在生产实践中对不同茬口下小麦施氮量具有指导意义;玉米单作茬口,冬小麦最佳经济产量施氮量和最高产量施氮量分别为243和262 kg·hm~(-2);大豆单作和玉米大豆间作茬口,最佳经济产量施氮量分别为196和210 kg·hm~(-2),最高产量施氮量分别为205和222 kg·hm~(-2)。     

不同玉米与大豆栽培模式的能值效益分析

合理的田间配置是农田生态系统可持续发展的前提。本研究采用能值理论与方法,分析2∶2玉米-大豆带状套作(M/S1)、1∶1玉米-大豆传统套作(M/S2)、玉米单作(M)、大豆单作(S)4种栽培模式下系统能值投入产出、环境负载率及可持续发展指数等指标,为优化农田配置提供依据。结果表明:4种栽培模式下能值投入表现为M/S2M/S1MS,工业辅助能以肥料为主,可更新有机能以人工投入为主,能值产出表现为M/S1M/S2SM;与玉米相比,大豆具有能值产出高、能值投入低、环境负载率小、可持续发展程度高等特点;经济效益表现为M/S1、M/S2、M显著高于S;可通过降低化肥投入,特别是磷、钾肥,减少耕作次数或深度,适当提高大豆密度,降低玉米种植密度,降低环境负载率,提高能值可持续发展指数,以优化M/S1栽培模式。     

留茬免耕播种对河西绿洲灌区春小麦出苗和产量的影响

本研究通过田间定位试验,探讨了河西绿洲灌区单作小麦、小麦/玉米间作、小麦/大豆间作3种典型春小麦生产模式下,长期留茬免耕播种对春小麦出苗和产量的影响,为该区域春小麦高效可持续生产提供理论依据。结果表明: 与传统翻耕相比,留茬免耕播种小麦/玉米和小麦/大豆间作的小麦出苗率、出苗均匀度下降明显,降幅分别为3.3%～8.6%、9.6%～20.5%和2.9%～8.8%、10.7%～61.7%;单作小麦的出苗均匀度有所提高,其中2019年显著增加14.9%,而出苗率在2020年显著降低4.2%;3种种植方式下,春小麦麦苗整齐度均有所下降。留茬免耕播种3种种植模式下,春小麦成穗数在收获时均与传统翻耕处理持平,差异不显著。3种模式下的春小麦均可以通过提高穗粒数和千粒重来弱化出苗对产量的影响,在收获时,春小麦籽粒产量的增幅分别为10.3%～12.9%(单作小麦)、10.5%～11.9%(小麦/玉米间作)和10.3%～22.5%(小麦/大豆间作),均达到显著水平。在农田风蚀退化极其严重的河西绿洲灌区,留茬免耕播种是春小麦生产中切实可行的耕作措施。     

灌溉和种植方式对冬小麦生育后期旗叶光合特性及产量的影响

于2009—2011年通过田间试验,以高产中筋冬小麦品种济麦22为材料,设等行距平作、宽窄行平作、沟播3种种植方式,每种种植方式下设不灌水(W₀)、灌拔节水(W₁)、灌拔节水+开花水(W₂)、灌拔节水+开花水+灌浆水(W₃)4种灌溉处理(每次灌水量为60 mm),研究不同灌溉和种植方式对冬小麦生育后期旗叶光合特性和产量的影响.结果表明: 随冬小麦灌水量的增加,3种种植方式下小麦花后旗叶叶面积和光合速率均增加,光系统Ⅱ最大光化学效率和实际光化学效率也增加;与W₀处理相比,各灌水处理提高了小麦籽粒产量,但水分利用效率(WUE)降低.同一灌溉条件下,与其他两种种植方式相比,沟播方式小麦花后旗叶光合速率、光系统Ⅱ最大光能转化效率和实际光化学效率均较高,且W₂处理籽粒产量显著高于其他处理.统筹考虑冬小麦的籽粒产量和WUE,沟播结合灌拔节水+开花水是华北平原冬麦区较适宜的节水种植方式.     

红壤旱地不同复种方式的生态功能评价

为了充分发挥红壤旱地的生态功能,筛选出适于红壤旱地的优化复种方式,依据3年的田间定位试验资料,从农田生态系统的生产功能、物质循环特征、能量流动特征、价值流动特征以及养地效果等方面对红壤旱地4种复种方式[处理A(CK): 小麦/大豆-芝麻;处理B: 混播绿肥(油菜×紫云英×肥田萝卜)-大豆‖玉米-绿豆‖芝麻;处理C: 黑麦草-花生‖玉米-粟‖荞麦;处理D: 油菜-绿豆‖甘薯,“/”表示套作,“‖”表示间作,“-”表示接茬,“×”表示混作]的功能和效益进行了分析,并采用灰色关联度法从经济效益、生态效益和社会效益3个层次的13个指标对各复种方式进行了综合评价.结果表明: 混播绿肥(油菜×紫云英×肥田萝卜)-大豆‖玉米-绿豆‖芝麻复种模式的经济效益、生态效益和社会效益的关联度值均居第一位,经灰色关联度分析,得出其综合效益关联度值也最高,为0.847,是比较适宜在红壤旱地推广应用的高效复种方式,对今后红壤旱作区种植业结构布局和优化具有积极意义.     

北柴胡种子内生菌群落结构与多样性

为研究北柴胡种子内生菌的群落结构与多样性.采用Illumina Miseq高通量测序技术,分别对山西(BC_1)、黑龙江(BC_2)、河北(BC_3)和内蒙古(BC_4)的四个产地(4份)北柴胡种子的16S RNA V3-V4区和ITS1区扩增片段进行测序,并对内生细菌和内生真菌群落结构和多样性进行分析.结果表明,BC...     

Arbuscular mycorrhizal fungi induced changes in rhizosphere,essential oil and mineral nutrients uptake in dill/common bean intercropping system

The fundamental aim of this research was to evaluate the effects of Funneliformis mosseae on nutrient uptake and distribution in solo cropping and intercropping of common bean Phaseolus vulgaris and dill Anethum graveolens in the field, using a factorial arrangement of treatments. The factors were seven cropping systems including (a) common bean sole cropping (40 plants m^?2), (b) dill sole cropping at different densities (25, 50 and 75 plants m^?2) and (c) the additive intercropping of dill/common bean (25/40, 50/40 and 75/40 plants m^?2), with (+AM) or without (?AM) arbuscular mycorrhiza colonisation. In all cropping systems, AM colonisation improved dry weight and P, K, Fe, Zn and Mn contents of dill plants. Cultivable bacterial community was also increased in the dill/common bean intercropping. Yield of essential oil in dill shoot was improved as a result of AM colonisation and intercropping.     

甘蔗—大豆间作对大豆鲜荚产量和农艺性状的影响

为探讨甘蔗-大豆间作模式对大豆鲜荚产量和农艺性状的影响,于2009—2011年连续3年在广州市华南农业大学农场进行大田试验,试验设置2种施氮水平(常规施氮(525kg·hm-2)和减量施氮(300kg·hm-2))和3种种植模式(甘蔗-大豆(1∶1)、甘蔗-大豆(1∶2)、单作大豆)。结果表明:甘蔗-大豆间作(1∶2)模式下,2009年减量施氮水平的大豆鲜荚产量较常规施氮水平提高了33%,2010和2011年不同施氮水平间均无显著差异;甘蔗-大豆间作模式对大豆的单株鲜荚重、多粒荚数和百粒鲜重无显著影响;大豆单株鲜荚重与多粒荚数在不同种植模式下均呈显著相关(P<0.05),在常规施氮间作模式下与大豆单株荚数呈显著相关(P<0.05)。甘蔗-大豆间作没有降低大豆的单株鲜荚产量,也没有对大豆的农艺性状产生负面影响,从增产增收、提高土地生产力来考虑,减量施氮模式下甘蔗-大豆间作具有一定的可行性。     

北京东灵山地区不同海拔柴胡居群的遗传多样性

利用ISSR技术对北京东灵山地区不同海拔的6个柴胡居群进行分析,观察不同海拔柴胡居群的遗传多样性。结果表明,东灵山地区不同海拔柴胡居群的遗传多样性差异较大,海拔1135m居群表现出较高的遗传变异水平,高海拔居群遗传多样性较低;遗传距离与海拔差距有一定的相关性,相邻海拔的不同柴胡居群间具有相对较低的遗传距离;柴胡具有较强的遗传分化趋势,且大部分变异存在于居群内。不同海拔导致的异质生境及基因流是影响柴胡居群遗传多样性的主要原因。     

北柴胡胚和胚乳的发育及对其种子萌发的影响

利用常规石蜡制片技术对北柴胡胚和胚乳的发育及对其种子萌发的影响进行了观察。结果表明北柴胡胚的发育属于茄型,基细胞进行一次横分裂后不再分裂,因而胚柄不发达,且很早解体。胚乳的发育属于核型,初生胚孔核的分裂远远早于受精卵的分裂。对果实采收时期胚发育状况进行统计发现,在被测采收期果实中有20％的果实的胚处于球形胚阶段,70％处于心形胚,只有10％处于鱼雷胚,说明北柴胡种子采收时胚处于不同的发育阶段,存在形态后熟现象,这是北柴胡种子萌发难、萌发率低且出苗不整齐的主要因素。     

北柴胡不定根培养及茉莉酸甲酯处理对柴胡皂苷含量的影响

目的:建立北柴胡不定根培养体系,明确茉莉酸甲酯(MeJA)处理对北柴胡不定根中柴胡皂苷含量积累的影响。方法:利用固体和液体相结合的组织培养技术培养北柴胡不定根;分别以不同浓度的MeJA处理不定根不同时间,利用HPLC测定处理后不定根中柴胡皂苷含量的积累变化。结果:培养了北柴胡不定根;MeJA处理对北柴胡不定根中柴胡皂苷含量的积累有明显促进作用,当MeJA浓度为200μmol/L时,柴胡皂苷含量最高,为0.45%;以200μmol/L MeJA处理北柴胡不定根26 d时,柴胡皂苷含量最高,为0.51%。结论:北柴胡不定根培养结合MeJA诱导,可做为柴胡皂苷次生代谢合成途径及其积累规律研究的有效技术体系。     

ITS sequence analysis used for molecular identification of the Bupleurum species from northwestern China

Radix Bupleuri (Chaihu), a famous Traditional Chinese Medicine, is derived from the dried roots of Bupleurum chinense DC. and B. scorzonerifolium Willd. But nowadays, other nine species and varieties from genus Bupleurum are also used as Radix Bupleuri in northwestern China. The authentic identification of dried roots of B. chinense and B. scorzonerifolium, however, is difficult to just base on the appearance and morphology. A molecular genetic method was developed to help discriminate the original species of Radix Bupleuri. The ITS sequences ( approximately 600 bp) were amplified by the PCR technique from genomic DNA isolated from all the collected samples. According to analyzing the information given by ITS sequences, the conclusion can be made that ITS sequence could serve as markers for authentication of Radix Bupleuri.     

北柴胡根的发育解剖学研究

应用常规石蜡切片方法对北柴胡（Bupleurum chinense DC．）1年生主根的中部和2年生主根的根尖和中部进行了横向与纵向解剖观察,研究根的发育过程,并对其1年生与2年生主根中部的结构进行了比较分析。结果表明,北柴胡根的发育包括原分乍组织、初生分生组织、初生结构和次生生长4个发育阶段。原分生组织由3群原始细胞组成,其细胞具有典型分生组织的细胞学特征;初生分生组织包括根冠原、表皮原、皮层原和中柱原。初生结构由表皮、皮层和中柱组成。初生木质部为二原型。次生生长主要是依靠维管形成层和木栓形成层的活动来完成。其木栓形成层由中柱鞘细胞恢复分裂能力而形成。2年生北柴胡主根的基本结构与1年生的相同,但与1年生的相比,其周皮、次生韧皮部和木质部面积均增加。不同点具体表现在：2年生主根的周皮增厚;分泌道数量增加;次生木质部中木纤维成群分布,在横切面上连接成一个圆环,其维管射线明显。多为多列射线。分泌道主要分布在中柱鞘薄壁组织和次生韧皮部中,均是裂生方式发生,属次生分泌道,初生结构中无分泌道存在。