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摘要:根据西北一熟制灌区土壤养分条件以及马铃薯-大豆系统中作物养分吸收互补的特点,选用马铃薯品种费乌瑞它和大豆品种冀豆12作为试验材料,设置3重复随机区组试验,小区处理最优施肥(OPT:N、P、K分别为180、135、135 kg hm–2)、最优减N(OPT-N)、最优减P(OPT-P)、最优减K(OPT-K)、最优减1/3N(OPT-1/3N)、最优增1/3N(OPT+1/3N)、最优减1/3P(OPT-1/3P)、最优增1/3P(OPT+1/3P)、最优减1/3K(OPT-1/3K)和不施肥(CK)10个处理.通过2012—2013连续2年大田试验,系统分析N、P、K对套作马铃薯及套作大豆产量及产量构成因素的影响.结果表明,OPT-N处理与OPT处理套作马铃薯产量差异最大(11653.86 kg hm–2);OPT-P处理与OPT处理套作大豆产量差异最大(751.55 kg hm–2),差异均达到显著水平(P<0.05),说明影响套作马铃薯、套作大豆产量的最大的因素分别是N和P.随N水平递增,套作马铃薯产量呈现递增的趋势,OPT+1/3N处理产量最高为50231.85 kg hm–2;套作大豆产量则呈现先增后减的趋势,OPT处理产量最高为3373.55 kg hm–2,方差分析表明,OPT和OPT+1/3N各处理套作马铃薯产量差异不显著,OPT-1/3N、OPT、OPT+1/3N各处理套作大豆产量差异不显著.随P素水平增加,套作马铃薯和套作大豆产量均呈现增加趋势,OPT+1/3P处理下套作马铃薯、套作大豆产量均最高,分别为52430.03 kg hm–2和3637.13 kg hm–2,同样在OPT+1/3P处理下,套作马铃薯平均单薯最重,套作大豆有效荚数、每荚粒数及单株粒数均最高,2年平均分别为185.13、74.24、1.87和139.15 g.综合考虑薯豆套作产量效应及养分利用效率,OPT施肥方案中,N适宜,P偏低,K偏高....
摘要:【目的】探讨马铃薯/大豆套作复合群体品种搭配原则,为马铃薯/大豆套作高产高效提供理论和技术依据。【方法】以当前西北一熟制灌区生产中广泛种植且间套优势明显的早熟马铃薯/大豆间套作方式为研究对象,通过两年田间试验,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,分析套作马铃薯收获前后大豆叶面积指数、干物质积累、光合速率的变化及对产量构成因素的影响,评价不同熟期大豆品种的生长补偿效应。【结果】(1)相对于单作,套作条件下各大豆品种的开花期延迟7 d左右,但不影响全生育期,套作大豆营养生长期延长而生殖生长期相对缩短。马铃薯与大豆各品种间的共生期差异不显著,但其生殖生长共生期差异显著(齐黄34为12 d,冀豆17为35.5 d,中黄30为41.5 d)。(2)在马铃薯/大豆共生期间,套作大豆LAI上升慢于单作,晚熟大豆LAI慢于早熟和中熟大豆品种,在马铃薯收获后,中、晚熟大豆品种可保持较大叶面积指数并持续较长的时间,尤其是晚熟品种。(3)单作大豆在出苗后60 d内干物质积累较快,而同期套作大豆平均干物质积累为单作大豆的44.27%。不同品种间单作大豆净光合速率高于套作,其中,晚熟品种显著高于中、早熟品种(P<0.05);出苗后100 d(套作马铃薯已经收获)单作大豆干物质积累相对变缓,套作大豆生长加快,尤其是晚熟品种增幅显著,此时套作大豆Pn相对于单作上升幅度大,中、晚熟品种Pn接近于单作大豆。(4)较单作模式,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,其中早熟品种下降显著(P<0.05),分别下降了24.15%、22.14%、18.92%,而中、晚熟品种下降不显著,尤其是晚熟品种,套作模式较单作模式仅仅下降了6.34%、8.3%、1.71%。套作模式下,中、晚熟大豆品种的产量较早熟品种分别提高了79.85%和145.08%,LER分别达到了1.77和1.83。【结论】中、晚熟大豆品种与马铃薯组合套作优势更强,其生育期较长,营养生长期相对延长导致生殖生长共生期缩短,使大豆叶面积指数、光合速率均保持在较高水平,从而为马铃薯收获后进行光合补偿生长提供物质和能量基础,保证了套作大豆较高产量。...
摘要: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(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(gs)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、Pn和gs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....
摘要:以马铃薯-大豆套作模式为研究对象,通过2年的大田试验,分析不同熟期大豆品种与马铃薯组合后系统内作物干物质和养分积累的特性与种间竞争补偿的相互关系,阐明间套作系统种间竞争力弱化和恢复补偿能力提高的作用机理,为实现间套作可持续发展提供科学依据.结果 表明:套作马铃薯干物质及养分积累无显著变化,而套作大豆变化显著.出苗60d内套作大豆干物质积累量是同期单作的43.74%,出苗后80~ 100 d,晚熟品种干物质积累量相对于中熟和早熟提高的幅度分别为35.54%~59.22%和65.56% ~ 70.81%,大豆收获时,晚熟品种干物质积累接近单作,两者间差异不显著.共生期,套作大豆N、P、K积累量较同期单作降低的幅度分别为31.43%~41.44%、21.17% ~25.36%和23.23%~35.6%,晚熟品种与中熟、早熟品种间差异达到显著水平.共生期结束后,套作大豆养分吸收量较单作显著增加,收获时,晚熟品种N、P、K养分积累量接近单作,两者间差异不显著.综上,在该群体中,马铃薯是核心作物,共生期处于竞争优势(Aps >0、CRps>O),而大豆处于竞争弱势(Aps <0、CRps<0),选择晚熟大豆品种与马铃薯组合可弱化种间竞争力和营养竞争比率,还有利于马铃薯收获后恢复补偿能力的发挥....
[博士论文] 陈光荣
作物栽培学与耕作学 四川农业大学 2018(学位年度)
摘要:间套作在西北地区广泛应用,具有产量和养分利用的优势。种间相互作用是协调间套作群体资源利用的内因,如何通过调节种间竞争与补偿关系,充分利用间套作时空生态位的分离来进一步提高资源的利用效率是间套作可持续发展的关键问题。据此,本文以典型的马铃薯-大豆套作模式为研究对象,在甘肃沿黄灌区设置了2个大田试验。在连续套作(时间尺度)和不同品种搭配(空间尺度)条件下,探讨马铃薯-大豆套作群体生育期结构变化、作物生长及养分利用规律,阐明间套作作物干物质积累、养分积累及光合生理的特性与种间竞争补偿的相关关系,以期通过优化种间关系进一步提高间套作资源利用率提供科学依据。主要结论如下:
  (1)薯-豆连续套作和不同大豆套作条件下,套作马铃薯生育期结构无显著变化,而套作大豆生育期结构变化显著。相对于单作,套作大豆开花期延迟5-7d,但全生育期无显著变化,表明系统内作物种间竞争与补偿作用导致套作大豆营养生长期延长而生殖生长期相对缩短。大豆品种因熟期不同,营养生长期、开花期及收获期均差异显著;从马铃薯与大豆的共生期分析,品种间无差异;但从马铃薯与大豆的生殖生长共生期分析,各品种间差异显著,晚熟品种齐黄34最短,为12d,其次是中熟品种冀豆17,为35.5d,早熟品种中黄30最长,为41.5d。
  (2)连续种植3年后,连作及套作连作条件下作物干物质积累呈降低的趋势,而套作轮作系统干物质积累年际间变化不显著。套作轮作条件下马铃薯和大豆干物质积累较套作连作分别高出15.02%和41.57%,且差异均达到显著水平。不同熟期大豆套作马铃薯条件下,套作马铃薯干物质积累较单作无显著变化,而套作大豆LAI、干物质积累及光合生理指标变化显著。出苗60d内套作大豆干物质积累量是同期单作的43.74%,不同熟期品种间差异不显著;出苗后80d-100d,晚熟品种干物质积累量相对于中熟和早熟提高的幅度分别为35.54%-59.22%和65.56%-70.81%;出苗100d后(马铃薯已收获),套作大豆干物质积累进程加快,恢复生长效应显著,收获时早、中、晚熟套作大豆较单作分别降低了32.34%、16.61%和8.23%,各品种间差异达到显著水平。LAI和光合生理指标的变化特点与干物质积累基本一致。
  (3)连续种植3年后,连作马铃薯和大豆养分积累量显著下降,而套作轮作模式下马铃薯和大豆氮、磷、钾养分积累量呈增加的趋势。套作轮作条件下马铃薯和大豆氮素积累较2011年分别增加了12.89%和55.78%;磷素积累分别增加了1.78%和148.63%;钾素积累分别增加了16.77%和115.07%。不同熟期大豆套作马铃薯条件下,在两作共生期,早、中晚熟大豆N积累量平均值较同期单作分别降低41.44%、38.91%和31.43%,P积累量平均值较同期单作分别降低25.36%、22.02%和21.17%,K积累量平均值较同期单作分别降低35.6%、27.28%和23.23%,且晚熟品种与中熟、早熟品种间差异达到显著水平。共同生长结束后,套作大豆养分吸收量较单作显著增加,收获时早、中、晚熟套作大豆N素积累量平均值较单作分别降低了11.12%、12.16%和5.89%;P素积累量平均值较单作分别降低了4.83%、5.48%和4.87%,K素积累量平均值较单作分别降低了10.44%、7.85%和5.36%,养分补偿效应显著。另外,从养分收支平衡分析,薯-豆套作系统作物吸收的总养分量显著高于单作。与播前(2011年)土壤肥力性质指标相比,2014年作物收获后,薯-豆套作种植土壤耕层碱解N、有效P和速效K均呈下降趋势。说明薯-豆套作系统产量优势还基于养分吸收量的增加,需合理调节系统种间竞争与互补关系,充分利用时空生态位的分离来提高养分利用效率。此外,还需合理补充矿质营养才能更好的保持土壤肥力。
  (4)种间竞争与补偿作用对系统产量及产量构成影响显著。2011-2014年,薯-豆套作连作(IC)和薯-豆套作轮作(IR)系统产量与连作相比,分别提高了28.54%-254.07%和39.39%-283.98%,IC和IR系统产量与轮作相比,分别提高了57.51%和70.81%。2011年和2012年,IC和IR在年际间变化显著,连续套作2年后IC产量开始下降,降幅为13.91%-24.17%;IR年际间系统产量无显著变化。不同熟期大豆品种与马铃薯套作,系统内马铃薯产量较单作略有下降,降幅为5.24%-7.86%;系统内大豆产量较单作显著下降,大豆早、中、晚熟品种籽粒产量分别降低了41.49%、17.18%和9.89%,中、晚熟品种降幅低于早熟品种。
  从产量构成因素分析,连续种植3年后,连作和套作连作系统马铃薯平均单薯重显著下降,而套作轮作系统年际间差异不显著;连作和套作连作系统大豆有效荚数显著下降,而套作轮作大豆有效荚数较2011年升高了9.46%。马铃薯-大豆模式下套作马铃薯单株结薯数、平均单薯重和商品薯率较单作水平无显著变化,而不同大豆品种有效荚数、单株粒数及每荚粒数均低于单作模式,早熟品种的有效荚数、单株粒数及每荚粒数差异性达到显著水平,套作模式较单作模式分别下降了24.15%、22.14%、18.92%,而中晚熟品种下降不显著,尤其是晚熟品种,套作模式较单作模式仅仅下降了6.34%、8.3%、1.71%。各大豆品种在单作及套作模式下百粒重无显著差异,但各个品种间差异显著。
  (5)不管是早、中、晚熟大豆与马铃薯套作,还是薯-豆连续套作(IC和IR)条件下,系统土地当量比LER均>1,表明薯-豆模式可有效提高土地复种指数和土地利用率,具有良好的产出效果。在该群体中,马铃薯是核心作物,共生期处于竞争优势(APS>0、CRPS>0),而大豆处于竞争弱势(APS<0、CRPS<0)。薯·豆连续套作3年后,马铃薯相对于大豆的种间竞争力(APS)和营养竞争比率(CRPS)呈降低的趋势,主要源于薯-豆套作年际间分带轮作后,有利于马铃薯和大豆的养分互补利用,减弱了种间竞争作用,增加了促进作用。另外,选择晚熟大豆品种与马铃薯组合可弱化种间竞争力和营养竞争比率,还有利于马铃薯收获后恢复补偿能力的发挥。共生期间晚熟品种平均竞争力(APS)较中、早熟品种分别降低了27.17%和30.61%;晚熟品种平均N、P、K营养竞争比率(CRPS)较中、早熟降低的幅度分别为9.34%-12.87%、0.45%-3.54%和4.44%-13.94%。共生期结束(马铃薯收获)后,晚熟大豆品种平均生长速率较中、早熟品种分别提高了128.13%和196.28%;晚熟大豆品种平均N、P、K素积累速率较中、早熟品种提高的幅度分别为19.23%-44.19%、2.03%-17.44%和7.62%-9.38%。
摘要:豆科与非豆科间套作成为一种农业可持续发展模式,在保证粮食产量和维持氮素平衡中发挥了重要作用.总结分析了豆科-非豆科间套作节氮理论基础和增产原理;指出合理的豆科-非豆科间套作能有效促进豆科作物生物固氮能力,提高系统内作物养分利用率,减少农田氮素损失,有利于保护农田生态环境和维持农业可持续发展;并总结了甘肃不同生态区域生产上广泛应用的豆科-非豆科间套作高产高效种植模式及实现高产高效的重点技术措施.最后对间套作栽培在集约化农业中的应用前景及间套作生产中机械化问题提出了一些看法.以期为满足农业发展新阶段的要求和农民增收的需要,建立现代农作物高产高效技术体系和耕作制度提供一定的参考依据....
[成果] 1800200046 甘肃
S565.1 基础研究 谷物及其他作物的种植 公布年份:2018
成果简介:该研究属于农业科学技术领域。项目研究选育出了适宜间套作复合种植的大豆新品种陇黄1号和陇黄2号,已通过甘肃省品种审定;引进筛选出适宜甘肃不同生态区复合种植的中黄30、齐黄34、冀豆17和汾豆78等抗逆、耐密、高产大豆新品种,成为甘肃省主栽品种;研究提出适宜甘肃陇东旱塬区、沿黄灌区和河西灌区等不同生态区的大豆与马铃薯、幼龄果树、小麦、西瓜、玉米等作物带状复合种植技术模式,制定了技术规程,并成为农业部发布的主推技术;开展了大豆不同带状复合种植模式下行穴配置、土壤理化、平衡施肥、竞争补偿等方面的试验研究,探明了大豆带状复合种植模式下增产增效机理,配套了大豆带状复合种植的农机具,实现了农机农艺融合;在全省不同生态区建立100亩以上的核心示范点46个,举办各类培训班55期(次),培训技术人员800人次,农民技术员2.2万人次,印发各类技术资料2.5万册。 该项技术通过“选配品种、扩行缩株、机械作业”等核心技术大幅度提高了资源利用率,土地当量比1.5以上。在主粮作物不减产或减产不显著的条件下,亩增收大豆100-160公斤,亩增收300元以上;利用大豆根瘤固氮,减少氮肥施用量4-6公斤;利用生物多样性及微区轮作降低病虫害发生率,实现了“肥药双减、提质增效”的目标。通过宽窄行配置,有效实现了关键生产环节机械化,提高作业效率,降低成本100-200元/亩。既适用于农户经营,又利于标准化及规模化生产的合作社及家庭农场,亩节省劳动用工3-5个。 项目选育大豆新品种2个,制定地方标准2项;发表论文36篇,出版专著1部;授权发明专利5项,授权软件著作权1项;培养硕士、博士研究生3名。2009-2017年累计应用408.6万亩,新增粮食0.92亿kg,新增效益2.26亿元。近3年累计应用150.9万亩,新增粮食0.49亿kg,新增效益1.23亿元,取得了显著的经济、社会和生态效益。该项目研究集成多种形式的高效多熟制种植方式来增加该省大豆种植面积,为全面提升该省大豆生产水平、增强自给能力和确保该省粮食安全起到了积极的推动作用。
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