【摘要】：近年來,我國玉米產(chǎn)量過盛,整體價(jià)格下降,吉林省又是玉米種植大省,因此想提高經(jīng)濟(jì)效益,需要對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。長期的生產(chǎn)實(shí)踐證明,間作模式的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在經(jīng)濟(jì)與生態(tài)效益方面要優(yōu)于傳統(tǒng)的耕作模式。本研究在吉林省梨樹縣實(shí)驗(yàn)站展開,設(shè)置4:2(四壟玉米兩壟小麥),3:2(三壟玉米兩壟小麥),2:2(兩壟玉米兩壟小麥)三種玉米//小麥間作模式,以及玉米、小麥單作,共五個(gè)處理。經(jīng)過兩年的試驗(yàn),研究了間作和單作模式下作物的生長發(fā)育、干物質(zhì)量累積、產(chǎn)量狀況及種間競爭、水分利用率和光合作用的特點(diǎn)及規(guī)律,為探索吉林玉米帶在保證玉米產(chǎn)量條件下增加效益的最佳間作模式提供理論基礎(chǔ)。研究結(jié)果如下:(1)間作模式提高了作物的產(chǎn)量和土地當(dāng)量比。與單作小麥相比,間作小麥產(chǎn)量提高12.1%~21.1%(2016),7.1%~18%(2017);與單作玉米相比,間作玉米產(chǎn)量提高7.8%~11%(2016),3%~13.6%(2017)。在產(chǎn)量構(gòu)成因素方面,間作模式顯著提高了間作小麥的穗數(shù)。同時(shí)間作模式對玉米穗數(shù),穗粒數(shù)和百粒重影響較大,間作模式顯著增加了玉米的有效穗數(shù),但卻降低了穗粒數(shù),在百粒重方面,年季間趨勢不一致。在不同處理中,2:2處理的產(chǎn)量為最高。玉米//小麥間作系統(tǒng)可以提高土地當(dāng)量比,與單作相比,具有較強(qiáng)的土地生產(chǎn)優(yōu)勢,土地當(dāng)量比(LER)位于1.06~1.17。其中2:2間作模式土地當(dāng)量比高于4:2,3:2。(2)間作模式提高了玉米的氮素利用效率,降低了間作小麥的氮素利用效率。間作小麥的籽粒含氮濃度和單作小麥相比,并無明顯差異。籽粒吸氮量與植株吸氮量則要高于單作小麥。間作會顯著的提高玉米的籽粒含氮濃度,間作玉米的植株總吸氮量也要高于單作玉米。在氮素收獲指數(shù)方面,間作玉米均高于單作玉米。間作提高了玉米的氮素利用效率,而降低了小麥的氮素利用效率。間作小麥的氮素利用效率為21.31~21.63 kg·kg~(-1),間作玉米的氮素利用效率為49.95~57.70 kg·kg~(-1)。系統(tǒng)水平上,間作模式作物氮吸收當(dāng)量比(NER)均大于1,表明間作模式與單作相比對于氮素的利用是高效的。在三種間作模式中,2:2處理為最佳。(3)間作模式促進(jìn)了作物的生長發(fā)育,提高了作物干物質(zhì)量的積累。間作小麥和玉米的株高、莖粗、干物質(zhì)積累顯著高于單作作物。全生育期玉米株高呈現(xiàn)持續(xù)增加至平穩(wěn)的趨勢,而莖粗呈現(xiàn)先增加后減小至平穩(wěn)的趨勢。其中2:2模式作物在農(nóng)藝性狀等方面為最優(yōu)。共生期小麥的競爭強(qiáng)于玉米,小麥?zhǔn)斋@后,間作玉米的恢復(fù)效應(yīng)顯著高于單作。競爭-恢復(fù)生產(chǎn)原理是短生育期與長生育期作物間作時(shí)增產(chǎn)的重要機(jī)制之一。間作模式下,小麥玉米表現(xiàn)為明顯競爭。間作小麥相對于玉米處于競爭優(yōu)勢地位,隨著小麥的生育期推移,呈先增大后降低的趨勢,其中2:2間作小麥相對于其他處理,競爭力最大。小麥?zhǔn)斋@后,間作玉米生長發(fā)育得到恢復(fù),三種不同間作處理的玉米相對生長率(RGR)相比單作玉米提高顯著,其中2:2間作模式的玉米恢復(fù)效應(yīng)為最好。(4)間作模式提高了作物的水分利用效率。玉米//小麥間作系統(tǒng)可以顯著增加作物耗水量。各處理間作小麥相對于玉米的水分競爭比(CRwm)差異顯著,其中2:2處理CRwm1,表明該處理小麥相對于玉米能夠吸收更多的水分,耗水量較高,生長發(fā)育及產(chǎn)量表現(xiàn)較好。玉米//小麥間作系統(tǒng)可顯著提高作物水分利用率,與單作相比,間作小麥提高4.8%~17.2%,間作玉米提高1.1%~11.1%。通過間作模式,可以提高作物對土壤中水分的利用,在時(shí)間與空間上的錯(cuò)位,是小麥與玉米兩種作物能夠高效的利用土壤中水分的基礎(chǔ)。(5)間作模式提高了小麥與玉米的凈光合速率(Pn)和蒸騰速率(Tr)。在作物各個(gè)生長發(fā)育周期中,間作系統(tǒng)提高了小麥葉片的葉綠素含量(SPAD)值,降低了玉米的SPAD值。在小麥的拔節(jié)期與灌漿期間,間作小麥對光能資源的利用效率要高于單作,具有較高的凈光合速率Pn(15.20~16.80 umol·m~(-2)·s~(-1);11.40~12.10umol·m~(-2)·s~(-1))和蒸騰速率Tr(4.89~5.66 umol·m~(-2)·s~(-1);5.23~5.91 umol·m~(-2)·s~(-1));共生期間,前期小麥生長發(fā)育較早,植株高度高于玉米,因此在空間上,對間作玉米起到了一定的遮擋。影響了間作玉米葉片對光的吸收,降低了光合性能。小麥?zhǔn)斋@之后玉米光合性能得到一定程度的恢復(fù),在抽雄期過后間作玉米的Pn和Tr超過單作玉米。證明了間作可以提高作物對光能資源的充分利用。
【圖文】：

第二章 材料方法2.1 試驗(yàn)地概況試驗(yàn)于 2016～2017 年在吉林省四平市梨樹縣中國農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)站進(jìn)行，梨樹縣位于吉林省西南部，地理坐標(biāo)介于東經(jīng) 123°45′～124°53′、北緯 43°02′～43°46′之間。試驗(yàn)地的降水量、積溫及無霜期等氣候條件差異不大，都屬雨養(yǎng)農(nóng)區(qū)，無灌溉條件。如圖 2-1所示，，2016 年小麥生長發(fā)育期降雨量約 190.2mm，玉米生長發(fā)育期降雨量約 483mm；2017 年小麥生長發(fā)育期降雨量約 206.6mm，玉米生長發(fā)育期降雨量約 478.4mm。試驗(yàn)地土壤的基本理化性質(zhì)如表 2-1所示。
【學(xué)位授予單位】：吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S513;S512.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2647759