本文關(guān)鍵詞：密度對大麥間作豌豆氮素利用的影響及機理

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【摘要】：禾豆間作在一定程度上能促進豆科作物固氮,提高共生作物的氮素利用效率,并減少土壤無機氮累積,提高作物的資源利用率。針對現(xiàn)代作物栽培技術(shù)中密度不斷增大,但密植對禾豆間作氮素利用調(diào)控效應及其機制相對薄弱,生產(chǎn)實踐中缺乏通過密植同步實現(xiàn)增產(chǎn)增效理論依據(jù)問題,本研究以大麥間作豌豆為研究對象,采用根系分隔手段和15N標記技術(shù),研究了大麥密度對間作大麥、豌豆氮素利用特征、相關(guān)生理生態(tài)指標及其氮素種間競爭的影響。主要結(jié)果如下:(1)增加大麥種植密度可提高大麥間作豌豆氮累積量和氮肥利用效率,并能提高根間互作時的豌豆生物固氮量。提高大麥密度顯著提高了大麥間作豌豆的氮累積量4.2%,根間互作增強大麥密植對間作氮累積量的正效應,提高比例為6.1%。豌豆生物固氮占植株氮累積量的12.8%~43.9%,根間作用下增加大麥密度使不施氮、施氮時豌豆生物固氮量分別增加17.4%和39.7%。高密度大麥和根間互作顯著提高了間作群體的氮肥利用效率,根間互作條件下大麥密植使間作群體氮肥利用效率提高59.8%。(2)增加大麥種植密度可增強施氮和根間作用對間作大麥豌豆根系活力、葉片蛋白質(zhì)含量和硝酸還原酶及固氮酶活性的影響。分蘗期是大麥全生育期根系活力最高時期,根間作用時增加大麥密度提高根系活力6.0%~11.0%。灌漿期是豌豆全生育期根系活力最高時期,相同施氮水平和密度下,根間作用顯著增加根系活力13.8%~26.0%。抽穗期是大麥硝酸還原酶調(diào)控的關(guān)鍵時期,密植可提高大麥硝酸還原酶活性,根間作用增大了其正效應。孕蕾期是豌豆蛋白質(zhì)含量與固氮酶活性調(diào)控的關(guān)鍵時期,根間作用時增加大麥密度可降低豌豆蛋白質(zhì)含量,根系分隔時則相反。大麥密植增加根間作用條件下不施氮處理豌豆固氮酶活性23.8%,即根間作用可增強密植對豌豆固氮酶活性的正效應。(3)增加大麥種植密度能增強施氮和根間互作時大麥間作豌豆的種間競爭和互惠,增強大麥對豌豆“氮阻遏”的消減效應和豌豆固定的氮向大麥的轉(zhuǎn)移量。大麥為氮素競爭優(yōu)勢種,提高大麥種植密度其氮素競爭比率顯著提高,施氮能弱化大麥密植對氮素競爭比率的正效應,密度增加在不施氮處理和施氮處理時的氮素競爭比率貢獻率分別為50.7%、47.0%。大麥相對于豌豆的氮素競爭比率與間作群體氮素利用率呈顯著的正相關(guān)關(guān)系。抽穗期時大麥相對于豌豆的氮素競爭優(yōu)勢最大,并且與間作籽粒氮含量關(guān)聯(lián)度最高,此生育期是氮素競爭力調(diào)控的關(guān)鍵期。根間作用對豌豆“氮阻遏”具有消減效應,相對于隔根處理,施氮時大麥密植能增強“氮阻遏”消減效應,達到3.6%~16.1%。根間相互作用時,大麥/豌豆間作群體中存在豌豆固定的氮向間作大麥轉(zhuǎn)移,大麥密植提高氮轉(zhuǎn)移量57.5%。施氮時,大麥籽粒在根間作用時隨密度增加15N%豐度和來自15N的百分數(shù)升高3.2%~6.3%,說明間作群體中存在大麥吸收豌豆根區(qū)氮素向庫轉(zhuǎn)移,并且密植強化轉(zhuǎn)移率。本研究表明,適宜施氮量和充分的根間作用是支撐間作密植,優(yōu)化間作大麥、豌豆的氮素競爭比率,提高氮累積量和氮肥利用效率,增加豌豆生物固氮量,消減豌豆“氮阻遏”并增加氮轉(zhuǎn)移量的重要途徑,大麥對各處理因素調(diào)控的反應更敏感,大麥抽穗期是最佳調(diào)控時期。
【學位授予單位】：甘肅農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S512.3;S643.3

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