种间相互作用对作物生长及养分吸收的影响1余常兵1,孙建好2,李隆11中国农业大学资环学院植物营养系,北京(1000942甘肃省农科院土壤肥料与节水农业研究所,兰州(730070E-mail:摘要:论文研究了蚕豆、大豆和小麦在两个氮水平下与玉米间作对作物生长和养分吸收的影响。结果表明,与单作相比,间作对蚕豆生长和养分吸收无明显影响;间作对大豆前期生长有益,但玉米旺盛生长后抑制了大豆的生长和养分吸收;间作对小麦生长和养分吸收有明显的促进作用。与蚕豆间作,玉米能够获得更高的产量和养分吸收量;与大豆间作,对玉米前期生长有抑制作用,但玉米旺盛生长后促进了其生长和养分吸收;与小麦间作,在共生期玉米生长受到强烈抑制,到小麦收获后玉米开始逐渐恢复。蚕豆/玉米间作具有产量优势,大豆/玉米间作为产量劣势,小麦/玉米间作在低氮条件下为产量劣势,提高氮肥用量会恢复以至达到产量优势。研究认为,地下部和地上部作用共同决定了间作种间相互关系。豆科生物固氮、酸化土壤提高土壤磷的有效性促进了非豆科生长,小麦强的根系竞争能力抑制了玉米生长,共生期间更高大植物的遮荫作用会抑制低矮植物的生长,而间作中一种作物收获后另一种作物有向单作水平恢复的能力。因此,选择合理的作物配置能够充分利用各种资源,促进种间有益作用,提高作物产量。关键词:豆科,非豆科,间作,种间相互作用中图分类号:S158.31.引言间混套作是我国传统精耕细作农业的重要组成部分。早在2000多年前《汜胜之书》中就有瓜与韭或小豆、桑与黍混种的记载[1]。据统计,全国耕地有2/3的播种面积采用间套复种种植方式,我国粮食的1/2、棉花和油料的1/3是依靠间套复种获得[2],这种种植方式广泛分布于我国南北各地[1,3]。间作体系中作物之间同时存在地上部和地下部的相互作用,这种作用有种间竞争和种间促进作用,两者共同的结果决定了间作有无优势[4]。河西内陆灌区是我国重要的商品粮基地之一,小麦/玉米带田、蚕豆/玉米带田、大豆/小麦等是该地区主要的高产种植方式。以往的研究表明,两作物共处期,小麦/玉米、大豆/小麦间作中作物种间竞争作用强烈,而蚕豆/玉米间作中蚕豆对于玉米呈弱竞争甚至促进作用[5,6]。但是各种研究是在不同生态条件下进行,其相互作用受到外界条件影响而有所不同。本研究在同一个生态条件下,通过选择不同竞争强度的作物与玉米间作,研究种间相互作用对作物生长和养分吸收的影响,探讨影响种间相互作用强弱的可能原因,为同一生态区内作物合理配置提供理论和技术依据。2.材料与方法2.1试验设计试验于2006年安排在甘肃省武威市白云村(38°37′N,102°40′E,年平均温度7.7,≥0℃℃和10℃的积温分别是3646℃和3149℃,无霜期170~180d,太阳辐射5988MJm-2/a,年平均降雨量150mm,年蒸腾量2021mm。试验土壤为灌漠土,耕层土壤有机质16.1g.kg-1,全氮1.48g.kg-1,速效磷(P4.5mg.kg-1,速效钾(K185.0mg.kg-1,pH值8.1(水土比2:11“”本课题得到教育部高等学校博士学科点专项科研基金(项目编号:20040019035的资助。试验采用裂区设计,主处理为施N225kg.hm2(N225和不施N(N0,副处理为单作蚕豆(SF、单作大豆(SS、单作小麦(SW和单作玉米(SM,以及蚕豆/玉米间作(IF、MF、大豆/玉米间作(IS、MS和小麦/玉米间作(IW、MW。每个小区施磷肥(P2O575kg.hm-2,三次重复。试验采用生产上广泛的种植形式,3行蚕豆或大豆或6行小麦与2行玉米间作,蚕豆和大豆株行距分别为20cm,小麦行距12cm,玉米行距40cm,株距25cm,各作物单作与间作株行距相同;蚕豆或大豆与玉米间作,占地面积比例0.43:0.57,小麦与玉米间作占地面积比例0.47:0.53。小麦种植量为337.5kg.hm-2,蚕豆每穴1粒,大豆每穴5粒,玉米每穴2粒,出苗后定植为一株。蚕豆3月18日种植,8月2日收获,与玉米共处期106天;大豆4月18日种植,9月23日收获,与玉米共处期158天;小麦3月18日种植,7月15日收获,与玉米共处期88天;玉米4月18日种植,9月25日收获。间作设三个种植带,单作小麦、蚕豆、大豆和玉米分别为25、16、16和8行,小区长6m,宽度根据种植作物类型而变化。全部磷肥和一半氮肥在整地时均匀施入,另一半氮肥在第一次灌水前施入,月灌水和降雨情况见图1。全部小区不打任何农药或除草剂,采用人工播种、除草、收获和考种。图1...