不同根间作用与密度对小麦间作玉米群体净光合速率和产量的影响

【作者】 王一帆； 柴强； 于爱忠； 赵财； 冯福学； 殷文； 胡发龙；

【机构】 甘肃农业大学甘肃省干旱生境作物学重点实验室；

【摘要】 【研究背景】增密是间作群体产量增加的重要机制之一,小麦玉米间作复合群体中由于各组分所占据的地上部和地下部生态位发生了分离,在时间和空间上互补扩大,最终使间作体系内植株个体与种群之间的矛盾得到缓和,因此,研究不同强度地下与地上部的互作对间作群体净光合速率和产量的影响,可为发掘密植条件下的间作优势机理提供理论依据。本试验于2015-2016在甘肃农业大学绿洲农业科研教学基地（37°30′N,103°5′E）进行大田试验。【材料方法】小麦供试品种为永良4号,玉米为先玉335,试验采用三因素随机区组试验设计,除两种作物分别单作外,间作时设根系不分隔（W/M,地上、地下完全互作）、300目尼龙网分隔（NW/M,地下部分互作）和0.12 mm塑料布分隔（PW/M,仅地上部互作）3种隔根方式,另外,玉米密度作为参试因子,设单作密度分别为10.5万株hm^-2（M1）和9万株hm^-2（M2）,相应间作密度为5.25万株hm^-2和4.5万株hm^-2,共3个单作处理和6个间作处理。【结果分析】小麦净光合速率（Pn）在灌浆期时达到最大,此时,单作小麦与不隔根时间作相比.Pn无显著差异,但较尼龙网和塑料布隔根分别增加34.4%和42.9%;小麦蜡熟期时,单作小麦Pn显著下降,较不隔根、尼龙网隔根和塑料布隔根分别降低75.1%、46.2%和10.2%。间作玉米Pn最大值出现在吐丝期,不隔根和尼龙网隔根较单作玉米分别高56.6%和24.4%,而单作玉米Pn最大值出现在抽雄期,灌浆后期单作玉米的Pn较间作显著降低,较不隔根、尼龙网隔根和塑料布隔根分别降低57.1%,49.9%和42.7%。吐丝期间作处理中地下部完全互作对Pn的贡献率为53.8%,密度增加对地下部贡献率影响无显著差异,根系交叉叠加对Pn的补偿效应为26.3%,密度增加使其降低15.5%,地下部水养分交流产生的补偿效应为22.1%,密度增加对地下部水分养分交流产生的补偿效应无显著影响。根间完全作用有利于密度正效应的发挥,与单作相比,地上、地下部完全作用时间作优势提高57.5%,密度增加使其间作优势增加8.7%;地下部互作对间作优势的贡献率为23.5%,根系交叉叠加对间作优势产生的补偿效应为8.6%,地下部水养分交流互补效应为13.7%。地上、地下部完全互作下混合籽粒产量相对于单作增幅最大,高、低密度下增幅分别达62.7%和52.7%;间作中地下部分对小麦、玉米组分籽粒产量的贡献率分别为21.2%和25.1%,密度增加使其贡献率分别增加2.6%和6.7%。【结论】增加密度可显著增加间作优势和地下部贡献率,地上、地下完全作用时有利于间作小麦和玉米光合时间延长,净光合速率增加,从而促使增加产量。更多还原