不同配置对辽西玉米‖花生间作系统氮素吸收利用的影响

摘要

【目的】通过研究不同配置条件下玉米‖花生间作系统地上部氮含量和吸收量,结合间作系统花生结瘤固氮和土壤有效氮分布,明确不同配置下玉米‖花生间作体系对氮素的吸收利用特征,为玉米‖花生间作氮高效利用模式的区域筛选提供依据。【方法】本试验于2015—2016年在国家农业环境阜新观测实验站进行,设置玉米单作(M)、花生单作(P)、2行玉米4行花生间作(M2P4)和4行玉米4行花生间作(M4P4)模式,玉米单作及每种间作模式下设3种不同玉米种植密度(6、9和12株/m2),共10个处理,分析不同配置(行比和密度)玉米‖花生间作系统氮素吸收利用特征和优势。【结果】与单作相比,间作玉米和花生植株氮浓度变化并不明显,受作物占地比例影响,间作模式下玉米和花生的产量、氮产量均低于相应单作,且氮产量与间作生物产量表现相一致。玉米‖花生间作可以显著提高系统氮的吸收利用(氮吸收当量比NER>1),且主要归因于玉米的养分吸收优势(pNERm为0.63—0.80)。随着玉米行比和密度的增加NER也随之增大,其中M4P4模式(NER 1.06—1.22)的氮吸收要显著高于M2P4模式(NER 1.0—1.06)。在玉米‖花生间作系统中,玉米比花生更有竞争力(Amp>0),且竞争吸收氮养分能力也更强(CRmp>1),M4P4行比以及玉米增密有助于增强玉米对氮营养的竞争,增加系统氮养分吸收优势(△NU>0)以及间作养分对产量的贡献(C)。与玉米间作可促进花生结瘤固氮,M4P4行比配置下花生根瘤数量、单株根瘤重量和单个瘤重均高于M2P4配置,且以中、低密度处理为优。间作系统中土壤有效氮含量(Nmin)表现为花生条带土壤Nmin高于玉米条带,且单作花生土壤Nmin高于间作花生,而单作玉米土壤Nmin低于间作玉米。【结论】玉米‖花生间作可显著提高系统氮的吸收利用,其中玉米对系统氮吸收的贡献较大,适度增加玉米行比和密度有助于增加系统氮素吸收当量比、增强玉米对氮营养的竞争以及间作养分对产量的贡献。综合分析认为,本研究中M4P4-6和M4P4-8为玉米‖花生间作较佳配置,玉米花生种间互作对间作系统干物质量和花生生物固氮的促进,以及玉米在吸收氮养分上的强竞争能力是玉米‖花生间作具有氮素吸收利用优势的重要原因。