玉米/大豆带状套作种间根系互作效应与水分利用效率

摘要

【目的】研究玉米/大豆带状套作对2种作物根系生长与水分利用效率的影响,探究其种间竞争和促进作用。【方法】大田环境下,采取不同种植模式结合地下分隔试验,测定玉米和大豆的产量、生物量、根长密度(RLD)、土壤含水量等指标,分析作物根系分布和水分利用效率(WUE),并比较玉米/大豆种间互作效应。【结果】玉米/大豆套作模式下土地当量比(LER)为1.46~2.00。套作模式中玉米为优势种,具有更强的竞争力[攻击力(Ams)平均为1.67;相对拥挤系数(Kms)平均为2.66]。玉米/大豆套作促进了2种作物根系的生长和分布,玉米根系水平方向上集中分布在0~30 cm,RLD占比89.35%,且与大豆根系有交互作用。玉米根系垂直方向集中分布在0~60 cm,RLD占比93.00%,大豆根系集中在0~20 cm,RLD占比80.46%。与单作相比,套作模式下玉米、大豆的WUE仅分别降低0.71%~18.76%和2.69%~20.39%;玉米/大豆2∶2轮作模式(MS2)WUE降低最少,同时,玉米籽粒产量提高8.00%,大豆产量降低14.78%,增产效果明显,土地利用率最大。【结论】玉米/大豆套作能增强玉米地上物质生产能力,同时改善地下根系分布环境,提高农田土地和水分生产力。玉米/大豆2∶2轮作模式具有最高土地生产力和水分利用效率优势,适合西南丘区推广应用。