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《华中农业大学》 2004年 硕士论文
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坡地农林复合系统中绿篱与作物间的氮素竞争特点

钟诚  
【摘要】:坡地农林复合系统是山区和丘陵区为控制土壤侵蚀而采用的一种较为理想的用地和养地相结合的农业经营措施,但本系统中绿篱植物与带间作物之间有时可能存在竞争。本研究选用豆科植物紫穗槐和禾本科植物香根草为绿篱植物,间作小麦和大豆,通过盆栽、野外小区及同位素示踪试验,观测和分析绿篱及作物生物量、作物产量、含氮量、养分吸收量,采用有关竞争强度计算方法,研究绿篱与作物间作时对氮营养竞争特点,结果表明: 不同间作系统其间作优势不同。小麦/绿篱间作土地当量比为1.07~1.11,大豆/绿篱间作土地当量比为0.95~0.99,表明小麦/绿篱种植有间作优势,小麦为优势种,竞争力大于绿篱,大豆/绿篱种植虽没有间作优势,但不明显。 无论间作是否具有优势,作物与绿篱间总是存在着氮素竞争吸收。根据Morris提供的营养竞争比率公式,从总吸氮量角度得出作物相对于绿篱对氮营养竞争能力:小麦/绿篱间作中,小麦相对于绿篱氮营养竞争比率为1.06~1.18,小麦竞争吸氮能力较强,绿篱较弱;大豆/绿篱间作中,大豆对绿篱氮营养竞争比率为0.84~0.87,绿篱对氮的吸收能力较强,大豆较弱。运用~(15)N同位素示踪试验则直接证明了大豆与绿篱间作存在竞争吸氮,从植株体内~(15)N原子百分超(即单位吸氮量)来衡量大豆和绿篱对氮营养竞争吸收能力:土施~(15)N处理大豆/紫穗槐间作中,大豆植株体内~(15)N原子百分超为0.341%,紫穗槐为0.399%;大豆/香根草间作,大豆百分超为0.500%,香根草为0.729%,说明绿篱对土壤中氮的竞争吸收能力比大豆强。从植株吸收~(15)N总量来衡量绿篱和大豆对氮竞争吸收能力:土施~(15)N处理大豆/紫穗槐间作,大豆吸~(15)N量为1.21毫克/行,紫穗槐为6.42毫克/行;大豆/香根草间作,大豆吸~(15)N量为4.84毫克/行,香根草为13.9毫克/行,说明绿篱对土壤中氮的竞争能力比大豆强。 不同植物对氮素竞争吸收能力的不同,造成对相邻行间作植物生物量、含氮量和吸收量影响也不同。绿篱对相邻行大豆影响大于小麦,但随着距离的增加,间作系统各行作物生物量、含氮量和吸氮量与单作相比差异不显著。其机理可能是作物对氮的竞争方式主要通过根系进入绿篱根区直接吸取的,而通过降低作物根际含氮量,使绿篱根区的氮向作物根际移动的竞争途径作用较小。 但作物与绿篱间的氮素竞争吸收特点还因不同间作系统而有所不同。从本间作系统吸氮量与单作加权平均吸氮量比较来看,间作系统吸氮量是增加的,其中小麦/绿篱间作系统吸氮量高于单作加权平均11%~19%,大豆/绿篱间作系统吸氮量高于单作6%~7%,小麦/绿篱间作系统吸氮比大豆/绿篱间作系统吸氮有优势。从间作系统氮利用效率与单作加权平均氮利用效率比较来看,小麦/绿 篱间作系统氮利用效率高于单作系统5%~7%,大豆/香根草间作系统氮利用效 率略高于单作2%,大豆/紫穗槐间作系统氮利用效率略低于单作4%,小麦/绿 篱间作系统对氮的利用效率比大豆/绿篱间作系统高,但都相对较低。说明要想提 高棕红壤和紫色土上坡地农林复合系统绿篱/作物间作优势的潜力,不仅在于提 高氮的吸收效率,还要在于提高氮的利用效率。 本研究初步揭示了农林复合系统中组分间氮素竞争特点,可为坡地农林复合 系统在生产管理上提供理论依据。 关键词:农林复合系统绿篱作物竞争氮


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