增密对玉米/豌豆生产力形成、温室气体排放生态学过程的影响
发布时间：2021-09-02 11:20
基于低排放的高产种植技术是目前作物生产的重要课题,禾豆间作具有提高生产力、减排温室气体等优点,其中密植是间作增产的重要生态学基础。在不增加投入的前提下,通过进一步提高作物密度,能否实现提高生产力和降低碳排放双向目标,缺乏理论依据。2014年和2015年,在河西绿洲灌区设置田间试验,研究了低（D1）、中（D2）、高（D3）三种玉米种植密度对玉米间作豌豆（M/P）和单作玉米（M）生长特性、土壤温室气体排放特征、种间关系和资源利用特征的影响,以期为禾豆间作高产低碳生产技术提供科学借鉴和理论依据。得出的主要结论如下:1.密植下间作产量显著提高,豌豆收后玉米的补偿生长效应增强。增加密度减小了玉米、豌豆共生期玉米的相对竞争力,但提高了豌豆收获后玉米的恢复效应,进而形成了较高的间作生产力。两年试验中,玉米/豌豆间作相对拥挤指数大于1,且不同玉米种植密度水平下玉米间作豌豆土地当量比均大于1。玉米/豌豆间作系统产量比相应单作产量加权平均增大34.0%和37.9%。种植密度与玉米/豌豆间作对间作系统产量的协同增产量为9.3%。豌豆收后,间作...
【文章来源】：甘肃农业大学甘肃省
【文章页数】：92 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
试验技术路线图
甘肃农业大学2020届博士学位论文18第三章不同种植密度下玉米/豌豆间作系统作物生长特性研究间作系统中作物在共生期内由于种间竞争关系而对诸如水分、养分以及光热等资源发生竞争，从而使竞争弱收到势作物的生长受到一定程度的抑制，但是早熟作物收获后，晚熟作物还有一段独立生长期，可进行补偿生长，以缓解前期竞争造成的损失[158,159]。为了充分利用间作时空生态位的分离、调节种间竞争与互补关系，从而进一步获得更大的间作优势，本章对不同玉米种植密度下玉米/豌豆间作系统干物质累积的特性以及不同资源水平下共生期以及早熟作物豌豆收后种间竞争和互补性进行了分析研究，以期进一步优化禾/豆间作种植密度管理技术、挖掘禾/豆间作生产力提高、种间互补潜力。3.1豌豆-玉米共生期间作组分作物间的种间竞争3.1.1豌豆相对于玉米的种间竞争力动态2014年与2015年，豌豆玉米共生期内，豌豆相对于玉米的竞争力变化趋势基本相似，且其竞争力均大于0，说明共生期内豌豆处于竞争优势。两年中，同一种植密度下，除了豌豆出苗后60d，不施氮处理（MD1/PN0、MD2/PN0、MD3/PN0）豌豆相对于玉米全生育期平均竞争力较施氮处理(MD1/PN1、MD2/PN1、MD3/PN1)分别高6%、42.4%、42%和4.4%、20.7%、71.4%。同一施氮水平下，随着玉米种植密度的增大，豌豆相对于玉米的竞争力总体呈现出先增大后减小的趋势，说明合理增大玉米种植密度能够提高间作中豌豆的竞争图3-1不同处理豌豆相对于玉米的竞争力动态
甘肃农业大学2020届博士学位论文20但是种植密度（P=0.254）以及种植密度与施氮的交互作用对玉米间作豌豆土地当量比影响不显著（P=0.114)。氮素水平与玉米间作豌豆土地当量比成负相关性。施氮条件下，2014与2015年玉米间作豌豆土地当量比与不施氮条件下相比分别平均低于6.8%。不施氮条件下玉米间作豌豆土地当量比大于施氮条件下的土地当量比，主要是由于不施氮情况下间作玉米与间作豌豆产量高于相应单作产量。图3-2不同处理下玉米间作豌豆的土地当量比Fig.3-2Landequivalentratio(LER)ofintercroppingsystemsunderdifferenttreatments3.2豌豆收获后，间作玉米的补偿生长效应3.2.1干物质累积动态2014年与2015年度，豌豆收获后，不同处理下单作玉米与间作玉米干物质累积动态如图3-3。种植年份、种植密度、施氮制度和种植模式对玉米干物质累积量影响均显著，且密度处理、施氮水平和种植模式三个因素之间的交互作用显著（Sig密度×施氮×种植模式=0.001<0.05），表明密度处理、施氮水平和种植模式三个因素对玉米干物质累积的作用相互影响。两年中，豌豆收获后，单作玉米和间作玉米干物质累积量总体上分别呈现相似的变化趋势。通过将单作玉米干物质累积量乘以间作中玉米的占地比，与间作玉米干物质累积量加权比较发现，豌豆收获后，不同生育时期，相同占地面积下间作玉米的干物质累积量高于相应单作。在低、中、高三个密度处理下，2015年，不施氮条件下，间作玉米干物质
【参考文献】：
期刊论文
[1]玉米大豆间作种植密度耦合数学模型及其优化方案研究[J]. 代希茜,詹和明,崔兴洪,赵银月,单丹丹,张亮,王铁军. 作物杂志. 2019(02)
[2]禾豆间作氮素高效利用机理及农艺调控途径研究进展[J]. 柴强,胡发龙,陈桂平. 中国生态农业学报. 2017(01)
[3]间作对旱地CO2和N2O排放影响的研究进展[J]. 唐艺玲,王建武,杨文亭. 应用生态学报. 2016(04)
[4]大麦/豌豆间作系统种间竞争力及产量对地下作用和密度互作的响应[J]. 王利立,朱永永,殷文,郑德阳,柴强. 中国生态农业学报. 2016(03)
[5]增密减氮对东北水稻产量、氮肥利用效率及温室效应的影响[J]. 朱相成,张振平,张俊,邓艾兴,张卫建. 应用生态学报. 2016(02)
[6]不同间作播期和密度对甜瓜/向日葵间作系统氮素利用效率的影响[J]. 刘斌,谢飞,凌一波,陈年来. 中国生态农业学报. 2016(01)
[7]华北平原玉米‖大豆间作农田温室气体排放及系统净温室效应评价[J]. 黄坚雄,隋鹏,高旺盛,陈源泉. 中国农业大学学报. 2015(04)
[8]种植密度对玉米-大豆间作群体产量和经济产值的影响[J]. 朱元刚,高凤菊,曹鹏鹏,王乐政. 应用生态学报. 2015(06)
[9]减量施氮对玉米-大豆套作系统中作物产量的影响[J]. 刘小明,雍太文,苏本营,刘文钰,周丽,宋春,杨峰,王小春,杨文钰. 作物学报. 2014(09)
[10]基于减少土壤硝态氮淋失的作物搭配种植模式研究进展[J]. 谭德水,江丽华,谭淑樱,徐钰,魏建林,刘兆辉. 中国生态农业学报. 2014(02)
博士论文
[1]秸秆地膜交替带状覆盖小麦间作玉米的水分竞争互补利用机制[D]. 殷文.甘肃农业大学 2017
[2]氮肥后移与玉米间作豌豆对土壤温室气体减排的协同效应[D]. 胡发龙.甘肃农业大学 2017
[3]密植提高玉米间作豌豆氮肥利用率的碳氮协同机理[D]. 樊志龙.甘肃农业大学 2015
[4]气候变化对中国粮食安全的影响与对策研究[D]. 王丹.华中农业大学 2009
[5]玉米花生间作复合群体中氮磷吸收利用特征与种间效应的研究[D]. 焦念元.山东农业大学 2006
[6]花生与旱作水稻间作系统的氮素营养研究[D]. 王树起.南京农业大学 2006
[7]豆科/禾本科间作的氮铁营养效应及对结瘤固氮的影响[D]. 房增国.中国农业大学 2004
[8]旱作水稻/花生间作系统的氮素供应特征及产量优势[D]. 褚贵新.南京农业大学 2003
本文编号：3378917
【文章来源】：甘肃农业大学甘肃省
【文章页数】：92 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
试验技术路线图
甘肃农业大学2020届博士学位论文18第三章不同种植密度下玉米/豌豆间作系统作物生长特性研究间作系统中作物在共生期内由于种间竞争关系而对诸如水分、养分以及光热等资源发生竞争，从而使竞争弱收到势作物的生长受到一定程度的抑制，但是早熟作物收获后，晚熟作物还有一段独立生长期，可进行补偿生长，以缓解前期竞争造成的损失[158,159]。为了充分利用间作时空生态位的分离、调节种间竞争与互补关系，从而进一步获得更大的间作优势，本章对不同玉米种植密度下玉米/豌豆间作系统干物质累积的特性以及不同资源水平下共生期以及早熟作物豌豆收后种间竞争和互补性进行了分析研究，以期进一步优化禾/豆间作种植密度管理技术、挖掘禾/豆间作生产力提高、种间互补潜力。3.1豌豆-玉米共生期间作组分作物间的种间竞争3.1.1豌豆相对于玉米的种间竞争力动态2014年与2015年，豌豆玉米共生期内，豌豆相对于玉米的竞争力变化趋势基本相似，且其竞争力均大于0，说明共生期内豌豆处于竞争优势。两年中，同一种植密度下，除了豌豆出苗后60d，不施氮处理（MD1/PN0、MD2/PN0、MD3/PN0）豌豆相对于玉米全生育期平均竞争力较施氮处理(MD1/PN1、MD2/PN1、MD3/PN1)分别高6%、42.4%、42%和4.4%、20.7%、71.4%。同一施氮水平下，随着玉米种植密度的增大，豌豆相对于玉米的竞争力总体呈现出先增大后减小的趋势，说明合理增大玉米种植密度能够提高间作中豌豆的竞争图3-1不同处理豌豆相对于玉米的竞争力动态
甘肃农业大学2020届博士学位论文20但是种植密度（P=0.254）以及种植密度与施氮的交互作用对玉米间作豌豆土地当量比影响不显著（P=0.114)。氮素水平与玉米间作豌豆土地当量比成负相关性。施氮条件下，2014与2015年玉米间作豌豆土地当量比与不施氮条件下相比分别平均低于6.8%。不施氮条件下玉米间作豌豆土地当量比大于施氮条件下的土地当量比，主要是由于不施氮情况下间作玉米与间作豌豆产量高于相应单作产量。图3-2不同处理下玉米间作豌豆的土地当量比Fig.3-2Landequivalentratio(LER)ofintercroppingsystemsunderdifferenttreatments3.2豌豆收获后，间作玉米的补偿生长效应3.2.1干物质累积动态2014年与2015年度，豌豆收获后，不同处理下单作玉米与间作玉米干物质累积动态如图3-3。种植年份、种植密度、施氮制度和种植模式对玉米干物质累积量影响均显著，且密度处理、施氮水平和种植模式三个因素之间的交互作用显著（Sig密度×施氮×种植模式=0.001<0.05），表明密度处理、施氮水平和种植模式三个因素对玉米干物质累积的作用相互影响。两年中，豌豆收获后，单作玉米和间作玉米干物质累积量总体上分别呈现相似的变化趋势。通过将单作玉米干物质累积量乘以间作中玉米的占地比，与间作玉米干物质累积量加权比较发现，豌豆收获后，不同生育时期，相同占地面积下间作玉米的干物质累积量高于相应单作。在低、中、高三个密度处理下，2015年，不施氮条件下，间作玉米干物质
【参考文献】：
期刊论文
[1]玉米大豆间作种植密度耦合数学模型及其优化方案研究[J]. 代希茜,詹和明,崔兴洪,赵银月,单丹丹,张亮,王铁军. 作物杂志. 2019(02)
[2]禾豆间作氮素高效利用机理及农艺调控途径研究进展[J]. 柴强,胡发龙,陈桂平. 中国生态农业学报. 2017(01)
[3]间作对旱地CO2和N2O排放影响的研究进展[J]. 唐艺玲,王建武,杨文亭. 应用生态学报. 2016(04)
[4]大麦/豌豆间作系统种间竞争力及产量对地下作用和密度互作的响应[J]. 王利立,朱永永,殷文,郑德阳,柴强. 中国生态农业学报. 2016(03)
[5]增密减氮对东北水稻产量、氮肥利用效率及温室效应的影响[J]. 朱相成,张振平,张俊,邓艾兴,张卫建. 应用生态学报. 2016(02)
[6]不同间作播期和密度对甜瓜/向日葵间作系统氮素利用效率的影响[J]. 刘斌,谢飞,凌一波,陈年来. 中国生态农业学报. 2016(01)
[7]华北平原玉米‖大豆间作农田温室气体排放及系统净温室效应评价[J]. 黄坚雄,隋鹏,高旺盛,陈源泉. 中国农业大学学报. 2015(04)
[8]种植密度对玉米-大豆间作群体产量和经济产值的影响[J]. 朱元刚,高凤菊,曹鹏鹏,王乐政. 应用生态学报. 2015(06)
[9]减量施氮对玉米-大豆套作系统中作物产量的影响[J]. 刘小明,雍太文,苏本营,刘文钰,周丽,宋春,杨峰,王小春,杨文钰. 作物学报. 2014(09)
[10]基于减少土壤硝态氮淋失的作物搭配种植模式研究进展[J]. 谭德水,江丽华,谭淑樱,徐钰,魏建林,刘兆辉. 中国生态农业学报. 2014(02)
博士论文
[1]秸秆地膜交替带状覆盖小麦间作玉米的水分竞争互补利用机制[D]. 殷文.甘肃农业大学 2017
[2]氮肥后移与玉米间作豌豆对土壤温室气体减排的协同效应[D]. 胡发龙.甘肃农业大学 2017
[3]密植提高玉米间作豌豆氮肥利用率的碳氮协同机理[D]. 樊志龙.甘肃农业大学 2015
[4]气候变化对中国粮食安全的影响与对策研究[D]. 王丹.华中农业大学 2009
[5]玉米花生间作复合群体中氮磷吸收利用特征与种间效应的研究[D]. 焦念元.山东农业大学 2006
[6]花生与旱作水稻间作系统的氮素营养研究[D]. 王树起.南京农业大学 2006
[7]豆科/禾本科间作的氮铁营养效应及对结瘤固氮的影响[D]. 房增国.中国农业大学 2004
[8]旱作水稻/花生间作系统的氮素供应特征及产量优势[D]. 褚贵新.南京农业大学 2003
本文编号：3378917
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