黃瓜-花生間作是華北普遍的種植方式,花生與黃瓜間作系統的種間相互作用對系統氮營養有較大的影響,可能是由于低質量分數的硝態氮可以促進花生固氮,而高質量分數的硝態氮則抑制豆科作物共生固氮. 所以研究黃瓜-花生間作系統中,不同施氮水平下不同生育期的種間相互作用對作物根際硝態氮、花生氮的影響具有重要理論意義. 為此,本文通過盆栽模擬試驗來研究黃瓜-花生混作系統中不同供氮水平下種間相互作用的氮營養效應,從而為利用作物種間的相互作用來高效利用養分資源提供理論依據.
1 材料與方法.
1.1 試驗設計.
1.1.1 供試材料. 供試土壤為砂壤土,其理化性狀:PH 為 6.97,全氮為 1.23g.kg-1,速效磷為 0.44mg.kg-1,速效鉀為 90.3mg.kg-1,有 效鐵為 4.03mg.kg-1. 土樣風干后過 1mm 篩備用. 供試作物花生為“豫花 15 號”,黃瓜為津科 12.
1.1.2 試 驗處理 . 試驗設三種種植方式 ,即花生單作 、黃瓜單作、黃瓜-花生混作.壟距為 0.6m,株距 0.3m,定植于壟臺兩側,單作花生每壟留苗 10 株,單作黃瓜每壟留苗 10 株,混作每壟留苗為 10 株花生和 10 株黃瓜. 重復 2 次. 每種種植方式的施肥處理除施氮量不同外其它均相同. 氮肥用量為三個水平:N\\(0\\)、N\\(50mg.kg-1\\)、N150\\(mg.kg-1\\).
1.1.3 樣品采集. 花生生長至開花期.
\\(S1\\)、下針期 \\(S2\\)后 ,分 別按地上部 、地下部收獲,同時收獲黃瓜,植株在105°C 下 殺青 30min 后 繼續在 70°C下烘干 72h 后稱質量. 根際土壤樣品的采集方法是, 將不同處理的黃瓜、花生的根系從土壤中取出后,用“抖土法”將植物根系吸附的土壤輕輕抖落,抖落土壤為土體土壤,粘在植物根表的土壤為根際土壤.
1.2 測定方法.
根際土壤硝態氮質量分數.
1.3 統計方法.
所有數據均是運用 SPSS13.0 統計軟件進行統計分析.
2 結果與分析
2.1 不 同施氮水平和種間相互作用對黃瓜 - 花生混作系統中生物量的影響由圖 1 可知,花生地下部生物量在開花期和下針期在不同施氮水平處理下差異不顯著. 而地上部生物量則不同,開花期不同施氮水平下花生地上部的生物量的含量是不同的,且除不施氮的單、混作間花生地上部生物量之間差異不顯著外,其余兩個施氮處理下單作花生地上部的生物量顯著高于混作的生物量;下針期時,地上部生物量在不同氮處理下差異不顯著同時在各個相同氮處理下單、混作差異亦不顯著.
由圖 2 可以看出,無論是在花生開花期還是下針期,施氮肥均高于不施氮肥黃瓜的生物量, 且隨著施氮水平的升高,單作、混作黃瓜生物量之間的差異越來越小,到了花生下針期,不同施氮水平條件下不同種植方式的黃瓜生物量差異幾乎無明顯差異. 花生開花期, 施氮 50mg·kg-1的和150mg·kg-1的單株黃瓜平均生物量均高于比不施氮;花生下針期, 施氮 50mg·kg-1單株黃瓜平均生物量均高于比不施氮但施氮 150mg·kg-1的單株黃瓜平均生物量卻低于不施氮. 開花期混作實氮的黃瓜地上部生物量均顯著高于不施氮的.
2.2 不 同施氮水平和種間相互作用對黃瓜 -花生混作系統中吸氮量的影響由圖 3 可知,除在施氮 50mg·kg-1下,花生生長的下針期地下部明顯高于開花期的吸氮量外,其余種植方式和不同施氮水平下對花生地下部的吸氮量影響均不大. 不施氮水平下,花生地上部吸氮量單作在開花期高于混作,但在下針期時卻低于混作; 施氮 50mg·kg-1下花生地上部的吸氮量在開花期和下針期時均是單作極顯著高于混作;但花生生長到下針期時,則表現為單、混作花生地上部的吸氮量相差不大.
黃瓜植株吸氮量的變化趨勢在花生開花期隨著施氮水平的升高而升高,下針期亦是如此\\(圖 4\\). 花生開花期,與花生混作的吸氮量低于單株黃瓜的吸氮量, 但在下針期時卻是相反的. 當在下針期施氮水平升高到 150mg·kg-1時,單株黃瓜的吸氮量在單、混作之間則無顯著差.
2.3 不 同施氮水平和種間相互作用對黃瓜 -花生混作系統中土壤硝態氮質量分數的影響由圖 5 可知,在花生-黃瓜混作系統中隨著施氮水平的提高, 作物根際土壤硝態氮質量分數也一次遞增, 在施氮 50mg·kg-1和 150mg·kg-1水平下,隨著花生和黃瓜作物的生長,除施氮50mg·kg-1水平下,根際土壤硝態氮質量分數稍微增加外其余的根際土壤硝態氮質量分數呈下降的趨勢,而且混作的作物根際土壤硝態氮的質量分數低于花生單作. 不同施氮水平上平均依次降低了 6.3%、5.6%和0.5%,根 際土壤硝態氮質量分數呈現出花生單作、混作、黃瓜單作.
3 結論.
生育前期的種間相互作用主要表現為種間競爭,而在生育后期,則種間促進作用逐漸占了優勢,促進了花生生長,而花生自身固氮作用的發揮是種間相互作用表現為競爭或促進的關鍵因素. 當混作系統中的養分限制因子被消除后,系統中作物種間對養分的競爭作用也會隨之降低,混作作物根際土壤硝態氮的質量分數亦降低.這說明,根際土壤硝態氮的質量分數的降低是石灰性土壤上花生固氮能力增強的關鍵因素,而花生生物固氮作用的增強是該混作系統體現氮營養優勢的主要原因.
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