玉米-大豆和玉米-甘薯套作对玉米生长及氮素吸收的影响

【目的】利用根系分隔技术,研究不同需氮特性的旋花科、豆科作物与玉米套作后,玉米的生长特性与养分吸收差异及其增产机理。【方法】采用石英砂培盆栽试验,二因素完全随机试验设计。以玉米-大豆、玉米-甘薯两种套作模式为研究对象,设计不分隔、部分分隔、完全分隔三种隔根方式。分析不同套作模式下不同隔根方式对玉米地下根系活力、根系生物量及地上植株叶片光合特性、籽粒产量和吸氮量的影响。【结果】1)不同种植模式对玉米生长有显著影响,不分隔处理时,与大豆套作的玉米根系活力、籽粒重及地上植株总吸氮显著高于与甘薯套作的玉米,分别高6.25%、8.69%和18.89%;部分分隔或完全分隔时,两套作处理间差异不显著(P>0.05)。2)隔根方式影响玉米的物质积累及籽粒产量,表现为不分隔>部分分隔>完全分隔。3)不分隔有助于促进共生玉米生长,但不同套作模式的影响效果不一致;玉米-大豆套作处理下,不分隔处理的玉米根系活力、净光合速率、籽粒产量和总吸氮量均高于隔根处理,比完全分隔处理的分别高25.65%、27.31%、64.69%和71.65%;玉米-甘薯套作下增加幅度为17.59%、19.83%、52.38%和46.21%,分别比玉米-大豆套作处理低31.44%、27.39%、19.03%和35.51%。4)相关分析表明,两种套作处理玉米地下根系干重与地上植株干物质重、叶片光合速率及籽粒重显著正相关,相关系数分别为0.984、0.927和0.986(P<0.01);且地下根系活力与地上植株叶片净光合速率显著正相关,相关系数达0.929(P<0.01)。【结论】种植模式和隔根方式显著影响了玉米的物质积累及氮素吸收。根系不分隔时,玉米-大豆套作处理下玉米的根系活力、净光合速率、生物量、籽粒产量及总吸氮量显著高于玉米-甘薯套作;隔根处理导致的生物量和吸氮量下降主要是由根系活力降低引起的。与玉米-甘薯套作相比,大豆促进了玉米根系活力的提高,有效调节了玉米地上部植株光合作用及干物质积累,实现产量和氮素吸收的增加。