花生与旱作水稻间作系统的氮素营养研究

论文摘要

我国是淡水资源非常缺乏的一个国家，65％～80％的淡水用于农业灌溉用水。传统的水稻淹水栽培对淡水资源的消耗量非常巨大，但是水分利用效率非常低下。旱作水稻作为一种全新的农业节水栽培方式，一般可以节约水资源90％～100％，不但具有巨大的节水效益，而且可以获得和淹水栽培相同或相近的产量。水稻（Oryza sativa L.,Teyou 559）旱作的成功实践使得旱作水稻可以和豆科作物间作，而豆科作物／禾本科作物间作系统往往具有明显的产量优势和高的资源利用效率，也是可持续农业发展的重要内容。花生（Arachis hypogaea L.,Luhua 9）是一种重要的经济作物，本研究采用土培、砂培和水培试验对旱作水稻／花生间作间作系统在2003～2004年进行了研究，旨在揭示旱作水稻和花生间作的产量优势，并研究了旱作水稻／花生间作系统作物根系分泌氮的特性以及种间竞争对作物根系分布、氮素吸收积累以及生物固氮的影响。 1．采用根系分隔（包括塑料膜隔、尼龙网隔、不分隔和完全单作处理）的方法研究了水稻／花生间作系统的生物产量及氮素营养优势，试验结果表明：1) 水稻和花生间作有产量优势和氮素营养优势，根系不分隔处理（完全间作）的水稻生物量与尼龙网隔和塑料膜隔处理的相比，其地上部干重增加幅度分别为11.5％和59.5％，根干重增加幅度分别为41.6％和145.6％；2) 水稻和花生间作可以明显提高水稻的产量，水稻籽粒产量增加了44.4％。在不同分隔方式中，以间作不分隔对水稻产量影响最为显著，影响次序为间作不分隔＞尼龙网隔＞塑料膜隔，不同分隔方式对花生产量影响较小；3) 水稻与花生间作明显提高了水稻体内的氮素含量，水稻单作和间作叶片的含氮量分别为11.2g kg-1和13.9g kg-1，间作比单作提高了23.5％，不同分隔方式中，间作不隔＞尼龙网隔＞塑料膜隔。但花生间作后，叶片的含氮量下降，间作花生比单作减少了4.9％，间作不隔＜尼龙网隔＜塑料膜隔。表明间作促进了水稻体内氮的吸收积累，根系和养分间的相互作用使水稻体内氮的吸收积累增加。 2．采用根系分隔处理的方法研究了水稻／花生间作系统中花生的生物固氮效率

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 旱作水稻和豆科/禾本科作物间作系统的研究进展
• 1 旱作水稻的研究背景
• 1.1 我国的农业节水灌溉
• 1.2 旱作水稻节水的生理基础
• 1.3 旱作水稻的研究近况
• 2 豆科/禾本科作物间作系统的产量优势及氮素营养基础
• 2.1 豆科/禾本科作物间作系统
• 2.1.1 间作的意义
• 2.1.2 研究的必要性
• 2.2 表征间作系统产量优势和资源利用的常用指标
• 2.3 间作系统中作物氮素营养特点
• 3 间作系统中豆科作物的生物固氮
• 3.1 豆科作物的生物固氮特点和可能机制
• 3.2 影响豆科作物生物固氮的因素
• 3.3 豆科作物固氮效率的测定方法
• 3.4 间作系统氮素转移的测定方法
• 4 豆科/禾本科作物间作系统中根分泌的含氮化合物
• 4.1 根分泌的含氮化合物的种类
• 4.2 氮分泌的定量及存在的问题
• 5 豆科/禾本科作物间作系统中作物对氮的竞争作用
• 5.1 豆科/禾本科作物间作系统中养分的竞争作用
• 5.2 影响间作系统种间竞争的因素
• 5.3 间作系统中养分间的竞争促进作用
• 6 豆科/禾本科作物间作系统根的分布研究
• 第二章 旱作水稻/花生间作系统的产量优势及其氮素营养
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 2.1 供试土壤与作物
• 2.2 试验设计与方法
• 2.3 样品采集与分析
• 2.3.1 样品采集
• 2.3.2 分析测定方法
• 3 结果分析
• 3.1 间作对花生和水稻生物产量的影响
• 3.2 间作对花生和水稻籽粒产量的影响
• 3.3 间作对水稻和花生吸氮量的影响
• 4 讨论
• 4.1 间作系统产量优势的矿质营养基础
• 4.2 水稻/花生间作中的产量优势的原因
• 4.3 产量优势的初步分析
• 5 小结
• 第三章 旱作水稻/花生间作系统中花生的固氮作用
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 2.1 供试土壤与作物
• 2.2 试验设计与方法
• 2.3 样品采集与分析
• 2.3.1 样品采集
• 2.3.2 计算方法
• 2.3.3 统计分析
• 3 结果与分析
• 3.1 间作系统和氮素水平对水稻、花生叶绿素含量的影响
• 3.2 间作系统中花生的生物固氮效率
• 4 讨论
• 4.1 间作下花生氮的生物固定
• 4.2 豆科作物在豆科/禾本科作物间作中的固氮特点
• 5 小结
• 第四章 种间竞争对旱作水稻和花生间作系统根系分布和氮素吸收的影响
• 1 引台言
• 2 材料与方法
• 2.1 供试土壤与作物
• 2.2 试验设计与方法
• 2.3 样品采集与分析
• 2.3.1 样品采集
• 2.3.2 分析测定方法
• 3 结果与分析
• 3.1 间作对作物根系干物质量的影响
• 3.2 间作对根冠比的影响
• 3.3 间作对作物根系长度的影响
• 3.3.1 间作对两种作物根长的影响
• 3.3.2 不同分隔方式对两种作物根长的影响
• 3.4 间作对氮素吸收积累的影响
• 4 讨论
• 4.1 种间竞争与间作系统中的根系分布
• 4.2 种间竞争与作物氮素吸收积累和豆科作物固氮
• 4.3 豆科和禾本科作物在间作中的相互关系
• 5 结论
• 第五章 旱作水稻花生间作系统氮的分泌特性
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 2.1 水培试验
• 2.2 砂培试验
• 3 结果分析
• 3^-和NH₄⁺的变化'>3.1 间作作物根系富集的NO₃^-和NH₄⁺的变化
• 3^-和NH₄⁺的变化'>3.1.1 苗期两种间作作物根系富集的NO₃^-和NH₄⁺的变化
• 3^-和NH₄⁺的变化'>3.1.2 花期两种作物根系富集的NO₃^-和NH₄⁺的变化
• 3^-和NH₄⁺的变化'>3.1.3 鼓粒期两种作物根系富集的NO₃^-和NH₄⁺的变化
• 3.2 间作作物根系总氮的分泌特性
• 3.2.1 苗期两种作物根系总氮的分泌
• 3.2.2 花期两种作物根系总氮的分泌
• 3.2.3 鼓粒期两种作物根系总氮的分泌
• 3.3 花生和水稻根系氨基酸的分泌特性
• 4 讨论
• 4.1 氮分泌的发生和引起分泌的因素
• 4.2 豆科/禾本科作物间作系统中氮的根际沉积与根分泌
• 4.3 根分泌的氮与豆科/禾本科作物间作系统中氮素的转移
• 4.4 氮素在间作系统的转移及经济利用
• 4.5 氮转移的生态意义
• 5 结论
• 第六章 全文结论及研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 博士期间发表的论文
• 缩略语