玉米间作系统作物生长及氮素营养的影响-论文.pdf

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1、第21卷第1期草业学报43——49Vo1．21，No．1ACTAPRATACULTURAESINICA2012年2月根瘤菌接种对豌豆／玉米间作系统作物生长及氮素营养的影响郭丽琢，张虎天，何亚慧，柴强，黄高宝(甘肃农业大学农学院，甘肃兰州730070)摘要：采用盆栽模拟试验，通过豌豆与玉米间作，并对单作和间作豌豆进行根瘤菌接种，研究了接种对豌豆结瘤固氮特性、豌豆及间作玉米的氮素吸收量、作物生长状况的影响。结果表明，问作及接种提高了固氮酶的活性；相对于间作不接种，间作接种根瘤菌ACCC16101(R)和XC3．1(Rz)后，根

2、瘤重量增加了19．0～120．4；ACCC16101对间作作物的氮素吸收量及干物质积累量影响较小；间作接种XC3．1后，豌豆、玉米的氮素吸收量及干物质积累量显著增加，籽粒产量比间作不接种提高16．9和19．1，土地当量比也高于接种ACCC16101和不接种；XC3．1适宜在豌豆／玉米问作系统中接种。关键词：根瘤菌；接种；豌豆：玉米；间作中图分类号：S143．1；s314文献标识码：A文章编号：1004—5759(2012)010043—07豆科作物能与根瘤菌(Rzobium)共生形成根瘤固定大气氮而减少化学氮肥投入，在农业

3、可持续发展和生态保护中具有重要作用]。由豆科作物参与组成的多作系统占复合体系的70左右l_2]，复合体系中豆科作物的共生固氮成为众所关注的问题，近2o年来，国际上的研究较为活跃。有学者认为构成多作系统不能提高豆科作物的生物固氮量；但也有研究表明多作可促进豆科作物固氮_4。]，系统氮营养存在优势互补_7，作用大小取决于作物组合。前人已从作物基因型、组分作物的密度口。、种间距离_】、种间根系的作用程度_1、施氮水平等方面做了大量的工作来研究和提高复合体系中豆科作物的固氮能力。接种适宜的根瘤菌是提高豆科作物固氮能力的主要措施之一

4、，但长期以来，豆科作物接种多基于单作_2钆n一，复合体系中豆科作物接种的研究相对较少]。由豆科植物参与组成的众多多作系统中，接种根瘤菌的研究仅限于由豆科作物蚕豆(Viciafaba)、花生(Arachishypogaea)、大豆(Glycinemax)以及豆科牧草苜蓿(Medicagosativa)、紫云英(Astragalussinicus)与小麦(Triticumaestivum)、玉米(Zeamays)、水稻(Oryzasativa)、禾本科牧草组成的十几种复合体系[2。多作系统中的豆科植物接种根瘤菌，有利于提高与之

5、相伴的禾本科作物(牧草)的产量L2’。“。；不施氮肥条件下促生作用显著，而施用较高水平的氮肥时，接种与否对禾本科作物的产量无显著差异_2。间作接种时，根瘤菌对禾本科植物生长的促进作用是多方面的，根瘤菌能在非豆科植物根圈定殖具有植物根圈促生(PGPR)的作用，促进了非豆科植物根系的生长；此外，禾本科植物的氮素营养状况显著改善驰。]。禾本科植物根系没有结瘤，表明氮素营养状况的改善不是根瘤菌进入其根系固氮造成的；N同位素标记进一步证明了氮素营养状况的改善是豆科植物中的氮素转移的结果。间混作体系中的豆科植物接种根瘤菌，对与之搭配的

6、禾本科作物可能具有显著的促生作用，某些条件下对豆科植物本身的生长也具有促进作用[20,24,26,28]。接种后的促生作用大小因根瘤菌菌株而异_2。蚕豆／玉米间作系统中，不施氮条件下蚕豆接种根瘤菌GS374时，蚕豆、玉米的产量与不接种施用225kgN／hm所获得的产量相当l_2]，表明筛选适宜间作体系接种的根瘤菌菌株是优化复合体系氮素资源管理的主要措施之一。豌豆(Pisumsativum)／玉米问作是西部地区广泛采用的种植模式，但根瘤菌接种对体系氮素营养的研究尚收稿日期：201o09—28；改回El期：2010-12—15

7、基金项目：甘肃省自然基金(3ZS061一A25—079)和国家科技部科技支撑计划(2006BAD151306)资助作者简介：郭丽琢(1968)，女，河南洛阳人，教授，博士。E—mail：guolz@gsau．edu．cn*通讯作者。Email：huanggb@gsau．eclu．cn44ACTAPRATACULTURAESINICA(2012)VoL21，No．I未见报道。本试验通过土壤模拟培养方法，研究接种水平对单作及问作豌豆的结瘤固氮、豌豆和玉米生长的影响，旨在探明间作对豌豆共生固氮的影响以及豌豆／玉米复合体系中的接种

8、效果，筛选适宜间作豌豆的根瘤菌菌株，为充分利用和提高豌豆的生物固氮，优化该间作系统的氮素资源管理提供理论依据。1材料与方法1．I试验材料供试作物：玉米为沈单I6号，豌豆品种为燕农2号。供试菌株均为豌豆族根瘤菌，ACCC16101(R)引自中国农业科学院农业微生物菌种保藏中心，XC3．1(R)为筛选自甘肃