河套灌区间作系统根系土壤水盐运移机理及间作优势研究

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1、水利学报2017年4月SHUILIXUEBAO第48卷第4期文章编号：0559-9350（2017）04-0408-09河套灌区间作系统根系土壤水盐运移机理及间作优势研究1，2111张作为，史海滨，李仙岳，闫建文（1.内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院，内蒙古呼和浩特010018；2.东北农业大学水利与土木工程学院，黑龙江哈尔滨150030）摘要：为探究河套灌区春小麦/春玉米间作系统两作物间水分相互利用量、土壤盐分运移机理和地下部分对间作优势的贡献率及种间相对竞争能力等问题，采用根系分隔法进行

2、了田间试验研究。结果表明：间作小麦利用了玉米侧214.0~224.5m3/hm2的水量，间作玉米利用了小麦侧108.1~125.2m3/hm2的水量。间作模式下根系在土壤空间的叠加利用效应可以降低0.2%~1.5%的小麦带土壤EC均值，2.7%~3.1%的玉米带土壤EC均值；水分的流通可使间作小麦带土壤EC均值降低4.4%~4.5%，使间作玉米带土壤EC均值降低3.4%~5.2%。河套灌区小麦/玉米间作系统的产量优势为27.7%~33.1%，其中20.4%~26.6%来源于地下部分的补偿作用，6

3、.5%~7.2%来自于地上部分。间作产量优势中的10.0%~15.8%产生于间作根系对土壤空间的叠加利用，而水分与养分在小麦带与玉米带间的补偿效应为10.4%~10.8%。关键词：隔根；小麦/玉米间作；土壤盐分；间作优势中图分类号：S344.2；S156.4文献标识码：Adoi：10.13243/j.cnki.slxb.201607331研究背景［1-2］间作在中国已有上千年的历史，是一种已被广大农民所接受的高产种植方式。间作使作物实［2-4］［5-7］现时间与空间的集约化，能充分利用光能、热能

4、、土地等各种资源，是农民增产的重要措施之［8-9］一。近年来，随着经济的不断发展，人口的日益增加，粮食安全问题又再度引起世人的关注。内蒙古河套灌区是国家重要的粮食生产基地，小麦/玉米间作是河套灌区传统的农业种植模式，与单作相比，在单位土地面积上，间作能显著增加作物的总产量，但对增产机理往往分辨不清，以往的研［10］究几乎都认为间作改善了作物地上部的通风透光条件，进而促进了作物产量的提高，事实上间作［1］的产量优势是作物地上部和地下部共同作用的结果，主要因为缺乏对间作作物地下部分相互作用的了解而引

5、起人们的错误认知。［11-13］［14-16］［17-18］［19］目前对间作系统的根系研究主要集中在根系分布、根系竞争、根系吸水、根系吸氮［20］等方面，对间作体系根系是如何影响间作优势研究比较薄弱，对于间作体系两作物间的相互利用水量还无法定量化，间作体系是如何影响盐渍化灌区土壤盐分则更是鲜有报道。有研究表明，共生［21］期内间作作物根系在时间和空间上的错位分布是间作体系高产、高效的主要原因之一。因此，明确两作物间相互利用水量、地下部对间作优势及产量贡献的大小，对于探讨间作种植体系的可持续发展

6、具有重要意义。河套灌区是盐渍化灌区，间作体系能否增加间作优势，间作模式的大面积种植是否有利于改善土壤盐渍化、降低土壤盐分，仍是目前尚未探明的科学问题。因此，明确间作体系地下根系部分对间作优势与土壤盐分的影响十分重要。然而，关于小麦/玉米间作地下部因素对间作收稿日期：2016-07-13；网络出版日期：2017-04-12网络出版地址：http：//www.cnki.net/kcms/detail/11.1882.TV.20170412.1617.006.html基金项目：国家自然基金项目（515

7、39005，51269015）；国家科技支撑计划项目（2011BAD29B03）作者简介：张作为（1985-），男，吉林桦甸人，博士，主要从事农业水土资源高效利用方面研究。E-mail：zhang_zuowei6@163.com通信作者：史海滨（1961-），男，山西太谷人，教授，博士生导师，主要从事节水灌溉原理及应用研究。E-mail：shi_haibin@sohu.com—408—优势的贡献率研究仍十分匮乏。目前，根系分隔技术被认为是研究间作两作物间水分利用量及地下［22］部因素对间作优势影

8、响的有效方法。为此，本文通过田间小区试验，以河套灌区春小麦/春玉米间作模式为对象，利用根系分隔技术，对小麦/玉米间作模式下水分相互利用量、土壤盐分运移机理及间作优势来源进行了研究，量化了复合群体内两作物间水分的相互补给量，明确了间作优势的来源和对土壤盐分的影响，以期为盐渍化地区间作复合群体的高产栽培技术理论提供科学依据。2材料与方法2.1试验区概况试验于2014年—2015年在内蒙古河套灌区磴口县坝楞村农业综合节水示范区(40°24′32″N，107°02′19″E)进行。试验区海拔1048.7