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花生与旱作水稻间作系统的氮素营养研究

作　者: 王树起
导　师: 沈其荣
学　校: 南京农业大学
专　业: 植物营养
关键词: 花生旱作水稻间作氮素吸收产量优势氮分泌种间竞争分根技术
分类号: S511
类　型: 博士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

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

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中文摘要  9-12
ABSTRACT  12-16
第一章旱作水稻和豆科/禾本科作物间作系统的研究进展  16-41
  1 旱作水稻的研究背景  16-19
    1.1 我国的农业节水灌溉  16-17
    1.2 旱作水稻节水的生理基础  17-18
    1.3 旱作水稻的研究近况  18-19
  2 豆科/禾本科作物间作系统的产量优势及氮素营养基础  19-26
    2.1 豆科/禾本科作物间作系统  19-22
      2.1.1 间作的意义  19-21
      2.1.2 研究的必要性  21-22
    2.2 表征间作系统产量优势和资源利用的常用指标  22-23
    2.3 间作系统中作物氮素营养特点  23-26
  3 间作系统中豆科作物的生物固氮  26-33
    3.1 豆科作物的生物固氮特点和可能机制  26-27
    3.2 影响豆科作物生物固氮的因素  27-29
    3.3 豆科作物固氮效率的测定方法  29-31
    3.4 间作系统氮素转移的测定方法  31-33
  4 豆科/禾本科作物间作系统中根分泌的含氮化合物  33-36
    4.1 根分泌的含氮化合物的种类  33-35
    4.2 氮分泌的定量及存在的问题  35-36
  5 豆科/禾本科作物间作系统中作物对氮的竞争作用  36-39
    5.1 豆科/禾本科作物间作系统中养分的竞争作用  36-38
    5.2 影响间作系统种间竞争的因素  38
    5.3 间作系统中养分间的竞争促进作用  38-39
  6 豆科/禾本科作物间作系统根的分布研究  39-41
第二章旱作水稻/花生间作系统的产量优势及其氮素营养  41-51
  1 引言  41-43
  2 材料与方法  43-44
    2.1 供试土壤与作物  43
    2.2 试验设计与方法  43
    2.3 样品采集与分析  43-44
      2.3.1 样品采集  44
      2.3.2 分析测定方法  44
  3 结果分析  44-47
    3.1 间作对花生和水稻生物产量的影响  44-45
    3.2 间作对花生和水稻籽粒产量的影响  45-46
    3.3 间作对水稻和花生吸氮量的影响  46-47
  4 讨论  47-49
    4.1 间作系统产量优势的矿质营养基础  47-48
    4.2 水稻/花生间作中的产量优势的原因  48
    4.3 产量优势的初步分析  48-49
  5 小结  49-51
第三章旱作水稻/花生间作系统中花生的固氮作用  51-59
  1 引言  51-52
  2 材料与方法  52-54
    2.1 供试土壤与作物  52
    2.2 试验设计与方法  52-53
    2.3 样品采集与分析  53-54
      2.3.1 样品采集  53
      2.3.2 计算方法  53
      2.3.3 统计分析  53-54
  3 结果与分析  54-55
    3.1 间作系统和氮素水平对水稻、花生叶绿素含量的影响  54
    3.2 间作系统中花生的生物固氮效率  54-55
  4 讨论  55-58
    4.1 间作下花生氮的生物固定  55-56
    4.2 豆科作物在豆科/禾本科作物间作中的固氮特点  56-58
  5 小结  58-59
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  59-69
  1 引台言  59-60
  2 材料与方法  60-61
    2.1 供试土壤与作物  60
    2.2 试验设计与方法  60
    2.3 样品采集与分析  60-61
      2.3.1 样品采集  61
      2.3.2 分析测定方法  61
  3 结果与分析  61-65
    3.1 间作对作物根系干物质量的影响  61-62
    3.2 间作对根冠比的影响  62-63
    3.3 间作对作物根系长度的影响  63-64
      3.3.1 间作对两种作物根长的影响  63-64
      3.3.2 不同分隔方式对两种作物根长的影响  64
    3.4 间作对氮素吸收积累的影响  64-65
  4 讨论  65-68
    4.1 种间竞争与间作系统中的根系分布  65
    4.2 种间竞争与作物氮素吸收积累和豆科作物固氮  65-66
    4.3 豆科和禾本科作物在间作中的相互关系  66-68
  5 结论  68-69
第五章旱作水稻花生间作系统氮的分泌特性  69-93
  1 引言  70-71
  2 材料与方法  71-72
    2.1 水培试验  71-72
    2.2 砂培试验  72
  3 结果分析  72-78
    3.1 间作作物根系富集的NO_3~-和NH_4~+的变化  72-75
      3.1.1 苗期两种间作作物根系富集的NO_3~-和NH_4~+的变化  73-74
      3.1.2 花期两种作物根系富集的NO_3~-和NH_4~+的变化  74
      3.1.3 鼓粒期两种作物根系富集的NO_3~-和NH_4~+的变化  74-75
    3.2 间作作物根系总氮的分泌特性  75-76
      3.2.1 苗期两种作物根系总氮的分泌  75
      3.2.2 花期两种作物根系总氮的分泌  75-76
      3.2.3 鼓粒期两种作物根系总氮的分泌  76
    3.3 花生和水稻根系氨基酸的分泌特性  76-78
  4 讨论  78-92
    4.1 氮分泌的发生和引起分泌的因素  78-80
    4.2 豆科/禾本科作物间作系统中氮的根际沉积与根分泌  80-83
    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  83
    4.4 氮素在间作系统的转移及经济利用  83-91
    4.5 氮转移的生态意义  91-92
  5 结论  92-93
第六章全文结论及研究展望  93-96
参考文献  96-110
致谢  110-112
博士期间发表的论文  112-113
缩略语  113

花生与旱作水稻间作系统的氮素营养研究

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