【摘 要】
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集约化种植模式减少了农田生态系统作物多样性,间混套作通过增加作物多样性,利用作物间的时间生态位和空间生态位的差异达到产量的优势和养分的高效利用。以往的大多研究是作物种间间作,对同一作物不同品种之间间混作研究较少。本研究以玉米为研究对象,选择株高和生育期不同的8个品种:天农9(A)、东农259(B)、先玉335(C)、京科968(D)、久龙19(E)、利禾1号(F)、九单57(G)、京华8号(H),
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集约化种植模式减少了农田生态系统作物多样性,间混套作通过增加作物多样性,利用作物间的时间生态位和空间生态位的差异达到产量的优势和养分的高效利用。以往的大多研究是作物种间间作,对同一作物不同品种之间间混作研究较少。本研究以玉米为研究对象,选择株高和生育期不同的8个品种:天农9(A)、东农259(B)、先玉335(C)、京科968(D)、久龙19(E)、利禾1号(F)、九单57(G)、京华8号(H),设置单作(Mono)、2个品种间作(Mix2)、4品种(Mix4)、6品种(Mix6)、8品种混作(Mix8)共计17个处理,通过田间小区试验,初步探究不同玉米品种间混作对产量和养分利用效率的影响,并分析2017-2019连续三年产量的时间稳定性,为通过遗传多样性种植提高玉米产量提供新思路,主要结果如下:(1)不同品种玉米间混作显著影响玉米的株高和穗位高,对茎粗无显著影响。高杆玉米品种A、C、D、F的株高、穗位高显著高于中杆品种B、E、G、H,植株高大的玉米品种在间作时表现出更强的竞争力。(2)本次试验中高杆玉米品种A、C、D、F在与其他品种间作时叶绿素含量SPAD值均高于其相应单作处理;同时高杆玉米品种的净光合速率Pn、蒸腾速率Tr值均高于其相应单作,其中E/F、C/F间作组合的增幅显著;而中杆玉米品种的光合参数相比单作降低,其中株型紧凑的G、H品种的光合参数在各间作处理中无显著差异。(3)对氮、磷、钾的养分积累量数据分析后表明,高杆玉米品种具有更高的养分优势,其中高杆玉米品种先玉335(C)与中杆品种东农259(B)间作时,LERN=1.07,显著提高氮素吸收,品种C与高杆品种利禾1号(F)间作时,氮(LERN)、磷(LERP)、钾(LERK)分别为1.09、1.10和1.08,表明C/F间作显著增加了作物对养分的吸收。(4)在本试验中,B/C、C/F、E/F、Mix6间作处理的LER>1,具有间作产量优势,其中C/F、B/C处理间作产量优势显著,分别比单作增加14%、8%。A/B、F/H、Mix8三种间混作处理的LER<1,不具有间作产量优势;D/E、Mix4间混作处理的LER=1,间作产量优势不显著。由此说明,选择生育期和高矮不同的玉米品种间混作能够提高玉米产量,不同品种间混作搭配对产量优势的影响不同;通过产量构成因素及间混作品种多样性对产量相关性分析后发现,产量与穗位高、穗粒数呈极显著正相关,因此高杆玉米品种在间混作处理中产量贡献率大于中杆品种,在Mix2处理中产量优势达到最大。随着间混作品种数增加,产量优势逐渐降低。(5)对2017-2019年产量数据分析表明,各间混作处理的产量时间稳定性均高于单作,除Mix8外其余间混作处理2017-2019连续三年相比其单作均达到显著性差异(P<0.05)。在对三年平均数据进行分析时,产量时间稳定性在Mix4处理有最大值,相比单作提高112%,说明不同玉米品种间混作相比相应单作玉米种植生产力稳定性更高,但是当混作品种数增加到6个时,产量时间稳定性反而呈降低趋势,因此进行不同品种间混作时对品种及品种多样性进行合理选择对维持系统长期生产力稳定性有重要影响。
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