【摘 要】
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本研究以不同豆科牧草和库尔勒香梨为研究对象,于2020-2021年在新疆维吾尔自治区阿拉尔市十团开展香梨（Pyrus sinkiangensis）单作、紫花苜蓿（Medicago sativa）单作、草木樨（Melilotus suaveolens）单作和长柔毛野豌豆（Vicia villosa）单作、以及香梨与3种豆科牧草分别间作种植模式进行大田试验。将不同豆科牧草的固氮能力作为林草间作系统的变
【基金项目】
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国家自然科学基金项目“豆科牧草与库尔勒香梨间作下氮素利用效率及其品质提升的根-土互作机制研究”（项目编号:32060402）,项目主持人:郑伟（教授）； 新疆维吾尔自治区高校科研计划重点项目“豆科牧草与库尔勒香梨间作下氮素吸收与转移的机理研究”（项目编号:XJEDU2019I013）,项目主持人:郑伟（教授）；
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本研究以不同豆科牧草和库尔勒香梨为研究对象,于2020-2021年在新疆维吾尔自治区阿拉尔市十团开展香梨（Pyrus sinkiangensis）单作、紫花苜蓿（Medicago sativa）单作、草木樨（Melilotus suaveolens）单作和长柔毛野豌豆（Vicia villosa）单作、以及香梨与3种豆科牧草分别间作种植模式进行大田试验。将不同豆科牧草的固氮能力作为林草间作系统的变化因素,明确最优固氮能力的豆科牧草与库尔勒香梨间作下固氮能力与氮素转移能力、氮素利用效率之间的内在关系。表现出以下结果:（1）不同间作方式下,3种豆科牧草固氮量范围在0.64-8.61 g·m-2,固氮率范围在26.6%-41.27%。单作下草木樨固氮量达到最大值8.61 g·m-2;紫花苜蓿次之,为4.69 g·m-2;长柔毛野豌豆为0.64 g·m-2。其固氮率呈现趋势为:紫花苜蓿＞草木樨＞长柔毛野豌豆,分别为41.27%、39.58%和39.03%。而在间作下豆科牧草固氮量呈现趋势为紫花苜蓿＞草木樨＞长柔毛野豌豆,紫花苜蓿固氮量为5.17 g·m-2、长柔毛野豌豆为0.79 g·m-2。同时,根瘤数与固氮酶活性对豆科牧草的固氮能力影响显著（P＜0.05）。紫花苜蓿间作下,其根瘤特征均处于最高值,这说明间作对紫花苜蓿生物固氮的影响最大。综合比较得出,对紫花苜蓿进行种间交互作用会有效刺激紫花苜蓿根部根瘤固氮能力,从而对间作的香梨产生积极影响。（2）在氮素转移方面,不同豆科牧草与库尔勒香梨间作之间均存在氮素转移。豆科牧草氮素转移能力受到AM真菌侵染频度、浸染强度和土壤菌丝密度的影响。不同间作方式下,豆科牧草转氮量范围在0.95-2.61 g·m-2,转氮率范围在0.54-1.25%。紫花苜蓿转氮量和转氮率均达到最大值,分别为3.48 g·m-2和1.25%,比草木樨和长柔毛野豌豆分别增加174.37%和145.25%。氮素9转移率则分别增值约43.68%和228.94%。间作下紫花苜蓿AM真菌侵染频度为27%,显著高于其他处理（P＜0.05）。同时,在AM真菌侵染强度和土壤菌丝密度方面,影响也更为显著（P＜0.05）。根际土壤菌丝密度对豆科牧草转氮能力有显著影响。这说明,AM真菌-豆科牧草-根瘤菌共同体与豆科和非豆科间作之间氮素转移存在着极为密切的联系。（3）通过根系分隔试验可知,不同分隔方式下豆科牧草AM真菌侵染频度、土壤菌丝密度总体呈现为无间隔＞尼龙网＞塑料膜。相较于无间隔下草木樨和长柔毛野豌豆,下紫花苜蓿AM真菌侵染频度显著增加了9.49%和22.72%。根际土壤菌丝密度极显著高于其他处理（P＜0.05）。相较于无间隔下草木樨和长柔毛野豌豆,无间隔下紫花苜蓿更能增产19.39%和41.6%。而尼龙网分隔下紫花苜蓿AM真菌侵染强度为最高值,与无间隔相比增值为4.31%。（4）在库尔勒香梨与草木樨间作下香梨果实生物量达到最高值,为2522.33 g·株-1,较香梨单作增产约7.05%。而施氮较香梨单作增产约8.2%。在香梨与紫花苜蓿间作下枝条氮含量达到最高值,为14.38 g·kg-1,较香梨单作增产5.74%。而施氮则较香梨单作增产7.83%。在香梨与紫花苜蓿施氮处理下根系氮含量和叶片氮含量均达到最高值,为10.77 g·kg-1和48.15 g·kg-1。较香梨单作增产分别为5.1%和2.2%。而间作条件下则较香梨单作增产17.16%和2.93%。这说明,施氮和间作模式对香梨生物量和氮含量均有显著差异。综上研究,香梨与紫花苜蓿间作下香梨增产效益达到最高。且紫花苜蓿同时由于种间根系交互作用,促进菌丝网络的形成,转而增加了更多的氮素。这对豆科牧草与香梨均产生了积极影响,说明在本研究中紫花苜蓿与香梨间作模式最优。
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