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小麦-蚕豆间作对根系分泌糖和氨基酸的影响

生态环境学报 2015年第11期24卷 1825-1830页

作者：肖靖秀郑毅汤利董艳云南农业大学资源与环境学院云南昆明650201 西南林业大学云南昆明650224

根系分泌物在植物-土壤-微生物互作中充当信号物质,其对植物根际过程影响重大。糖和氨基酸是根系分泌物中两类最主要的物质,目前有关这两类分泌物的研究颇多,但在间作系统中尚缺乏系统研究,人们对间作系统中根系碳和氨基酸的分泌特征尚... 详细信息

根系分泌物在植物-土壤-微生物互作中充当信号物质,其对植物根际过程影响重大。糖和氨基酸是根系分泌物中两类最主要的物质,目前有关这两类分泌物的研究颇多,但在间作系统中尚缺乏系统研究,人们对间作系统中根系碳和氨基酸的分泌特征尚不清楚。为探讨间作对根系糖和氨基酸分泌的影响,通过盆栽试验分析比较了不同生育期单作、间作小麦(Tricumaestivum ***42)、蚕豆(Vicia faba *** 8363)的根系质量、根冠比、根系中糖和氨基酸的含量及其分泌速率。研究结果表明,(1)与单作小麦相比,间作提高了拔节期(98d)小麦根系总糖和蔗糖含量,分别提高75.78%和114.5%;在拔节期(98d)、孕穗期(120d)和灌浆期(142d),间作提高了根系总糖分泌速率,分别提高126.9%,34.9%和59.8%;其中,3个时期间作蔗糖分泌速率分别是单作的2.37、1.41和2.0倍。间作对蚕豆根系糖含量及糖的分泌没有影响。(2)与单作相比,在蚕豆分枝期(57d)、结荚期(120d)、籽粒膨大期(142d),间作提高了蚕豆氨基酸分泌速率,分别提高了75.9%、41.5%、39.6%;间作对小麦根系氨基酸含量及根系氨基酸分泌无影响。总之,间作种植提高了作物根系糖含量,促进了根系糖和氨基酸的分泌,但作物种类不同、生育期不同,间作对根系分泌影响并不相同。

关键词：小麦-蚕豆间作根系分泌糖氨基酸分泌速率

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间作对不同氮水平下小麦产量优势形成的影响

华北农学报 2020年第5期35卷 185-194页

作者：刘振洋柏文恋黄少欣吴鑫雨覃潇敏汤利郑毅肖靖秀云南农业大学资源与环境学院云南昆明650201 云南省教育厅云南昆明650223

为探明间作小麦的产量特征,通过2 a田间试验研究了小麦蚕豆间作种植对不同氮水平(N0、N1、N2、N3施氮量分别为0,90,180,270 kg/hm^2)下小麦产量及地上部干物质累积量的影响,并用Logistic模型模拟了单间作小麦的关键生长参数(最大生物量... 详细信息

为探明间作小麦的产量特征,通过2 a田间试验研究了小麦蚕豆间作种植对不同氮水平(N0、N1、N2、N3施氮量分别为0,90,180,270 kg/hm^2)下小麦产量及地上部干物质累积量的影响,并用Logistic模型模拟了单间作小麦的关键生长参数(最大生物量(A)、初始生长速率(r)、最大生长速率(Rmax)和达到最大生长速率的时间(Tmax))及生长动态。结果表明,小麦蚕豆间作产量优势明显,LER>1(除N3水平外)。小麦产量和关键生长参数均受间作和施氮量的影响。除N3水平外,与单作小麦(MW)相比,间作平均提高靠近蚕豆的间作第1行小麦(IW1)的产量29.5%、Rmax 24.4%(除2017年N0外)、r 16.1%(除2017年N0外);N1~N2水平下,间作还平均提高IW1的A 7.9%。此外,间作也提高了小麦生长高峰期的生长速率,增加了IW1在生殖生长阶段(播种90~180 d)地上部生物量。同时,间作还使N0~N2水平下距离蚕豆稍远的第2行小麦(IW2)的产量(除2018年N2外)增长19.7%;提高N1、N2(除2018年N2外)的A 7.8%和Rmax 10.6%。综上所述,小麦蚕豆间作产量优势的形成源于边行优势和内行积极效应;间作显著提高边行和内行小麦关键生长参数A、Rmax和r是产量优势形成的基础。但间作优势和内行效应随氮肥投入量的增加而降低甚至消失。研究结果为合理间作及间作体系氮肥的合理施用提供依据。

关键词：小麦和蚕豆间作产量关键生长参数生长速率边行和内行效应

豆科禾本科间作促进磷高效吸收利用的地下部生物学机制研究进展

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作物杂志 2018年第4期 20-27页

作者：柏文恋郑毅肖靖秀云南农业大学资源与环境学院云南昆明650201 云南省教育厅云南昆明650223

磷是不可再生资源,磷素营养的高效利用一直是人们关注的热点。豆科禾本科间作可提高土壤磷有效性、改善作物磷营养而提高作物生产力。近年来,相关机理研究越来越深入。本文综述了国内外豆科禾本科间作对土壤磷及作物磷素吸收利用的影响... 详细信息

磷是不可再生资源,磷素营养的高效利用一直是人们关注的热点。豆科禾本科间作可提高土壤磷有效性、改善作物磷营养而提高作物生产力。近年来,相关机理研究越来越深入。本文综述了国内外豆科禾本科间作对土壤磷及作物磷素吸收利用的影响,从作物根系形态、根构型、根系分泌物(质子、低分子量有机酸、磷酸酶)、菌根、根际微生物的角度,阐述了豆科禾本科间作提高土壤磷有效性、促进磷高效吸收利用的机制,对进一步深入理解豆科禾本科种间互作响应磷素的根际过程具有十分重要的意义。最后,从定量化研究及间作群体互作方面对今后的研究方向进行了展望。

关键词：豆科禾本科间作磷高效利用地下部相互作用根系根际过程

小麦蚕豆间作体系氮素吸收累积动态及其种间氮素竞争关系

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植物营养与肥料学报 2020年第7期26卷 1284-1294页

作者：刘振洋吴鑫雨汤利郑毅李海叶潘浩男朱东宇王静静黄少欣覃潇敏肖靖秀云南农业大学资源与环境学院云南昆明650201 云南开放大学云南昆明650599

【目的】通过研究小麦//蚕豆间作地上部的氮含量和吸收量,明确不同氮水平下小麦//蚕豆间作的氮吸收累积特征,解析间作小麦和蚕豆种间氮素竞争关系。【方法】田间试验采用两因素随机区组试验设计,设置3个种植模式(单作小麦,单作蚕豆及小... 详细信息

【目的】通过研究小麦//蚕豆间作地上部的氮含量和吸收量,明确不同氮水平下小麦//蚕豆间作的氮吸收累积特征,解析间作小麦和蚕豆种间氮素竞争关系。【方法】田间试验采用两因素随机区组试验设计,设置3个种植模式(单作小麦,单作蚕豆及小麦//蚕豆间作)及4个氮水平(N0,N1,N2,N3),其中小麦的4个施氮量依次为0、90、180、270 kg/hm2,蚕豆的4个施氮量依次为0、45、90、135 kg/hm2。测定了单间作小麦和蚕豆的产量、地上部氮累积含量,利用Logistic模型模拟小麦蚕豆的氮吸收关键参数及氮吸收动态,分析了间作小麦和蚕豆的氮素竞争关系。【结果】小麦//蚕豆间作整体平均提高小麦产量33.4%(除N3外)、降低蚕豆产量20.7%,N0和N1水平下,间作具有显著产量优势。通过Logistic模型分析发现,间作条件下小麦的氮吸收高峰比蚕豆晚1219天。4个氮水平下,间作主要提高了小麦最大氮累积量(A)、最大氮吸收速率(Rmax)和初始氮吸收速率(r),却降低了蚕豆的A、达到最大氮吸收速率所需的时间(Tmax)和Rmax。在营养生长阶段,小麦的氮素竞争力低于蚕豆,施氮可提高小麦的氮素吸收量。从施氮水平和种植模式共同作用角度分析,N0、N1和N2水平下,间作分别提高小麦的Rmax 34.1%、44.6%和21.0%。因此,当小麦达到氮吸收高峰后,间作分别提高小麦氮吸收速率和氮素累积量15.1%48.4%和9.2%28.9%,却降低蚕豆氮吸收速率和氮素累积量7.3%28.4%和7.9%14.0%。此时,间作小麦氮素竞争力大于蚕豆,在N1水平下小麦的氮素竞争力最强。【结论】小麦//蚕豆间作提高了小麦的初始及最大氮素吸收速率(r和Rmax),提高了小麦生殖生长阶段的氮素吸收和累积,是间作小麦产量优势的基础。优化氮肥投入量,可调控小麦和蚕豆的种间竞争及互补关系,是小麦//蚕豆间作体系产量优势形成、氮素高效吸收利用的关键。

关键词：小麦蚕豆间作产量优势 Logistic模型氮吸收关键参数氮素竞争力

不同磷水平下小麦蚕豆间作对根际有效磷及磷吸收的影响

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植物营养与肥料学报 2019年第7期25卷 1157-1165页

作者：张梦瑶肖靖秀汤利郑毅云南农业大学资源与环境学院昆明650201 云南省教育厅昆明650223

【目的】探明不同磷水平下小麦–蚕豆间作对根际有效磷含量及作物磷吸收量的影响,提高磷肥利用率。【方法】2015—2016和2016—2017两季田间试验在云南农业大学试验基地耕作红壤上进行,供试小麦品种为云麦-52,蚕豆品种为玉溪大粒豆。设... 详细信息

【目的】探明不同磷水平下小麦–蚕豆间作对根际有效磷含量及作物磷吸收量的影响,提高磷肥利用率。【方法】2015—2016和2016—2017两季田间试验在云南农业大学试验基地耕作红壤上进行,供试小麦品种为云麦-52,蚕豆品种为玉溪大粒豆。设施P2O5 0 (P0)、45 (P45)和90 kg/hm^2 (P90)三个水平,和单作(M,包括小麦单作MW和蚕豆单作MF)和间作(I)两种种植模式。每季在小麦分蘖期、拔节期、抽穗期、灌浆期和成熟期,蚕豆分枝期、开花期、结荚期、籽粒膨大期、收获期采取根际土样测定有效磷含量。在小麦蚕豆收获期测定单、间作小麦、蚕豆产量,并测定作物地上部磷含量。计算土地当量比(LER)来衡量间作优势,并用磷肥农学利用率来反映磷肥的吸收效率。【结果】与单作相比,在P0、P45、P90水平下,2016年间作种植显著提高了小麦籽粒产量12.5%、21.7%和17.3%,2017年间作蚕豆产量较单作分别降低了16.8%、11.7%和8.2%。三个磷水平下,小麦–蚕豆间作具有产量优势,土地当量比(LER)为0.95~1.18。与常规施磷水平(P90)下的单作相比,小麦–蚕豆间作条件下,磷肥减施1/2 (P45)并未降低小麦和蚕豆产量。间作种植对小麦根际有效磷含量无显著影响(除2016年成熟期外),但2017年,在蚕豆分枝期、开花期、结荚期,间作则分别降低蚕豆根际有效磷含量20.8%、44.5%和18%。与P90单作相比,间作P45处理几乎不会降低小麦、蚕豆根际有效磷含量。小麦、蚕豆磷吸收量主要受磷水平的调控,种植模式对小麦和蚕豆磷的吸收量及磷肥农学利用率均没有影响。【结论】在本试验条件下,小麦–蚕豆间作提高了小麦籽粒产量,降低了蚕豆产量;间作种植主要是改变了蚕豆生育前期根际有效磷含量,但对作物的磷吸收量没有影响。小麦–蚕豆间作具有减施磷肥、维持作物产量和根际土壤有效磷的潜力。

关键词：小麦蚕豆间作根际有效磷磷吸收量磷肥农学利用率

不同施氮量对小麦蚕豆间作作物产量及其光合特征的影响

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云南农业大学学报（自然科学版） 2017年第2期32卷 350-357页

作者：贾曼曼肖靖秀汤利郑毅云南农业大学资源与环境学院

合理间作可以提高作物光合效率进而增加作物产量,氮肥施用对豆科禾本科作物间作的光合效率会产生影响。为了解不同氮水平下小麦蚕豆间作的作物生长及光合特性,通过田间试验,探讨了不同供氮水平下(N_0:0 kg/hm^2、N_(1/2):90 kg/hm^2、N_... 详细信息

合理间作可以提高作物光合效率进而增加作物产量,氮肥施用对豆科禾本科作物间作的光合效率会产生影响。为了解不同氮水平下小麦蚕豆间作的作物生长及光合特性,通过田间试验,探讨了不同供氮水平下(N_0:0 kg/hm^2、N_(1/2):90 kg/hm^2、N_1:180 kg/hm^2、N_3/2:270 kg/hm^2)小麦蚕豆间作作物的产量和光合特征。结果表明:小麦蚕豆间作具有显著的增产优势,土地当量比LER在N_0、N_(1/2)、N_1水平下分别为1.12,1.09,1.06;随着氮肥用量的增加,间作产量优势消失(N_(3/2)下,LER=0.98)。与单作相比,间作显著提高了小麦产量,在N_1、N_(3/2)水平下,间作小麦比单作增加了40.02%和30.83%。间作小麦和蚕豆的净光合速率、蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度都随施氮量增加保持先增加后减少的趋势,净光合速率、蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度都在N_(1/2)达到最大值(小麦蒸腾速率在N_1达到最大值);在N_1,N_(3/2)水平下,间作显著降低小麦胞间CO_2浓度32.23%和41.67%;在N_(1/2)水平下间作蚕豆蒸腾速率达到最大,在N_1,N_(3/2)水平下,间作蚕豆蒸腾速率与单作相比达到显著差异,降幅分别为30.85%和44.48%,间作蚕豆胞间二氧化碳浓度在N_(1/2)达到最大,在N_1水平下单间作达到显著差异,增幅为31.30%。总体上,间作和施氮对作物的产量、生物量和光合特性都有一定的促进作用。

关键词：施氮量小麦蚕豆间作光合特性

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间作玉米大豆根系分泌物中有机酸的变化特征

西南林业大学学报（自然科学） 2016年第5期36卷 78-83页

作者：陈利肖靖秀郑毅西南林业大学生命科学学院云南昆明650224 云南农业大学资源与环境学院云南昆明650201

通过水培试验,收集了不同生育期单作玉米、单作大豆、玉米大豆分隔间作(根系用尼龙网分隔)及玉米大豆间作(根系不分隔)下的根系分泌物,并通过高效液相色谱方法分析不同种植模式下不同生育期的玉米大豆根系分泌物中有机酸的变化特征。结... 详细信息

通过水培试验,收集了不同生育期单作玉米、单作大豆、玉米大豆分隔间作(根系用尼龙网分隔)及玉米大豆间作(根系不分隔)下的根系分泌物,并通过高效液相色谱方法分析不同种植模式下不同生育期的玉米大豆根系分泌物中有机酸的变化特征。结果表明:与单作相比,在有机酸分泌种类上,分隔间作玉米苗期增加苹果酸,减少顺丁烯二酸;喇叭口期无变化;孕穗期减少苹果酸。间作玉米苗期增加苹果酸,喇叭口期减少酒石酸和苹果酸,孕穗期减少乳酸和顺丁烯二酸;分隔间作大豆苗期增加柠檬酸,花期减少酒石酸和乳酸、增加乙酸,鼓粒期增加酒石酸和苹果酸;间作大豆苗期增加柠檬酸,花期减少酒石酸和苹果酸、增加乙酸,鼓粒期增加酒石酸和苹果酸、减少乳酸和顺丁烯二酸。在分泌速率上,分隔间作玉米喇叭口期增加了284.80%,间作玉米在喇叭口期和孕穗期分别增加了159.24%、88.01%;间作大豆在鼓粒期增加了149.59%,分隔间作大豆在苗期、花期和鼓粒期分别增加了114.65%、24.24%、389.38%。间作和分隔间作改变了有机酸分泌种类,间作能更长时期提高玉米有机酸分泌速率,分隔间作能更长时期提高大豆根系的有机酸分泌速率。

关键词：玉米大豆间作根系有机酸分泌物

小麦与蚕豆间作体系根系形态与磷吸收的定量解析

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应用生态学报 2021年第4期32卷 1317-1326页

作者：柏文恋张梦瑶刘振洋郑毅汤利肖靖秀云南农业大学资源与环境学院昆明650201 贵州省林业科学研究院贵阳550005 云南开放大学昆明650221

豆科与禾本科作物间作能够改变作物根系生长,但不同施磷水平下间作-根系形态-磷吸收之间的关系尚未明确。本研究通过田间定位试验和根箱模拟试验,研究不同种植模式(小麦单作、蚕豆单作和小麦-蚕豆间作)和不同磷水平下小麦和蚕豆的产量... 详细信息

豆科与禾本科作物间作能够改变作物根系生长,但不同施磷水平下间作-根系形态-磷吸收之间的关系尚未明确。本研究通过田间定位试验和根箱模拟试验,研究不同种植模式(小麦单作、蚕豆单作和小麦-蚕豆间作)和不同磷水平下小麦和蚕豆的产量、生物量、磷吸收及根系形态特征,分析探讨不同施磷条件下小麦-蚕豆间作对根系形态和磷吸收的影响。结果表明:根箱试验中,与单作相比,间作小麦的根干重、根冠比分别增加21.2%、61.5%,地上部干重降低14.6%,根系磷含量和总吸磷量分别提高23.8%和12.1%;间作蚕豆的地上部干重、根干重、根冠比、总根长和根体积分别增加16.5%、47.3%、24.0%、3.5%和8.4%,间作蚕豆地上部磷含量、根系磷含量和总吸磷量分别提高14.7%、26.2%和21.5%。田间试验中,与单作相比,分蘖期间作小麦地上部磷吸收量降低8.7%,而在拔节期、抽穗期、灌浆期和成熟期分别提高40.6%、19.7%、7.8%和12.4%;但种间互作导致开花期、结荚期和成熟期间作蚕豆的地上部磷吸收量分别降低9.8%、9.0%和5.2%。偏最小二乘法(PLS)回归分析表明,小麦的根表面积和根体积、蚕豆的根表面积对作物磷吸收的贡献最大,在低磷胁迫条件下,间作同时提高了小麦和蚕豆的根体积和根表面积,促进了磷的吸收。总之,在缺磷或低磷条件下,种间互作扩大了小麦和蚕豆根土接触面积,促进了苗期磷的吸收,为后期间作优势的形成奠定了基础。

关键词：小麦-蚕豆间作根系形态磷吸收磷水平

小麦/蚕豆间作作物生长曲线的模拟及种间互作分析

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应用生态学报 2018年第12期29卷 4037-4046页

作者：柏文恋张梦瑶任家兵汤利郑毅肖靖秀云南农业大学资源与环境学院昆明650201 云南省教育厅昆明650223

物种间的相互作用与间作产量优势的形成密切相关,但很少有人注意到种间互作动态.本研究通过2年田间定位试验,运用Logistic分析模拟了不同种植模式(小麦单作、蚕豆单作和小麦/蚕豆间作)和不同磷水平下[P_0,施磷量(P_2O_5)为0 kg·hm^(-2)... 详细信息

物种间的相互作用与间作产量优势的形成密切相关,但很少有人注意到种间互作动态.本研究通过2年田间定位试验,运用Logistic分析模拟了不同种植模式(小麦单作、蚕豆单作和小麦/蚕豆间作)和不同磷水平下[P_0,施磷量(P_2O_5)为0 kg·hm^(-2)(对照); P1,施磷量(P_2O_5)为45 kg·hm^(-2); P2,施磷量(P_2O_5)为90 kg·hm^(-2)]单间作小麦、蚕豆的生长模型,分析了作物种间互作的动态变化.结果表明:小麦/蚕豆间作使小麦产量提高了10.5%～18.6%,蚕豆产量却降低了4.8%～12.3%,但间作系统仍具有产量优势,土地当量比(LER)和相对拥挤系数(K)分别为1.01～1.15和1.12～3.20.小麦和蚕豆的产量及关键生长参数均受磷水平调控,但LER和K并不受磷水平影响.与单作相比,间作小麦的最大生长速率(R_(max))和最初生长速率(r)分别提高21.8%～38.7%和20.7%～38.9%,但间作对蚕豆的关键生长参数无影响.在小麦、蚕豆的生长初期,不同磷水平下,单间作作物的生长曲线无差异;间作群体以种间竞争为主,无间作生物量优势(LER1,K>1).总之,在不同的生长发育阶段,小麦、蚕豆的相互作用不同,间作提高了中后期小麦的生长速率,为间作优势的形成奠定了基础.

关键词：小麦/蚕豆间作生长模型种间互作磷水平