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不同磷水平下玉米大豆间作对氮素吸收与分配的影响

摘要

研究不同磷水平下氮在作物体内的吸收和分配规律，有助于理解合理间作中氮磷互作对作物提高土壤氮利用效率的原因。本文通过盆栽试验，研究了不同施磷水平下(P0-0mg/kg、P50-50mg/kg和P100-100mg/kg)玉米与大豆间作主要生育期氮素在籽粒和根、茎、叶的吸收与分配特点。结果表明：在P0、P50和P100水平下，与单作相比，间作种植分别显著提高了玉米和大豆籽粒产量111.8%、66.9%、42.3%和22.2%、31.4%、22.7%。间作显著提高了各生育期玉米和大豆氮素吸收量，促进了氮素向玉米籽粒的分配，却降低了氮素向大豆籽粒的分配。与不施磷处理相比，适当施磷则进一步提高了间作体系玉米与大豆氮素吸收量，并促进了氮素向玉米籽粒的分配。这表明玉米与大豆间作具有明显氮吸收间作优势，适当增施磷肥可以进一步促进间作体系氮素吸收。

关键词：施磷水平；间作；玉米；大豆；氮素吸收与分配

不同磷水平下玉米与大豆间作对氮素吸收与分配的影响

引言

氮和磷是植物生长发育必需的两大营养元素，对农作物的增产起着重要作用[1-2]。在我国集约化种植体系中作物的增产很大程度上归功于氮肥的大量投入，然而过量的氮肥施用也造成了土壤酸化、温室气体排放增加等一系列环境负效应[3-4]。磷素也是集约化农业生产中限制产量提高的重要因素之一，而外施磷肥已成为我国农业生产中的主要增产措施之一[5]。但由于磷在土壤中极易被固定，使得施入土壤中的磷有效性非常低且大量积存在土壤中[6]。因此，如何最大限度地协调作物氮、磷养分之间的协同效应对于实现高产高效的可持续农业发展具有重要意义。

间作种植是一种可以提高营养元素高效吸收利用的栽培技术，许多研究证实，在小麦//蚕豆[7-8]、玉米//蚕豆[9-10]、玉米//花生[11-12]等间作系统中，种间相互作用显著促进了作物的氮、磷养分吸收，表现出明显的氮、磷养分吸收优势。玉米与大豆间作是我国农业生产上一种比较典型的种植模式，具有养分高效吸收、控病及增产的优势[13-14]。已有研究表明，根系交互作用提高了玉米和大豆不同器官对氮、磷的吸收与累积，具有明显的氮、磷营养吸收利用优势[15-16]。然而不同磷水平下，玉米与大豆间作氮素吸收和分配会产生哪些变化尚不清楚。因此，本研究以玉米与大豆间作体系为研究对象，通过盆栽试验，探讨不同施磷水平下玉米与大豆氮素吸收与分配特征，旨在为间作模式的氮、磷养分管理及减肥增效提供理论依据。

材料与方法

2.1试验时间与地点

盆栽试验于2020年在云南农业大学后山资源与环境学院的格林温室大棚中实施。试验所用的土壤为采自云南昆明市官渡区小哨村云南农业职业技术学院后山试验基地的旱地红壤，土壤的基本理化性状如下：有机质含量7.58g·kg-1，碱解氮30.87mg·kg-1，速效磷5.77mg·kg-1，速效钾135.44mg·kg-1，pH5.61。

2.2试验材料与设计

玉米品种是云瑞-88(ZeamaysL.Yunrui-88)；大豆选用品种为滇豆7号(Glycinemax(Linn.)Merr.Diandou-

7)，均由云南农业科学院粮食作物研究所提供。

盆栽试验设种植方式和磷肥施用水平两个因素，磷肥施用水平设不施磷-0mgP2O5/kg(P0)、低磷水平-50mgP2O5/kg(P50)和常规施磷水平-100mgP2O5/kg(P100)；种植模式设玉米单作(MM)、大豆单作(MS)、玉米和大豆

间作(I)3种种植模式，其中单作处理每盆种植4株玉米或者4株大豆，间作处理则每盆种植2株玉米和2株大豆，均匀种植。试验共9个处理，每个处理设3个重复，花盆随机排列。试验塑料花盆的规格为高230mm×底部直径195mm，每盆装过2mm筛的干土10kg。氮钾肥用量均按照纯养分(N、K2O)计算，N为150mg/kg(干土)，K2O为150mg/kg(干土)。

供试肥料品种：尿素(46%N)、普通过磷酸钙(14%P2O5)、硫酸钾(50%K2O)。氮肥分2次施用，50%作为基肥，剩余的50%在玉米的拔节期追施；大豆的氮肥只施基肥，不追肥；磷肥和钾肥则作为基肥一次性直接拌土施入。在玉米-大豆生长的整个阶段中，定期浇水及人工除草，并定期调整花盆的摆放位置。

2.3样品采集与分析

在玉米小喇叭口期、大喇叭口期、孕穗期、成熟期，大豆分枝期、开花期、结荚期、成熟期进行采样，将植株分为叶、茎及根3个部分，杀青、烘干至恒重，分别称其干重计算生物量，并待测植株全氮含量。在玉米和大豆成熟期测定单、间作玉米、大豆的籽粒产量。

植株全氮：H2SO4-H2O2消煮