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黄瓜—花生混作系统中的铁营养效应及土壤酶活性研究

发布日期:2014-06-07 12:23:57     我来说两句
黄瓜—花生间作是华北地区普遍的种植方式,花生与黄瓜间作后黄瓜的产量大大提升,花生与黄瓜混作后花生铁营养供应情况可明显得到

黄瓜—花生间作是华北地区普遍的种植方式,花生与黄瓜间作后黄瓜的产量大大提升,花生与黄瓜混作后花生铁营养供应情况可明显得到改善。由于铁是参与豆科作物根瘤固氮反应的固氮酶、豆血红蛋白、铁氧还原蛋白等的重要金属组分,可直接参与豆科作物共生固氮的生理生化过程[1-2]。因此该间作系统的种间相互作用对系统铁营养有较大的影响。所以研究黄瓜—花生间作系统中不同施氮水平下不同生育期的种间相互作用对作物根际铁营养及土壤酶活性的影响具有重要理论意义。为此,笔者通过大田试验来研究黄瓜—花生混作系统中不同供氮水平下种间相互作用的铁营养效应,从而为利用作物种间的相互作用来提高养分资源利用率提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试作物花生品种为豫花15号,黄瓜品种为津优12。

供试土壤为砂壤土,其理化性状:pH为6.97,全氮含量为1.23 g/kg,速效磷为0.44 mg/kg,速效钾为90.3 mg/kg,有效铁为4.03 mg/kg。土样风干后过1 mm筛备用。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计

试验设3种种植方式,即花生单作、黄瓜单作、黄瓜—花生混作。单作花生每垄留苗10株,单作黄瓜每垄留苗10株,混作每垄留苗为10株花生和 10株黄瓜。重复2次。每种种植方式的施肥情况除施氮量不同外其他均相同。氮肥用量为3个水平:0 mg/kg、50 mg/kg、150 mg/kg。氮肥对水后进行浇灌。

1.2.2 样品采集

花生长至开花期、下针期后,分别收获植株地上部、地下部,同时收获黄瓜植株。植株在105 ℃下杀青30 min,70 ℃下烘干72 h后称重。根际土壤样品的采集方法是,将不同处理的黄瓜、花生的根系从土壤中取出后,用抖土法将植物根系附着的土壤轻轻抖落,抖落土壤为土体土壤,粘在植物根表的土壤为根际土壤。

1.2.3 测定方法

根际土壤有效铁含量、植株全铁含量、土壤酶活性(过氧化氢酶)参照鲍士旦[3]的《土壤农化分析》。

1.3 统计方法

所有数据均采用SPSS13.0统计软件进行统计分析(LSD法)。 WWW.GUoSHu123.cn

2 结果与分析

2.1 不同栽培模式不同施氮水平对花生地上部吸铁量的影响

由图1可知,不同施氮水平对不同生育期单株花生地上部的吸铁量的影响不大。随着花生作物的生长,不同施氮处理下针期比开花期单、混作中花生地上部的吸铁量均增加。不施氮肥的开花期混作花生地上部的吸铁量低于单作花生,下针期时则混作高于单作。施用氮肥的处理开花期时单、混作花生地上部吸铁量之间无明显差异,当花生生长到下针期时,则混作花生地上部的吸铁量均高于单作,N 50 mg/kg和N 150 mg/kg处理的混作较单作分别增加了54%和37%。

2.2 不同栽培模式不同施氮水平对根际土壤有效铁的影响

由图2可知,开花期不施氮肥的单作花生、黄瓜—花生混作和单作黄瓜的根际土壤活性有效铁含量几乎没有差异;施氮50 mg/kg的单作黄瓜处理的根际土壤活性有效铁含量显著高于花生单作和混作,分别增加了40.4%和40.7%;施氮150 mg/kg混作的根际土壤活性有效铁含量高于花生单作和黄瓜单作,而黄瓜单作和黄瓜—花生混作的根际土壤活性铁含量无显著差异。当花生生长到下针期,施氮肥的黄瓜单作和黄瓜—花生混作根际土壤活性铁含量高于单作花生。这进一步说明,花生与黄瓜混作后其铁营养状况可明显得到改善。

2.3 不同栽培模式不同氮肥水平对根际土壤酶活性(过氧化氢酶)的影响

由图3可知,除开花期施氮50 mg/kg处理的混作的根际土壤过氧化氢酶活性低于黄瓜单作外,其余的混作的根际土壤过氧化氢酶活性均高于黄瓜单作。随着黄瓜作物的生长,混作的根际土壤过氧化氢酶活性均高于花生单作,尤其是施氮50 mg/kg处理的混作的根际土壤过氧化氢酶活性显著高于黄瓜单作,较单作增加42%。

由图4可知,不施氮处理下2个时期混作的土壤过氧化氢酶活性均低于花生单作处理;而在施氮处理下,2个时期混作的根际土壤过氧化氢酶均高于花生单作,开花期各施氮处理的混作与单作的根际土壤过氧化氢酶活性差异不大,下针期的过氧化氢酶活性混作显著高于单作,尤其是施氮50 mg/kg处理,差异达到极显著。

3 结论

黄瓜—花生混作下针期不同施氮水平下均可提高花生地上部吸铁量,从而改善了花生铁营养。施氮对黄瓜根际土壤活性铁含量也有一定的促进作用,这可能是施用一定量的氮肥促进了作物生长,增强了根部的代谢功能,进而活化更多的铁,使其根际土壤活性铁含量升高,从而有利于铁的吸收利用。施氮处理的土壤过氧化氢酶含量混作均大于单作处理,也说明氮素营养增加的同时,活化了铁元素,满足了作物共生系统中的土壤酶活性需求,从而提高了根际土壤酶的活性。

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