为探索玉米-大豆套作系统中作物对N素吸收的差异特性,揭示减量施N对玉米-大豆套作系统的N高效利用机理。利用15N同位素示踪技术,结合小区套微区多年定位试验,研究了玉米单作(MM)、大豆单作(SS)、玉米-大豆套作(IMS)及不施N(NN)、减量施N(RN:180 kg N/hm2)、常量施N(CN:240 kg N/hm2)下玉米、大豆的生物量、吸N量、N肥利用率及土壤N素含量变化。结果表明,与MM(SS)相比,IMS下玉米茎叶及籽粒的生物量、吸N量降低,15N%丰度及15N吸收量增加,大豆籽粒及植株的生物量、吸N量及15N吸收量显著提高;IMS下玉米、大豆植株的N肥利用率、土壤N贡献率、土壤15N%丰度降低,15N回收率显著增加。施N与不施N相比,显著提高了单、套作下玉米、大豆植株的生物量、吸N量、15N丰度及15N吸收量;RN与CN相比,IMS下,RN的玉米、大豆植株总吸N量提高13.4%和12.4%,N肥利用率提高213.0%和117.5%,土壤总N含量提高12.2%和11.6%,土壤N贡献率降低12.0%和11.2%,玉米植株15N吸收量与15N回收率提高14.4%和52.5%,大豆的则降低57.1%和42.8%,单作与套作的变化规律一致。玉米-大豆套作系统中作物对N素吸收存在数量及形态差异,减量施N有利于玉米-大豆套作系统对N肥的高效吸收与利用,实现作物持续增产与土壤培肥。
通过田间裂区试验,研究了两种种植模式(大豆单作、玉米-大豆套作)和玉米、大豆施氮总量(NN:0;RN:180 kg·hm-2;CN:240 N kg·hm-2)对大豆农艺性状、花荚脱落及大豆产量的影响。结果表明:与大豆单作相比,玉米-大豆套作模式使大豆R2期的株高、茎粗、有效分枝数和倒三叶面积降低,第一节间长和平均节间长升高,大豆全株及中上层的落花数、落荚数和花荚脱落率显著降低,单株荚数、经济系数显著提高。玉米-大豆套作系统中,RN处理下的有效分枝数较少,倒三叶面积显著降低,大豆全株及中上层落花数显著减少,花荚脱落率达到最小值,比NN和CN显著降低10.8%、10.2%;在RN处理下,玉米-大豆套作模式下的大豆单株荚数、百粒重和生物量最大,产量和经济系数表现最佳。
