增雨和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)大豆和反枝莧的生長(zhǎng)和氮素吸收的影響.pdf

1、全球氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要影響。目前，我國(guó)干旱、半干旱和半濕潤(rùn)易旱區(qū)的農(nóng)業(yè)還主要依靠自然降水，以旱作雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)為主，這些地區(qū)降水的年際和年內(nèi)變化大，降水季節(jié)格局多變，但迄今為止，關(guān)于降雨格局變化對(duì)作物與外來雜草競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制的研究還很缺少。根據(jù)IPCC預(yù)測(cè)，我國(guó)東北未來的降水量會(huì)顯著增加。本研究以大豆（Glycine max）和外來雜草反枝莧(Amaranthus retroflexus)為研究對(duì)象，通過模擬豐水年不同降雨季節(jié)格局（早高峰式

2、、中高峰式、晚高峰式、早晚雙高峰式），對(duì)比常見降雨季節(jié)格局（平水年，中高峰式）下，比較研究?jī)煞N競(jìng)爭(zhēng)模式（種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)和種間競(jìng)爭(zhēng)，即單栽和混栽）下，大豆和反枝莧的生長(zhǎng)形態(tài)特征、生物量積累以及養(yǎng)分吸收對(duì)不同季節(jié)增雨的響應(yīng)規(guī)律。
　　結(jié)果表明:不同季節(jié)增雨對(duì)大豆和反枝莧的比葉面積、株高和相對(duì)生長(zhǎng)速率有顯著影響。在苗期降雨量大的早高峰和早晚雙高峰降雨格局大豆和反枝莧比葉面積、株高、相對(duì)生長(zhǎng)速率都高于其它降雨格局。早晚雙高峰由于在8月初降雨量較

3、低，使得反枝莧比葉面積下降明顯。大豆和反枝莧早高峰降雨格局株高一直高于其它降雨格局，在前期增雨可以顯著提高兩種植物的株高。6月反枝莧降雨量大的早高峰和早晚雙高峰相對(duì)生長(zhǎng)速率高，但在7月下降速度也快，低于其它降雨格局。
　　不同季節(jié)增雨對(duì)大豆和反枝莧根冠比和生物量積累及分配也有顯著影響。隨著生育期的推進(jìn)，大豆和反枝莧根冠比逐漸降低，在苗期早高峰和早晚雙高峰的大豆和反枝莧根冠比低于其它降雨格局，7月大豆中高峰根冠比最高，中期增雨能夠促

4、進(jìn)大豆根的生長(zhǎng)。成熟期大豆地上生物量最高的是中高峰和早高峰降雨格局，地下生物量在4種降雨格局間差異不顯著。反枝莧生殖生長(zhǎng)早于大豆，前期降雨量充足地上生物量高，成熟期早高峰和早晚雙高峰降雨格局地上生物量最高。在生長(zhǎng)季前期大豆和反枝莧養(yǎng)分主要供應(yīng)葉和莖，降雨量大的早高峰和早晚雙高峰，葉和莖積累的生物量也大。成熟期早高峰和中高峰式降雨格局大豆對(duì)莖和繁殖器官生物量的分配高于其它降雨格局。
　　不同季節(jié)增雨對(duì)大豆和反枝莧的氮素積累和分配影響

5、顯著。大豆和反枝莧根、莖、葉氮含量隨著生長(zhǎng)季的推進(jìn)逐漸降低，6月早高峰和早晚雙高峰式降雨格局根、莖、葉氮含量高于其它降雨格局，7月之后早高峰和早晚雙高峰式降雨格局氮含量下降幅度大，氮含量低于其它降雨格局。大豆莢果隨著生長(zhǎng)季的推進(jìn)氮含量逐漸增加，反枝莧逐漸降低。成熟期大豆晚高峰和早晚雙高峰式降雨格局莢果氮含量最高。成熟期早高峰和中高峰式降雨格局大豆總氮積累量最高，對(duì)莢果氮積累量的分配高于其它降雨格局，早高峰和早晚雙高峰式降雨格局反枝莧總氮

6、積累量最高，對(duì)穗氮積累量的分配高于其它降雨格局。
　　種間競(jìng)爭(zhēng)影響反枝莧的比葉面積，反枝莧吸收較多的養(yǎng)分，增加單位質(zhì)量上的葉面積，使得混栽反枝莧比葉面積高于單栽?；煸苑粗η{抑制大豆的生長(zhǎng)，混栽大豆株高低于單栽大豆，混栽反枝莧高于單栽反枝莧。種間競(jìng)爭(zhēng)顯著影響大豆和反枝莧株高和相對(duì)生長(zhǎng)速率，7月混栽大豆相對(duì)生長(zhǎng)速率低于單栽，混栽反枝莧高于單栽。
　　種間競(jìng)爭(zhēng)對(duì)大豆根冠比有顯著影響，大豆通過增加根生物量，提高競(jìng)爭(zhēng)能力，使得混栽大豆

7、根冠比高于單栽?；煸源蠖沟厣虾偷叵律锪慷嫉陀趩卧?，說明反枝莧不僅在地上與大豆競(jìng)爭(zhēng)光，同時(shí)也限制大豆根的生長(zhǎng)?；煸苑粗η{地上生物量高于單栽，種間競(jìng)爭(zhēng)促進(jìn)了反枝莧地上部的生長(zhǎng)。種間競(jìng)爭(zhēng)降低了混栽大豆莢果生物量的分配，增加了混栽反枝莧穗生物量的分配。
　　在生長(zhǎng)季前期混栽大豆莖和葉氮含量低于單栽，后期高于單栽，說明前期種間競(jìng)爭(zhēng)要大于種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)，后期種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)大于種間競(jìng)爭(zhēng)。混栽大豆受種間競(jìng)爭(zhēng)的影響，莢果生物量積累較少，稀釋程度低，使得混栽大

8、豆莢果氮含量高于單栽。成熟期混栽大豆氮積累量在莢果中的分配明顯低于單栽，混栽反枝莧在穗中氮積累量分配高于單栽。
　　綜上所述，不同季節(jié)增雨會(huì)改變大豆和反枝莧的生長(zhǎng)形態(tài)、養(yǎng)分的利用和分配，生長(zhǎng)季中期增雨對(duì)大豆生長(zhǎng)有利，生長(zhǎng)前期增雨對(duì)反枝莧生長(zhǎng)有利。大豆與反枝莧的競(jìng)爭(zhēng)中，大豆通過改變根冠比，降低比葉面積來減小反枝莧的競(jìng)爭(zhēng)壓力，但仍不能達(dá)到大豆正常生長(zhǎng)狀態(tài);而反枝莧在混栽條件下，水分競(jìng)爭(zhēng)能力較強(qiáng)，具有高度優(yōu)勢(shì)，遮蔽大豆，減弱大豆獲得的光