全 文 ：© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
核 农 学 报 ,
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种植模式对首藉固氮和 固氮产物转移的影响
姚允寅 陈 明 张希忠
中国农业科学院原子能利用研究所 北京 。。
田 间小 区试验研 究 了不 同种植模 式下 首着的共生 固氮贡献 , 并利 用 ’ 同位素
示踪技术评话 了首借的 和 , 以及与之混作生长的 牛尾草植株 中来 自首
著固氮产物的转移量 。 研究表明 , 豆科 与禾本科收草混作对发挥草地的优势有一定影
响 , 混作条播在干草产童 、 全氮产量 、 和 等方 面均优于 间作 与混作撒播
模 式 , 且 高于 单作 首看与牛几草的平均值 。 用 ’ 同位素稀释法 与‘ 天 然 丰度 法评
估 首着的 与 值时 , 无明显差异 , 前者还能准确侧 出混种 牛尾
声植株 中的 固氮产物转移量 , 后 者则大 大低枯 , 甚至 不 能浏 出 固氮产物转移 。
关键词 ‘ 同位素稀释法 ‘ 天然丰度法
、
种植模式 固氮 转移
前 台
首楷等豆科牧草与根瘤菌形成共生体系能固定大量的空气氮 , 不仅供 自身生长 , 还能通过
多种途径转移给与之混作的禾本科牧草 〔, 一 各 , 。 影响混作牧草固氮的因素甚多 卜‘的 。 但有关种植
模式的影响尚未见报道 。利用牧草茎叶的‘ 天然丰度值定量或半定量地评估固氮已有众多
报道 〔卜 ”〕。但在评估固氮产物转移方面 尚未涉及 。众所周知 , 不同的测量方法对豆科牧草共生
固氮贡献及固氮产物转移的评估往往有所不同 , 甚至有明显的差异‘,
·‘ 一 ’‘ , 。
本试验研究了不同种植模式对首箱生物产量 、 全氮产量 、 固氮量及固氮产物转移的影响 。
并用 同位素示踪方法对 田间豆科牧草共生 固氮和 固氮产物转移进行了比较研究
。 旨在充分利
用草地 , 提高牧草的产量及其固氮量 。
材 料 与 方 法
试验与设计 于 年 月 日至 月 日在北京西郊东北旺乡马连洼进行 , 土壤属褐土 ,
含有机质 , 全氮 , 有效磷 , 有效钾 , 。 供试牧草为紫花首楷
仔夕讼 保定 和牛尾草 一 。种植模式为单作
撒 播 、 混 作 撒 播 与条 播 、 间作 条 播等 种 处 理 , 紫花 首 蓓 和 牛 尾 草 单 作 的 播 种 量 分 别
为 , 与 , 混 作 或 间作 按 播 种 , 播 种 量分 别 为 , 与
鲍 , , 田间小区按裂区试验设计 , 副区研究种植模式对牧草生长和 固氮的影响 间作小
此文于 年 月 日收到 ,
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核 农 学 报
区兼作固氮产物转移距离的研究 。 主 区用于 ‘“ 同位素稀释法与‘ 天然丰度法评估固氮量的
比较 , 分别施入丰度为 的 ‘’ 和天然丰度的化学纯硫钱 , , 次重复 。
测定与计算 风干样品经 ℃烘烤 天 , 称重 、磨碎 、过筛 , 凯氏法定氮 。 一 质谱计
测定 ’‘ “ 比值 。 以单作牛尾草为不固氮参照 , 分别用 ’ 同位素稀释法与 ’‘ 天然丰度法计
‘
算首楷的 及混作 、 间作牛尾草的固氮产物转移量“ 川幻 。全部数据经统计分析处理 。干重
与氮产量 次重复统计处理 , 其余资料 次重复统计分析 。
结 果 与 讨 论
一 不同种植模式对牧草干重的影响
由表 可见 , 混作或间作牧草的总干重为 , , 而单作首蓓和牛尾
草的干重分别为 鲍 , 和 馆 , , 平均为 , , 而混作或间作首猎的播种量
仅为单作的 , 面积只占单作的
。 单位面积干重却分别为 , 、 ,
和 , , 相当于单作的 、 和 。 可见混作或间作首箱的生长明显
优于单作 , 混作撒播
、 条播和间作 种种植模式 , 尽管豆科与禾木科两牧草的种子 比例相同 均
为 。但播后约 个月 , 由于种植模式不同 , 其值分别成为 , 和 。 显然 , 混作条播模
式最有利于首糟对空间 、 光能与土壤养分的利用 。 同时也可看 出 , 豆禾混种情况下 , 首藉产量是
决定草地产量的主要因素 。这与 和 研究三叶草与黑麦草混种的结果相似 〔 〕
。
二 不同种植模式对全氮产里的影响
由表 可见 , 单作首楷含氮量最高 , 间作牛尾草含氮量最低 。 比较单位
户 表 种植模式对混作草地首蓓和牛尾草干重及组成的影响
叽
种植模式 干 重 豆禾比
总 重 首 箱 牛尾草
混作撒播
。
混作条播
间 作 ‘
单作撒播 乓 ‘
单作撒播
注 同类具有相同英文字母的数值为 二 、 复全距测验 水平上差异不显著 。
卜 ,
二
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种植模式对首箱固氮和固氮产物转移的影响
表 种植模式对氮产量及氮来源的影响
种值模式 首猎 牛尾草
’
氮产童
氮含量 固氮 土壤氮 肥料氮 小计 氮含量 转移氮 土壤氮 肥料氮 小计
’
环
就
混作撤播
、
混作条播
间 作 侧
。
单作撤播
。
单作撤播
注 见表 。
面积全氮产量可以发现 , 混作条播模式 ’ 明显高于混作撤播 , 和 间
作 ” 模式 。 , 这与其首楷和牛尾草的单位面积干草产量及植株全氮含量
较高密切相关 。若与单作首楷和牛尾草单位面积的平均氮产量 , 相 比 , 混作条播
模式的全氮产量增加了 。
三 不同种植模式对共生固氮贡献的影响
试验结果 图 表明 , 首楷固氮十分明显
。然而不同的种植模式对首蓓植株中来 自空气氮
的百分 比 略有不同 一 , 以混作条播模式最高 。 这与以往报道播种
后 个月左右单 、 混作首猎的 值相当 。 从图 还可看出 , 与首箱间二混作的牛尾草植株
次的
次咨
首指口曰
切曰
落 蕊 沃
门 , 门 资
万 月
酬副
、
昌
咨
牛尾草
才
群姗畔
、以麟脱侧林
图
、
不同种植模式对固氮及固氮产物转移的影响
王
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核 农 学 报 卷
空气氮 土坡氮十肥料氮
图 不同种植模式中不
同氮源的贡献
表 两种方法测定的牧草固定氮及转移氮
,
种植模式 牧 草 固氮百分率 纬 固氮量
吕 天然丰度法 同位素稀释法 天然丰度法 同位素稀释法
混作撤播 , 曹借
牛尾草
间作 , 曹猎
。
牛尾草
混作条播 牛尾草
加 。牛尾草
单作撒播 。牛尾草
。
。牛尾草
曹荷
。
儿牛尾草
曹猎 人
牛尾草
首箱
差异显著性 玖
几
加 ’
, 二 , 卜 ⋯
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期 种植模式对首拾固氮和固氮产物转移的影响
中 , 有一定数量的氮是 由首蓓“ 释放 ”的固氮产物 , 而且混作条播模式 的固氮产物转移量最高
, 间作 次之 , 混作撒播 写 最低 。 由图 可看出 , 混作条播模式的固氮
贡献最高 , 单位面积全氮产量中约有 来 自空气氮 , 只有 来 自土壤氮和 肥料氮
因施氮量甚低 , 来 自肥料氮的比例不到 。
四 固氮产物转移及其测定
从表 可见 , 用‘ 天然丰度法与‘ 同位素稀释法测定首箱的写 及
·
值时 , 无 明
显 差异 。 。 由表 还可见 , 间作第 行首楷 , 、第 行首措 , 与第 行牛尾草 。 等距 ,
各约 , 在牛尾草中 , ‘吸收的转移氮最高 , 可能是吸收了两边首蓓 , 和
、
, 的
固氮产物所致 。牛尾草 、 或 、 。与首楷 , 、 不等距 , 且吸收的转移氮均少于牛尾草 。 , 说明
只能吸收一边首楷供给的固氛产物 , 从而也说明固氮产物转移距离可能不超过 称脚
。 此种
现象反映了首蓓和牛尾草地下部各 自分布的可能范围及盘根错节的复杂情况 。
从表 还可看出 , 用‘ 天然丰度法未能测 出首蓓固氮产物的转移 。 等人也报道 ,
与三 叶草混作的多年生黑麦草的 值与单作的无 明显差异 〔”〕。 等人测定树木 于’
值亦有类似情况 〔’日〕。 由此可见 , ’ 天然丰度法难以用来研究混作情况下豆科作物固氮产物 向
其他非固氮作物的转移 。 由此也表明 , 在评估 田间混作豆科牧草的 时 , 可用与之混作的
禾本科牧草为不 固氮参照 , 不需另设单作禾本科牧草为参照 。
参 考 文 献
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姚允寅等 低水平化合态氮素对牧草固氮及土壤氮素肥力的影响 同位素示踪技术农业应用研究进展 温贤芳 , 姚允寅
主编 , 北京 中国农业科技出版社 , , 一
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婉允寅等 ’ 天然丰度法测量豆科牧草共生固氮的评估 核农学报 , ,
姚允寅等
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利用 ” 天然丰度法评估森林生态系统的固氮能力 , 中国核科技报告 , 一 。 乓 。。 , 北京 原子月
能出版社 , 公 ,
姚允寅等 百里荒牧场饲草 ” 天然丰度值的测定及其固氮能力初评 中国草地 , , ,
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马昌举等 , 用 ” 一 值法测定豆类作物的共生固氮量 , 原子能农业应用 , , 一
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