以林芝市巴宜区苹果园杂草群落为研究对象,以清耕后自然生长植物为对照,研究了一年生箭筈豌豆(Avena sativa L.)、燕麦(Vicia sativa L.)和多年生紫花苜蓿(Medicago sativa L.)、鸭茅(Dactylis glo-merata L.)牧草单播或混播对苹果园杂草群落组成和多样性的影响.结果显示:(1)调查期间共发现杂草17科31属 33种,其中优势科为禾本科、豆科、蓼科和菊科,优势种为白草(Pennisetum flaccidum Griseb.)、画眉草(Eragrostis pilosa(L.)Beauv.)、小头蓼(Persicaria microcephala(D.Don)H.Gross.)、牛膝菊(Galinsoga parviflora Cav.)和蒲公英(Taraxacum mongolicum Hand.-Mazz.);(2)牧草种植可以减少果园中杂草种类,降低优势杂草重要值,改变杂草群落结构,不同类型牧草在不同种植年限对杂草群落的影响存在差异;(3)不同间作牧草模式下杂草群落物种多样性有显著差异,但整体上较对照有所降低,种植年限与种植模式对群落多样性和优势度均有显著影响;(4)间作牧草有良好的杂草抑制效果,其中禾本科牧草的杂草防控效果优于豆科牧草,混播处理的杂草防控效果优于单播处理.研究结果表明,人工牧草的选择应考虑牧草生长年限,一年生牧草在短期内杂草防控效果较好,多年生牧草适宜长期种草的果园.

黄土高原半湿润易旱区降水资源短缺且年际分配不均,研究水分供应对饲草作物生长的影响对该区饲草栽培具有重要的指导意义.在遮雨棚中采用盆栽控水的方法,研究了箭筈豌豆单作、燕麦单作、饲用玉米单作、燕麦/箭等豌豆间作、燕麦/饲用玉米间作5种种植模式在高水(70％田间持水量)、中水(55％田间持水量)、低水(40％田间持水量)3个供水水平下的群体产量、根冠比以及水分利用效率.结果 表明:在高、中、低3个供水水平下,燕麦/箭筈豌豆间作群体的土地当量比分别为1.20、1.21和1.19,燕麦/饲用玉米间作群体的土地当量比分别为1.17、1.11和1.03,均表现为间作优势.同一供水水平下,5种种植模式中单作饲用玉米总干物质产量最高,单作箭筈豌豆最低.单作燕麦的干物质产量和粗蛋白产量均随水分供应量的减少而增加,而单作箭筈豌豆和单作玉米则表现出相反的趋势.在个体水平上,间作提高了燕麦干物质产量和粗蛋白产量,而降低了箭管豌豆和饲用玉米的产量,燕麦表现为间作优势.燕麦/箭筈豌豆间作群体干物质产量在中水和低水处理下比高水处理分别增加4.1％和4.8％,但差异不显著;而燕麦/饲用玉米间作群体干物质产量在中水和低水处理比高水处理分别显著降低8.0％和13.0％.燕麦/箭管豌豆间作群体的根冠比在中水和低水处理下分别比高水处理显著增加33.4％和58.4％,中水和低水处理显著降低了燕麦/饲用玉米间作群体的根冠比.燕麦/箭管豌豆间作群体的水分利用效率在中水和低水处理下分别比高水处理显著增加11.7％和12.9％,而燕麦/饲用玉米间作群体的水分利用效率在中水和低水处理下与高水处理相比变化不显著.单作玉米和燕麦/饲用玉米间作群体的产量较高,但其对水分变化较为敏感、产量稳定性差,燕麦/箭管豌豆间作群体在水分变化条件下产量稳定、粗蛋白产量占优、水分利用效率较高,建议在研究区使用.

箭筈豌豆(Vicia sativa)是重要的豆科牧草和绿肥作物.白粉病是箭筈豌豆常见病害,可抑制作物生长,严重时甚至导致植物死亡,造成巨大的经济损失.丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)广泛存在于自然界中,可与植物根系形成共生体,对宿主植物生长、养分吸收及水分循环均有促进作用,从而增加宿主对逆境胁迫的抗性.以箭筈豌豆为试验材料,在温室条件下,探究两种AM真菌Glomus tortuosum和Rhizophagus intraradices单独及混合接种对箭筈豌豆白粉病的影响.结果表明:G.tortuosum、R.intraradices及两种AM真菌混合接种均显著降低箭筈豌豆白粉病的发病率及病情指数,接种G.tortuosum处理效果最显著,其病情指数为37.37,较NM处理降低56.26％;G.tortuosum、R.intraradices和两种AM真菌混合接种的茎叶干重较NM处理增加64.47％、51.32％和70.49％,根干重增加24.02％、15.64％和44.69％;AM真菌处理显著提高了植物超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)以及多酚氧化酶(PPO)等防御酶活性(P<0.05),促进了植物可溶性糖、可溶性蛋白以及叶绿素含量(P<0.05).

通过田间试验,研究休耕(CK)、残膜覆盖、伏天深耕、施有机肥、秸秆还田和绿肥还田对土壤微生物量碳氮、酶活性及真菌群落的影响.结果表明,除过氧化氢酶外,不同处理对土壤微生物量碳氮、脲酶、碱性磷酸酶、脱氢酶、pH及有机质均有显著影响.从门水平上看,土壤真菌群落主要由子囊菌门、担子菌门和被孢霉门构成.其中伏天深耕、玉米秸秆粉碎还田+施牛羊粪+深翻耕后连续休耕3年处理的子囊菌相对丰度分别为43.23％和69.38％,显著高于CK(33.71％);从纲水平上看,座囊菌纲、粪壳菌纲、伞菌纲和被孢霉纲为优势菌纲,其中玉米秸秆粉碎还田+施牛羊粪+深翻耕后连续休耕3年处理以座囊菌纲为主(60.69％),其余处理以粪壳菌纲为主(4.11％-24.79％ );真菌多样性指数施牛羊粪+深翻耕+连续3年种植豌豆(拌根瘤菌粉8.5 g/kg种子)并在盛花期翻压还田、玉米秸秆粉碎还田+施牛羊粪+深翻耕后连续休耕3年、玉米秸秆粉碎还田+施牛羊粪+深翻耕+连续3年种植箭筈豌豆并在盛花期翻压还田处理显著低于CK和其他处理,丰富度指数玉米秸秆粉碎还田+施牛羊粪+深翻耕+连续3年种植毛苕子并在盛花期翻压还田处理显著高于CK和其他处理;真菌营养类型玉米秸秆粉碎还田+施牛羊粪+深翻耕后连续休耕3年处理以腐生营养型为主(62.9％),其他处理以病理营养型和腐生营养型为主.冗余分析和Monte Carlo置换检验结果显示,土壤微生物量碳、微生物量氮、pH和有机质含量对土壤真菌群落结构影响显著(P＜0.05).与休耕(CK)、残膜覆盖、伏天深耕相比,施有机肥、秸秆还田、绿肥还田结合深耕均降低了土壤中病理营养型真菌的相对丰度,利于保持农田土壤生态系统健康.

针对西北地区土壤肥力下降、保水保肥能力差的问题,选用黄绵土和灌漠土两种土壤类型,以玉米和箭筈豌豆为指示作物,通过盆栽试验,研究施用0、20、40、60 g·kg-1有机酸土壤调理剂对土壤养分和作物生长的影响.结果 表明:施用有机酸土壤调理剂可以降低作物生育期土壤水分蒸发散失;显著提高土壤中有效养分含量,对磷素的提升效果尤为明显,较未施用有机酸土壤调理剂处理速效磷含量和占比最高,分别提高256.5％和227.4％.在黄绵土上,随着调理剂施用量的提高,玉米和箭管豌豆的地上部干重均表现出先上升后下降的趋势,用量为20 g·kg-1时达到最大值;当土壤调理剂用量超过20 g·kg-1时,土壤全盐含量显著上升,箭筈豌豆出苗率显著下降.在灌漠土上,调理剂施用量对玉米土壤全盐含量的影响不显著,当调理剂用量为60 g·kg-1时,箭管豌豆土壤全盐含量显著提高;箭筈豌豆和玉米地上部干重分别在调理剂用量为40和60 g·kg-1时最大.因此,在黄绵土上种植箭管豌豆和玉米时调理剂的最佳施用量均为20 g·kg-1,在灌漠土上的最佳施用量分别为40和60 g· kg-1.

以土壤紧实度、冬前生物量、根系性状、植株氮累积量等为指标对供试12种覆盖作物(豆科:紫花苜蓿、光叶苕子、毛叶苕子、红三叶、白三叶、箭筈豌豆;非豆科:苏丹草、青萝卜、Nitro radish、甘蓝型油菜、羽衣甘蓝、菊苣)在东北三江平原地区的种植效果及应用潜力进行综合评价.结果表明:12种覆盖作物在试验播期均能正常生长,不同覆盖作物与对照相比均有利于降低土壤紧实度,其中青萝卜、Nitro radish和苏丹草土壤紧实度下降最显著,分别较对照下降了 47.1％、43.4％和33.4％;覆盖作物群体冬前鲜生物量为3.38～13.98 kg·m-2,干生物量为0.78～2.43 kg·m-2,非豆科覆盖作物的生物量显著高于豆科覆盖作物;覆盖作物的群体根系体积以萝卜、油菜、菊苣较大,尤其Nitro radish的根体积高达4018.5 cm3·m-2,苏丹草的根系横向延展范围最宽;豆科覆盖作物的灰分含量显著低于非豆科覆盖作物,能提供更多易分解的有机物质;覆盖作物总氮积累量为18.72～53.09 g·m-2,其中,羽衣甘蓝和菊苣的氮积累量最高,且生物量相对较大,有利于氮的积累和固定.在三江平原地区根据主栽作物的类型与冠层结构,选择豆科的三叶草、苕子、紫花苜蓿和非豆科的萝卜、羽衣甘蓝、苏丹草作为覆盖作物进行行间或行内混播的种植方式,可以在调控土壤结构的同时促进养分循环,有利于三江平原黑土地力的提升.