燕麦‖大豆、燕麦‖绿豆系统生理生态机制研究

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1、分类号：单位代码：密级：公开学号：博士学位论文燕麦大豆、燕麦绿豆系统生理生态机制研究研究一生：冯晓敏指导教师：曾昭海副教授合作指导教师：胡跃高教授任长忠研究员申请学位类别农学博士专业领域名称作物栽培学与耕作学研究方向农作制度所在学院农学与生物技术学院年月ChinaAgriculturalUniversityPh.D.DissertationResearchonaboveandundergroundmechanismofahighefficientcompositeintercroppingsystem

2、ofoatandleguminousCANDIDATE:FengXiaominSUPERVISOR:AssociateProfessorZENGZhaohaiCO-SUPERVISOR:ProfessorHUYuegaoCO-SUPERVISOR:ResearchFellowRENChangzhongDEPARTMENTOFAGRONOMYCOLLEGEOFAGRONOMYANDBIOTECHNOLOGYCHINAAGRICULTURALUNIVERSITYMay2015独创性声明本人声明所呈交的学位

3、论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中已经注明引用和致谢的内容外，论文中不包含本人和其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：时间：年月日关于学位论文使用授权的说明本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定。本人同意中国农业大学有权保存及向国家有关部门和机构送交论文的纸质版和电子版，允许论文被查阅和借

4、阅；本人同意中国农业大学将本学位论文的全部或部分内容授权汇编录入《中国博士学位论文全文数据库》或《中国优秀硕士学位论文全文数据库》进行出版，并享受相关权益。保密的学位论文在解密后应遵守雌议）学位论文作者签名：时间：年月丨夕日摘要未本科与豆科作物间作能够有效的利用自然资源，维持土壤氮平衡，提高作物产量。前人研究主要集中于豆禾互作产量优势、地上部互作优势和病虫草害防治效果等方面工作。但从地上部与地下部同时探讨豆科禾本科间作优势，未见系统研究报道。本研究以燕麦丨大豆、燕麦绿豆为研究对象，利用根系分隔、同位素

5、稀释以及实时荧光定量）等方法，研究豆禾间作系统地上部与地下部对系统生产力、氮素利用效率及土壤固氮微生物多样性的影响及其机理，为构建合理的禾豆间作系统提供依据。本研究获得如下结论：、燕麦丨大豆、燕麦绿豆间作都具有产量优势，提高了土地利用效率。土地当量比（分别是和，土地利用率分别达和间作燕麦的收获指数髙于单作，且与绿豆间作燕麦的千物质积累转化能力较强；、燕麦丨大豆、燕麦丨绿豆间作对豆科固氮作用的研究表明，间作显著提高了大豆成熟期的固氮效率，降低了绿豆的固氮效率。同时提高了大豆和绿豆开花结荚期的固氮酶活性；

6、、在燕麦丨大豆系统中，燕麦与大豆互惠互利，未相互抑制。在燕麦绿豆系统中，燕麦始终处于竞争优势地位，绿豆处于竞争弱势地位。物种之间的相互作用在燕麦绿豆体系中以竞争作用为主，在燕麦大豆体系中以促进作用为主；、与燕麦单作相比，燕麦与豆科间作显著提高了燕麦的相对叶绿素含量和净光合速率；而豆科作物与燕麦间作后，大豆相对叶绿素含量提高，但降低了绿豆的相对叶绿素含量。在收获期，间作降低了绿豆和大豆的净光合速率，无显著差异、对不同间作系统地下部根系和土壤微生物的研究表明，间作影响根际土壤固氮微生物群落，提高了燕麦的根

7、系活力。与豆科间作能提高燕麦根际土壤基因拷贝数，整个生育时期，与绿豆间作的燕麦根际土壤库的拷贝数高于同大豆间作的燕麦根际土壤库的拷贝数。随生育期推进，燕麦根际活力一直表现为先升高后降低趋势；、燕麦大豆系统中，地上部因素对系统籽粒产量间作优势的相对贡献大于地下部，其中地上部贡献占、地下部贡献占、；在燕麦丨绿豆系统中，地上部和地下部因素对系统籽粒产量的相对贡献表现为地下部大于地上部，地下部贡献占、地上部贡献占和；、燕麦丨大豆、燕麦丨绿豆种间相作用研究表明，不分隔处理的大豆和绿豆的根瘤数、根瘤重显著高于完全

8、分隔处理的根瘤数及根瘤重（，表明种间根系相互作用促进了豆科作物结瘤。研究同时发现，在燕麦方面，完全分隔处理的氮素含量低于不分隔处理，间作提高了燕麦各器官氮素含量；另一方面，在豆科方面，间作降低了豆科作物茎和豆的氮素含量，同时不分隔处理的叶的氮素含量髙于分隔处理的叶的氮素含量关键词：间作；燕麦；大豆；绿豆；地上部贡献；地下部贡献；光合特性；根系活力；’ABSTRACTLegume-cerealintercroppingcanuseresourcesefic