玉米大豆间作根系根际与养分吸收及产量形成关系及其机理

Maize-soybean intercropping can increase the compound yield, improve the soil characteristics and benefit for the sustainable agriculture development. Previous studies have shown that optimal row spacing of maize and soybean can improve yield and nutrient utilization efficient, but underlying eco-physiological mechanism is unknown. The changes of root morphology and rhizosphere processes are associated to nutrient uptake and yield performance, however, the systematic study is scarce. Filed experiments with different row spacing maize-soybean intercropping system were conducted to investigate the effects of different intercropping patterns on root traits and rhizosphere processes in different growth stages of maize and soybean, the spatiotemporal variation of root traits and rhizosphere processes under different intercropping patterns and their coordination with nutrient uptake(nitrogen, phosphorus and potassium), and reveal the physiological mechanism of yield variation among the different intercropping patterns, it will help us to get the theory and scientific basis for row spacing and fertilizer reducing in maize-soybean intercropping system in southeast of China.

玉米大豆间作可以提高复合产量，改善土壤生态，有利于农业可持续发展。前期研究显示优化玉米大豆的田间配置可提高产量及其养分利用效率，但其生理生态学机制不明，根系形态构型和根际过程的改变与养分吸收、产量形成有关，然而其系统性研究鲜有报道。以西南山地玉米大豆间作系统为研究对象，通过不同生态区的大田试验，以根系性状、根际过程与养分吸收和产量形成的关系为切入点，系统研究不同玉米大豆间作模式对玉米大豆不同生育期根系性状和根际过程的影响，探讨不同间作模式下根系性状和根际过程作用的时空变化规律、及其与养分（氮磷钾）吸收的协调关系，揭示不同间作模式产量形成差异的生理机制，为构建西南山区玉米大豆间作的合理配置、减量施肥提供科学依据与理论指导。

项目研究了西南地区玉米与大豆间作不同模式对玉米、大豆根系形态构型及空间分布、根际过程的影响以及对玉米、大豆养分（氮磷钾）积累和利用效率的影响与产量形成的耦合关系及其机理。通过设立玉米‖大豆间作不同行比模式、不同行距间距、不同品种类型及不同肥料施用量处理等田间试验，收取不同处理条件下玉米、大豆在生长过程中的根系、产量、主要农艺性状等变化技术数据为基础，通过对海量技术数据的处理、分析研究，可揭示西南山区不同玉米大豆间作模式对玉米大豆在不同生育期根系形态特征、空间分布及氮磷钾积累量和生物量的动态变化规律，明确西南山地玉米大豆在不同间作模式下对玉米与大豆根系性状、根际过程的影响，阐明玉米大豆在不同间作模式下玉米与大豆根系形态构型、根际过程与氮磷吸收利用效率和籽粒产量的相关关系，为进一步优化西南山地玉米大豆间作田间配置模式、技术参数及减量施肥措施，构建适合西南山地高产、高效的玉米大豆间作技术体系，具有重要的理论价值与现实的科学意义，生产指导性强，应用前景宽广。