宁夏南部山区马铃薯与燕麦高产高效间作模式及其机理研究

Potato is one of the dominant crops in Southern Mountainous Region of Ningxia, which mainly using monoculture and continuous cropping in production. Unreasonable farming systems result in land degradation, and seriously restrict the sustainable development of agriculture in the region. Introducing high-quality forage crop oat into farming systems and developing potato/oat intercropping can solve the contradictions between land use and fertility improving, between animal husbandry development and insufficient forage. Therefore, taking potato/oat intercropping systems as the research object, potato/oat intercropping pattern experiment will be conducted to investigate the effect of row ratios and interspecific interaction on crop growth, yield, quality, economic efficiency and the use characteristics of the light, water, fertilizer resources. And root barrier test will be conducted to study the effect of root interactions on productivity and water, fertilizer use efficiency of potato/oat intercropping systems. This project will screen out the high production-efficiency intercropping pattern of potato and oats, and analysis its mechanism to provide an important theoretical basis for potato/oat intercropping in Southern Mountainous Region of Ningxia.

马铃薯是宁夏南部山区的优势作物，但目前生产上主要采用单作模式，并且大面积连作，不合理的耕作方式造成土地退化，严重制约着该地区农业可持续发展。将优质饲草作物燕麦纳入耕作制度，发展马铃薯燕麦间作可以解决用地和养地的矛盾，还可以解决发展畜牧业饲料不足的矛盾。因此，本项目以马铃薯/燕麦间作生产体系为研究对象，通过不同间作模式试验探讨马铃薯与燕麦间作行比和种间相互作用对作物生长、产量、品质及效益的影响，探明不同间作模式下马铃薯与燕麦群体对光水肥等自然资源的利用特性，并通过根系分隔试验探讨地下部根系相互作用对间作系统生产力的贡献以及对群体水肥利用效率的影响，筛选出适合宁夏南部山区的马铃薯燕麦高产高效间作模式，并揭示其增产增效的机理，为宁南山区马铃薯和燕麦间作高产高效栽培提供重要的理论依据。

本项目以马铃薯/燕麦间作生产体系为研究对象，通过不同间作模式试验探讨马铃薯与燕麦间作行比和种间相互作用对作物生长、产量、品质及效益的影响，探明不同间作模式下复合群体对光水肥等自然资源的利用特性；通过根系分隔试验探讨地下部根系相互作用对间作系统生产力的贡献以及对群体水肥利用效率的影响。主要研究结果如下：. 马铃薯/燕麦间作具有一定的间作优势，各间作处理籽粒产量土地当量比(LER)均大于1，其中马铃薯/燕麦为4：2间作方式的土地当量比最大，为1.22，马铃薯/燕麦为2：2间作方式的土地当量比最小，为1.13。马铃薯/燕麦间作对第一茬燕麦粗脂肪、β-葡聚糖含量无显著影响；但马铃薯/燕麦间作降低了第二茬燕麦秸秆中的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量，提高了其消化性和相对饲用价值。马铃薯/燕麦间作在一定程度上提高了薯块粗蛋白含量。. 马铃薯/燕麦间作提高了马铃薯叶片叶绿素含量。马铃薯的行数比和幅宽直接影响间作马铃薯对光能的截获，马铃薯/燕麦间作为4：2、4：4处理由于增加了 2 行马铃薯，从而增加了整个间作马铃薯群体对光的截获，使光照条件得到改善。. 马铃薯和燕麦间作体系中，整体的水分利用效率提高了，水分当量比WER 在1.07～1.16，说明该体系具有显著的水分利用优势。综合分析认为，马铃薯/燕麦间作特别是4:4间作比例的种植模式有利于提高农田水分的利用效率，在宁夏南部山区农业可持续发展中具有很好的应用价值。.在燕麦与马铃薯根系分隔条件下，燕麦相对于马铃薯的竞争力Aop值大于0，说明两作物共生期间燕麦对资源的竞争能力强于马铃薯。氮肥对间作作物间的竞争影响不显著，但氮肥可缓解燕麦对马铃薯的竞争作用。. 施氮和隔根对燕麦氮素收获指数的影响为：N0> N100，未隔根处理>隔根处理，N0条件下，未隔根处理的氮收获指数比隔根处理提高19.15%，N100条件下，未隔根处理的氮收获指数比隔根处理提高15.56%，处理间差异显著。施氮和隔根条件下各处理马铃薯氮素吸收率差异不显著，氮素收获指数N0> N100，但未隔根处理和隔根处理间差异不显著。