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豆科與其它作物間發(fā)揮生物間的互惠作用 | |||
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豆科與禾本科及經(jīng)濟(jì)作物間套輪作也是減少化肥和農(nóng)藥用量、減少污染的一項重要措施。在這樣的種植體系中,豆科作物可供給間作作物30-60%的氮素;豆科收獲后所剩根茬的氮素占植株總氮的30-35%,也可留給下茬使用。這就是豆科作物養(yǎng)地的原因所在,也是長期以來人們對間套輪作增產(chǎn)效應(yīng)認(rèn)識的基礎(chǔ)。我們與國內(nèi)同行進(jìn)一步的研究還發(fā)現(xiàn),間作中受益的不僅是谷類作物,而是間作雙方均受益。因為不僅是谷物增產(chǎn),豆類作物的生物固氮能力和產(chǎn)量也得到提高。因為固氮微生物有一個特性,在有化合氮的條件下不合成固氮酶,不固氮,并且使用一定量化肥也抑制根瘤菌的結(jié)瘤固氮,稱為“氮阻遏”效應(yīng)。我們在野外調(diào)查中發(fā)現(xiàn),不少生長在施用過量氮肥田間的豆科植物(大豆、菜豆) “氮阻遏”嚴(yán)重,全不結(jié)瘤。
長期以來,國內(nèi)外的科學(xué)家做了大量研究,試圖用基因工程技術(shù)打破氮阻遏,獲得可以在較高氮肥水平下固氮的微生物。但至今未獲得可在生產(chǎn)中應(yīng)用的結(jié)果。近年來,我們通過一系列溫室和田間試驗證明,在間、混作條件下,禾本科作物的發(fā)達(dá)根系可以吸走豆科作物根際的氮素,從而解除根瘤菌的氮阻遏,促進(jìn)結(jié)瘤固氮。這樣,我們就有了一個克服施肥與氮阻遏之間矛盾的有效方法。在大豆與玉米間作的田間實驗中,我們發(fā)現(xiàn)接種根瘤菌的間作大豆產(chǎn)量比單作的更高,玉米也比單作產(chǎn)量高,且抗倒伏。其它研究者進(jìn)行的豆、禾間作試驗也表明兩者互惠互利,同步高產(chǎn)。
云南農(nóng)大朱有勇研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn),除了增產(chǎn)效果外,間混作與輪作(包括同一作物不同品種的間作)還可以增加農(nóng)田中的生物多樣性,抑制植物病蟲害的傳播和危害。這一效應(yīng)可以減少農(nóng)藥的使用量,從而降0低農(nóng)藥對環(huán)境安全和食品安全造成的威脅。根據(jù)上述研究成果,我們建議在我國糧食生產(chǎn)中,倡導(dǎo)間套輪作體系建設(shè)。在間套輪作中加入豆科作物,接種根瘤菌,保證農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)高產(chǎn),又減少化肥和農(nóng)藥使用,減緩面源污染。
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