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豆科与其它作物间发挥生物间的互惠作用 | |||
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豆科与禾本科及经济作物间套轮作也是减少化肥和农药用量、减少污染的一项重要措施。在这样的种植体系中,豆科作物可供给间作作物30-60%的氮素;豆科收获后所剩根茬的氮素占植株总氮的30-35%,也可留给下茬使用。这就是豆科作物养地的原因所在,也是长期以来人们对间套轮作增产效应认识的基础。我们与国内同行进一步的研究还发现,间作中受益的不仅是谷类作物,而是间作双方均受益。因为不仅是谷物增产,豆类作物的生物固氮能力和产量也得到提高。因为固氮微生物有一个特性,在有化合氮的条件下不合成固氮酶,不固氮,并且使用一定量化肥也抑制根瘤菌的结瘤固氮,称为“氮阻遏”效应。我们在野外调查中发现,不少生长在施用过量氮肥田间的豆科植物(大豆、菜豆) “氮阻遏”严重,全不结瘤。
长期以来,国内外的科学家做了大量研究,试图用基因工程技术打破氮阻遏,获得可以在较高氮肥水平下固氮的微生物。但至今未获得可在生产中应用的结果。近年来,我们通过一系列温室和田间试验证明,在间、混作条件下,禾本科作物的发达根系可以吸走豆科作物根际的氮素,从而解除根瘤菌的氮阻遏,促进结瘤固氮。这样,我们就有了一个克服施肥与氮阻遏之间矛盾的有效方法。在大豆与玉米间作的田间实验中,我们发现接种根瘤菌的间作大豆产量比单作的更高,玉米也比单作产量高,且抗倒伏。其它研究者进行的豆、禾间作试验也表明两者互惠互利,同步高产。
云南农大朱有勇研究团队发现,除了增产效果外,间混作与轮作(包括同一作物不同品种的间作)还可以增加农田中的生物多样性,抑制植物病虫害的传播和危害。这一效应可以减少农药的使用量,从而降0低农药对环境安全和食品安全造成的威胁。根据上述研究成果,我们建议在我国粮食生产中,倡导间套轮作体系建设。在间套轮作中加入豆科作物,接种根瘤菌,保证农产品优质高产,又减少化肥和农药使用,减缓面源污染。
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