华北平原冬小麦/春玉米/夏玉米间套作体系作物磷高效利用的根际调控机制

Both food security and limited phosphorus reserve are the challenges of agriculture production in China. The intercropping of winter wheat/spring maize/summer maize is the high yield and high phosphorus use efficiency cropping system, and is regarded as a common cropping system in the future in the North China Plain. The mechanism of rhizosphere interaction and management to improve crop yield and nutrient use efficiency is the frontier of agricultural research. Based on previous researches, this project will focus on 1) dynamics of phosphorus supply of calcareous soil in the North China Plain, 2) rhizosphere interaction between different crop species in the intercropping of winter wheat/spring maize/summer maize, 3) rhizosphere management strategies to improve crop yield and phosphorus use efficiency in the intercropping in the laboratory and field.

保证粮食安全，同时节约有限的磷资源是我国农业生产中面临重大挑战之一。华北平原冬小麦/春玉米/夏玉米间套作体系是在作物高产和资源高效方面具有很广阔的应用前景。揭示间作作物磷高效利用的根际互作过程及根际调控机制，充分发挥间作体系的产量优势，是国内外亟待突破的重大科学问题。本项目在长期工作积累基础上，以华北平原冬小麦/春玉米/夏玉米间套作体系为研究对象，采用室内模型与田间试验相结合的方法，探讨华北平原钙质土壤的周年的供磷规律，揭示间作作物磷高效利用的根际互作机制，阐明间作体系中作物磷高效利用的根际调控机理，为实现作物高效和磷资源高效提供数据支持和科学依据。

华北平原冬小麦/春玉米/夏玉米间套作体系是在作物高产和资源高效方面具有很广阔的应用前景。本项目在长期工作积累基础上，以华北平原冬小麦/春玉米/夏玉米间套作体系为研究对象，采用室内模型与田间试验相结合的方法，探讨了华北平原钙质土壤的周年的供磷规律揭示了间作作物磷高效利用的根际互作过程及根际调控机制。主要结论有：温度不是影响土壤供磷水平的主要原因，施肥在其中起了决定作用；间作小麦具有明显的边行优势，而夏玉米具有明显的边行劣势，磷不是其中的原因；根际过程明显受作物生育期的调控，根际中有机酸的浓度不足以显著提高土壤的供磷能力，不同调控措施没有对根际过程产生显著的影响。因此，冬小麦/春玉米/夏玉米间套作体系是一个强竞争的体系，土壤磷水平在本研究中不是体系的限制因子，水分和光照的竞争可能决定体系生物量和产量的因子。