种间距离对玉米-大豆带状套作土壤理化性状及根系空间分布的影响

[目的]探究玉米-大豆套作种间距离对土壤环境及根系空间分布的影响,以期为作物根系调控养分高效吸收提供理论依据.[方法]采用单因素随机区组试验设计,设置5种根系互作方式,其中玉米-大豆套作种间距分别为30cm(MS30)、45 cm(MS45)、60 cm(MS60),单作玉米行间距100 cm(MM100),单作大豆行间距100 cm(SS100),研究玉米-大豆套作下土壤理化性状及根系空间分布的变化规律.[结果]玉米蜡熟期(R4)至成熟期(R6)、大豆始粒期(R5)至成熟期(R8),套作处理日平均土壤氧气含量、土壤呼吸速率随种间距离增加呈先增后减趋势;其中玉米土壤氧气含量MS45处理最高,MS30处理最低,而套作后的土壤呼吸速率均显著低于单作;大豆土壤呼吸速率以MS45处理最高,较SS100处理高130.00％,而套作后的土壤氧气含量均低于单作.与单作相比,套作玉米土壤中＞5 mm水稳性团聚体含量、套作大豆土壤中5-2 mm水稳性团聚体含量、土壤N03--N显著增加,其中均以MS45处理最高,较单作分别显著增加19.26％、4.49％、18.07％.共生期间,与单作相比,套作各处理玉米、大豆根系空间分布呈非对称性,套作玉米根系横向能延伸到大豆行的空间下方,纵向能下扎生长更深,套作大豆根系明显偏向大豆带生长,套作玉米和大豆根长、根表面积、根体积、根干重低于单作;玉米收获后,套作大豆根系恢复生长,在水平和垂直方向上进一步延伸,其中MS45处理的根体积高于单作.通过PCA分析,土壤养分含量和水稳性团聚体指标与根系形态参数呈正相关关系[结论]玉米-大豆带状套作合理的种间距离会促进土壤大团聚体的形成,增加土壤氧气含量,改善土壤通气环境及土壤养分状况,优化作物根系空间分布,促进根系生长发育.