为探索玉米-大豆套作系统中作物对N素吸收的差异特性,揭示减量施N对玉米-大豆套作系统的N高效利用机理。利用15N同位素示踪技术,结合小区套微区多年定位试验,研究了玉米单作(MM)、大豆单作(SS)、玉米-大豆套作(IMS)及不施N(NN)、减量施N(RN:180 kg N/hm2)、常量施N(CN:240 kg N/hm2)下玉米、大豆的生物量、吸N量、N肥利用率及土壤N素含量变化。结果表明,与MM(SS)相比,IMS下玉米茎叶及籽粒的生物量、吸N量降低,15N%丰度及15N吸收量增加,大豆籽粒及植株的生物量、吸N量及15N吸收量显著提高;IMS下玉米、大豆植株的N肥利用率、土壤N贡献率、土壤15N%丰度降低,15N回收率显著增加。施N与不施N相比,显著提高了单、套作下玉米、大豆植株的生物量、吸N量、15N丰度及15N吸收量;RN与CN相比,IMS下,RN的玉米、大豆植株总吸N量提高13.4%和12.4%,N肥利用率提高213.0%和117.5%,土壤总N含量提高12.2%和11.6%,土壤N贡献率降低12.0%和11.2%,玉米植株15N吸收量与15N回收率提高14.4%和52.5%,大豆的则降低57.1%和42.8%,单作与套作的变化规律一致。玉米-大豆套作系统中作物对N素吸收存在数量及形态差异,减量施N有利于玉米-大豆套作系统对N肥的高效吸收与利用,实现作物持续增产与土壤培肥。
通过田间试验研究了3种施氮水平(RN1:210 kg N·hm^(-2);RN_2:270 kg N·hm^(-2);CN:330 kg N·hm^(-2))与4个施肥距离(与窄行玉米距离,D1:0 cm、D2:15 cm、D3:30 cm、D4:45 cm)对玉米/大豆套作系统增产节肥的影响.结果表明:与CN相比,RN_2下玉米花后的干物质积累量、转移量及对籽粒的贡献率提高1.4%、23.0%、16.0%,玉米穗粒数与单株产量增加1.6%和4.9%;大豆花前的物质积累量、转移量及对籽粒贡献率提高2.1%、37.9%、26.9%,单株粒数与籽粒产量均增加7.3%;RN_2下玉米/大豆套作系统的作物氮素吸收量与氮肥利用率比CN提高5.0%、44.4%,玉米的土壤总氮含量提高4.1%,大豆的则降低0.8%.各施肥距离间,以D2处理效果较好;RN_2下,D2的玉米花后(大豆花前)干物质积累对籽粒贡献率、玉米穗粒数(大豆单株粒数)分别比D1提高57.2%、9.4%,大豆的则比D4提高335.2%、2.4%;D2的玉米/大豆套作系统氮素吸收量及氮肥利用率分别比D1提高15.1%和112.4%,比D4提高21.4%和66.3%;玉米土壤总氮含量D2比D1提高6.6%,大豆土壤总氮含量D2比D4提高16.0%.合理的减量施氮和施肥距离有利于玉米/大豆套作系统下作物干物质向籽粒转运,提高作物的单株粒数、百粒重和产量,促进作物氮素吸收与氮肥高效利用,达到节肥增产的目的.
通过田间试验,研究了种植模式（玉米单作、大豆单作、玉米-大豆套作）和施氮水平（0、180、240 kg N hm–2）对作物产量和大豆光合特性、干物质积累的影响。结果表明,大豆叶片Pn、Gs、Ci、Tr和植株干物质积累量随生育时期的推移呈先增加后降低的趋势。与单作相比,套作处理大豆的Pn、Gs、Tr在V5期（玉米大豆共生期）显著降低,但在R2、R4、R6期（玉米收获后）无显著差异,地下部、地上部及总干物质积累量在各生育时期呈降低趋势,R4-R6期的作物生长率和经济系数则显著提高。玉米-大豆套作体系下,施氮显著提高了大豆花后叶片Pn、Gs、Tr和植株地下部、地上部及总干物质积累量,增加了大豆单株荚数和产量,与习惯施氮（240 kg N hm–2）相比,减量施氮处理（180 N kg hm–2）大豆的Pn在R4、R6期提高了3.57%、11.82%,总干物质积累量在R6、R8期提高了5.06%、10.21%,单株荚数、产量提高了8.30%、10.15%。减量施氮处理下,玉米-大豆套作系统的总产量最高,总经济系数为0.49,LER达2.17。玉米-大豆套作减量一体化施肥有利于提高大豆光合特性和干物质积累,提高大豆产量和玉米-大豆套作系统总产。
