豆科和禾本科作物轮作和间作是常见的农业生产措施。豆科和禾本科作物在株型和营养特性上差异很大，合理搭配后进行轮作和间作，对高效利用资源，增产增收有重要作用。越来越多的研究表明，豆科和禾本科作物轮作和间作中，地下部之间的作用占主要贡献，由于作物种类之间根系相互影响不同，作物之间促进和竞争作用有差异，从而影响作物系统的生产力。然而，有关轮、间作系统中豆科作物与禾本科作物根系之间的相互作用及其营养效应的研究迄今还罕见报道。本研究选用了2个根构型和磷效率明显不同的大豆品种，即浅根型、磷高效率的大豆品种巴西10号和深根型、磷低效率大豆品种本地2号，与一个常规玉米品种搭配，在华南地区赤红壤的田间条件下进行轮、间作试验，探讨了不同大豆基因型对轮、间作系统中的植物生长(生物量和产量)、根系性状、植株养分含量和土壤养分状况的影响，旨在了解轮、间作系统中大豆与玉米根系之间的相互作用及其营养效应，从而为高产高效的种植方式以及可持续农业发展提供科学依据。通过连续两年共4造的轮、间作田间试验，取得如下主要结果和结论： 1．大豆一玉米具有明显的间作优势。无论在苗期或成熟期，低磷或高磷条件下，间作体系比单作显著增加作物地上部、根系总生物量和产量，土地当量比LER>l，间作优势显著。间作系统中，玉米是主要受益者，间作玉米比单作玉米显著提高生物量和产量。不同大豆基因型的间作优势明显不同，无论是以地上部和根系生物量或产量为指标，浅根型、磷高效率大豆品种巴西10号的间作优势显著高于深根型、磷低效率大豆品种本地2号。 2．大豆一玉米间作系统中两种作物根系存在着显著的相互作用。间作后的各个时期，玉米根长和根表面积显著增加，而大豆根长和根表面积基本不变或略有减少。不同大豆基因型根系对玉米根长和根表面积的影响不同，与巴西lO号间作的玉米，根长和根表面积明显高于与本地2号间作的玉米，在玉米成熟期差异尤其明显，说明浅根构型的大豆根系对玉米的影响较大。 3．大豆一玉米间作对植株养分含量具有显著的影响。间作大豆不仅能固氮满足自身需要，可能还传递给玉米，因此显著增加间作玉米的含氮量。间作玉米由于氮营养改善，根系增加，有利于磷吸收，因此显著提高玉米植株含磷量，达到以氮增磷的效果。受玉米吸收刺激，大豆根际氮含量减少，促进大豆根瘤共生，提高根瘤含氮量和含磷量，说明大豆一玉米间作是一种互惠互利关系。不同大豆基因型对玉米的营养效应不同，与浅根型巴西10号间作的玉米氮磷含量显著高于与深根型本地2号间作的玉米氮磷含量。 4．大豆一玉米也具有明显的轮作优势。无论在苗期或成熟期，低磷或高磷条件下，大豆和玉米轮作都比对应连作(单作)能显著增加地上部、根系生物量和产量，轮作当量RE>I，轮作优势显著。其中前作大豆对后作玉米生长促进更明显，说明轮作系统中，玉米也是主要受益者。不同大豆基因型的轮作优势明显不同，无论是以地上部和根系生物量或产量为指标，浅根型、磷高效率大豆品种巴西10号的轮作优势显著高于深根型、磷低效率大豆品种本地2号。 5．大豆一玉米轮作对根系性状和植株养分含量也有一定的的影响。两种作物的根长和根表面积、含氮量和含磷量、大豆根瘤数和根瘤重、根瘤含氮量和含磷量等指标在轮作系统中均有不同程度的提高，表明轮作能减少连茬的不利影响，有利于根系生长和养分吸收。不同大豆基因型的轮作营养效应不同，与浅根型巴西10号轮作的玉米根系生长和氮磷含量显著高于与深根型本地2号轮作的玉米。 6．大豆一玉米轮作对土壤氮磷养分的影响不显著。两年四造轮作周期的结果表明，轮作对0-20cm土壤有效氮无明显影响，对0-20cm、20-40cm、40-60cm土壤有效磷没有明显影响，说明轮作在增加了养分吸收与作物生物量和产量的前提下，并不明显消耗地力，有利于用地养地，保持地力平衡。 综上所述，本试验条件下大豆一玉米具有明显的间作和轮作优势，间作和轮作可显著促进植物养分吸收与作物生物量和产量，但对土壤养分状况没有不利的的影响。不同基因型的大豆与玉米根系之间的相互作用及其营养效应不同，浅根型、磷高效率大豆品种巴西lO号的间作优势和轮作优势均显著高于深根型、磷低效率大豆品种本地2号。因此，选择磷高效、合理根构型的豆科作物品种与禾本科作物轮间种，可提高缺磷红壤地区的生产力，促进农业持续发展。