豆科与禾本科间作是最常见的间作模式组合之一。前人的研究主要集中在地上部对光、热、水等资源的充分利用,地下部根系的改变以及根系对氮、磷、钾元素的吸收利用和转化等方面。当前间作的研究重点开始转移到对作物根际微生态特性的探索,这对于深入了解间作优势的形成机制具有重要的现实意义。由于间作在解决利用有限的土地资源、相对增长过快的人口造成粮食短缺和生态环境污染等问题方面具有十分重要的意义,因此对于间作根际微生态的研究已成为当今科学家们关注的焦点之一。本研究通过设计3个分隔处理:无隔膜处理(No barrier,NB.即大豆和玉米地下部根系之间能够相互作用),尼龙网分隔处理(Mesh barrier,MB.大豆和玉米地下部根系不能直接接触,但根际的水分和养分等物质可以相互传递)、塑料膜分隔处理(Polythene film barrier,PB.大豆和玉米地下部根系无交互作用)和单作(Monoculture)。来研究种间相互作用对大豆/玉米根际微生态特性的影响。本研究考察了玉米和大豆的光合作用、SPAD值和产量,以及根际土壤的生理生化特性和土壤酶活性,并通过BIOLOG和T-RFLP技术检测根际土壤微生物的多样性。结果如下:1.在预试验确定的玉米/大豆株行比为2:3条件下,三种根际阻断处理即无隔、网隔和塑料隔的LER为1.39、1.13和0.98，说明种间根系互作对间作作物系统生产力有着显著的影响作用。相对于单作处理,无隔处理下的大豆和玉米净光合速率分别显著增加20.49%和22.72%,相对叶绿素含量分别极显著提高9.65%和10.36%，产量分别提高39.15%和61.02%，同时塑料隔条件下大豆和玉米分别与单作无显著性差异。由此推断出,大豆和玉米间作时,能够通过提高对光合作用的利用效率,从而提高间作中两种作物的产量。说明大豆和玉米间作的产量优势,是由于其根系之间的相互作用产生的。2.在无隔处理下大豆和玉米的速效氮的含量比单作处理下显著提高6.22%和5.10%,玉米速效磷的含量提高96.18%,土壤与磷元素代谢相关的酸性磷酸单酯酶活性也显著提高,其中无隔大豆和玉米的酸性磷酸单酯酶活分别提高18.52%和21.00%，塑料隔处理与单作处理无显著差异性。由此得出结论,种间根系的相互作用对根际土壤的养分含量和土壤酶的活性起到促进作用,优化了土壤的肥力状况。3.无隔处理和网隔处理下大豆和玉米的根际微生物的多样性均有不同程度的提高。BIOLOG培养根际微生物的结果显示,不同处理中微生物对相关底物的利用情况也发生变化。与单作处理相比,无隔大豆和玉米对胺类物质利用率极显著地提高了 169.65%和10.18%,网隔也分别极显著地提高了61.27%和60.47%。表明两种作物根系间的相互作用包括根系分泌物的交流提高了间作大豆和玉米根际微生物的多样性和活性。4.通过对T-RFs片段的结果分析可知:与塑料隔处理相比,无隔处理的大豆和玉米根际土的中变形菌门所占比例显著减少了 3 1.40%和27.78%，而革兰氏阳性菌,放线菌门所占的比例显著增加了 106.95%和51.95%,厚壁菌门显著增加17.46%和71.34%。得出结论:根系的充分接触是作物根际土壤微生物发生以上变化的主要因素。间作下种间的相互作用对变形菌门的细菌具有抑制作用,但促进了革兰氏阳性菌,放线菌门和厚壁菌门的生长,从而影响了根际土壤微生物区系的结构和组成。综上所述,大豆和玉米在间作栽培能够起到互相促进的作用,其机理可能与间作作物地下部分的充分接触以及根系分泌物的交流,改善了根际土壤的理化性质以及根际土壤微生物的结构和组成。