作物多樣性對病蟲害生態(tài)調控和土壤地力的影響

1、項目名稱：作物多樣性對病蟲害生態(tài)調控和土壤地力的影響首席科學家：朱有勇 云南農(nóng)業(yè)大學起止年限：2011.1至2015.8依托部門：云南省科技廳二、預期目標總體目標探明作物多樣性生態(tài)調控病蟲害的基本原理，創(chuàng)建基本方法，提供應用范例。建立評價體系，客觀評價作物多樣性的持續(xù)效應和對地力的影響。在本領域頂級學術刊物發(fā)表系列論文，發(fā)展和豐富農(nóng)業(yè)生物多樣性理論。在作物多樣性調控病蟲害的研究方面保持國際前沿地位，在國際學術界產(chǎn)生重要的影響。五年預期目標1、基礎理論貢獻1）闡明作物多樣性調控病害的基因多樣性原理從前一項目的研究基礎切入，利用遺傳異質性高的元陽梯田水稻品種為研究材料，通過該品種的基因組精準測序和

2、基因芯片分析，從基因組和表達組解析遺傳異質性調控病害的原理，探明其分子基礎。利用項目育成的抗小麥條銹病近等基因系，設計組配不同豐度基因多樣性品系組合，完成田間抗病試驗和人工接種試驗，驗證基因多樣性調控病害的效應和作用。通過完成這兩類交互試驗，一是從元陽梯田水稻品種持久調控病害現(xiàn)象到探明其遺傳異質的分子基礎，二是從組配已知抗病基因不同豐度到調控田間病害的效應，詮釋遺傳異質調控病害的機理。2）探明作物多樣性影響土壤地力的根際生態(tài)過程在前一項目試驗驗證了玉米與蠶豆、小麥與蠶豆間作促進蠶豆根瘤增加以及蠶豆通過活化根際磷改善玉米磷營養(yǎng)的基礎上，以作物多樣性種植體系地上部和地下部種間相互作用及其反饋調節(jié)為

3、切入點，深入研究作物多樣性種植與單作的根際過程和根系組成特征，探明作物多樣性種植中作物對提高土壤養(yǎng)分吸收利用的作用機理；從養(yǎng)分活化競爭利用，土壤碳氮協(xié)調促進生物固持和微生物多樣性的變化特征，闡明作物多樣性種植對土壤地力的影響。2、基本方法貢獻1）形成作物多樣性種植模式的技術參數(shù)集成各項研究的核心要素，結合機械化配套作業(yè)需求，構建作物多樣性種植模式的技術參數(shù)，主要包括作物搭配原則、栽培方式、種植規(guī)格和群落結構比例等技術參數(shù)，并完成大面積田間試驗驗證，形成作物多樣性種植專利技術和技術參數(shù)，為制定技術規(guī)程和標準提供科學數(shù)據(jù)。2）建立作物多樣性種植模式持續(xù)應用的評價體系集成各項研究的指標數(shù)據(jù)，構建作物

4、多樣性種植模式的評價內(nèi)容和技術指標，建立長期定位觀測點，并完成田間觀測驗證和校正，形成評價技術和標準。完成定位觀測數(shù)據(jù)分析，客觀評價作物多樣性種植模式對土壤地力、病蟲害、產(chǎn)量、品質等方面的影響和效應。3）提供大面積應用范例，展示研究成果通過田間試驗驗證的技術參數(shù)進行組裝配套，形成簡單易行效果顯著的技術規(guī)程，進行田間放大展示。本項目擬提供玉米與馬鈴薯、玉米與大豆等作物多樣性種植模式的萬畝應用范例，展示作物多樣性研究成果，為促進區(qū)域糧食安全提供技術儲備。3、學術貢獻和人才培養(yǎng)在本領域頂級學術刊物發(fā)表系列論文，申請一批發(fā)明專利，發(fā)展和豐富農(nóng)業(yè)生物多樣性理論。在作物多樣性調控病蟲害的理論和應用研究方面

5、保持國際前沿地位，在國際學術界產(chǎn)生重要的影響。培養(yǎng)和凝聚一批農(nóng)業(yè)生物多樣性研究的科學家隊伍，培養(yǎng)博士、碩士研究生100-120名，形成國內(nèi)外農(nóng)業(yè)生物多樣性研發(fā)網(wǎng)絡和中心。三、研究方案1、研究思路根據(jù)生物多樣性、作物栽培學、植物保護學、生態(tài)學、土壤學等學科的基本原理，將田間試驗、定位觀測、模式模擬、資源評價、分子生物學和信息技術有機結合，在前期項目工作的基礎上，從作物遺傳異質調控病害和作物多樣性干擾害蟲行為的前期試驗結果切入，深入研究作物多樣性調控病蟲害的關鍵科學問題。另外，從前一項目研究發(fā)現(xiàn)的作物多樣性種植增加根瘤和土壤磷的活化等現(xiàn)象切入，深入研究作物多樣性影響土壤地力的關鍵問題。在此基礎上，

6、解析作物多樣性種植生態(tài)調控的主要機理，集成研究結果核心要素，形成應用模式范例，并客觀評價持續(xù)應用的效應和影響。2、技術途徑本項目是在前一個973項目“農(nóng)業(yè)生物多樣性控制病蟲害和保護種質資源的原理和方法”基礎上的深入研究。有良好的技術支撐平臺，有數(shù)據(jù)積累和人才積累。匯集了我國從事農(nóng)業(yè)生物多樣性研究的2個國家重點實驗室，1個國家生物多樣性研究中心，5個省部級重點實驗室，擁有先進配套的實驗設備及布局合理的試驗基地，長期田間試驗點西南地區(qū)40個，西北5個，東南5個。前期研究基礎扎實，試驗條件基本滿足上述試驗方案的圓滿完成。3、創(chuàng)新點及其突破1）作物遺傳異質調控病害的分子基礎作物群體遺傳異質性與病害流行

7、呈負相關，單一品種大面積種植的農(nóng)田系統(tǒng)遺傳異質性低，發(fā)病率高病害流行概率大，品種多樣性種植的農(nóng)田系統(tǒng)遺傳異質性高，發(fā)病率低病害流行概率小。各種作物均普遍存在這種現(xiàn)象，并被廣泛認知，但長期未被試驗理論解析，難點是難以獲得良好的試驗研究材料，其次是研究方法上對抗病基因的認知不全。本創(chuàng)新點有望突破是基于前一項目的研究積累，獲得了理想的研究材料和基因組學研究方法的應用。本創(chuàng)新點突破的可行性分析。有良好的研究材料，前一項目研究獲得持久抗病的元陽梯田水稻品種，其特征是遺傳異質性高，精準測序結果表明基因單位點突變率（SNP）對照日本晴和9311分別差異為99%和71%。該品種長期種植，經(jīng)研究證明至少連續(xù)種植

8、118年。該品種產(chǎn)量穩(wěn)定，當?shù)赜涗浀臄?shù)據(jù)表明從1986年-2006年畝產(chǎn)變化幅度僅為34-51公斤。調控病害能力強，從1986-2006年稻瘟病穗頸瘟發(fā)病率僅在1.4-6.3%之間。該材料是探明遺傳異質調控病害的分子基礎的理想材料。另一研究材料是前一項目育成的抗小麥條銹病的近等基因系，為研究作物抗病基因重疊、累加等調控病害研究提供了良好材料。本突破擬設計兩項交互試驗，一是從已知品種抗性多樣性持久調控病害現(xiàn)象到探明其遺傳異質的分子基礎，本項試驗選用元陽梯田水稻品種，通過基因組學和表達組學分析，研究調控稻瘟病的相關基因及其表達特征，探明其分子基礎。二是從組合不同的抗病近等基因系到田間驗證調控病害效

9、果，本項研究采用項目育成的抗小麥條銹病近等基因系，設計組配不同抗病基因及其群體比例，完成田間抗病試驗和人工接種試驗，探明基因多樣性調控病害的效應和作用。通過完成上述兩類交互試驗，詮釋作物多樣性調控病害的基因多樣性原理。本創(chuàng)新點力爭發(fā)表影響因子10以上論文1-2篇，在本領域刊物發(fā)表系列論文。2）作物多樣性調控害蟲的效應及其機理本創(chuàng)新點在作物-害蟲-天敵三級營養(yǎng)系統(tǒng)的基礎上，著重突出研究作物多樣性種植調控害蟲的效應及其機理。從前一項目試驗發(fā)現(xiàn)的玉米與甘蔗多樣性種植干擾玉米螟產(chǎn)卵行為，降低玉米螟蟲口密度的現(xiàn)象切入，研究干擾玉米螟寄主定位的主要因素，深入研究作物多樣性對玉米螟行為、生長發(fā)育和繁殖的影響

10、，田間試驗玉米與甘蔗不同群落結構與玉米螟及其天敵種群動態(tài)變化的特征，探明玉米與甘蔗多樣性種植影響玉米螟發(fā)生危害的作用機理。本創(chuàng)新點力爭發(fā)表影響因子10以上論文1篇，在本領域刊物發(fā)表系列論文。3）作物多樣性影響土壤地力的根際互作作物多樣性優(yōu)化種植變一熟為兩熟，大幅度提高耕地產(chǎn)出率，增加糧食產(chǎn)量。作物多樣性的高效產(chǎn)出是否影響土壤地力，是急需回答的問題。本創(chuàng)新點是在前一項目試驗驗證了玉米與蠶豆、小麥與蠶豆間作促進蠶豆根瘤增加以及蠶豆通過活化根際磷改善玉米磷營養(yǎng)的基礎上，以作物多樣性種植體系地上部和地下部種間相互作用及其反饋調節(jié)為切入點，深入研究作物多樣性種植與單作的根際過程和根系組成特征，探明作物多

11、樣性種植中作物對提高土壤養(yǎng)分吸收利用的作用機理；從養(yǎng)分活化競爭利用，土壤碳氮協(xié)調促進生物固持和微生物多樣性的變化特征，闡明作物多樣性種植對土壤地力的影響。本創(chuàng)新點力爭發(fā)表影響因子10以上論文1-2篇，在本領域刊物發(fā)表系列論文。4、項目研究特色1）不可替代的區(qū)域資源條件項目研究定位在我國西南地區(qū)是以橫斷山脈為主體的全球獨特縱向嶺谷區(qū)。該地區(qū)緯度低海拔高差大，山脈蜿蜒，河流眾多，形成了高山、丘陵、盆地等地貌多樣性。造就了寒帶、溫帶、亞熱帶、熱帶等氣候多樣性。地貌和氣候的多樣性形成了豐富的生物多樣性和民族文化多樣性，是北半球生物多樣性最富集區(qū)，動物和植物種類占全國總數(shù)的一半以上，農(nóng)作物資源極為豐富，

12、倍受國內(nèi)外關注。另一方面，該地區(qū)為少數(shù)民族聚居區(qū)，民族眾多社會發(fā)育參差不齊，經(jīng)濟發(fā)展不平衡，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式多種多樣。山區(qū)和丘陵區(qū)仍然以傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式為主體。西南地區(qū)農(nóng)業(yè)生物資源的多樣性和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的多樣性是農(nóng)業(yè)生物多樣性研究不可替代的資源條件。2）急需解決的區(qū)域糧食生產(chǎn)難題我國西南山區(qū)和丘陵區(qū)的少數(shù)民族以馬鈴薯、玉米、豆類、麥類等為主要口糧。該地區(qū)受南亞季風氣候影響，干濕季節(jié)分明，特殊年份冬春連旱，嚴重影響糧食作物生產(chǎn)。正常年份，五月至十月為降雨季節(jié)。七、八、九月為降雨高峰期，降雨量約占全年雨量的60%。降雨高峰期與馬鈴薯晚疫病、玉米大、小斑病等主要糧食作物病害發(fā)生高峰期重疊，年年陰雨年年病

13、害流行，造成糧食產(chǎn)量重大損失，嚴重影響山區(qū)農(nóng)民口糧和經(jīng)濟收入。提高該地區(qū)抗旱減災能力，解決該地區(qū)作物主要病害流行問題成為廣大農(nóng)民的迫切要求和各級政府的期望目標。但是，常規(guī)栽培技術難以應付突發(fā)的嚴重干旱，常規(guī)病害防治技術實施難度大且防效甚微，使用農(nóng)藥的成本較高，使用后受雨水沖涮防效降低。氣象災害和生物災害發(fā)生頻繁，糧食作物單產(chǎn)低長期是西南地區(qū)糧食生產(chǎn)的難題。四、年度計劃第一年度（2011年1月至12月）1、計劃研究內(nèi)容1）篩選適宜作物多樣性種植的玉米、小麥、馬鈴薯、大豆等品種資源，開展品種資源的株型結構、根系結構、養(yǎng)分水分利用以及抗病性、抗蟲性等研究。2）以玉米與大豆、玉米與馬鈴薯等典型的作物多

14、樣性種植模式為對象，依據(jù)生態(tài)學的生態(tài)位原理及其對等效應，對復合群體內(nèi)作物間株高、株型適配和品種類型選擇與時空布局配置參數(shù)進行定量研究。3）利用遺傳異質性高的元陽梯田水稻品種為材料，通過該品種的基因組精準測序和基因芯片分析，初步從基因組和表達組解析遺傳異質性調控病害的原理。從前一項目甘蔗玉米多樣性種植影響玉米螟產(chǎn)卵行為，研究作物多樣性影響害蟲寄主定位、生長發(fā)育和繁殖過程。4）以作物多樣性種植體系地上部和地下部種間相互作用及其反饋調節(jié)為切入點，深入研究作物多樣性種植與單作的根際過程和根系組成特征。5）構建作物多樣性種植模式的技術參數(shù)，在我國西南、西北、東南山區(qū)的等典型區(qū)域，進行田間試驗。2、預期目

15、標1）初步明確作物生育期差異，株型互補，根系互作，抗性差異，病蟲害差異等合理組配基本原理。2）從作物多樣性種植環(huán)境、作物基因型、作物產(chǎn)量品質表現(xiàn)型三個層面，初步明確作物種群結構對產(chǎn)量、品質的作用。3）初步了解元陽梯田水稻品種持久調控病害現(xiàn)象的遺傳異質的分子基礎。初步探明甘蔗玉米多樣性種植影響玉米螟產(chǎn)卵行為。4）完成第一年田間小區(qū)試驗，初步構建作物多樣性種植模式的技術參數(shù)。第二年度（2012年1月至12月）1、計劃研究內(nèi)容1）進一步篩選適宜作物多樣性種植的玉米、小麥、馬鈴薯、大豆等品種資源，繼續(xù)開展品種資源的株型結構、根系結構、養(yǎng)分水分利用以及抗病性、抗蟲性等研究。2）繼續(xù)進行玉米與大豆、玉米與

16、馬鈴薯等典型的作物多樣性種植模式的作物間株高、株型適配和品種類型選擇與時空布局配置參數(shù)進行定量研究。3）繼續(xù)進行元陽梯田水稻品種的基因組和表達組解析遺傳異質性調控病害的原理的研究。繼續(xù)研究作物多樣性影響害蟲寄主定位、生長發(fā)育和繁殖過程。4）繼續(xù)進行作物多樣性種植體系地上部和地下部種間相互作用及其反饋調節(jié)的深入研究，進一步探明作物多樣性種植與單作的根際過程和根系組成特征。5）繼續(xù)進行作物多樣性種植模式的技術參數(shù)的構建，在我國西南、西北、東南山區(qū)的等典型區(qū)域進行田間試驗示范。2、預期目標1）基本明確作物生育期差異，株型互補，根系互作，抗性差異，病蟲害差異等合理組配基本原理。2）基本明確作物種群結構

17、對產(chǎn)量、品質的作用。3）基本解析元陽梯田水稻品種持久調控病害現(xiàn)象的遺傳異質原理。深入探明甘蔗玉米多樣性種植影響玉米螟產(chǎn)卵行為。4）構建作物多樣性種植模式的技術參數(shù)和技術規(guī)程，從田間小試進入田間中試。第三年度（2013年1月至12月）1、計劃研究內(nèi)容1）繼續(xù)篩選適宜作物多樣性種植的玉米、小麥、馬鈴薯、大豆等品種資源，進一步開展品種資源的株型結構、根系結構、養(yǎng)分水分利用以及抗病性、抗蟲性等研究。2）深入進行玉米與大豆、玉米與馬鈴薯等典型的作物多樣性種植模式的作物間株高、株型適配和品種類型選擇與時空布局配置參數(shù)進行定量研究。開展作物復合群體內(nèi)的光、水、養(yǎng)分在環(huán)境內(nèi)的時空分布的深入研究。3）利用抗小麥

18、條銹病近等基因系，設計組配不同豐度基因多樣性品系組合，進行田間抗病試驗和人工接種試驗，驗證基因多樣性調控病害的效應。深入研究作物多樣性在作物-害蟲-天敵三級營養(yǎng)系統(tǒng)中的作用。4）深入研究作物多樣性種植與單作的根際過程和根系組成特征，探明作物多樣性種植中作物對提高土壤養(yǎng)分吸收利用的作用機理；從養(yǎng)分活化競爭利用，土壤碳氮協(xié)調促進生物固持和微生物多樣性的變化過程。5）集成核心要素，構建作物多樣性種植模式的技術參數(shù)和技術標準，并結合當?shù)厣a(chǎn)實際和機械化配套作業(yè)需求，形成作物多樣性高效栽培專利技術和技術規(guī)程，建立大面積推廣應用范例。定位研究作物多樣性種植模式對土壤地力、病蟲害組成結構和產(chǎn)量品質等方面的影

19、響。2、預期目標1）基本明確作物多樣性合理組配原理，初步建立組配原則和技術參數(shù)。2）探明作物種群結構對產(chǎn)量和品質的作用，初步建立作物多樣性種植技術參數(shù)。3）解析作物遺傳異質調控病害基本原理，初步探明作物多樣性在作物-害蟲-天敵三級營養(yǎng)系統(tǒng)中的作用。4）建立作物多樣性種植模式的技術參數(shù)和技術規(guī)程，開展大面積田間示范。第四年度（2014年1月至12月）1、計劃研究內(nèi)容1）基本完成篩選適宜作物多樣性種植的玉米、小麥、馬鈴薯、大豆等品種資源，構建作物多樣性優(yōu)化種植的組配原則和參數(shù)。2）基本完成玉米與大豆、玉米與馬鈴薯等典型的作物多樣性種植模式的作物間株高、株型適配和品種類型選擇與時空布局配置參數(shù)進行定

20、量研究。深入研究作物復合群體內(nèi)的光、水、養(yǎng)分在環(huán)境內(nèi)的時空分布。3）繼續(xù)設計組配不同豐度基因多樣性品系組合，驗證基因多樣性調控病害的效應。基本完成作物多樣性在作物-害蟲-天敵三級營養(yǎng)系統(tǒng)中的作用。4）繼續(xù)研究作物多樣性種植與單作的根際過程和根系組成特征，探明作物多樣性種植中作物對提高土壤養(yǎng)分吸收利用的作用機理；從養(yǎng)分活化競爭利用，土壤碳氮協(xié)調促進生物固持和微生物多樣性的變化過程。5）進一步集成核心要素，構建作物多樣性種植模式的技術參數(shù)和技術標準，并結合當?shù)厣a(chǎn)實際和機械化配套作業(yè)需求，形成作物多樣性高效栽培專利技術和技術規(guī)程，建立大面積推廣應用范例。定位研究作物多樣性種植模式對土壤地力、病蟲害

21、組成結構和產(chǎn)量品質等方面的影響。2、預期目標1）探明作物多樣性合理組配原理，建立組配原則和技術參數(shù)。2）探明作物種群結構對產(chǎn)量和品質的作用，建立作物多樣性種植技術參數(shù)。3）解析作物遺傳異質調控病害基本原理，探明作物多樣性在作物-害蟲-天敵三級營養(yǎng)系統(tǒng)中的作用。4）建立作物多樣性種植模式的技術參數(shù)和技術規(guī)程，開展大面積田間示范。初步明確作物多樣性種植模式對土壤地力、病蟲害組成結構和產(chǎn)量品質等方面的影響。第五年度（2015年1月至8月）1、計劃研究內(nèi)容1）完成篩選適宜作物多樣性種植的玉米、小麥、馬鈴薯、大豆等品種資源，構建作物多樣性優(yōu)化種植的組配原則和參數(shù)。2）完成玉米與大豆、玉米與馬鈴薯等典型的

22、作物多樣性種植模式的作物間株高、株型適配和品種類型選擇與時空布局配置參數(shù)進行定量研究。深入研究作物復合群體內(nèi)的光、水、養(yǎng)分在環(huán)境內(nèi)的時空分布。3）完成基因多樣性調控病害的效應和作用研究。完成作物多樣性在作物-害蟲-天敵三級營養(yǎng)系統(tǒng)中的作用。4）完成作物多樣性種植與單作的根際過程和根系組成特征研究，作物多樣性種植中作物對提高土壤養(yǎng)分吸收利用的作用機理；從養(yǎng)分活化競爭利用，土壤碳氮協(xié)調促進生物固持和微生物多樣性的變化過程的研究。5）綜合各課題的主要研究結果，構建作物多樣性種植模式的技術參數(shù)和技術標準，結合當?shù)厣a(chǎn)實際和機械化配套作業(yè)需求，形成作物多樣性高效栽培技術規(guī)程，建立大面積推廣應用范例。定位

23、研究作物多樣性種植模式對土壤地力、病蟲害組成結構和產(chǎn)量品質等方面的影響和作用，客觀評價作物多樣性種植的持續(xù)效應。2、預期目標1）闡明作物多樣性調控病害的基因多樣性原理2）探明作物多樣性影響土壤地力的根際生態(tài)過程3）形成作物多樣性種植模式的技術參數(shù)4）建立作物多樣性種植模式持續(xù)應用的評價體系5）提供大面積應用范例，展示研究成果一、研究內(nèi)容1、研究的典型地區(qū)本項目以我國西南山區(qū)作為研究的典型地區(qū)，輻射研究西北山區(qū)和東南山區(qū)。我國西南山區(qū)是少數(shù)民族聚居區(qū)，以種植馬鈴薯、玉米、豆類、麥類等為主要口糧。該地區(qū)受南亞季風氣候影響，干濕季節(jié)分明，特殊年份冬春連旱，嚴重影響糧食作物生產(chǎn)。正常年份，五月至十月為

24、降雨季節(jié)，七、八、九月為降雨高峰期，降雨量約占全年雨量的60%。降雨高峰期與馬鈴薯晚疫病、玉米大、小斑病等主要糧食作物病害發(fā)生高峰期重疊，年年陰雨年年病害流行，造成糧食產(chǎn)量重大損失，嚴重影響山區(qū)農(nóng)民口糧和經(jīng)濟收入。解決該地區(qū)作物主要病害流行問題成為廣大農(nóng)民的迫切需求和各級政府的期望目標。但是，常規(guī)的病害防治技術實施難度大且防效甚微，使用農(nóng)藥的成本較高，使用后受雨水沖涮防效降低。探索作物多樣性控病增產(chǎn)新方法成為保障糧食增產(chǎn)的關鍵。前一項目研究成果在該地區(qū)進行了大面積應用，有多年的田間試驗數(shù)據(jù)和氣象資料，前期基礎扎實，利于項目的持續(xù)研究和觀測。近年來項目組在西北山區(qū)和東南山區(qū)開展了前一項目的輻射式

25、研究，也積累了大量的資料和數(shù)據(jù)，有良好的研究基礎。2、主要研究對象項目以禾谷類與豆類，禾谷類與薯類等作物種類為研究對象，重點研究玉米與薯類、玉米與豆類、小麥與豆類等重要作物搭配高效栽培的生態(tài)調控原理。前一項目研究了20余種作物多樣性搭配控病增產(chǎn)的效果，其中大部分搭配均有良好的控病增產(chǎn)效果，但根據(jù)該區(qū)域的生產(chǎn)實際，應用面積最大的是禾谷類與豆類，禾谷類與薯類等作物多樣性搭配組合。為此，本項目進一步集中研究對象，深入研究玉米與馬鈴薯、玉米與大豆、小麥與蠶豆等作物搭配，系統(tǒng)研究多樣性種植對病蟲害的生態(tài)調控和土壤地力的影響。3、研究主要內(nèi)容1）作物多樣性種植的種質資源篩選和組配原理立足我國豐富的農(nóng)作物種

26、質資源，篩選適宜作物多樣性種植的玉米、小麥、馬鈴薯、大豆等品種資源。研究品種資源的株型結構、根系結構、養(yǎng)分水分利用以及抗病性、抗蟲性、抗逆性等。探明作物生育期差異，株型互補，根系互作，抗性差異，病蟲害差異等合理組配原理，構建作物多樣性優(yōu)化種植的組配原則和參數(shù)。2）作物群落結構對產(chǎn)量與品質的影響及其機理本課題以玉米與大豆、玉米與馬鈴薯等典型的作物多樣性種植模式為對象，依據(jù)生態(tài)學的生態(tài)位原理及其對等效應，對復合群體內(nèi)作物間株高、株型適配和品種類型選擇與時空布局配置參數(shù)進行定量研究，構建高產(chǎn)優(yōu)質的作物多樣性配置技術體系。在此基礎上，對作物復合群體內(nèi)的光、水、養(yǎng)分在環(huán)境內(nèi)的時空分布和在作物間的分配利用進行研究，從作物多樣性種植環(huán)境、作物基因型、作物產(chǎn)量品質表現(xiàn)型三個層面，探明作物種群結構對產(chǎn)量、品質的效應和作用機理。3）作物多樣性調控病蟲害的作用及其機理根據(jù)植物保護學原理，應用現(xiàn)代植物病理學、昆蟲學、分子生物學、化學