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《兰州大学》 2011年
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半干旱地区兰州百合对地膜覆盖和施肥的生态学效应研究

杨雨华  
【摘要】:兰州百合在甘肃已有150多年的栽培历史,是集食用价值、药用价值和观赏价值于一身的蔬菜中的珍品,也是是甘肃省特色农产品和优势产业。本文针对兰州百合栽培中存在的问题,采用田间试验,研究了覆膜和施肥处理下兰州百合生长发育动态,生态位适宜度及其对产量的影响。并从种群生态学的角度出发,探讨了覆膜和施肥对兰州百合种群生长动态的影响。主要结论如下: 1.采用三种栽种方式,露地垄作(BR),普通地膜覆盖(OPMR),和渗水膜覆盖(WPMR)。结果表明地膜覆盖提高10cm土层的土壤温度1.5-3.2°C,0-100cm土层的含水量7.61-19.14%。与普通地膜覆盖相比,渗水膜覆盖条件下的土壤温度在百合生长前期和后期都更高,而在气温的较高的月份,渗水膜覆盖条件下的土壤温度反而低于普通地膜覆盖,这可以避免温度过高对植株生长造成的不利影响。整个百合生育期内,渗水膜覆盖条件下土壤含水量一直高于普通地膜覆盖。百合植株在覆膜条件下表现出更健强,株高、茎粗、叶片数,在覆膜条件下均有所增加,特别是在渗水膜覆盖条件下。覆膜显著提高干物质积累,并且使得地下鳞茎部分干物重占全株干物重百分比增加。这证明覆膜能促进光合产物向地下鳞茎的转移。相比露地垄作,覆膜提高了百合鳞茎产量,在普通地膜覆盖和渗水膜覆盖条件下,分别达到了17268.56kg ha-1和16655.67kg ha-1,露地垄作条件下鳞茎产量为14838.65kg ha-1。覆膜同样提高了水分利用效率,普通地膜覆盖和渗水膜覆盖下的水分利用效率比露地垄作分别提高了12.56%和19.40%。 2.氮磷为一因素,设3个处理水平,钾为一因素,也设3个水平,构成2因素3水平共9个处理。试验结果表明,合理施肥能够促进兰州百合植株生长发育。单施氮、磷肥,株高、茎粗、叶片数和全株干物质在(NP)hK0处理下最高;单施钾肥,各个生长指标在(NP)0Kh处理下达到最高;氮、磷、钾肥配施对植株生长和干物质积累提高最为显著,在(NP)hKh处理下,植株生长最为旺盛。施肥同样可以增加产量。无论单施氮、磷肥或是单施钾肥,鳞茎产量均随着施肥用量的增加而增大。在从对照到低肥处理的产量增幅要高于从低肥到高肥的增幅;且单施钾肥鳞茎产量增幅高于单施氮、磷肥。氮、磷、钾肥配施对产量提高最为显著,在(NP)hKh处理下产量达到25906.35kg ha-1。施肥对子鳞茎产量没有规律性影响。 3.将生态位理论引入作物生长系统研究中,分析了作物生态位适宜度的内涵;并以兰州百合为研究对象,依据大田覆膜及施肥调控试验和生态位适宜度的数学模型,对兰州百合生态位适宜度值进行了定量分析。结果表明:覆膜和施肥均有增加叶面积指数、提高兰州百合适宜度值和增加产量的效果。覆膜比平播样区的叶面积指数在苗期、现蕾期和盛花期三个时期内平均增加了25.90%,生态位适宜度值提高了6.40%,产量增加了21.21%。在土壤养分梯度上随着N、P肥或K肥施用量的增加,叶面积指数、生态位适宜度值和作物产量均有所增加。平播条件下,(NP)1K1、(NP)0K1、和(NP)1K0处理下叶面积指数比(NP)0K0处理下叶面积指数在苗期,现蕾期和盛花期三个生长时期内分别增加了41.83%,30.07%和13.73%;单施K肥处理生态位适宜度值和产量((NP)0K1处理相对于(NP)0K0处理)增幅大于单施N、P肥处理((NP)1K0处理相对于(NP)0K0处理),分别为18.32%和42.65%。N、P、K肥混施对生态位适宜度值提高和产量增加最为显著,且增幅((NP)1K1处理相对于(NP)0K0处理)在覆膜条件下较大,分别达26.80%和58.82%。商品鳞茎产量与其适宜度值之间呈现显著的二项式相关关系。 4.研究了钾素和覆膜对兰州百合收获指数、生殖配置和个体大小不整齐性的影响,并探讨了其影响机制。钾肥处理与K0相比,露地栽培下,鳞茎产量提高44.42%,生物产量提高20.60%,收获指数提高14.30%,生殖配置5.55%;覆膜栽培下,鳞茎产量、生物产量、收获指数和生殖配置分别提高了57.21%、13.89%、23.30%和7.35%。无论覆膜还是露地栽培,兰州百合个体大小不整齐性随着钾肥用量的增加而降低。与露地对照相比,覆膜栽培提高百合鳞茎产量15.59%,生物产量提高13.09%。但是,覆膜种群的收获指数和生殖配置相对于露地栽培,分别降低4.19%和3.20%。说明兰州百合种群个体大小不整齐性与钾素施用密切相关,钾肥处理下植株生长旺盛,收获指数较高。覆膜导致了兰州百合种群的生长冗余,这是覆膜栽培下百合种群内个体竞争加剧,使得个体大小不整齐性增加的结果。
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