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《甘肃农业大学》 2018年
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紫花苜蓿叶片植物学特征及化学计量特征对植株密度和磷素供给的响应

刘文兰  
【摘要】:随着我国农业产业结构调整和农牧业的发展,紫花苜蓿(Medicago sativa L.)种植面积进一步扩大。植株密度和磷素施用在紫花苜蓿产业化生产中具有非常重要的作用。由于叶片对植株密度和养分的供应非常敏感,叶片养分含量的多少可以反映植株密度的适宜程度、土壤养分有效性及供应水平。长期以来,紫花苜蓿产量和品质的研究多集中于整体植株,分层研究较少,尤其是分层叶片的研究更少,在科学研究中可利用叶片的分层收获法来研究不同利用价值的苜蓿叶片。因此,系统深入地研究植株密度和磷素供给对苜蓿不同层叶片植物学特征及叶片养分含量具有重要意义。本研究以‘甘农3号’紫花苜蓿为材料,在农业部兰州黄土高原生态环境重点野外科学观测试验站测定和研究了大田条件下植株密度对紫花苜蓿不同生育时期、不同茬次、分层叶片植物学特征和化学计量特征的变化规律,取得如下研究结果:(1)随着植株密度的增加,同一生育时期、同一茬各层叶长、叶宽、叶面积、单枝复叶数、叶鲜重、叶干重均减小。分枝期低密处理的各层叶长、叶宽、叶面积均显著大于高密处理(P0.05)。现蕾期、初花期低密处理下平均叶鲜重、叶干重显著大于高密处理(P0.05)。分枝期高密处理的叶片长宽比值显著大于低密处理(P0.05)。分枝期中层叶面积、单枝复叶数、叶鲜重、叶干重均最大;现蕾期和初花期中层叶面积、叶鲜重、叶干重均最大。现蕾期和初花期上层的单枝复叶数最大,分枝期则中层最大。各生育时期各层叶面积、单枝复叶数、叶干重、叶鲜重均表现为初花期现蕾期分枝期。2015年各茬叶长、叶宽、叶面积、单枝复叶数、叶鲜重、叶干重的大小均表现为第一茬第二茬第三茬,分层平均单枝复叶数上层中层下层,分层平均叶面积、叶鲜重、叶干重中层上层下层。植株密度对各生育时期、各茬的下层叶面积影响较大,均有低密处理显著大于高密处理(P0.05)。在平均和上层叶鲜重、叶干重中,低密处理明显大于高密处理(P0.05)。(2)随着磷素供应量的增加,同一生育时期、同一茬叶长、叶宽和叶面积、单枝复叶数、叶片鲜重、叶片干重均增加,但叶片鲜干重比值无明显规律性。施磷对下层叶面积的影响明显大于上、中2层叶片(P0.05)。分枝期单枝复叶数表现为中层下层上层;现蕾期和初花期单枝复叶数均表现为上层中层下层。施磷对下层单枝复叶数的影响显著大于上、中2层叶片(P0.05)。2015年不同茬次各层叶长、叶宽、叶面积、叶鲜重和叶干重大小均表现为第一茬第二茬第三茬,叶片鲜重、干重大小表现为上层中层下层。(3)在植株密度和磷素的共同作用下,不同生育时期各层叶长、叶鲜重、叶干重表现为初花期现蕾期分枝期,叶宽、叶长宽比值、叶面积表现为现蕾期初花期分枝期,单枝复叶数表现为初花期分枝期现蕾期。各层叶长、叶宽大小、叶面积顺序为上层中层下层。交互作用对叶长、叶宽、叶长宽比值的影响表现为分枝期现蕾期初花期,且各时期始终有上层中层下层;对叶面积的影响表现为分枝期初花期现蕾期,对单枝复叶数的影响表现为初花期分枝期现蕾期。在植株密度和磷素的共同作用下,368万株·hm~(-2)×120 kg·hm~(-2),263万株·hm~(-2)×120 kg·hm~(-2)处理的叶面积、叶片鲜重、单枝复叶数均显著大于其他组合(P0.05)。(4)随着植株密度的增加,苜蓿各层叶片C、N、P含量和叶绿素含量均降低,各层叶片C、N、P含量和叶绿素含量大小顺序均为上层中层下层。在同一植株密度下,各生育时期上、中、下三层叶片C、N、P含量的大小顺序均为分枝期现蕾期初花期,叶绿素含量大小顺序为初花期现蕾期分枝期。2015年各茬叶片C、N、P含量的顺序均为第一茬第二茬第三茬。不同茬次、不同生育时期各层叶片C:N、C:P均随着植株密度的增加而增大,N:P先略有升高后显著降低。苜蓿2015年不同茬次叶片C:N、C:P、N:P的大小顺序为第一茬第二茬第三茬,各生育时期C:N、C:P、N:P的大小顺序均为初花期现蕾期分枝期。(5)随着施P量的增加,同一生育时期叶片中C、N、P含量和叶绿素含量均表现明显上升的趋势(P0.05)。C:N均随着P供给量的增加而增大,C:P、N:P降低。施P量尤其对上层叶片的影响较大。不同生育时期上、中、下三层叶片C、N、P含量大小顺序均为分枝期现蕾期初花期。2015年各茬叶片C、N、P含量和叶绿素含量的顺序为第一茬第二茬第三茬,C:N、C:P、N:P的大小顺序为第一茬第二茬第三茬。(6)在植株密度和磷素的共同作用下,同一生育时期各层C、N、P含量和叶绿素含量的大小顺序均为上层中层下层;各生育时期叶片C、N、P含量大小顺序为分枝期现蕾期初花期,叶绿素含量大小顺序为初花期现蕾期分枝期。2015年各茬叶片C含量的大小顺序为第二茬第一茬第三茬,N、P含量的大小顺序为第二茬第三茬第一茬,叶绿素含量的大小顺序为第一茬第三茬第二茬。各生育时期各层叶片和各茬叶片C、N、P含量和叶绿素含量较高的组合有368万株·hm~(-2)×120 kg·hm~(-2)、368万株·hm~(-2)万株·hm~(-2)×160 kg·hm~(-2)和263万株·hm~(-2)×120 kg·hm~(-2)。
【学位授予单位】:甘肃农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:S541.9

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