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地膜春小麦根系生长、物质分配及叶片衰老研究

牛俊义  
【摘要】: 通过3个生长季的大田试验和管栽模拟试验,研究了陇中半干旱地区地膜栽培春小麦根系生长的时空分布规律、干物质累积分配规律及根冠关系、叶片提前枯黄衰老的原因及施氮对叶片衰老的影响。所取得的主要研究结果有: (1)地膜覆盖有利于促进春小麦根系的早生快发,有利于增加根干重。拔节前是地膜春小麦根系伸长速率最快的时期,日增长量比露地春小麦高1.34cm/株·d~1.24cm/株·d。地膜春小麦的根干重始终高于露地,且根干重日增长高峰期比露地春小麦早出现15d左右。施氮对地膜春小麦根系生长的促进作用是速效、短期的。任何时期施氮都有利于地膜春小麦根干重的增加;中后期追施氮肥,可增加根系的总根长。根长和根干重的垂直层次分布结构,可用多项式y=a+bx+cx~2+dx~3 描述。 (2)覆膜对春小麦吸氮量、特殊吸氮率(SARN)、特殊吸磷率(SARP)的影响是显著的。地膜和露地春小麦比较,吸氮量增加33.20%,SARN平均值提高16.82%,SARP平均值提高6.47%。不同时期追施氮肥,对地膜春小麦氮效率的影响是不同的。分蘖期追施氮肥,氮肥利用效率和生理效率最高;拔节期追施氮肥,氮肥利用率和农学效率最高;孕穗期追施氮肥,氮效率最低。 (3)覆膜有利于协调春小麦根冠间的干物质分配关系,根冠总生物量显著高于露地小麦。地膜春小麦前期根系的早生快发,促进了地上茎叶的生长,使根冠比降低18.87%;中后期茎叶生物量的显著增加,促进了地下根系重量的增加,使根冠比增高1.42%~7.34%;相对发达的根系保证了作物吸收器官(根)和失水器官(叶)之间的平衡,协调了根冠间的干物质分配关系,提高了光合产物在繁殖器官中的分配比例,使春小麦的穗粒重比露地小麦增加27.61%。对地膜春小麦而言,早期施氮有利于促进茎叶生长,降低根冠比;中期施氮有利于促进根系增粗,增加根冠比。 (4)地膜春小麦前期叶面积的增长快,后期进入光合积累的时间早, 净同化率高,且快速生长持续期长。地膜和露地春小麦比较,单株最大叶面 积增加 17.16%,最大绿叶面积峰值早出现6d,开花前干物质积累量高8.97%。 前期叶面积的增长,为后期干物质积累奠定了良好的基础。拔节期追施氮肥 能有效地增加地膜小麦的单株叶面积和干物质生产量。追肥和不追肥处理比 较,单株叶面积增加 15.03%~31.11兄 地上干物重增加 3.7%~41.66兄 (5)地膜春小麦具有较高的相对生长速率,尤其开花后0~7d的相对生 长速率比露地小麦高8.20%~13.92%,因而开花后于物质积累量、日生产量 明显高于露地春小麦。在积累高峰期至开花后15~21d单茎、群体于物质 积累量、日生产量分别高出露地春小麦18.19%~22.01%和46.04%~48.27%。 (6)地膜春小麦茎、叶、颖壳和穗轴的输出率、分配率、转换率均高 于露地春小麦。尤其茎秆营养物质向籽粒的移动量大,转换率高。地膜春小 麦叶片、茎秆、颖壳穗轴的输出率分别比露地春小麦高3.23%~3石7%、 3.53%~4.55%和1.80%~3石3%:转换率分别比高0.12%~o.46%、0.92%~ l.90%和 0.35%~0.87%;各非经济器官输出的干物质对籽粒干物质的贡献率 比露地春小麦高1.9%~2厂%。地膜春小麦籽粒起始生长势、最大生长速率、 活跃生长期均高于露地春小麦。而达最大生长速率的天数短于露地小麦。说 明地膜春小麦籽粒灌浆期具有较强的生长势,灌浆速率快,灌浆时间长,最 终表现为粒重高、产量增加 36%。 门)地膜春小麦前期叶片叶绿素、可溶性蛋白质含量增速快,膜脂过氧 化水平低,叶绿素和蛋白质含量分别比露地春小麦高 17.26%~31.49%和 5.53%~7.96%;叶片丙二醛含量和电导率分别比露地春小麦低 15名2%~ 19刀2%和 9.79%~12刀9%。开花灌浆后地膜春小麦叶绿素、蛋白质降解速度 增加,膜脂过氧化程度增强,叶片叶绿素、蛋白质含量降低,丙二醛含量升 高,细胞膜透性增大,叶片衰老速度加快。但和露地春小麦比较,地膜春小 麦叶片的衰老并没有对其产量的增加造成多大影响,成熟期穗粒重仍比露地 2 春小麦增加 27石1%。说明地膜春小麦叶片的衰老并非早衰,而是作物生命 活动的正常终止。 中后期施氮能显著提高地膜春小麦叶片叶绿素和可溶性蛋白质含量,降 低MDA含量,抑制叶片电导率的升高。因而能延缓地膜春小麦后期叶片衰 老和光合功能的衰退,延长叶片功能期。 (8)各叶片衰老参数、光合速率及粒重之间有密切的相关关系。叶绿素 含量是调控叶片衰老极其重要的一个指标,其含量的高低抉定了叶片


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