發(fā)布時間：2017-12-14 11:17

  本文關(guān)鍵詞：馬鈴薯產(chǎn)量形成的源庫關(guān)系及水氮對其的調(diào)控

  更多相關(guān)文章： 馬鈴薯 產(chǎn)量 源庫關(guān)系 水 氮

【摘要】：作物的源庫關(guān)系決定著作物的產(chǎn)量,以小麥、水稻為代表的谷類作物的源庫關(guān)系前人已做了大量的研究,但對于塊根塊莖類作物如馬鈴薯(Solanum tuberosum L.)等,其源庫關(guān)系卻并不清楚。作為世界上一種重要的糧食作物,馬鈴薯是一種典型的塊莖類作物,其收獲器官塊莖屬于變態(tài)莖的一種,它是營養(yǎng)器官而非像谷類作物的收獲器官種子一樣是生殖器官。所以深入了解馬鈴薯的源庫關(guān)系不僅有助于提高馬鈴薯的生產(chǎn)潛力,而且有助于了解塊莖類作物的源庫關(guān)系。水和氮是影響作物產(chǎn)量且可人為調(diào)控的兩大環(huán)境要素,關(guān)于水、氮對谷類作物源庫關(guān)系的調(diào)控機制的研究也已有很多,但在馬鈴薯上的研究卻較少。因此,本研究以馬鈴薯品種“大西洋”為材料,通過盆栽試驗研究了水、氮兩因素對馬鈴薯的產(chǎn)量、源庫關(guān)系、碳氮代謝關(guān)系及水氮利用效率的影響,從而探究馬鈴薯產(chǎn)量形成的源庫關(guān)系及水、氮對其的調(diào)控機制。主要結(jié)果如下:1.馬鈴薯產(chǎn)量形成的源庫關(guān)系通過設(shè)計不同的水、氮水平我們研究了塊莖膨大期馬鈴薯塊莖產(chǎn)量、整株生物量、收獲指數(shù)、源容、庫容和水氮利用效率的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn),試驗結(jié)束時所有水氮水平下植株的源容都相對較小,而此時塊莖卻仍有較大的潛在庫容。說明馬鈴薯生育期內(nèi)植株源所提供的同化物并不能滿足庫的需求,所以推測與谷類作物不同,在塊莖膨大期馬鈴薯的產(chǎn)量更多的是受源的限制。不同的水、氮水平通過影響植株的源容來影響產(chǎn)量。正常水分(90%的田間持水量)和適量氮(0.2 g N/kg土)條件下馬鈴薯的產(chǎn)量增加主要是因為這些條件下植株的源容增加所導(dǎo)致。除此之外,正常水分和適量氮條件下馬鈴薯的產(chǎn)量和整株生物量最高,但此條件下的收獲指數(shù)卻不是最高。這也說明適宜的生長條件主要是通過提高整株干物質(zhì)的積累量而非提高干物質(zhì)向塊莖分配的比例(收獲指數(shù))來增加塊莖產(chǎn)量和提高植株的水氮利用效率。因此,植株的源容是限制馬鈴薯產(chǎn)量的主要因素。提高植株的凈光合速率、總?cè)~面積和葉片壽命來增加源容對于馬鈴薯生產(chǎn)潛力的提高非常重要。2.馬鈴薯的碳氮代謝協(xié)調(diào)程度與源庫關(guān)系作物體內(nèi)的碳氮代謝協(xié)調(diào)程度決定著作物產(chǎn)量的高低。通過設(shè)計不同的水、氮水平我們研究了塊莖膨大期馬鈴薯植株中的碳氮代謝協(xié)調(diào)程度也即碳氮比的變化。結(jié)果表明,馬鈴薯葉中的碳氮比與葉綠素含量呈顯著的負相關(guān)。水分脅迫使馬鈴薯植株葉中的碳氮比升高,而適量氮水平則有助于葉中的碳氮比較長時間的維持在一個較低的水平。為了進一步探討碳氮代謝協(xié)調(diào)程度對植株源庫關(guān)系的影響,我們又設(shè)計了同一施氮量下不同的施氮時期試驗來研究碳氮比的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn),移苗時施加少量的氮肥(50 mg N/kg土)而在塊莖形成時追加大量的氮肥(200 mg N/kg土)不僅能夠降低馬鈴薯塊莖膨大期之前葉中的碳氮比,也能降低塊莖膨大期葉中的碳氮比,從而使整個生育期馬鈴薯葉中的碳氮代謝都處于協(xié)調(diào)狀態(tài),延長了葉片的壽命,提高了葉片的同化效率,進而使植株的源容長時間的保持在一個較高的水平,利于整株干物質(zhì)的積累,最終增加產(chǎn)量。因此不同的水氮水平,不同的施氮方式可能是通過影響馬鈴薯葉中的碳氮代謝協(xié)調(diào)程度來影響植株的源容,從而影響產(chǎn)量。合理的水、氮管理有助于協(xié)調(diào)馬鈴薯的碳氮代謝,使植株保持較高的源容,從而增加塊莖產(chǎn)量以及水、氮利用效率。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S532

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