间距行距配置对套作马铃薯光合生理特性及产量的影响

摘要

为了探讨套作群体内部对光能的高效利用原理及其增产机理，丰富西南地区套作栽培体系。本试验通过单作及2∶2行比下，不同马铃薯小行距、间距、玉米小行距的组合搭配，研究马铃薯/玉米套作系统内部的光环境、光合生理特性、光胁迫下叶片生理响应、干物质积累及其对产量的影响。主要研究结果如下:
　　(1)对马铃薯光合叶片叶面积指数、比叶重、叶绿素含量的影响
　　通过对马铃薯绿色叶片的分期测定发现，套作模式下，叶面积指数与马小行距及间距紧密相关，马小行距及间距越小（玉米行距越大）叶面积指数越低。由于马铃薯受玉米的荫蔽，比叶重、Chla、Chlb、Chla+Chlb含量均表现为先增后减的趋势，在块茎增长期达最大值。本实验中，“马铃薯小行距+间距+玉米小行距”为80cm+30cm+40cm（处理1）和40cm+60cm+20cm（处理7）的配置LAI高达4以上同时处理7始终保持较高的Chlb含量，有效增加了叶片捕获光能的能力，是其获得高产的基础。
　　(2)对马铃薯光分布与光截获的影响
　　通过对马铃薯PAR的分层、分位点测定发现，PAR存在时空上的差异，随测量位点的变化呈“W型”变化，即PAR的截获与马铃薯垂直结构存在同伸关系，且马铃薯截获PAR最多的为冠层上、中部。随着生育期的推移，淀粉积累期PAR低于块茎形成期。
　　同时，PAR截获还受光照方向的影响，表现为顺着光照方向远离玉米行的马铃薯中上部受光高于靠近玉米行的马铃薯中上部受光。当马铃薯幅宽一定（玉米小行距一定）时，间距大的处理马铃薯各位点截获的PAR更高，随着间距的增加能够提高上部叶片的光能截获;随着行距的增加能够提高下部叶片的光能截获。当马铃薯幅宽增加（马铃薯小行距一定，间距增加），下部叶片能够接受的光照也越强。
　　(3)对马铃薯光合参数的影响
　　套作降低了马铃薯Pn、GS、Tr，Pn、GS、Tr表现为随叶位的降低而降低。升高了马铃薯Ci，表现为随着叶位的下降而升高。本试验中在淀粉积累期Pn套作低于单作，Pn主要受非气孔因素影响。处理1和处理7均具有较高的Pn，处理1表现为中、下位叶Pn更高，而处理7表现为上位叶Pn更高，这是处理7产量高于处理1的能量基础。
　　上、中、下叶位光合特性指标相关性分析发现，PAR与Pn、GS、Tr均呈正相关，但套作下PAR与Ci呈负相关，且套作加强了两者间的相关性。Pn、GS、Tr间互相呈正相关，但显著性因叶位不同而不同。而它们与Ci几乎都表现为负相关。比较两个生育时期发现，套作加强了PAR与Pn的相关性，加强了中位叶与下位叶指标间的相关性，也加强了下位叶各指标间的相关性，同时套作下Ci与各指标负相关。
　　(4)对马铃薯抗氧化酶和膜脂过氧化水平的影响
　　套作促进了马铃薯保护酶SOD、CAT活性的增加，膜脂过氧化物MDA含量的升高，但存在处理间的差异。马铃薯保护酶活性及膜脂过氧化程度与所受光照程度密切相关。其中处理7SOD、CAT活性及MDA含量均为最低，且两个时期间波动不大。
　　(5)对干物质积累及产量的影响
　　在生育前期，马铃薯小行距影响其茎、叶干物质积累，在生育中后期，间距成为其主要限制因素。块茎干物质积累以处理7为最高。套作降低了马铃薯产量与玉米产量，但套作对马铃薯产量影响更大。本试验中各处理LER均大于1，套作优势明显。其中以处理7马铃薯产量最高，为2205.23kg/667m2，与其它处理间差异极显著。复合产量最高为处理7和处理4，前者为875.10 kg/667m2，后者为865.96 kg/667m2，两个处理间差异不显著。

目录

声明

论文说明

摘要

第一章 文献综述

1．1 套作概述

1．2 关于马铃著／玉米套作

1．3 马铃薯／玉米套作空间配置研究

1．3．1 行比、带宽研究

1．3．2 品种、密度研究

1．3．3 间距、行足巨研究

1．4 套作光能利用相关研究

1．4．1 套作模式中叶面积指数、叶绿素含量研究

1．4．2 套作模式中光环境及光合特性研究

1．5 套作作物干物质积累及产量研究

第二章 绪论

2．1 选题意义

2．2 研究目标

2．3 研究内容

2．4 试验技术路线

第三章 材料与方法

3．1 试验材料及地点

3．1．1 试验材料

3．1．2 试验地点

3．2 田间试验设计及方法

3．2．1 田间试验设计

3．2．2 试验方法

3．3 测定项目及方法

3．3．1 取样及样品保存

3．3．2 茎、叶、块茎干重及叶面积指数的测定

3．3．3 叶绿素、丙二醛、抗氧化物酶含量的测定

3．3．4 光合指标测定

3．3．5 产量测定与计算

3．4 数据统计及分析

第四章 结果与分析

4．1 不同处理对马铃薯干物质积累量的影响

4．1．1 马铃薯茎干物质积累量的变化分析

4．1．2 马铃薯叶干物质积累量的变化分析

4．1．3 块茎干物质积累量的变化分析

4．1．4 干物质积累总量的变化分析

4．2 不同处理对马铃著叶面积指数、比叶重和叶绿素含量的影响

4．2．1 马铃薯叶面积指数(LAI)的变化分析

4．2．2 马铃薯比叶重(SLW)的变化分析

4．2．3 马铃薯叶绿素的变化分析

4．3 不同处理对马铃薯光合指标的影响

4．3．1 不同处理对马铃薯光环境的影响

4．3．2 马铃薯不同叶位净光合速率(Net photosynthesis rate，Pn)的变化分析

4．3．3 马铃薯不同叶位气孔导度(Stomatal conductance，GS)的变化分析

4．3．4 马铃薯不同叶位胞间CO2浓度(Intercellular CO2，Ci)的变化分析

4．3．5 马铃薯不同叶位蒸腾速率(Transpiration rate，Tr)的变化分析

4．3．6 各光合指标间相关性分析

4．4 不同处理对马铃薯抗氧化酶活性和膜脂过氧化程度的影响

4．4．1 超氧化物歧化酶(Superxiode dismustase activities，SOD)活性的动态变化

4．4．2 过氧化氢酶(Catalase activities，CAT)活性的动态变化

4．4．3 丙二醛(Malonialdehyde，MDA)含量的动态变化

4．5 不同处理对产量的影响

4．5．1 不同处理对马铃薯产量的影响

4．5．2 不同处理对玉米产量的影响

4．5．3 不同处理对复合产量的影响

4．5．4 不同处理对土地当量比的影响

第五章 结论与讨论

5．1 讨论

5．1．1 间距行距不同配置对马铃薯叶面积指数、比叶重、叶绿素含量的影响

5．1．2 间距行距不同配置对马铃薯光环境的影响

5．1．3 间距行距不同配置对马铃薯光合生理特性的影响

5．1．4 间距行距不同配置对马铃薯抗氧化酶和膜脂过氧化程度的影响

5．1．5 间距行距不同配置对马铃薯干物质积累及产量的影响

5．2 结论

参考文献

致谢

附录

附录一 图片

附录二 在校期间发表论文和参加课题情况