不同氮素水平对棉花根系生长及根-冠关系的影响

摘要

本文基于不同氮肥水平的田间试验，分析对比根钻法和微根窗观测系统法的简便性及数据准确性，研究不同氮肥水平下水平距离棉株10cm和25cm处的棉花根系形态及根分布、地上部形态、伤流液和主茎叶中的生理活性物质、干物质积累分配、棉花的产量品质的影响，并分析根系与地上部指标的相关性以及产量和各指标之间的相关性，揭示了不同氮肥水平下棉花根系生长与“根—冠”生理特征的内在联系，主要结论如下:
　　1)棉花根系研究过程中，根钻法的操作过程、所用时间、涉及人员数量均大于微根窗观测方法，且冲洗过程中容易引起细小根系的损失，并且每次取样地点均更换，因此根钻法误差大于微根窗法。但微根窗法取样体积较小。
　　2)根钻法和微根窗法测定的根形态指标（根长密度、根投影面积密度、根表面积密度、根平均直径密度、根体积密度）等呈极显著相关关系。且两种方法观测结果表明氮肥对棉花的总根长密度、浅层土壤根长密度的影响结果基本一致，中氮处理达到最大值，显著大于对照处理。根钻法观测的根形态密度、浅层土壤的根分布均低于微根窗法观测得到的数值，且处理间效应变化值也较大。
　　综合分析表明根钻法和微根窗法均能有效的用于棉花根系的观测，其处理间效应得到结果基本一致，且微根窗法处理间差距更明显且测定结果更精确。
　　3)氮肥促进距离棉株10cm及25cm处棉花根系的生长。在蕾期、初花期、花铃期和吐絮期各个生育时期，随氮肥用量的增加，大部分土层中尤其是浅层土壤中的根长、根投影面积、根表面积、根体积及总根形态密度均呈先增加后降低趋势，中氮处理(240kg·hm-2)达到最大值，显著大于对照处理(水平距离植株10cm和25cm)。中氮处理促进根系的生长及深扎，降低浅层土壤根系所占比例。氮肥促进棉花地上部的生长，中氮和高氮处理显著增加棉株的株高、茎粗、叶面积，其中以高氮处理的株高最大。根系形态和地上部植株的形态有一定的相关性，吐絮期距离植株10cm处棉花根平均直径和株高、茎粗显著相关，距离植株25cm处棉花根投影面积、根体积和茎粗显著相关。并且水平距离植株10cm处各个生育时期的棉花根系总根长，初花期和花铃期的总根投影面积，以及距离植株25cm处花铃期、吐絮期的总根长、总根投影面积显著影响棉花产量，说明氮肥会促进棉花根系的生长，进而影响其地上部形态的生长。
　　4)氮肥促进棉花伤流液和叶片内生理活性反应。中氮处理显著增加棉株叶片中的叶绿素含量，棉株根系和叶片中的可溶性蛋白、硝态氮含量、硝酸还原酶活性、可溶性糖含量、氨基酸含量、SOD活性、POD活性，显著降低MDA含量。并且伤流液和叶片中的生理物质很多均显著相关，且可溶性蛋白含量、硝态氮含量、硝酸还原酶活性、氨基酸含量与产量也有一定的相关性。说明中氮处理能促进棉花根系和地上部的代谢相关酶类合成，促进氮素吸收利用，协调碳氮代谢，缓解棉花衰老。
　　5)氮肥增加棉株根系和地上部器官的干物质积累，中氮处理下根系干物重显著大于对照处理。高氮处理主要促进植株的叶片和茎等营养器官的干物质积累，而中氮处理则能增加最终棉花蕾铃分配比例。棉花根系的干物重尤其是生长发育后期浅层根系干物重、总干物重和地上部干物重积累有一定的显著相关性。不同生育时期的棉花根系总干重、生育后期的地上部总干重、蕾铃干重与棉花产量显著相关。中氮处理的蕾铃所占比例最大，产量最高，品质最优。综合分析认为中氮处理(240kg·hm-2)能促进植株根系和地上部的干物质积累，调节其干物质分配，平衡棉株的根-冠关系提高棉株的产量品质。

目录

声明

摘要

第一章 前言

1 研究背景

2 氮肥对棉花生长的影响

2．1 氮肥对棉花干物质积累的影响

2．2 氮肥对棉花生理生化特征的影响

2．3 氮肥对棉花产量品质的影响

3 根系研究现状

3．1 不同农作措施对作物根系的影响

3．2 作物根系的研究方法简介

4 本研究的目的意义

5 本研究的技术路线

第二章 根钻法和微根窗法下不同氮肥水平棉花根系形态变化特征的比较

1 材料与方法

1．1 试验材料

1．2 试验设计

1．3 棉花根系形态测定与方法

1．4 数据统计分析

2 结果与分析

2．1 根钻法和微根窗法的取样简便性比较

2．2 根钻法和微根窗法下棉花根系深度的比较

2．3 根钻法和微根窗法下棉花总根长密度的比较

2．4 根钻法和微根窗法下不同土层棉花根长密度的比较

2．5 根钻法和微根窗法下花铃期不同深度根长、根投影面积、根体积分布的比较

2．6 根钻法和微根窗法下花铃期不同深度根长密度、根投影面积密度和根体积密度所占比例的相关性比较

2．7 根钻法和微根窗法不同深度根形态密度的相关性比较

3 讨论

3．1 根钻法和微根窗法测定简便性比较

3．2 根钻法和微根窗法棉花根系深度的变化

3．3 根钻法和微根窗法下不同氮肥处理棉花总根长密度的变化

3．4 根钻法和微根窗法下不同氮肥处理不同土层深度棉花根长密度的变化

3．5 根钻法和微根窗法下不同氮肥处理棉花根系形态垂直分布及各形态指标之间的关系

第三章 不同氮素水平对棉花根系及“根-冠”关系的影响

1 材料与方法

1．1 试验材料

1．2 试验设计

1．3 项目测定与方法

1．4 数据统计分析

2 结果与分析

2．1 不同氮肥水平对棉花根系和地上部形态的影响

2．2 不同氮肥水平对棉花生理活性物质的影响

2．3 不同氮肥水平对棉花干物质积累的影响

2．4 不同氮肥水平对棉花产量和纤维品质的影响

2．5 不同氮肥水平下地下和地上部各指标之间的相关性

2．6 不同氮肥水平下各指标与棉花产量之间的相关性

3 讨论

3．1 不同氮肥水平下棉花的形态特征

3．2 不同氮肥水平下棉花生理活性物质的变化特征

3．3 不同氮肥水平下棉花干物质积累和产量品质的变化特征

第四章 结论

1 根钻法和微根窗法测定不同氮肥棉花根系形态的比较

2 不同氮肥水平下棉花根系及地上部生长生理的变化特征

3 进一步研究的思考

参考文献

在读期间的学术论文

个人简历

致谢