密度对大豆冠层光合有效辐射和抗倒伏特性的影响

摘要

大豆是我国传统的粮油作物，在国民经济中占有重要地位。而我国大豆生产过程中也面临着产量低、市场竞争力弱等问题。因此，提高大豆产量，改善品质势在必行。光能为绿色植物光合作用的重要能源，对大豆产量的形成产生重要的作用而冠层结构的差异会对大豆光能利用率产生不同程度的影响，进而影响大豆的产量。目前，提高种植密度已成为大豆高产潜力挖掘的关键措施，但种植密度过大会增加大豆倒伏的风险，已成为大豆高产、稳产和优质的重要限定因素。而适宜的种植密度能够改善冠层光合有效辐射分布，促进大豆的光能利用率及产量形成。合理的冠层结构具有重要的生产和理论意义。
　　本试验于2015-2016年进行，选用垦丰16和合农60为试验材料，设置5个种植密度，分别为20万株/hm2、30万株/hm2、40万株/hm2和50万株/hm2;研究了不同密度条件下大豆冠层光合有效辐射及植株抗倒伏性状的变化规律，并利用不同人工创造的遮荫条件研究了光合有效辐射与净光合速率的关系，拟合相关方程，对田间净光合速率进行了估算。试验结果表明:
　　大豆冠层中部和基部晴天光合有效辐射日变化与冠层上方太阳入射光合有效辐射变化规律一致，呈单峰曲线变化。在R1-R6时期，大豆冠层光合有效辐射表现先降后升的变化趋势，冠层中部光合有效辐射随密度增加而明显减小，R1时期变化最大，R6时期次之，R5时期不同密度间差异最小;冠层基部随密度变化的规律不明显。冠层透光率随着大豆生长发育的推进而呈先降后升的变化趋势，R5期最小，并随密度的增加而降低。大豆净光合速率的变化随密度的增大而减小。
　　大豆冠层叶面积指数受密度影响显著，随着密度的增大叶面积指数逐渐增大，在R1-R6时期呈先增后降的单峰曲线变化趋势，R5时期叶面积指数到达峰值;叶面积指数主要集中在冠层上部，并且随着大豆生长发育的推进冠层上部叶面积指数所占比例逐渐增大，而下部叶面积指数所占比例则逐渐减小;R5、R6时期随着密度的增加上层叶面积指数占比明显增大。
　　种植密度对大豆茎秆抗倒伏性状、力学特性和抗倒伏系数的影响明显。随着密度的增加大豆株高逐渐增高，而茎粗逐渐减小。大豆植株茎秆的挫折力、弹性模量及重力力矩随密度增大而明显减小，挫折力随密度的变化幅度大于重力力矩的变化幅度。大豆植株抗倒伏系数随密度的增大而呈下降的趋势，因此当播种密度达到高产的密度时，不宜再增加种植密度。
　　供试品种随着播种密度的增大，茎秆的纤维素、半纤维素和木质素含量呈下降趋势，与茎秆抗倒伏系数变化趋势一致。
　　供试的20万株/hm2、30万株/hm2、40万株/hm2、50万株/hm2四个密度中，合农60产量以40万株/hm2处理最高，而垦丰16产量以30万株/hm2处理最高;大豆单株粒数、粒重均随密度增加而减小，单株粒数、粒重主要分布于冠层上部而且冠层上部所占比随密度的增加而增大，冠层下部则相反。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 研究目的与意义

1．2 国内外研究动态

1．2．1 倒伏对作物生长及产量的影响

1．2．2 冠层光合有效辐射对作物产量的影响

1．2．3 密度对作物抗倒伏性状的影响

1．2．4 密度对冠层内光合有效辐射的影响

1．2．5 密度对作物产量的影响

2 材料与方法

2．1 试验地点

2．2 试验设计

2．2．1 密度试验

2．2．2 光合有效辐射与净光合速率关系试验

2．3 测定项目及方法

2．4 相关计算

2．5 分析软件

3 结果与分析

3．1 大豆冠层结构变化

3．1．1 大豆冠层高度及冠层宽度变化

3．1．2 大豆冠层叶面积指数及比叶重变化

3．2 大豆光合有效辐射变化规律及光合速率估算

3．2．1 大豆冠层光合有效辐射变化

3．2．2 大豆冠层光合有效辐射透光率变化

3．2．3 大豆田间冠层光合速率估算

3．3 大豆植株抗倒伏相关特性及纤维素、半纤维素、木质素含量变化

3．3．1 大豆植株抗倒伏形态变化

3．3．2 大豆植株抗倒伏纤维素、半纤维素、木质素含量变化

3．4 大豆茎秆力学特性及抗倒伏系数变化

3．4．1 大豆茎秆力学性状变化

3．4．2 大豆茎秆抗倒伏系数变化

3．5 密度对大豆干重及产量影响

3．5．1 大豆植株干重变化

3．5．2 密度对生物量的影响

3．5．3 密度对大豆产量的影响

4 讨论

4．1 密度对大豆冠层结构的影响

4．2 不同大豆冠层对光合有效辐射分布及光合速率的影响

4．3 大豆茎秆性状变化对倒伏的影响

4．4 密度对大豆生物量及产量的影响

5 结论

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的学术论文