不同生育时期干旱对花生生长发育及产量和品质形成的影响

摘要

试验于2008-2009年在青岛农业大学农学与植物保护学院实验站进行。以普通型花生品种花育22号为研究材料，采用防雨棚池栽和盆栽及室内分析相结合的方法，通过人工控水研究了不同生育时期干旱对花生生长发育及产量和品质形成的影响，探讨花生水分敏感时期，为花生科学灌溉、提高产量提供理论依据和技术指导。主要结果如下:
　　 1.不同生育时期干旱处理均显著抑制了花生的生长发育，且随干旱程度加重，降低幅度增大。苗期干旱和结荚期干旱导致花生主茎高度、侧枝长度降低的幅度较大，但花针期和结荚期干旱复水后主茎高度、侧枝长度恢复程度最小;同时苗期干旱、花针期干旱和结荚期干旱导致花生分枝数、主茎节数、侧枝节数、叶和茎干物质的积累、根瘤数和根瘤鲜重降低的幅度较大，花针期干旱和结荚期干旱复水后分枝数恢复幅度较小;而花生果针和荚果干物质的积累和根系干物重在花针期干旱和结荚期干旱处理下降低幅度最大，且复水后恢复幅度较小。研究可得出花针期和结荚期为花生植株生长发育的关键时期。
　　 2.不同生育时期干旱处理均对花生的光合和荧光特性有显著影响，且随干旱程度的加重，影响幅度增大。花针期和结荚期干旱导致花生功能叶叶绿素含量、叶面积系数降低的幅度较大，并且复水后叶绿素含量、叶面积系数恢复的程度较小;花生功能叶的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度在花针期和结荚期干旱时降低的幅度较大，且复水后恢复速度较快。对于花生的荧光特性而言，花针期和结荚期干旱导致花生功能叶的Fv/Fo、Fv/Fm、φPSⅡ降低的幅度较大，且复水后Fv/Fo、Fv/Fm、φPSⅡ恢复的幅度也较小。可看出花针期和结荚期为影响花生光合和荧光特性的水分敏感时期。
　　 3.不同生育时期干旱对花生碳代谢影响较大。花生叶片、茎枝、果壳、籽仁蔗糖含量显著上升，且随干旱程度的加重上升幅度增大，叶片SPS活性也显著提高。不同生育时期干旱之间相比，花针期和结荚期干旱导致蔗糖含量和SPS活性上升幅度最大，复水后恢复的程度较小，且SPS活性在复水后恢复较迅速。可见，花针期和结荚期干旱对花生碳代谢影响较显著。
　　 4.不同生育时期干旱均对花生氮代谢的有较大影响。NR、GS活性、游离氨基酸和可溶性蛋白含量有较大幅度的下降，干旱复水后逐渐恢复正常，但仍然低于对照。花针期和结荚期干旱对花生叶片氮代谢的影响最大，且复水后恢复的幅度小，特别是GS活性在花针期和结荚期干旱复水后恢复较迅速。可知花针期和结英期干旱对花生氮代谢影响较显著。
　　 5.花生氮素、磷素、钾素吸收积累受不同生育时期干旱影响较大.不同生育时期干旱均导致花生各器官氮素、磷素、钾素百分含量的下降，随干旱程度的加重下降幅度增大，且对花生各器官的氮素、磷素、钾素积累有较大影响;干旱复水后，各处理缓慢恢复，但花针期和结荚期干旱处理复水后恢复的幅度较小。结果表明花针期和结荚期为花生营养元素吸收积累的关键时期。
　　 6.不同生育时期干旱均显著加快了花生叶片衰老进程，降低了花生叶片保护酶SOD、POD、CAT活性及花生根系活力，提高了MDA含量，且随干旱程度的加重变化幅度增大。不同生育时期干旱之间相比，花针期和结荚期干旱对花生衰老特性影响最大，且复水后恢复程度较小，特别是POD、CAT活性恢复较迅速。表明花针期和结荚期为花生衰老生理的水分敏感时期。
　　 7.不同生育时期干旱处理均导致花生荚果产量、生物产量、经济系数的降低。以花针期、结荚期干旱处理影响最大。不同生育时期干旱均导致荚果单株生产力、百果重、百仁重、出仁率的降低和千克果数的提高。荚果单株生产力最低值出现在花针期干旱处理中，有效果数最低值出现在结荚期干旱处理中;花针期和饱果成熟期干旱处理中的有效果数降低幅度不大，但单株生产力降低，千克果数降低，百仁重降低，可见，干旱处理直接影响花生的下针、结荚，以及荚果的膨大和饱满.以花针期和结荚期干旱对花生产量构成因素有较大的影响。不同生育时期干旱处理均导致花生籽仁粗蛋白含量、脂肪含量降低。花生籽仁可溶性糖量显著增加。不同生育时期干旱处理均导致花生籽仁油酸含量降低，提高了亚油酸含量，进而降低O/L。以花针期和结荚期干旱影响最大。
　　 8.各干旱处理的耗水量表现为苗期干旱处理＞饱果成熟期干旱处理＞结荚期干旱处理＞花针期干旱处理，可得出各处理控水量为花针期干旱处理＞结荚期干旱处理＞饱果成熟期干旱处理＞苗期干旱处理，即花生在四个生育时期需水量规律为花针期＞结荚期＞饱果饱果期＞苗期。同时由于各时期干旱处理明显降低了花生荚果产量，因此各干旱处理水分生产效率与对照相比均有降低作用。花针期和结荚期干旱处理影响最大，饱果期干旱次之。苗期干旱与对照相比降低幅度较小，结果说明花生在花针期和结荚期需水量大，抗旱性弱，对花生的水分生产效率有较大影响。
　　 综上所述，在本试验条件下研究得出花针期和结荚期为花生生长发育的生理敏感时期及其产量和品质形成的关键时期。

目录

摘要

符号和缩略词说明

前言

1 研究背景及意义

2 国内外研究概况

2．1 干旱的定义

2．2 水分在花生生育时期中的重要作用

2．3 花生的基本需水规律

2．4 花生的抗旱生理研究

2．5 15N示踪技术在测定作物氮素利用率上的应用

材料与方法

1 供试材料与试验设计

1．1 试验材料

1．2 试验设计

1．3 取样方法

2 测定项目与方法

2．1 土壤化学元素含量测定

2．2 土壤水分含量测定

2．3 光合特性的测定

2．4 生理指标的测定

2．5 品质测定

2．6 数据处理及计算方法

结果与分析

1 不同生育时期干旱对花生生长发育动态的影响

1．1 对花生主茎高度变化的影响

1．2 对花生侧枝长度变化的影响

1．3 对花生分枝数(含主茎)动态变化的影响

1．4 对花生主茎节数和侧枝节数动态变化的影响

1．5 对花生叶和茎干物质积累动态变化的影响

1．6 对花生果针和荚果干物质积累动态变化的影响

1．7 对花生根系干物重变化的影响

1．8 对花生根瘤数和根瘤鲜物重变化的影响

2 不同生育时期干旱对花生光合及荧光特性的影响

2．1 对花生功能叶叶绿素SPAD值的影响

2．2 对花生叶面积系数的影响

2．3 对花生功能叶净光合速率的影响

2．4 对花生功能叶蒸腾速率的影响

2．5 对花生功能叶气孔导度的影响

2．6 对花生功能叶胞间CO2浓度的影响

2．7 对花生功能叶Fv／Fo的影响

2．8 对花生功能叶Fv／Fm的影响

2．9 对花生功能叶ΦPSⅡ的影响

2．10 对花生功能叶水分利用效率的影响

3 不同生育时期干旱对花生碳代谢特性的影响

3．1 对花生叶片蔗糖含量的影响

3．2 对花生茎枝蔗糖含量的影响

3．3 对花生果壳蔗糖含量的影响

3．4 对花生籽仁蔗糖含量的影响

3．5 对花生叶片磷酸蔗糖合成酶活性的影响

4 不同生育时期干旱对花生氮代谢特性的影响

4．1 对花生叶片硝酸还原酶活性的影响

4．2 对花生叶片谷氨酰胺合成酶活性的影响

4．3 对花生叶片游离氨基酸含量的影响

4．4 对花生叶片可溶性蛋白含量的影响

5 不同生育时期干旱对花生氮素吸收积累的影响

5．1 对花生含氮量动态变化的影响

5．2 对花生氮素积累动态的影响

5．3 对花生成熟期各器官中含氮量和15N丰度的影响

5．4 对花生成熟期各器官中氮素和15N积累量的影响

5．5 对花生氮肥利用率、土壤残留率和损失率的影响

5．6 对花生吸收土壤氮、肥料氮、大气固氮量和比例的影响

6 不同生育时期干旱对花生磷素吸收积累的影响

6．1 对花生含磷量动态变化的影响

6．2 对花生磷素积累动态的影响

7 不同生育时期干旱对花生钾素吸收积累的影响

7．1 对花生含钾量动态变化的影响

7．2 对花生钾素积累动态的影响

8 不同生育时期干旱对花生衰老特性的影响

8．1 对花生功能叶保护酶活性的影响

8．2 对花生功能叶丙二醛(MDA)含量的影响

8．3 对花生根系活力变化的影响

9 不同生育时期干旱对花生产量及籽仁品质的影响

9．1 对花生荚果产量、生物产量、经济系数的影响

9．2 对花生产量构成因素的影响

9．3 对花生籽仁品质的影响

10 不同生育时期干旱对花生耗水量和水分生产效率的影响

讨论与结论

1 不同生育时期干旱对花生生长发育动态的影响

2 不同生育时期干旱对花生光合及荧光特性的影响

3 不同生育时期干旱对花生碳代谢特性的影响

4 不同生育时期干旱对花生氮代谢特性的影响

5 不同生育时期干旱对花生氮、磷、钾素吸收积累的影响

6 不同生育时期干旱对花生衰老特性的影响

7 不同生育时期干旱对花生产量及籽仁品质的影响

8 不同生育时期干旱对花生耗水量和水分生产效率的影响

9 小结

参考文献

致谢

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