磷素营养水平对不同生育期菊芋生长及光合特性的影响

摘要

菊芋（Helianthus tuberosus L.）是菊科向日葵属植物，起源于北美洲，后经欧洲传入中国。菊芋由于其自身的特性，在生态修复、食品加工、畜牧饲料、生物质能开发等领域得到了广泛应用。菊芋具有良好的生长特性，能够在粮食作物无法生长的边际土地生长。在边际土地上开展菊芋的规模化种植，既能满足菊芋产业化的发展需求，也可起到改善生态环境的作用，充分发挥出菊芋的经济效益、社会效益和生态效益，同时避免与粮争地，保障了国家的粮食安全。磷是植物生长所必须的大量元素之一，参与植物体内多种生命活动，充足的磷素供应对于植物的生长发育具有重要的作用。本文以兰州大学培育的适合西北半干旱区种植的优良品种?兰芋1号‘为研究对象 ，探究磷素营养对菊芋光合生长特性的影响，明确菊芋生长最佳的磷素水平，以期为菊芋在西北半干旱地区边际土地的高产栽培和磷素的高效利用提供理论依据。实验结果表明：　　（1）磷素营养对不同生育期菊芋的株高、基茎、叶面积均有显著促进作用。特别是在高施磷水平下，各生育期菊芋株高分别增加了69.98%、44.99%、15.07%、10.98%；基茎分别了增加54.91%、34.76%、27.31%、43.40%；叶面积分别增加了181.57%、112.10%、11.87%、43.78%。在幼苗期增加磷素对菊芋叶片数并没有显著的影响，在其余生育期不同磷素营养水平下菊芋叶片数呈现出增加的趋势但增幅效果远低于叶面积的增幅效果。　　（2）磷素营养对不同生育期菊芋光合特性表现出不同的影响。磷素对不同生育期菊芋的净光合速率均有促进作用，在幼苗期的促进效果最为显著，与对照相比，不同磷素营养水平下菊芋的净光合速率分别增加了67.74%、97.29%、89.83%。中施磷水平下不同生育期菊芋的净光合速率均显著增加，与对照相比分别增加了97.29%、40.31%、23.09%、31.55%。磷素对不同生育期菊芋的气孔导度均有影响，在幼苗期和开花期不同处理间菊芋的气孔导度均呈现先降低后升高的趋势，在根茎形成期和成熟期菊芋的气孔导度在不同处理间呈增加的趋势。幼苗期菊芋的蒸腾速率在不同处理间无明显差异，在其余的生育期随着磷素营养水平的提高菊芋的蒸腾速率呈现出先升高后降低的趋势，在高施磷水平下具有最大的蒸腾速率。磷素营养对不同生育期菊芋的水分利用效率有不同程度的影响，在开花期菊芋的水分利用效率随磷素营养水平的提高呈现先升高后降低的趋势，在其余生育期菊芋的水分利用效率均随着磷素营养水平的提高而提高。　　（3）磷素营养显著促进了不同生育期菊芋各器官生物量的增加。高施磷水平下不同生育期菊芋的叶生物量分别增加了95.67%、123.13%、131.48%、180.88%；茎的生物量分别增加了260.42%、209.84%、137.10%、226.13%；根的生物量分别增加了98.89%、213.63%、77.46%、152.65%。不同处理间块茎的生物量在开花期无明显差异，在成熟期不同磷素营养水平下菊芋块茎的生物量分别增加了46.90%、82.86%、97.42%。　　（4）磷素营养对不同生育期菊芋各器官生物量的分配产生了影响。磷素促进了菊芋各器官生物量的增加，促进了菊芋生物量向地上分配。随着磷素营养水平的提高菊芋的根重比在幼苗期呈现显著的降低，其余生育期呈现了降低的趋势，自开花期块茎出现开始，块茎占比就呈现降低的趋势。

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