根、蘗修剪對(duì)冬小麥競爭能力、根源信號(hào)及水分利用效率的影響.pdf

1、在旱作農(nóng)業(yè)區(qū)，籽粒產(chǎn)量和水分利用效率的提高是兩個(gè)同等重要的目標(biāo)。本文采用盆栽試驗(yàn)與大田相結(jié)合的方法，通過對(duì)根修剪后冬小麥的根系大小、分布、競爭能力、根系效率、根源信號(hào)以及水分利用效率等指標(biāo)進(jìn)行測定，探討通過影響根系對(duì)同化產(chǎn)物和土壤水分的消耗，提高產(chǎn)量和水分利用效率的可行性。另外，在拔節(jié)和抽穗期對(duì)分蘗進(jìn)行人工干擾，在對(duì)分蘗冗余存在的生態(tài)學(xué)意義作進(jìn)一步探討的同時(shí)，檢驗(yàn)減少這些冗余是否有助于提高作物的水分利用效率，主要研究結(jié)果如下：

2、1冬小麥在切除部分根系后（切根量為42.72％）的初期階段，葉片水分狀況沒有發(fā)生顯著改變，但氣孔導(dǎo)度顯著下降，表現(xiàn)出了明顯的信號(hào)調(diào)控。之后，在逐漸干旱條件下，根修剪小麥葉水勢(shì)和對(duì)照相比逐漸下降，氣孔導(dǎo)度進(jìn)一步降低；葉綠素?zé)晒鈪?shù)ETR、qP和Yield和對(duì)照相比也均顯著下降，光化學(xué)活性降低，小麥的生長受到抑制，葉面積和株高顯著降低。在濕潤條件下（田間持水量的85％），根修剪9天后，氣孔導(dǎo)度和葉水勢(shì)各葉綠素?zé)晒鈪?shù)和對(duì)照相比沒有發(fā)生顯著

3、變化，但葉面積顯著下降。在逐漸干旱條件下，根修剪11天后，小麥的氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率逐漸恢復(fù)至對(duì)照水平。另外，根修剪后光合產(chǎn)物投向根的比例增大，在兩種水分條件下，根修剪小麥的根冠比根修剪15天后均恢復(fù)至對(duì)照水平。 2通過田間和盆栽試驗(yàn)，運(yùn)用de Wit 生態(tài)替代系列法，研究了根系大小與競爭能力的關(guān)系。通過返青期對(duì)冬小麥進(jìn)行根修剪處理（距主莖兩側(cè)3cm處，垂直下切10cm），在田間及盆栽條件下均成功地減少了冬小麥總的根系生物量，降

4、低了小麥的競爭能力，主要表現(xiàn)為在單播條件下產(chǎn)量差異不顯著，而在混播條件下，根修剪小麥的產(chǎn)量顯著下降；單播時(shí)根修剪小麥的植株莖桿間充實(shí)度顯著增加，而在混播時(shí)隨著競爭壓力的增大，根修剪小麥的植株莖桿的充實(shí)度呈下降趨勢(shì)。 3當(dāng)濕潤條件下（田間持水量的85％），根修剪處理的小麥在拔節(jié)期有較高的根系活力，到花期根系活力仍然高于對(duì)照，但未達(dá)顯著水平；在拔節(jié)期，與對(duì)照小麥相比，根修剪小麥非水力根信號(hào)出現(xiàn)較早，水信號(hào)出現(xiàn)較晚，非水力根信號(hào)持續(xù)

5、范圍寬，具有“高上限，低下限”的特征。在花期，根修剪小麥非水力信號(hào)和水信號(hào)出現(xiàn)均提前，非水力根信號(hào)持續(xù)范圍沒有變寬。 4在盆栽和田間試驗(yàn)條件下，所有的根修剪處理，均減少了冬小麥的根呼吸耗碳，但對(duì)光合作用、根系效率的影響在不同的試驗(yàn)條件下則是不同的。在田間試驗(yàn)、盆栽試驗(yàn)的濕潤（田間持水量的85％）和中度干旱（田間持水量的55％）條件下，根修剪小麥的凈光合速率均高于對(duì)照，而根呼吸速率均顯著低于對(duì)照，因此，根修剪顯著提高了小麥的根系

6、效率。在嚴(yán)重干旱脅迫（田間持水量的35％）條件下，根修剪小麥根呼吸速率、凈光合速率均低于對(duì)照，各處理間根系效率差異不顯著。 5根修剪處理在兩種試驗(yàn)條件下，均減少了對(duì)土壤水分的消耗。在田間條件下各根修剪處理小麥的水分利用效率顯著提高；在盆栽條件下，小剪根處理（距主莖一側(cè)3cm處，垂直下切10cm）在濕潤、中度干旱條件下，提高了小麥的水分利用效率。大剪根處理（距主莖兩側(cè)3cm處，垂直下切10cm）由于產(chǎn)量下降，盡管節(jié)約了用水，水分

7、利用效率沒有提高。在嚴(yán)重干旱條件下，各根修剪處理對(duì)水分利用效率均沒有顯著的影響。 6在田間條件下根修剪初期產(chǎn)生的傷害作用影響了小麥的生理活性，因此氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率顯著降低。但適當(dāng)根修剪處理，有助減少表層根量，相對(duì)增加中、下層根量，削弱后期表土干旱信號(hào)對(duì)作物生長的抑制作用，表現(xiàn)為花期－灌漿期各處理的旗葉的氣孔導(dǎo)度、光合速率和蒸騰速率均顯著大于對(duì)照，這促進(jìn)了小麥的灌漿，從而提高了收獲指數(shù)和籽粒產(chǎn)量。在盆栽試驗(yàn)中，小剪根處理在濕潤

8、條件下對(duì)小麥產(chǎn)量沒有顯著影響，在中度干旱條件下提高了小麥的產(chǎn)量；大剪根處理均減少了小麥的產(chǎn)量。在嚴(yán)重干旱條件下，任何根修剪處理均減少了小麥的產(chǎn)量。 7對(duì)不同根修剪處理小麥的耐旱性研究表明，在花期自然干旱過程中，兩個(gè)根修剪處理均提高了小麥的光化學(xué)活性，而小剪根處理還顯著提高了小麥的抗旱系數(shù)。 8在拔節(jié)期和抽穗期去除冬小麥的主莖和大蘗后，無效分蘗的生理活性被激活，開始執(zhí)行有效分蘗的功能。成熟期時(shí)，雖然株高和穗的整齊度、穗