核农学报 2003,175:379～382 Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
()
379
文章编号:100028551(2003) 052379204
鸡粪对高产冬小麦根系活力和光合性能的影响
王志芬 范仲学 张凤云 王未名 陈建爱 闫树林 周 舫
(山东省农业科学院原子能应用研究所, 山东济南 250100)
摘 要:在高产条件下, 设置不同的鸡粪用量梯度(15、30、45m Πhm ) , 以不施鸡粪肥为对照, 研
3
2
究其对小麦根系活力和光合性能的影响。穗数, 增加了千粒重, 酶活性随穗灌浆的进行而逐渐增强, , 这种正效应随鸡粪肥用量的增加而增大。
关键词:鸡粪; 冬小麦; PH MANURE ON YIE LD 2FORMING OF WINTER WHEAT
W ANG Zhi 2fen FAN Zhong 2xue ZH ANG Feng 2yun W ANG Wei 2ming
CHE N Jian 2ai Y AN Shu 2lin ZH OU Fang
(Institute for Application o f Atomic Energy , Shandong Academy o f Agriculture Science , Jinan , Shandong , 250100)
32
Abstract :Plotexperiments with different am ounts of chicken manure applied (1,2,3m Πhm ) , com pared with no
using it , were carried out to study the physiological effects on the yield 2forming of high 2yielding winter wheat. The results indicated that the treatments with chicken manure increased the percentage of spikebearing tiller and spike density , as well as thousand 2grain weight , however , they trended to decrease the maximum tillers and spike grains. In addition , peroxidase vig or of flag leaf in the treatments was critically strengthened with filling of spike , along with the canopy photosynthesis rate. R oot abs orption vig or inclined significantly , and such positive effect was risen with expanding am ount of chicken manure applied.
K ey w ords :chickenmanure ; winter wheat ; canopy photosynthesis rate ; peroxidase vig or ; root abs orption vig or
在食用菌和蔬菜、果树等作物上的研究和生产实践表明, 鸡粪的施用一方面作为有机肥料来补充或替代部分化学肥料, 以进一步提高作物的经济产量; 另一方面作为绿色食品的一种措施, 来改善产品的营养品质和食用口味。
20世纪90年代以来, 鸡粪已被陆续引入到粮食作物的高产实践中, 常常作为迅速提高土壤肥力和
[1,2]
实现作物产量突破的一项重要的经验性措施。以往的研究, 大都集中在鸡粪与养分平衡方面, 而对鸡粪与作物栽培生理特性的关系研究相对较少。本研究就冬小麦超高产栽培过程中鸡粪对小麦生理学特性的影响进行了初步探讨。
[3～5]
1 材料与方法
111 供试冬小麦品种
收稿日期:2002208219
基金项目:山东省科科技厅“九五”攻关项目(编号:9611963027)
作者简介:王志芬(1963～) , 男, 副研究员, 主要从事同位素示踪技术和作物高产栽培生理研究。
380核 农 学 报17卷
济旱197, 为大穗中秆品种。10月7日播种, 次年6月8日收获。
112 方法
3-2
11211 处理设置 试验设CK 、T 1、T 2和T 3共4个处理, 鸡粪使用量依次为0、15、30、45m ・hm 。每处
2
理重复4次, 小区面积为4m 。试验地位于山东农科院原子能所同位素示踪试验场内, 地势平坦, 肥力
-1-1
均匀一致。土壤肥力基本状况:有机质含量1146%, 碱解氮61140mg ・kg , 速效磷(P 2O 5) 62110mg ・kg , 速效钾(K 2O ) 211199mg ・kg 。按高产小麦进行肥水管理, 处理间无机肥等量, 其它田间管理措施相同。11212 群体光合速率测定 参照董树亭等人的方法, 用G XH 2305型C O 2分析仪, 同化箱底部规格:内直
-1
径33cm , 高95cm , 外罩密闭透明玻璃纸(透光率95%) 。于晴日上午10:00～11:30或下午3:00～4:30自然光条件下测定, 分别于拔节期、挑旗期、开花期、灌浆期、黄熟期进行。群体光合速率用单位土地面积
-2-1
(m 2) 上植株在单位时间内(h ) 所吸收的C O 2量(g ) 来表示, 单位:g・m h 。11213 根系群体P 吸收活力测定 选择生长均匀处, P 2, 按加大载体
-1
量法(8mg ・ml P 2O 5) 进行土壤标记, , 按根、茎、叶、穗分
32
32
样, 烘干后称重, 按塑闪法测定。-2-1
核素量表示, 单位为Bq ・m d 。11214 , 每小区15片, 按消光法测定。
2 结果与分析
211 鸡粪对小麦群体光合速率的影响
处理与对照群体光合速率(图1) 从拔节到挑旗上升为最大值, 挑旗后到成熟逐渐下降。挑旗后群体光合速率下降的幅度大小及其持续时间的长短对小麦群体产量形成具有重要影响
。
图1 处理对小麦群体光合速率(C O 2g h -1m -2) 的影响
Fig. 1 E ffect of treatments on canopy apparent photosynthesis rate of winter wheat
各期测定结果表明, 鸡粪处理可提高小麦的群体光合速率。从拔节到成熟,T 1、T 2和T 3依次比对33333
照平均高2614%(LSR 0105=1116) 、4017%(LSR 0101=1179) 、6316%(LSR 0101=2180) , 差异分别达显著
3
和极显著水平。T 1与T 3间亦有显著差异(LSR 0105=1164) 。这表明鸡粪处理对小麦的群体光合速率有显著的促进作用, 这种作用随鸡粪用量的增加而增大。212 鸡粪处理对小麦叶片过氧化物酶活性的影响
过氧化物酶为细胞膜保护酶系统中的主要成员之一, 它与超氧化物歧化酶和过氧化氢酶联合作用参与清除活性氧和过氧化物自由基的活动, 以防止超氧化物自由基对细胞膜系统的损害, 过氧化物酶活性的大小与作物的抗逆性和抗衰老性能密切相关, 其活性愈强, 对生物膜的保护作用越大, 其对细胞或器官衰老的延缓或抑制作用越强。
从拔节到黄熟, 植株顶部第1片全展开叶或旗叶的过氧化物酶活性的变化呈“S ”型(图2) 。从拔节到灌浆, 处理和对照无差别。黄熟期过氧化物酶活性整体水平下降, 但以对照下降的最快, 达7210△OD470/min. g , 各处理依次比对照高8175%、15100%、21139%。这表明在灌浆期前鸡粪处理对旗叶的过氧化物酶活性并无显著影响, 而在灌浆后则能延缓旗叶内的过氧化物酶活性的下降, 即延缓了细胞的
5期鸡粪对高产冬小麦根系活力和光合性能的影响381
衰老, 改善了叶片的生理功能。213 鸡粪对小麦根系活性变化的影响
32
根系P 吸收活力由拔节到挑旗上升到最大值, 此后逐渐下降(图3) 。拔节和挑旗期, 处理与对照并无差别。挑旗后, 对照的根系吸收活力线性下降, 各处理高于对照, 尤其是灌浆期, 处理依次比对照高
3333
32119%(t 0105=31341,v =3) 、71126%(t 0101=51920,v =3) 和81122%(t 0101=61011,v =3) , 到黄熟期这种差距进一步增大到37179%(t 0105=31694,v =3) 、91149%(t 0105=41652,v =3) 和98142%(t 0105=41765,v =3) 。表明鸡粪的施用对开花后小麦根系活性的维持具有显著的促进作用, 且随施用量的增
3
3
3
多和生育进程的推进表现出增强趋势
。
图2 图3 处理对小麦根系吸收活力变化的影响
Fig. 2 E ffect of treatments on peroxidase vig or
of winter wheat
leaves
214 对小麦P 矿质分配(%) 的影响
32
Fig. 3 E ffect of treatments on root abs orption
vig or of winter wheat
处理降低了P 在根层内的分配比例(表1) ; 拔节期处理茎内P 分配比例增高, 灌浆和黄熟降低。对照穗内的P 分配比例由挑旗期的12182%增加到灌浆期的44165%后, 到黄熟期降为20159%,T 3穗内P 分配比例的变化趋势类似于对照, 其由同期的15146%到66121%再降为49104%; T 1和T 2的变化趋势同对照略有不同, 其分配比例由挑旗期的19161%、15194%, 到灌浆期的62112%和67127%, 黄熟期分别增大到80111%和69182%, 明显优于对照。
表1 处理对32P 矿质分配比例(%) 变化的影响
32
32
3232
T able 1 E ffect of treatments on
部位
part
32
P distribution percentage of organs for winter wheat
挑旗
flagging [***********][***********][***********][***********]1546
处理
treatment CK
拔节
elongating [***********][***********][***********]124
开花
flowering [***********][***********][***********][***********]2656
灌浆
filling [***********][***********][***********][**************]21
黄熟
ripening [***********][***********][***********][***********]04
根
R oot
T 1T 2T 3CK
茎
S tem
T 1T 2T 3CK
叶
Leaf
T 1T 2T 3CK
穗
S pike
T 1T 2T 3
382
Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
2003,17(5) :379～382
215 鸡粪对小麦产量构成因素的影响
由2表看出鸡粪处理前期并不能增加群体的最大分蘖数, 反而比对照有所降低, 但对平均单株成穗有促进作用, 结果增加了单位面积穗数, 而穗粒数有所下降。千粒重随鸡粪用量的增大而增大, 各处理依次比对照高0132g 、2135g 和3179g 。结果籽粒产量各处理依次比对照增产1125%、7128%和18152%。
表2 不同土壤肥力水平对超高产小麦产量形成的影响
T able 2 E ffects of treatment on yield 2forming of winter wheat
处理
treatment CK T 1T 2T 3
基本苗
seedlings
per m [1**********]44
最大分蘖
culms per m 2
[**************]8
单株成穗
spikes per plant [1**********]3
平米穗数
spikes per m 2
496504531穗粒数
grains per spike 441143151千粒重10002grain
weight (g ) [**************]6
单产
yield (kg ・hm -2) [**************]8
3 小 结
:最高分蘖数减少, 单株成穗数和单位面积
穗数增加; , 千粒重提高, 籽粒产量增加。
鸡粪处理对小麦栽培的生理效应表现在, 一方面改善了群体的光合质量, 特别是在开花后, 群体的光合速率明显提高, 旗叶过氧化物酶的活性增强; 另一方面, 增强了根系的机能, 尤其是在开花后根系的32
P 吸收活力显著提高。再者从开花始, 改善了物质向穗内的运输分配机能。但鸡粪施用对土壤特性的影响尚需进一步研究。参考文献:
[1] 陆景陵, 白纲义. 京郊菜地施用优化鸡粪的增产效应及其评价. 北京农业大学学报. 198915(3) :299～303[2] 余久贵, 吉麦・埃几雁尼. 鸡粪对红壤种植番茄的产量和品质之影响. 浙江农业大学学报. 1990,16(3) :234～? [3] 黄德明, 徐建铭, 徐秋明. 有机无机肥料对小麦的肥效及其交互作用. 华北农学报. 1993, 8(3) :69～75[4] 高质, 陈国平, 赵久然. 春玉米高产农艺措施数学模型的研究. 北京农业科学. 1991,9(5) :1～8
15[5] 卢学兰, 蔡大同, 史瑞和. 有机无机肥料对水稻产量的影响———N 标记的鸡粪和尿素的配合效应. 南京农业大学学报. 1991,14
(3) :79～82
核农学报 2003,175:379～382 Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
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文章编号:100028551(2003) 052379204
鸡粪对高产冬小麦根系活力和光合性能的影响
王志芬 范仲学 张凤云 王未名 陈建爱 闫树林 周 舫
(山东省农业科学院原子能应用研究所, 山东济南 250100)
摘 要:在高产条件下, 设置不同的鸡粪用量梯度(15、30、45m Πhm ) , 以不施鸡粪肥为对照, 研
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究其对小麦根系活力和光合性能的影响。穗数, 增加了千粒重, 酶活性随穗灌浆的进行而逐渐增强, , 这种正效应随鸡粪肥用量的增加而增大。
关键词:鸡粪; 冬小麦; PH MANURE ON YIE LD 2FORMING OF WINTER WHEAT
W ANG Zhi 2fen FAN Zhong 2xue ZH ANG Feng 2yun W ANG Wei 2ming
CHE N Jian 2ai Y AN Shu 2lin ZH OU Fang
(Institute for Application o f Atomic Energy , Shandong Academy o f Agriculture Science , Jinan , Shandong , 250100)
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Abstract :Plotexperiments with different am ounts of chicken manure applied (1,2,3m Πhm ) , com pared with no
using it , were carried out to study the physiological effects on the yield 2forming of high 2yielding winter wheat. The results indicated that the treatments with chicken manure increased the percentage of spikebearing tiller and spike density , as well as thousand 2grain weight , however , they trended to decrease the maximum tillers and spike grains. In addition , peroxidase vig or of flag leaf in the treatments was critically strengthened with filling of spike , along with the canopy photosynthesis rate. R oot abs orption vig or inclined significantly , and such positive effect was risen with expanding am ount of chicken manure applied.
K ey w ords :chickenmanure ; winter wheat ; canopy photosynthesis rate ; peroxidase vig or ; root abs orption vig or
在食用菌和蔬菜、果树等作物上的研究和生产实践表明, 鸡粪的施用一方面作为有机肥料来补充或替代部分化学肥料, 以进一步提高作物的经济产量; 另一方面作为绿色食品的一种措施, 来改善产品的营养品质和食用口味。
20世纪90年代以来, 鸡粪已被陆续引入到粮食作物的高产实践中, 常常作为迅速提高土壤肥力和
[1,2]
实现作物产量突破的一项重要的经验性措施。以往的研究, 大都集中在鸡粪与养分平衡方面, 而对鸡粪与作物栽培生理特性的关系研究相对较少。本研究就冬小麦超高产栽培过程中鸡粪对小麦生理学特性的影响进行了初步探讨。
[3～5]
1 材料与方法
111 供试冬小麦品种
收稿日期:2002208219
基金项目:山东省科科技厅“九五”攻关项目(编号:9611963027)
作者简介:王志芬(1963～) , 男, 副研究员, 主要从事同位素示踪技术和作物高产栽培生理研究。
380核 农 学 报17卷
济旱197, 为大穗中秆品种。10月7日播种, 次年6月8日收获。
112 方法
3-2
11211 处理设置 试验设CK 、T 1、T 2和T 3共4个处理, 鸡粪使用量依次为0、15、30、45m ・hm 。每处
2
理重复4次, 小区面积为4m 。试验地位于山东农科院原子能所同位素示踪试验场内, 地势平坦, 肥力
-1-1
均匀一致。土壤肥力基本状况:有机质含量1146%, 碱解氮61140mg ・kg , 速效磷(P 2O 5) 62110mg ・kg , 速效钾(K 2O ) 211199mg ・kg 。按高产小麦进行肥水管理, 处理间无机肥等量, 其它田间管理措施相同。11212 群体光合速率测定 参照董树亭等人的方法, 用G XH 2305型C O 2分析仪, 同化箱底部规格:内直
-1
径33cm , 高95cm , 外罩密闭透明玻璃纸(透光率95%) 。于晴日上午10:00～11:30或下午3:00～4:30自然光条件下测定, 分别于拔节期、挑旗期、开花期、灌浆期、黄熟期进行。群体光合速率用单位土地面积
-2-1
(m 2) 上植株在单位时间内(h ) 所吸收的C O 2量(g ) 来表示, 单位:g・m h 。11213 根系群体P 吸收活力测定 选择生长均匀处, P 2, 按加大载体
-1
量法(8mg ・ml P 2O 5) 进行土壤标记, , 按根、茎、叶、穗分
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样, 烘干后称重, 按塑闪法测定。-2-1
核素量表示, 单位为Bq ・m d 。11214 , 每小区15片, 按消光法测定。
2 结果与分析
211 鸡粪对小麦群体光合速率的影响
处理与对照群体光合速率(图1) 从拔节到挑旗上升为最大值, 挑旗后到成熟逐渐下降。挑旗后群体光合速率下降的幅度大小及其持续时间的长短对小麦群体产量形成具有重要影响
。
图1 处理对小麦群体光合速率(C O 2g h -1m -2) 的影响
Fig. 1 E ffect of treatments on canopy apparent photosynthesis rate of winter wheat
各期测定结果表明, 鸡粪处理可提高小麦的群体光合速率。从拔节到成熟,T 1、T 2和T 3依次比对33333
照平均高2614%(LSR 0105=1116) 、4017%(LSR 0101=1179) 、6316%(LSR 0101=2180) , 差异分别达显著
3
和极显著水平。T 1与T 3间亦有显著差异(LSR 0105=1164) 。这表明鸡粪处理对小麦的群体光合速率有显著的促进作用, 这种作用随鸡粪用量的增加而增大。212 鸡粪处理对小麦叶片过氧化物酶活性的影响
过氧化物酶为细胞膜保护酶系统中的主要成员之一, 它与超氧化物歧化酶和过氧化氢酶联合作用参与清除活性氧和过氧化物自由基的活动, 以防止超氧化物自由基对细胞膜系统的损害, 过氧化物酶活性的大小与作物的抗逆性和抗衰老性能密切相关, 其活性愈强, 对生物膜的保护作用越大, 其对细胞或器官衰老的延缓或抑制作用越强。
从拔节到黄熟, 植株顶部第1片全展开叶或旗叶的过氧化物酶活性的变化呈“S ”型(图2) 。从拔节到灌浆, 处理和对照无差别。黄熟期过氧化物酶活性整体水平下降, 但以对照下降的最快, 达7210△OD470/min. g , 各处理依次比对照高8175%、15100%、21139%。这表明在灌浆期前鸡粪处理对旗叶的过氧化物酶活性并无显著影响, 而在灌浆后则能延缓旗叶内的过氧化物酶活性的下降, 即延缓了细胞的
5期鸡粪对高产冬小麦根系活力和光合性能的影响381
衰老, 改善了叶片的生理功能。213 鸡粪对小麦根系活性变化的影响
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根系P 吸收活力由拔节到挑旗上升到最大值, 此后逐渐下降(图3) 。拔节和挑旗期, 处理与对照并无差别。挑旗后, 对照的根系吸收活力线性下降, 各处理高于对照, 尤其是灌浆期, 处理依次比对照高
3333
32119%(t 0105=31341,v =3) 、71126%(t 0101=51920,v =3) 和81122%(t 0101=61011,v =3) , 到黄熟期这种差距进一步增大到37179%(t 0105=31694,v =3) 、91149%(t 0105=41652,v =3) 和98142%(t 0105=41765,v =3) 。表明鸡粪的施用对开花后小麦根系活性的维持具有显著的促进作用, 且随施用量的增
3
3
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多和生育进程的推进表现出增强趋势
。
图2 图3 处理对小麦根系吸收活力变化的影响
Fig. 2 E ffect of treatments on peroxidase vig or
of winter wheat
leaves
214 对小麦P 矿质分配(%) 的影响
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Fig. 3 E ffect of treatments on root abs orption
vig or of winter wheat
处理降低了P 在根层内的分配比例(表1) ; 拔节期处理茎内P 分配比例增高, 灌浆和黄熟降低。对照穗内的P 分配比例由挑旗期的12182%增加到灌浆期的44165%后, 到黄熟期降为20159%,T 3穗内P 分配比例的变化趋势类似于对照, 其由同期的15146%到66121%再降为49104%; T 1和T 2的变化趋势同对照略有不同, 其分配比例由挑旗期的19161%、15194%, 到灌浆期的62112%和67127%, 黄熟期分别增大到80111%和69182%, 明显优于对照。
表1 处理对32P 矿质分配比例(%) 变化的影响
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T able 1 E ffect of treatments on
部位
part
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P distribution percentage of organs for winter wheat
挑旗
flagging [***********][***********][***********][***********]1546
处理
treatment CK
拔节
elongating [***********][***********][***********]124
开花
flowering [***********][***********][***********][***********]2656
灌浆
filling [***********][***********][***********][**************]21
黄熟
ripening [***********][***********][***********][***********]04
根
R oot
T 1T 2T 3CK
茎
S tem
T 1T 2T 3CK
叶
Leaf
T 1T 2T 3CK
穗
S pike
T 1T 2T 3
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Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
2003,17(5) :379～382
215 鸡粪对小麦产量构成因素的影响
由2表看出鸡粪处理前期并不能增加群体的最大分蘖数, 反而比对照有所降低, 但对平均单株成穗有促进作用, 结果增加了单位面积穗数, 而穗粒数有所下降。千粒重随鸡粪用量的增大而增大, 各处理依次比对照高0132g 、2135g 和3179g 。结果籽粒产量各处理依次比对照增产1125%、7128%和18152%。
表2 不同土壤肥力水平对超高产小麦产量形成的影响
T able 2 E ffects of treatment on yield 2forming of winter wheat
处理
treatment CK T 1T 2T 3
基本苗
seedlings
per m [1**********]44
最大分蘖
culms per m 2
[**************]8
单株成穗
spikes per plant [1**********]3
平米穗数
spikes per m 2
496504531穗粒数
grains per spike 441143151千粒重10002grain
weight (g ) [**************]6
单产
yield (kg ・hm -2) [**************]8
3 小 结
:最高分蘖数减少, 单株成穗数和单位面积
穗数增加; , 千粒重提高, 籽粒产量增加。
鸡粪处理对小麦栽培的生理效应表现在, 一方面改善了群体的光合质量, 特别是在开花后, 群体的光合速率明显提高, 旗叶过氧化物酶的活性增强; 另一方面, 增强了根系的机能, 尤其是在开花后根系的32
P 吸收活力显著提高。再者从开花始, 改善了物质向穗内的运输分配机能。但鸡粪施用对土壤特性的影响尚需进一步研究。参考文献:
[1] 陆景陵, 白纲义. 京郊菜地施用优化鸡粪的增产效应及其评价. 北京农业大学学报. 198915(3) :299～303[2] 余久贵, 吉麦・埃几雁尼. 鸡粪对红壤种植番茄的产量和品质之影响. 浙江农业大学学报. 1990,16(3) :234～? [3] 黄德明, 徐建铭, 徐秋明. 有机无机肥料对小麦的肥效及其交互作用. 华北农学报. 1993, 8(3) :69～75[4] 高质, 陈国平, 赵久然. 春玉米高产农艺措施数学模型的研究. 北京农业科学. 1991,9(5) :1～8
15[5] 卢学兰, 蔡大同, 史瑞和. 有机无机肥料对水稻产量的影响———N 标记的鸡粪和尿素的配合效应. 南京农业大学学报. 1991,14
(3) :79～82