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《甘肃农业国际》 2020年
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陇中旱农区耕作措施对小麦产量形成及碳代谢特征的影响

王嘉男  
【摘要】:陇中旱农区是黄土高原西部典型的半干旱雨养农业区,水资源亏缺成为限制农业生产的最主要因素,而以免耕秸秆覆盖为主的保护性耕作措施有利于有限降水的高效利用,提高了作物产量。为了探究陇中旱农区保护性耕作影响春小麦产量的碳代谢机制,本国际依托陇中旱农区2001年建立的不同耕作措施长期定位试验,于2019年对传统耕作(T)、传统耕作秸秆翻入(TS)、免耕秸秆不覆盖(NT)、免耕秸秆覆盖(NTS)四种耕作措施对产量形成的影响,并从光合作用及蔗糖代谢等方面探讨了耕作措施影响春小麦产量的主要碳代谢机制。主要国际结果如下:1.免耕秸秆覆盖(NTS)在小麦生育期提高了0-30cm土层体积含水量,特别是播种期0-5cm土层较传统耕作(T)提高了26.6%;耕作方式对小麦0-200cm贮水量影响显著,在小麦生育后期免耕处理(NT、NTS)较传统耕作处理(T、TS)平均增加6.7%~12.3%。2.保护性耕作措施延缓了小麦花后叶片衰老、增强了光合性能。NTS处理在乳熟期叶绿素含量和叶面积指数显著高于其他处理。免耕与秸秆还田提高了灌浆期RuBP羧化酶活性,NTS处理RuBP羧化酶活性是T的1.95倍;小麦旗叶光合速率、蒸腾速率、气孔导度在开花期高于灌浆期,NTS有效提高了春小麦开花期和灌浆期的光合性能,光合速率较T处理平均提高了17.4%。3.免耕秸秆覆盖提高了小麦糖代谢水平。NTS处理增加了小麦灌浆期旗叶可溶性糖和蔗糖含量,蔗糖含量较T平均高出14.9%。耕作措施对开花期旗叶蔗糖磷酸合成酶(SPS)和蔗糖合成酶(SS)活性没有影响,在灌浆期免耕处理(NT、NTS)提高了SPS活性,秸秆还田处理(TS、NTS)降低了SS活性,NTS处理与T比较,SPS活性提高92.0%,SS活性降低53.7%。4.保护性耕作提高了光合产物转运效率。免耕处理(NT和NTS)下花后干物质积累对籽粒贡献率较耕作处理(T和TS)提高了41.7%,秸秆还田处理(TS和NTS)较不还田处理(T和NT),花后籽粒积累量提高了71.2%,花后积累对籽粒贡献率提高了35.7%,NTS有效提高了花后干物质积累和转运能力;NTS显著增加了小麦穗数和千粒重,产量较T提高了18.7%;秸秆还田处理(NTS、TS)增产的同时增加了全生育期耗水,NTS水分利用效率较T提高12.7%。5.小麦光合生理特性综合因子与蔗糖代谢综合因子、穗数、千粒重、产量、耗水量显著正相关;蔗糖代谢综合因子与穗数、产量显著正相关;产量与光合生理特性综合因子、蔗糖代谢综合因子、穗数、水分利用效率显著正相关,而水分利用效率只与产量呈显著正相关关系。穗数与千粒重显著正相关,穗粒数与其他指标均无显著相关关系。综上所述,在陇中旱农区应用免耕秸秆覆盖的保护性耕作措施能够提高小麦叶面积指数、叶绿素含量、旗叶花后RuBP羧化酶活性和光合速率,提高灌浆期旗叶SPS活性,增加蔗糖含量,提高小麦光合性能和蔗糖代谢,提高光合产物转运效率,促进花后干物质积累与转运,从而提高产量和水分利用效率。
【学位授予单位】:甘肃农业国际
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2020
【分类号】:S512.1

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