小麥特殊根毛發(fā)育的水肥調(diào)控效應(yīng)研究.pdf

1、研究于2008～2010年在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)科教試驗(yàn)園區(qū)(河南鄭州)進(jìn)行。采用大田試驗(yàn)方式,以國審強(qiáng)筋小麥品種“鄭麥9023”為供試材料。2008～2009年度設(shè)置2個(gè)供磷水平,3個(gè)供鉀水平；2009～2010年度設(shè)置3個(gè)供水水平,3個(gè)供磷水平。從返青期開始,每5 d取樣一次,直到蠟熟末期,共取樣22次,觀測不同水肥條件下小麥次生根特殊根毛的發(fā)生位置、密度、長度、直徑,并觀察其超微結(jié)構(gòu)。
　　 主要獲得了以下研究結(jié)果:
　　

2、 (1)明確了不同磷鉀供應(yīng)水平下次生根特殊根毛生長的差異隨著供磷水平提高,次生根特殊根毛生毛部位長度、根毛密度、長度、直徑均增大,拔節(jié)揚(yáng)花期間P2水平下的根毛密度、長度和直徑與對(duì)照(不施磷)的差異達(dá)顯著水平(P<0.05)。不同供鉀水平下,特殊根毛生毛部位長度、根毛密度、長度、直徑均表現(xiàn)為K2>K3>K1。拔節(jié)—挑旗期間,K2水平下的根毛密度和長度與對(duì)照(不施鉀)的差異達(dá)顯著水平(P<0.05)。磷鉀耦合條件下,P1K1處理組合的根毛生

3、毛部位長度、根毛密度、長度、直徑均最小,拔節(jié)～揚(yáng)花期間與P2K2、P2K3的差異達(dá)極顯著水平(P<0.01)。說明增施磷肥可顯著促進(jìn)特殊根毛生長,鉀肥對(duì)特殊根毛發(fā)育具有一定促進(jìn)作用,增施鉀肥可緩解低磷對(duì)根毛生長的抑制作用,但鉀素過量施用(K3)并不能改善根毛生長。
　　 (2)明確了水磷耦合對(duì)次生根特殊根毛生長的效應(yīng)W1水平下的土壤相對(duì)含水量與特殊根毛數(shù)量呈極顯著的正相關(guān),其特殊根毛密度增大,長度增加,與W3水平下的差異達(dá)極顯著

4、水平(P<0.01)；W3水平下的土壤含水量與特殊根毛數(shù)量、根毛密度和長度呈極顯著的負(fù)相關(guān),與W2水平相比,拔節(jié)～子粒形成期間的根毛長度縮短(P<0.01)。隨著供磷水平提高,土壤速效磷含量與特殊根毛數(shù)量的正相關(guān)逐漸達(dá)顯著水平。隨著生育進(jìn)程推進(jìn),特殊根毛長度和直徑增加(P<0.05),揚(yáng)花期間P3水平和對(duì)照(不施磷)的差異達(dá)極顯著水平(P<0.01)。同一供水條件下隨供磷水平提高,或同一供磷水平上隨土壤含水量降低,特殊根毛長度和直徑均增

5、加(P<0.05)。說明土壤水分和供磷水平影響特殊根毛生長,且水、磷具有互作效應(yīng),土壤水分較多時(shí)增施磷肥或低磷水平下適當(dāng)控制土壤水分含量,均可補(bǔ)償水肥過量或不足對(duì)特殊根毛生長所造成的不利影響。
　　 (3)闡明了水磷耦合對(duì)次生根特殊根毛變化速率的影響小麥次生根特殊根毛生長發(fā)育規(guī)律呈”S”型變化:返青后,次生根特殊根毛開始發(fā)生；挑旗～揚(yáng)花期間,根毛生長最旺盛:繼之以后,根毛逐漸衰亡。生育中、后期,次生根特殊根毛的生毛部位長度、根毛

6、密度、長度、直徑的變化速率均呈”N”型曲線。W1水平下,特殊根毛密度、長度、直徑的增長速率大,與W3水平的差異達(dá)顯著水平(p<0.05)。P3水平下,根毛密度、長度、直徑的變化速率均與P1水平的差異達(dá)顯著水平(P<0.05)。同一供水條件下提高供磷水平,或同一供磷水平下降低土壤水分含量,特殊根毛密度、長度、直徑的變化速率均增加(P<0.01)。說明不同供水供磷條件下特殊根毛的變化速率存在顯著差異。
　　 (4)明確了不同水肥條件

7、下次生根特殊根毛的形態(tài)結(jié)構(gòu)不同磷鉀耦合處理中,P2K2處理組合的特殊根毛形態(tài)多樣,分枝、突起現(xiàn)象普遍發(fā)生,細(xì)胞壁厚、質(zhì)濃,細(xì)胞核明顯；而P1K1處理組合的根表皮細(xì)胞排列疏松,根毛數(shù)量稀少,形態(tài)單一,細(xì)胞質(zhì)膜不完整,胞質(zhì)稀少,細(xì)胞器解體,細(xì)胞衰亡。不同水磷耦合處理中W1P3處理組合的特殊根毛細(xì)胞飽滿,結(jié)構(gòu)完整,細(xì)胞壁加厚,細(xì)胞核、液泡及線粒體清晰可見；而W3P1處理組合的特殊根毛扭曲、變形現(xiàn)象嚴(yán)重,細(xì)胞壁變薄,細(xì)胞核解體,質(zhì)膜、微體等消失

8、。說明不同磷鉀水平對(duì)特殊根毛形態(tài)結(jié)構(gòu)影響不同。
　　 (5)闡明了不同水肥條件下次生根特殊根毛數(shù)量與子粒產(chǎn)量的相關(guān)性生育中期的特殊根毛數(shù)量與子粒產(chǎn)量呈正相關(guān)。其中,返青期和拔節(jié)期的根毛密度與子粒產(chǎn)量間的正相關(guān)達(dá)顯著水平(P<0.05),挑旗期與子粒產(chǎn)量的正相關(guān)達(dá)極顯著水平(P<0.01)。拔節(jié)期的根毛直徑與子粒產(chǎn)量呈極顯著的正相關(guān)。挑旗之后,特殊根毛數(shù)量與子粒產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),其中,蠟熟期的根毛密度和根毛長度與子粒產(chǎn)量的負(fù)相關(guān)達(dá)極顯

9、著水平(P<0.01)。表明發(fā)生初期的特殊根毛的生長狀況為子粒產(chǎn)量具有更重要的影響。
　　 (6)建立了次生根特殊根毛生長發(fā)育預(yù)測模型將不同生育時(shí)期的次生根特殊根毛生長發(fā)育性狀和生育天數(shù)分別進(jìn)行歸一化,利用Curve Expert1.38軟件對(duì)相對(duì)根毛性狀和相對(duì)生育天數(shù)進(jìn)行模擬,結(jié)果表明以有理方程的擬合效果為最好。相對(duì)生育天數(shù)與相對(duì)特殊根毛生毛部位長度、根毛密度、長度和直徑的生長模擬模型分別為:
　　 y=(0.0003

10、+0.0944x)/(1—2.7398x+2.0050x2)(r2=0.9788**),
　　 y=(0.0029+0.0106x)/(1—2.9404x+2.6835.x2)(r2=0.9678**),
　　 y=(0.0176+0.0144x)/(1—2.5245x+1.8362x2)(r2=0.9414**),
　　 y=(0.0056+0.1911x)/(1—2.4176x+1.7202x2)(r2=0.