小麦玉米间套作种植是西北一年一熟灌区实现“吨粮田”的主体模式,由于这一模式具有充分利 用资源和大幅度增加产量的特点,在我国西北一熟灌区占有相当重要的地位<1>。但是小麦玉米 间套作和单作相比,由于组分作物对地上部光、热资源和地下部水分、养分的竞争利用,从而对带 田作物组分的品质产生影响,而且由于氮素的不合理施用,造成种间光、热、养分、水分之间的不 平衡,致使这种影响加剧<2>。叶片叶绿素含量是反映叶片生理活性变化的重要指标之一,与叶 片光合机能的大小具有密切的关系,最终影响作物产量和品质的提高<3,4>;岳寿松研究认为 ,中后期追施氮肥使小麦玉米品质提高与开花后功能叶片叶绿素含量的显著提高和植株衰老后期叶 片仍具有较高的光合物质生产能力密切相关<5>。总的来看,国内外这一方面的研究主要集中在 氮素营养对单作小麦玉米品质的影响及其生理机制上,而对于氮素营养对间套作小麦玉米品质影响 的生理机理研究报道较少,加强该方面的研究,可为小麦玉米间套作品质遗传改良和优质栽培技术 提供理论依据。1 材料与方法1.1 试验设计试验于1999～2001年在甘肃省引黄灌区 景泰县陈庄村进行,该区土壤为栗钙土,耕层土壤有机质含量17.18g/kg,全氮2.43 g/kg,速效磷8.80mg/kg,速效钾191.60mg/kg,pH值为8.11。试 验共设4个施氮水平:0(N0)、150(N1)、300(N2)、450(N3)kg/h m2,其中,小麦玉米间套作时氮肥配比为N0(IN0);低供氮N1(IN150):小麦施 纯氮50kg/hm2(全部作基肥,下同),玉米施纯氮100kg/hm2(分基肥、大喇叭 口肥、灌浆肥三次按3∶6∶1施);正常供氮N2(IN300):小麦施纯氮100kg/h m2,玉米施纯氮200kg/hm2(按N1比例施);高供氮N3(IN450):小麦施纯 氮150kg/hm2,玉米施纯氮300kg/hm2(按N1比例施);小麦单作分别按N0 (MW0)、N1(MW150)、N2(MW300)、N3(MW450)各水平施,全部作 基肥一次性施入;玉米单作也分别按N0(MC0)、N1(MC150)、N2(MC300) 、N3(MC450)各水平,分基肥、大喇叭口肥、灌浆肥三次按3∶6∶1比例施入。试验共 设12个处理,3次重复。小区面积15m2,每小区两个自然带,东西带向。供试小麦品种为甘 春20,玉米品种为中单2号。播前施农肥45000kg/hm2,施P2O5为270kg/ hm2,全部作基肥施入。小麦玉米间套种植为0.72m小麦带+0.78m玉米带,0.72 m小麦带种6行,行间距0.12m。0.78m玉米带种植2行玉米,行间距0.39m,株距 0.195m,小麦密度750万粒/hm2,玉米密度126000株/hm2;单种玉米等行 距种植,行间距0.50m,株距0.296m,密度67500株/hm2;单种小麦密度75 0万粒/hm2。1.2 测定项目及方法小麦样品取200g用德国BrabenderQua dru-matJunior实验磨磨粉。面粉蛋白质含量、水分用瑞典Perten公司生产的 Inframatic8600型近红外品质分析仪测定;SDS沉淀值采用AACC56-63 微量法测定,最后换算为常量法,沉淀值(15%湿基)=未矫正沉淀值×10×<85/(10 0-样品水分%)>;玉米蛋白质含量采用半微量凯氏法测定再乘以系数6.25。另外,每小区 选5株具有代表性的植株作为试材,取最上部完全展开叶用POC-1型叶绿素活体测定仪测定叶 绿素含量。按DPS系统的程序对数据进行方差分析和相关分析。2 结果与分析2.1 供氮水 平对单作和间套作小麦旗叶叶绿素和品质的影响旗叶是小麦生育后期最重要的功能叶,其叶绿素含 量的多少是旗叶光和能力的重要指标。由表1可以看出,在小麦孕穗期,单作和间套作各个处理中 小麦旗叶叶绿素含量差异不明显,主要原因可能是前期小麦植株小,氮素营养的不足以影响叶绿素 的合成;至小麦开花期和灌浆后期,所有处理小麦旗叶中叶绿素含量差异变大,而且在同一施氮水 平下,间套作小麦旗叶叶绿素含量大于相应单作。施氮水平在0～300kg/hm2范围内,旗 叶叶绿素含量随着施氮水平而提高,超过300kg/hm2的施氮水平叶绿素含量降低;而单作 小麦从开花期开始,随施氮水平的提高,其叶绿素含量一直升高。相关分析表明,单作和间套作小 麦开花期旗叶叶绿素含量与蛋白质含量、沉淀值都达到显著正相关(r分别为0.960*,0. 948*,0.968*,0.957*),这可能和高蛋白需要较高的能量有关,而叶绿素含量 提高相应光合作用增强<6>。表1 供氮水平对单作和间套作小麦旗叶叶绿素和品质的影响Ta ble1 Effectofnitrogenamountonchlorophyllcon tentandqualityoftheintercroppedandthemonocr oppedwheat处 理Treatment叶绿素含量Chlorophyllconte nt(mg/dm2)孕穗期Booting开花期Anthesis灌浆后期Laterfil ling蛋白质Proteincontent(%)沉淀值Sedimentationval ue(ml)单作小麦MonocroppedwheatMW04.884.590.009. 03b33.9bMW1505.465.830.229.70b35.6abMW3005. 909.341.1011.30a37.0abMW4505.839.561.8311.6 0a37.7a间作小麦IntercroppedwheatIW05.174.660.07 9.59b36.3bIW1506.056.120.8111.13ab38.8abIW3 006.4111.021.7611.88a41.0aIW4506.127.071.39 11.59ab39.1ab 注:表中各组数字后不同字母表示差异达P=0.05显著水平 ,下同。Note:Differentlettersineachgroupmeansig nificanceatP=0.05level,thesameasfollows.2.2 供氮水平对单作和间套作玉米穗位叶叶绿素和籽粒品质的影响有关玉米叶绿素含量(表2)与其 品质指标的关系,基本与小麦类似,可以看出,相同施氮水平下,同一时期单作玉米叶绿素含量高 于间套作玉米,而且施氮水平在0～300kg/hm2范围内,玉米叶绿素含量随着施氮水平而 提高,超过300kg/hm2施氮水平,叶绿素含量又降低,而间套作玉米从孕穗期开始,随施 氮水平的提高,其叶绿素含量一直升高。相关分析也表明,单作和间套作玉米孕穗期叶绿素含量与 其蛋白质含量达到显著正相关(r分别为0.861*,0.870*)。因此增强光合作用及增 加植株的总能量,有助于使更多的光合底物和能量参与蛋白质含量等品质指标的形成。3 讨 论 本研究表明,在同一施氮水平下,间套作小麦旗叶叶绿素含量大于相应单作,小麦在开花期其旗叶 叶绿素含量和蛋白质含量、沉淀值之间都呈显著正相关(r分别为0.960*,0.948*) 。同时,在相同施氮水平下,单作玉米叶绿素含量高于相应间套作玉米;单作和间套作玉米在孕穗 期其叶绿素含量与蛋白质含量之间也呈显著正相关(r分别为0.861*和0.870*)。这 说明增加小麦玉米叶片叶绿素含量来增强叶绿体对光能的吸收和转化,提高光合速率,使其同化更 多的有机物质是间套作小麦和单作玉米品质指标提高的生理基础之一。33第3期何承刚等:氮素 水平对单作和间套作小麦玉米叶片叶绿素含量及品质的影响表2 供氮水平对单作和间套作玉米穗 位叶叶绿素和籽粒品质的影响Table2 Effectofnitrogenamounto nchlorophyllcontentandqualityoftheintercrop pedandthemonocroppedcorn处 理Treatment叶绿素含量Ch lorophyllcontent(mg/dm2)拔节期Jointing孕穗期Booti ng灌浆后期Latefilling籽粒蛋白质Proteincontent(%)单作玉米 MonocroppedcornMC02.906.492.175.114aMC1503. 127.443.206.784aMC3003.277.583.347.059aMC45 03.207.292.616.222a间作玉米IntercroppedcornIC02 .393.051.084.929bIC1502.614.441.666.115abIC 3003.125.172.256.124abIC4502.325.322.356.64 1a 一般研究认为,施氮水平和叶绿素含量呈正相关<7>。从本试验结果看,在施氮量超过 300kg/hm2时,单作小麦和间套作玉米施氮量和叶绿素的关系和前人的结果一致,而间套 作小麦和单作玉米的叶绿素含量下降。主要原因可能是,单作玉米比单作小麦吸收氮素营养能力强 ,在小麦玉米间套作复合群体中,小麦对氮素营养的竞争力大于玉米<8>,而叶绿素的形成与营 养的均衡程度有很大的关系<4>,可能由于试验地磷、钾不足,在施氮量超过300kg/hm2时,导致营养不均衡,使间套作小麦和单作玉米的叶绿素含量下降。有关其它原因还有待进一步研究。氮素水平对单作和间套作小麦玉米叶片叶绿素含量及品质的影响@何承刚$云南农业大学烟草学院!云南昆明 650201
@黄高宝$甘肃农业大学!甘肃兰州 730070
@姜华$中国农业大学草地研究所!北京 100094氮素水平;;小麦玉米间套作;;单作小麦;;单作玉米;;叶绿素;;品质以间套作小麦玉米、单作小麦和单作玉米为研究对
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