小麥特殊根毛發(fā)育的水肥調控效應研究.pdf

1、研究于2008～2010年在河南農業(yè)大學科教試驗園區(qū)(河南鄭州)進行。采用大田試驗方式,以國審強筋小麥品種“鄭麥9023”為供試材料。2008～2009年度設置2個供磷水平,3個供鉀水平；2009～2010年度設置3個供水水平,3個供磷水平。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,并觀察其超微結構。
　　 主要獲得了以下研究結果:
　　

2、 (1)明確了不同磷鉀供應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)揚花期間P2水平下的根毛密度、長度和直徑與對照(不施磷)的差異達顯著水平(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照(不施鉀)的差異達顯著水平(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)～揚花期間與P2K2、P2K3的差異達極顯著水平(P<0.01)。說明增施磷肥可顯著促進特殊根毛生長,鉀肥對特殊根毛發(fā)育具有一定促進作用,增施鉀肥可緩解低磷對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)明確了水磷耦合對次生根特殊根毛生長的效應W1水平下的土壤相對含水量與特殊根毛數量呈極顯著的正相關,其特殊根毛密度增大,長度增加,與W3水平下的差異達極顯著

4、水平(P<0.01)；W3水平下的土壤含水量與特殊根毛數量、根毛密度和長度呈極顯著的負相關,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量的正相關逐漸達顯著水平。隨著生育進程推進,特殊根毛長度和直徑增加(P<0.05),揚花期間P3水平和對照(不施磷)的差異達極顯著水平(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,土壤水分較多時增施磷肥或低磷水平下適當控制土壤水分含量,均可補償水肥過量或不足對特殊根毛生長所造成的不利影響。
　　 (3)闡明了水磷耦合對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)結構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、突起現象普遍發(fā)生,細胞壁厚、質濃,細胞核明顯；而P1K1處理組合的根表皮細胞排列疏松,根毛數量稀少,形態(tài)單一,細胞質膜不完整,胞質稀少,細胞器解體,細胞衰亡。不同水磷耦合處理中W1P3處理組合的特殊根毛細胞飽滿,結構完整,細胞壁加厚,細胞核、液泡及線粒體清晰可見；而W3P1處理組合的特殊根毛扭曲、變形現象嚴重,細胞壁變薄,細胞核解體,質膜、微體等消失

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

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)育預測模型將不同生育時期的次生根特殊根毛生長發(fā)育性狀和生育天數分別進行歸一化,利用Curve Expert1.38軟件對相對根毛性狀和相對生育天數進行模擬,結果表明以有理方程的擬合效果為最好。相對生育天數與相對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.