【摘要】：必需微量元素對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育具有重要影響。近年來,糧食生產(chǎn)中由于氮磷鉀等大量元素化肥施用量居高不下及有機(jī)肥料投入數(shù)極低,單位面積耕地生物總產(chǎn)出水平不斷增加,而土壤中微量元素被不斷消耗,致使微量元素逐漸成為制約作物產(chǎn)量與營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)提高的重要因素,在我國(guó)西北地區(qū)石灰性土壤中表現(xiàn)尤為突出。一方面,目前糧食作物生產(chǎn)上微肥的施用并不廣泛,微量元素不同施用方法及其對(duì)作物吸收利用及生長(zhǎng)發(fā)育影響的生理機(jī)制研究尚很薄弱;另一方面,因微量元素缺乏而引起的人體疾病種類及數(shù)量不斷增加,提高主要谷類作物籽粒中微量元素含量并滿足人體營(yíng)養(yǎng)需要成為生產(chǎn)中亟待解決的關(guān)鍵問題之一。籍此,本研究采用盆栽與大田試驗(yàn)相結(jié)合的方法,針對(duì)西北地區(qū)小麥主產(chǎn)區(qū)土壤缺乏錳、鐵和鉬等三種微量元素的現(xiàn)狀,較為系統(tǒng)地研究了不同施用方法、施用時(shí)期、用量對(duì)小麥地上與根系生長(zhǎng)、光合與抗逆生理、產(chǎn)量及籽粒中微量元素含量的影響。研究獲得的主要結(jié)果如下:1.錳肥、鐵肥和鉬肥處理種子有效影響小麥的個(gè)體生長(zhǎng)生理,促進(jìn)小麥苗期根系生長(zhǎng),增強(qiáng)根系活力,提高光合性能與花后干物質(zhì)累積量,增加千粒重和單株粒重。(1)錳肥處理種子促進(jìn)了小麥冬前根系生長(zhǎng)及整個(gè)生長(zhǎng)期的光合性能,以30mg·kg~(-1)濃度浸種效果最為明顯,分蘗期根表面積和根長(zhǎng)分別增加115.7%和67.6%,分蘗期和越冬期根系活力分別增加62.8%和250.8%;并通過增強(qiáng)SOD酶活性和延緩生長(zhǎng)后期綠葉面積的衰減進(jìn)程,增加了小麥灌漿期干物質(zhì)累積量和源器官向籽粒的轉(zhuǎn)化效率,單株粒重比對(duì)照增加15.9%,千粒重增加6.4%。(2)鐵肥處理種子增強(qiáng)了小麥分蘗期的根系活力,顯著增加了越冬期的根長(zhǎng)、根直徑和根表面積,同時(shí)增加了小麥開花前的葉面積和地上地下部的干物質(zhì)累積,增加了灌漿期的葉綠素a和類胡蘿卜素含量與凈凈光合速率,其中1 g·L~(-1) FeSO_4種子處理的千粒重提高12.9%,5 g·L~(-1) FeSO_4種子處理的單株粒重提高了4.8%。(3)鉬肥處理種子顯著增強(qiáng)了小麥越冬前的根系生長(zhǎng)和花前的葉面積,增加了越冬期和返青期的干物質(zhì)累積、返青期和灌漿期的葉綠素b和總?cè)~綠素含量,但降低了小麥抗氧化酶活性。根系活力隨鉬肥濃度增加而增加,濃度為2 g·L~(-1) Na_2MoO_4處理的根系活力最高,分蘗期和越冬期分別比對(duì)照(清水處理)高61.2%和48.0%,穗粒數(shù)、千粒重和單株粒重分別提高8.3%、5.7%和13.0%。(4)鐵肥和鉬肥種子處理能提高小麥大田種植的出苗率,增加冬前分蘗,改善小麥群體生長(zhǎng)狀況,增加單位面積穗數(shù),提高產(chǎn)量。隨著鐵肥濃度的升高,小麥出苗率呈升高趨勢(shì),濃度5 g·L~(-1) FeSO_4種子處理出苗率比對(duì)照提高16.8%,單位面積成穗數(shù)提高6.9%,1~3 g·L~(-1) FeSO_4種子處理均能提高小麥的穗粒數(shù)和千粒重,3 g·L~(-1) FeSO_4濃度效果較好,有效分蘗提高2.4%,增產(chǎn)8.5%。1 g·L~(-1) Na_2MoO_4濃度鉬肥處理種子效果明顯,出苗率較對(duì)照提高5.4%,單位面積成穗數(shù)、穗粒數(shù)和產(chǎn)量分別增加8.4%、11.4%和21.1%。2.葉面噴施錳肥、鐵肥、鉬肥提高了小麥的葉面積指數(shù),有效改善了小麥花后的光合性能,協(xié)調(diào)了小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素,提高了花后的源庫(kù)轉(zhuǎn)運(yùn)效率,提高籽粒產(chǎn)量。(1)拔節(jié)期噴施錳肥、鐵肥和鉬肥均顯著提高了灌漿期的凈光合速率(Pn),以濃度0.5%MnCl_2·4H_2O、0.1%FeSO_4和0.025%~0.1%的Na_2MoO_4效果最顯著,Pn分別較對(duì)照增加15.2%、29.6%和31.2%以上。開花期噴施鐵肥和錳肥顯著增加小麥灌漿期的葉綠素含量,以0.4%FeSO_4和1.0%~1.5%的MnCl_2·4H_2O處理最高,噴施鉬肥對(duì)葉綠素含量的影響不明顯。(2)拔節(jié)期噴施鐵肥增加了灌漿前期的葉面積指數(shù)和灌漿后期的葉與莖鞘干重、穗重;噴施錳肥提高了開花期、灌漿期的葉面積指數(shù)(LAI),其中噴施濃度為1.0%MnCl_2·4H_2O處理的LAI和穗重較對(duì)照分別提高29.0%和16.2%以上,濃度0.1%Na_2MoO_4處理開花期LAI增加30.8%以上,穗重增加7.5~14.4%。開花期噴施0.025~0.05%濃度Na_2MoO_4處理延緩了葉片衰老,灌漿前期葉面積指數(shù)較對(duì)照增加4.5~47.9%,葉重和穗重分別較對(duì)照增加11.1~13.0%和12.6~18.0%。(3)拔節(jié)期噴施錳肥、鐵肥和鉬肥顯著增加小麥的穗粒數(shù)、千粒重、成穗數(shù)和籽粒產(chǎn)量(鉬肥對(duì)穗粒數(shù)影響不顯著),提高了花后的源庫(kù)轉(zhuǎn)運(yùn)效率,以濃度0.5%MnCl_2·4H_2O、0.4%FeSO_4、0.025 Na_2MoO_4處理效果最好,籽粒產(chǎn)量分別較對(duì)照提高12.0%、8.6%、4.3%,其中鐵肥、錳肥處理的收獲指數(shù)分別提高2.0%和7.6%;開花期噴施微肥對(duì)產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響不明顯。3.錳肥、鐵肥和鉬肥不同處理能有效增加小麥籽粒中噴施元素含量及其他微量元素含量。微量元素處理種子對(duì)小麥吸收具有激發(fā)效應(yīng),種子處理與噴施對(duì)小麥吸收均具有協(xié)同效用。(1)錳肥處理增加了小麥籽粒中的錳和鉬含量,拌種和180 mg·kg~(-1) MnCl_2·4H_2O浸種處理小麥籽粒中的錳含量分別增加10.0%和27.5%;拌種和30~60 mg·kg~(-1)MnCl_2·4H_2O浸種處理籽粒中鉬含量增89.0%和78.5%~86.0%;開花期噴施1.5%和1.0%MnCl_2·4H_2O處理籽粒中錳和鐵含量分別增加77.8%和36.2%。(2)鐵肥處理增加了小麥籽粒中的鐵和錳含量,其中濃度0.8%FeSO_4種子處理籽粒中鐵含量較對(duì)照增加190.3%,錳含量增加26.3%;0.1%和0.4%FeSO_4開花期噴施處理籽粒鐵含量分別增加13.9%和22.3%,錳含量增加17.2%和7.9%。(3)鉬肥處理增加了小麥籽粒中的錳及鐵、鉬、鋅四種元素含量,1g·L~(-1) Na_2MoO_4種子處理籽粒中錳含量提高15.8%,開花期噴施0.05%和0.1%Na_2MoO_4處理籽粒錳、鐵、鉬、鋅含量分別增加1.7%和12.7%、140.2%和39.2%、278%和22.4%、21.4%和12.7%。綜上,微肥處理種子的小麥大田增產(chǎn)幅度可達(dá)8.5%~21.1%,高于拔節(jié)期噴施增產(chǎn)幅度4.3%~12.0%,可能是通過在生長(zhǎng)早期增強(qiáng)抗逆能力與根系活力進(jìn)而提高吸收能力有關(guān)。錳肥、鐵肥和鉬肥處理種子和開花期噴施均能顯著提高小麥籽粒中的微量元素含量。因此,微肥種子處理技術(shù)是提高大田作物籽粒微量元素營(yíng)養(yǎng)和產(chǎn)量的重要途徑。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S512.1
【圖文】：

第一章 綜述量元素的相互激發(fā)吸收關(guān)系。1.6 技術(shù)路線本研究設(shè)計(jì)了 3 種微量元素不同用量的種子處理和大田噴施兩種微肥的施用方法的盆栽和大田試驗(yàn)，種子處理采用盆栽試驗(yàn)和大田試驗(yàn)相結(jié)合、噴施試驗(yàn)設(shè)置了拔節(jié)期和開花期兩個(gè)噴施時(shí)期，研究錳、鐵、鉬三種微量元素不同濃度、不同處理方式和處理時(shí)期對(duì)小麥生長(zhǎng)發(fā)育、光合與抗逆生理及微量元素吸收的影響。具體研究的技術(shù)路線如圖 1-1 所示.

圖 3-11 拔節(jié)期噴施錳肥對(duì)小麥干物質(zhì)分配的影響Fig. 3-11 Effect of Mn fertilizer on dry matter distribution of wheat jointing date3.2.3.2 開花期噴施錳肥對(duì)小麥干物質(zhì)分配的影響從圖 3-12 可以看出，綜合兩年結(jié)果：開花期噴施錳肥對(duì)小麥灌漿前期的葉片重、莖鞘重和穗重均有增加效果，但對(duì)小麥灌漿后期的干物重都沒有明顯增加。灌漿前期Earlyfilling灌漿后期Late filling2015莖鞘Stem8000201480002015穗 EarMn1 Mn2 Mn3 CK00200040006000800010000120002014Mn1 Mn2 Mn3 CK0020004000600080002015葉LeafMn1 Mn2 Mn3 CK00500100015002000250030002014Mn1 Mn2 Mn3 CK00500100015002000

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