菊芋因其生物量大、抗逆性強(qiáng),在食品加工、飼草、生物質(zhì)能源和生態(tài)修復(fù)等領(lǐng)域具有重要的作用,其雖為野生植物,但是在長(zhǎng)期的農(nóng)業(yè)馴化過(guò)程中,已經(jīng)具備了農(nóng)作物的很多生長(zhǎng)特征,是一種重要的生態(tài)經(jīng)濟(jì)型植物。單一種植的產(chǎn)量-密度關(guān)系普遍遵循“最終產(chǎn)量恒定法則”(constant final yield),研究密度對(duì)菊芋器官產(chǎn)量的影響對(duì)菊芋高效開(kāi)發(fā)利用的大量原料供給和高產(chǎn)種植具有重要的指導(dǎo)意義。生物量-密度關(guān)系的研究作為個(gè)體和種群的銜接,多集中于植物的地上部分,對(duì)器官水平的生物量-密度關(guān)系還沒(méi)有足夠的認(rèn)識(shí)。植物器官生物量的分配反映了植物在生長(zhǎng)過(guò)程中繁殖、防御、生存等功能的優(yōu)先級(jí),種群密度作為植物重要的選擇壓力之一,改變了植物個(gè)體所獲得資源的數(shù)量,密度制約的植物生物量分配模式是否符合最優(yōu)化分配理論的預(yù)測(cè)目前還無(wú)定論。本文以菊芋(Helianthus Tuberosus L.)為研究材料,明確其競(jìng)爭(zhēng)-密度效應(yīng)、生物量分配權(quán)衡和產(chǎn)量-密度關(guān)系,主要研究結(jié)果如下:(1)隨著種群密度的增加,菊芋的株高、基徑、葉面積、葉片數(shù)、節(jié)數(shù)逐漸較小,節(jié)長(zhǎng)和比葉面積逐漸增大。低密度處理(D1)較高密度處理(D8)株高增加了73.4%;基徑增加了171.1%;葉面積增加了580.7%;葉片數(shù)增加了249.9%;節(jié)數(shù)增加了137.1%;節(jié)長(zhǎng)減小了85.8%。(2)隨著種群密度的增加,菊芋的各個(gè)器官都呈減小的趨勢(shì),低密度處理(D1)的莖、葉、根、塊莖生物量分別是高密度處理(D8)的13.5倍、21.5倍、10.4倍、15.6倍,器官生物量和密度之間呈冪函數(shù)關(guān)系,器官受到的密度調(diào)控強(qiáng)度依次為:葉塊莖莖根。(3)低密度處理(D1)下的莖、葉、根、塊莖生物量分配比例分別為46.9%、24.1%、7.4%、21.7%,高密度處理(D8)下的莖、葉、根、塊莖生物量分配比例分別為50.6%、17.2%、10.4%、21.8%,隨著種群密度的增加,菊芋的莖、根生物量分配增加,葉、塊莖生物量分配減少,莖生物量的增加是以塊莖生物量的減少為代價(jià),莖生物量分配和葉生物量分配之間不存在權(quán)衡關(guān)系。種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)存在時(shí),菊芋器官光合產(chǎn)物的分配不是完全符合最優(yōu)化分配理論的預(yù)測(cè)。(4)相比于地下產(chǎn)量,最終產(chǎn)量恒定法則更適用于菊芋的地上產(chǎn)量。器官的最終產(chǎn)量恒定法則只有在特定的收獲時(shí)期才會(huì)出現(xiàn)。49株·m~(-2)的栽培密度可以得到最大的地上部分和塊莖產(chǎn)量,在菊芋出苗后140天收獲得到最大地上產(chǎn)量(24.7 t DM·ha~(-1)),出苗后175天收獲得到最大的塊莖產(chǎn)量(30.1 t DM·ha~(-1))。本研究豐富了密度制約理論,評(píng)價(jià)了密度制約下菊芋的生物量分配模式是否符合最優(yōu)化分配理論,進(jìn)一步完善了產(chǎn)量-密度關(guān)系在地下器官中的研究,并確定了獲得最大理論產(chǎn)量時(shí)的種植密度,為菊芋高效開(kāi)發(fā)利用的大量原料供給提供理論支撐和科學(xué)依據(jù)。
【學(xué)位單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：S632.9
【部分圖文】：

但是二者隨密度變化的趨勢(shì)卻是截然相反的，隨著密度的增加，菊芋個(gè)體的節(jié)數(shù)逐漸減少，而節(jié)長(zhǎng)逐漸增加（圖2-1）節(jié)數(shù)和節(jié)長(zhǎng)之間呈極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系（表 2-3：r=﹣0.935，P＜0.01）,表明節(jié)數(shù)和節(jié)長(zhǎng)在不同密度處理下相互權(quán)衡（trade-off）。

圖 2-2 不同種群密度（D1：4，D2：8，D3：16，D4：25，D5：49，D6：64，D7：81，D8：100 株 m-2）對(duì)菊芋各器官生物量的影響。其中誤差棒表示標(biāo)準(zhǔn)誤，不同小寫(xiě)字母表示各器官在不同密度處理下的差異顯著性（P＜0.05）。Figure2-2 Effcet of population density（D1：4，D2：8，D3：16，D4：25，D5：49，D6：64，D7：81，D8：100 株 m-2）on mean biomass of organs （stem，leaf，root，tuber）forJerusalemArtichoke.Error bars show stand error and the different lowercase letters indicatesignificant difference of density treatments for organs(P<0.05).

蘭州大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 密度制約的菊芋生長(zhǎng)及產(chǎn)量特性研究菊芋各個(gè)器官中，除莖生物量與個(gè)體總生物量之間呈等速生長(zhǎng)外，其余各器官與總生物量之間都呈異速生長(zhǎng)。器官的異速指數(shù)b的大小順序依次為葉（1.150）>塊莖（1.069）>莖（0.984）>根（0.881），表明隨著個(gè)體大小的增加，葉獲得了最多的光合產(chǎn)物，塊莖次之，莖和根最小。
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本文編號(hào)：2852256