不同温度型花生光合特性及产量相关性状之研究

论文摘要

本试验以花生为试材,利用BAU-Ⅰ型红外测温仪连续两年对12个不同基因型花生种质资源的冠层温度进行观测,以当地国家级示范推广品种鲁花11号为参比,筛选出了典型的冷型和暖型花生品种。本实验还对花生功能叶片的部分光合生理性状及各个品种的产量及其相关性状进行了测定,并论证了利用冠层温度和农艺性状筛选高产品种的方法,探讨了花生利用低温育种的可行性。研究结果表明：（1）在大气、土壤和栽培措施完全一致的小尺度范围内,自结荚初期至饱果成熟期,不同品种花生群体冠层温度存在分异现象,即花生有冷、暖之分。以鲁花11号为参比对象,豫花9331、豫花153和豫花9327的冠层温度绝大部分落于0.0℃基准线以下,即冠层温度持续偏低,属冷型花生；而濮花9506、开农41和无名2号的冠层温度均高于对照品种,属暖型花生。（2）不同温度型花生品种地表温度和蒸腾速率存在明显差异。冷型花生豫花9331、豫花153和豫花9327地表温度明显低于暖型花生濮花9506、开农41和无名2号。结荚期和饱果成熟期最大差异分别为-1.7℃和-2.6℃。另外,利用非参数检验法（K—W法）对各温度型花生蒸腾速率进行差异比较,结果表明冷型和暖型花生之间的蒸腾速率存在显著差异,冷型花生品种的叶片蒸腾速率均高于暖型花生。说明冷型花生第二热源对冠层的加热作用弱于暖型花生,同时,冷型花生较强的蒸腾作用可以带走植物表面大量的热量,有利于降低植株自身温度。此二者的协同作用保障了冷型作物具有较低的冠层温度。（3）与暖型花生相比,冷型花生冠层温度和地表温度较低。冷型花生与暖型花生冠层温度在15：00差异最大,地表温度在14：00差异最大,因此将冠层温度和地表温度的测定时间选在14：00～15：00较为合理。随着生育期的推进,饱果成熟期冷型花生与暖型花生的冠层温度和地表温度差异较结荚期大。（4）不同温度型花生品种间的光合生理特性存在明显差异。冷型花生（豫花153、豫花9331和豫花9327）功能叶片的衰老速度较暖型花生（濮花9506、开农41和无名2号）迟缓,主要表现在饱果成熟期其叶绿素含量较高,叶片衰老较慢,持绿期较长；冷型花生品种的净光合速率和干物质积累始终高于暖型花生品种,说明冷型花生具有较强的光合能力,能够产生和积累较多的光合产物。（5）不同基因型花生品种间叶绿素荧光参数存在明显差异。通过对冷型花生和暖型花生六个叶绿素荧光参数研究,结果表明：冷型花生品种豫花153、豫花9331和豫花9327具有较低的初始荧光F0和非光化学猝灭系数qN值,较高的最大荧光Fm、PSⅡ最大光化学效率Fv/Fm和PSⅡ总的光化学量子产额Yield值。说明冷型花生叶片色素吸收的能量流向光化学的部分较多,以热和荧光形式的能量较少；相同光照下,冷型花生PSⅡ反应中心具有相对较高的电子传递效率,较暖型花生能更有效的将捕获的光能转化为植物所需要的化学能,光能转化效率较高,能为暗反应的光合碳同化积累更多所需的能量。从而保障植物利用所捕获的光能充分有效的用于光合作用。（6）农艺性状与经济学产量之间存在关联。通过对二者的相关分析可知：农艺性状与花生经济学产量的相关性由大到小依次为百果重、百仁重、单株结果数、饱果率,单株分枝数、主茎高和侧枝长。并进一步将二者进行主成分分析得出,对产量影响较大的主要为百果重、百仁重和单株结果数,其在第一主成分上的载荷值分别为0.959,0.887和0.820。（7）不同基因型花生品种经济学产量与冠层温度和主要农艺性状（百果重、百仁重和单株结果数）密切相关。本研究表明,冷型花生豫花153号冠层温度最低,其主要农艺性状也优于其它花生品种,故其经济学产量也居于首位；暖型花生开农41号冠层温度最高,主要农艺性状综合得分最低,其经济学产量也最低。豫花9331和豫花9327同为冷型品种,因豫花9331的农艺性状优于豫花9327,故豫花9331的经济学产量高于豫花9327。不同温度型的花生品种间,只有冠层温度低并且主要农艺性状占优势的品种,其经济学产量才会高,单纯的冠层温度的高低并不能反映其经济学产量的高低。通过多元逐步回归分析,结果也表明,在选育高产花生品种时,必须结合考虑冠层温度和农艺性状,才能选育出高产品种。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 作物冠层温度的测定及其与生理特性关系的研究现状
• 1.1.1 作物冠层温度的测定及主要测定方法
• 1.1.2 基于红外测温技术进行作物冠层温度研究的生物学原理
• 1.1.3 基于红外测温技术的作物冠层温度与其生理特性关系的研究现状
• 1.2 作物冠层温度在农业生产实践上的应用
• 1.2.1 冠层温度在作物抗旱上的应用
• 1.2.2 冠层温度在作物育种上的应用
• 1.3 作物生命过程中主要生理作用
• 1.3.1 蒸腾作用
• 1.3.2 光合作用
• 1.4 本研究的目的和意义
• 第二章 材料与方法
• 2.1 试验材料与试验设计
• 2.2 取样、测定和分析方法
• 2.2.1 取样方法
• 2.2.2 田间观测
• 2.2.3 实验室测定
• 2.3 数据处理
• 第三章 结果与分析
• 3.1 不同品种花生冠层温度分异现象
• 3.1.1 花生群体冠层温度分异现象
• 3.1.2 花生群体冠层温度日变化
• 3.1.3 不同温度型花生农田地表温度日变化
• 3.2 不同温度型花生光合生理特性分析
• 3.2.1 叶片叶绿素含量变化
• 3.2.2 叶面积系数（LAI）的变化
• 3.2.3 叶片净光合速率
• 3.2.4 叶片净光合速率日变化
• 3.2.5 叶片蒸腾速率的变化
• 3.2.6 叶片气孔导度的变化
• 3.2.7 叶绿素荧光参数比较
• 3.2.8 干物质积累的变化
• 3.3 农艺性状与经济学产量的关联
• 3.3.1 农艺性状、冠层温度与经济学产量的相关分析
• 3.3.2 农艺性状与经济学产量的主成分分析
• 3.3.3 冷型花生与暖型花生主要农艺性状、冠层温度和经济学产量的对比
• 3.3.4 农艺性状、冠层温度与经济学产量的回归方程
• 第四章 讨论
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介