不同施氮水平对不同品质类型小麦根系发育的影响及特殊根毛的研究

论文摘要

本研究于2005~2007年在河南农业大学科教试验园区进行。根系发育研究采用盆栽和大田试验方式,设置高、中、低(CK)3个施氮水平,采用强筋力、弱筋力和中筋力3个品质类型的品种。分别在冬前、越冬期、拔节期、挑旗期、子粒形成期、子粒灌浆中期、蜡熟期7个生育时期,采用挖掘冲洗法获取根样,分析根系形态数量性状和生理性状。收获后,室内分析子粒蛋白质含量、可溶性糖含量和淀粉含量等品质指标。特殊根毛研究采用大田试验方式,以中氮条件下豫农949为供试材料。分别于拔节期,以及拔节期后7, 14, 21, 28, 35, 42, 49, 56, 63, 72 d进行取样,直到蜡熟末期,观测不同根段上特殊根毛的着生位置、密度、长度,并观察其形态与结构。主要获得了以下研究结果:(1)明确了不同施氮水平对根系形态数量性状与生理性状的效应对照条件下,根冠比最高,而根中全氮含量则最低。中氮条件下,单株次生根数和主茎次生根数增加,单株根干重提高,分别与对照、高氮水平的差异达显著水平(а=0.05),单株根体积的差异在子粒形成期达到极显著水平(а=0.01)。高氮条件下,根中全氮含量最高,单株根冠比最小。这说明,在本试验条件下,氮素的过量施用(高氮处理)并不能使主要根系性状得到改善。(2)明确了不同品质类型品种间根系形态数量性状与生理性状的差异强筋力品种根系形态数量性状与生理性状均表现为低于中筋力和弱筋力品种,郑麦9023仅根中的全氮含量高于其它3个品种。中筋力品种的根系发育优于强筋力品种,豫农949与郑麦9023相比,单株根干重的差异在挑旗期和子粒形成期均达到极显著水平。而弱筋力品种的主要根系性状明显优于其它品质类型的品种,GS郑麦004的根系活力在冬前及越冬阶段极显著地高于其它3个品种。这说明,不同筋力型小麦根系发育存在差异。(3)阐明了不同品质类型品种间根系性状与子粒品质性状的相互关系强筋力品种豫麦34号和郑麦9023生育前期的根中全氮含量与子粒蛋白质含量间的正相关达显著水平;弱筋力品种GS郑麦004生育前期的根系活力、根中全氮含量与子粒蛋白质含量呈显著正相关,单株根体积、单株根干重、根冠比与子粒淀粉含量呈显著正相关。这表明根系性状与子粒品质性状密切相关,生产实践中可通过调控根系性状进而改善子粒品质性状。(4)初步研究了次生根特殊根毛的发生规律与形态结构拔节以后次生根特殊根毛普遍发生。在特殊根毛发生区段上,根毛呈不均匀分布,从近植株端到远植株端,呈现出“由多到少”的变化趋势。特殊根毛发生集中区和适中区区段的长度随生育期推进而缩短,而稀少区根段长度则延长。根毛发生密度随着生育期推进而逐渐降低。特殊根毛细胞普遍具有突起和分枝,生育后期还有次生壁加厚现象,这可能是特殊根毛抵御病害侵染等环境胁迫的1种适应机制。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• 1 文献综述
• 1.1 氮素对小麦根系发育的影响
• 1.1.1 氮对根系形态数量性状的影响
• 1.1.2 氮对根系生理性状的影响
• 1.2 根毛研究进展
• 1.2.1 作物根毛研究
• 1.2.2 小麦根毛研究
• 2 引言
• 3 材料和方法
• 3.1 试验材料
• 3.2 试验设计
• 3.3 测定项目及方法
• 3.3.1 根系取样与分析方法
• 3.3.2 根毛取样和观察方法
• 3.4 统计分析方法
• 4 结果与分析
• 4.1 不同施氮水平对小麦根系形态数量性状与生理性状的效应
• 4.1.1 对次生根数的影响
• 4.1.2 对单株根体积的影响
• 4.1.3 对单株根干重的影响
• 4.1.4 对根冠比的影响
• 4.1.5 对根系活力的影响
• 4.1.6 对根中全氮含量的影响
• 4.1.7 对根中可溶性糖含量的影响
• 4.2 不同品质类型品种间小麦根系形态数量性状与生理性状的差异
• 4.2.1 次生根数的差异
• 4.2.2 单株根体积的差异
• 4.2.3 单株根干重的差异
• 4.2.4 根冠比的差异
• 4.2.5 根系活力的差异
• 4.2.6 根中全氮含量的差异
• 4.2.7 根中可溶性糖含量的差异
• 4.3 不同品质类型品种根系性状与子粒品质性状的相关分析
• 4.3.1 豫麦34 号和郑麦9023 根系性状与子粒品质性状的相关分析
• 4.3.2 GS 郑麦004 根系性状与子粒品质性状的相关分析
• 4.3.3 豫农949 根系性状与子粒品质性状的相关分析
• 4.4 特殊根毛的发生规律及形态与结构观察
• 4.4.1 特殊根毛发生规律
• 4.4.2 特殊根毛的形态与结构
• 5 讨论
• 5.1 关于不同施氮水平对根系发育及其与子粒品质关系的影响
• 5.2 关于不同品质类型品种间根系发育及其与子粒品质的关系
• 5.3 关于小麦根系生理活性衡量指标的思考
• 5.4 关于次生根特殊根毛的研究
• 6 参考文献
• 7 英文摘要