氮素對(duì)溫室水果型黃瓜干物質(zhì)生產(chǎn)、分配和產(chǎn)量形成過(guò)程影響的模擬研究.pdf

1、干物質(zhì)生產(chǎn)、分配和產(chǎn)量形成過(guò)程決定了溫室水果型黃瓜的經(jīng)濟(jì)效益。氮素是影響植物干物質(zhì)生產(chǎn)、分配和產(chǎn)量形成的重要營(yíng)養(yǎng)元素。為定量研究氮素對(duì)溫室水果型黃瓜干物質(zhì)生產(chǎn)、分配和產(chǎn)量形成過(guò)程的影響,本研究以雌性無(wú)限生長(zhǎng)型品種‘戴多星’(Cucumis Sativus.‘Deltastar’)為試驗(yàn)材料,于2005年,在上海孫橋現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)園區(qū)的PVC聯(lián)棟溫室內(nèi)進(jìn)行了不同定植期和不同氮素水平的試驗(yàn)。以冠層吸收輻熱積為尺度,定量分析了氮素對(duì)葉片光合作用、

2、干物質(zhì)分配指數(shù)扣采收指數(shù)動(dòng)態(tài)、以及出果數(shù)、化果數(shù)、座果數(shù)和果實(shí)生長(zhǎng)速率這些產(chǎn)量形成要素的影響,建立了氮素對(duì)溫室水果型黃瓜干物質(zhì)生產(chǎn)、分配和產(chǎn)量形成過(guò)程影響的模擬模型,并用與建模相獨(dú)立的數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行了檢驗(yàn)。結(jié)果表明,模型對(duì)溫室水果型黃瓜總干重、地上部各器官干重、產(chǎn)量及產(chǎn)量形成要素的預(yù)測(cè)效果較好。 (1)氮素對(duì)溫室水果型黃瓜干物質(zhì)生產(chǎn)影響的模擬。定量分析了不同光溫條件下葉片最大總光合速率和葉片氮濃度的關(guān)系,與已有的光合生產(chǎn)和干物質(zhì)

3、積累模型相結(jié)合,建立了氮素對(duì)溫室水果型黃瓜干物質(zhì)生產(chǎn)影響的模擬模型。結(jié)果表明,本模型能較好的預(yù)測(cè)不同施氮水平下溫室水果型黃瓜的總干重,模型對(duì)黃瓜總干重的預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值之間基于1:1直線(xiàn)的決定系數(shù)(R2)為0.90,相對(duì)預(yù)測(cè)誤差(RE)為12.4％。 (2)氮素對(duì)溫室水果型黃瓜干物質(zhì)分配和產(chǎn)量影響的模擬。首先以冠層吸收輻熱積(TEPab)為尺度,建立了各氮素處理的黃瓜地上部分配指數(shù)和地上部干物質(zhì)向葉、果實(shí)、莖的分配指數(shù)以及采收指數(shù)

4、隨生育期(用冠層吸收輻熱積表示)變化的函數(shù)關(guān)系,然后定量分析了氮素對(duì)分配指數(shù)和采收指數(shù)的影響。結(jié)果表明,不同施氮水平的地上部干物質(zhì)分配指數(shù)差異不顯著,而隨著施氮水平的增加,葉分配指數(shù)增加,果實(shí)分配指數(shù)和采收指數(shù)下降。本研究確定了葉分配指數(shù)相對(duì)下降速率、果實(shí)分配指數(shù)相對(duì)增加速率和采收指數(shù)相對(duì)增加速率與盛果期葉片氮濃度(mg·g-1葉干重)的定量關(guān)系。根據(jù)分配指數(shù)、采收指數(shù)動(dòng)態(tài)隨冠層吸收輻熱積的變化以及氮素對(duì)分配指數(shù)和采收指數(shù)動(dòng)態(tài)影響的定量

5、關(guān)系,預(yù)測(cè)不同施氮水平溫室水果型黃瓜地上部各器官干重和產(chǎn)量。 在地上部各器官干重和產(chǎn)量的預(yù)測(cè)中,模型對(duì)莖干重、葉干重、果實(shí)干重及黃瓜產(chǎn)量(鮮重)的預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值之間基于1:1直線(xiàn)之間的R2分別為0.95、0.94、0.99、0.96;RE分別為13.0％、12.3％、9.2％、16.8％.本模型能較好的預(yù)測(cè)不同氮素水平下溫室水果型黃瓜地上部各器官干重和產(chǎn)量。 (3)氮素對(duì)產(chǎn)量形成過(guò)程影響的模擬。首先以冠層吸收輻熱積為尺度

6、,定量分析了氮素對(duì)溫室水果型黃瓜出果數(shù)、化果數(shù)、座果數(shù)的影響.結(jié)果表明,氮素直接影響黃瓜的出果速率和化果速率,出果速率隨盛果期葉片氮濃度的增加呈指數(shù)下降,而化果速率隨盛果期葉片氮濃度的增加服從正弦函數(shù)曲線(xiàn),并在盛果期葉片氮濃度為32mg(N)·g(DM)-1時(shí)達(dá)到最小值。 然后定量分析了氮素對(duì)果實(shí)生長(zhǎng)速率(以伸長(zhǎng)速率表示)的影響。氮素通過(guò)影響源庫(kù)關(guān)系(用植株實(shí)際葉干重/實(shí)際果實(shí)干重表示)從而影響果實(shí)的伸長(zhǎng)速率。果實(shí)伸長(zhǎng)速率隨植株

7、實(shí)際葉干重/實(shí)際果實(shí)干重的增加而呈指數(shù)增加,且在累積葉干重/累積果實(shí)干重=4前后增加程度不同。根據(jù)果實(shí)伸長(zhǎng)速率和植株實(shí)際葉干重/實(shí)際果實(shí)干重的定量關(guān)系以及果實(shí)出現(xiàn)后累積的冠層吸收輻熱積可計(jì)算出果長(zhǎng)。 在溫室水果型黃瓜產(chǎn)量形成過(guò)程的預(yù)測(cè)中,模型對(duì)出果數(shù)、化果數(shù)、座果數(shù)及單果果長(zhǎng)的預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值之間基于1:1直線(xiàn)之間的R2分別為0.95、0.97、0.80、0.80;RE分別為10.6％、18.4％、16.4％、23.2％。本模型能