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冀中南棉区棉花根系特征及与地上器官生长生理相关性研究

作　者: 平文超
导　师: 张永江；李存东
学　校: 河北农业大学
专　业: 作物栽培学与耕作学
关键词: 棉花根系分布生长生理相关性
分类号: S562
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本试验以转基因抗虫棉农大棉8号为材料,在大田条件下设置6个密度水平,并在其中两个密度水平设置2种整枝方式,共8个处理,采用根钻法研究了不同密度和不同整枝方式处理下根系的形态特征及不同生育时期根系与地上部器官的相关性,旨在探索大田条件下密度和整枝方式对棉花根系生长分布的影响规律。同时还对不同密度和整枝方式处理下棉花伤流液重量、伤流液中营养元素的含量和伤流液与土壤水分的关系作了分析。试验结果表明:1.不同密度处理下,棉花0-60cm土层内根系总干重及总长度随生育进程的推进逐渐增加,1.5-8.7万株·hm^-2处理的峰值出现在吐絮初期;10.5万株·hm^-2处理的峰值出现在盛铃期,吐絮初期根干重、长度出现下降趋势。2.生长发育前期,高密度处理单位土体内的根系干重、长度大于低密度处理;生育后期单位土体内根干重以3.3万株·hm^-2处理最大,单位土体内根长以5.1万株·hm^-2处理最高;吐絮初期单位体积土壤中的根系生物量在不同密度间没有显著性差异。3.密度处理影响了根系在不同深度土层中的垂直分布。盛蕾期,各土层根干重随深度的增加而增大,单层根长度10-20cm土层大于0-10cm土层,在0-20cm浅层土壤中,根干重和长度低密度处理均低于高密度处理。初花期至盛铃期,低密度处理(1.5万株·hm^-2、3.3万株·hm^-2)深层土壤（30-60cm）中的根系干重和长度均小于高密度(6.9万株·hm^-2、8.7万株·hm^-2、10.5万株·hm^-2)处理,但浅层（0-20cm）根系干重低密度处理较大。吐絮初期,最高密度10.5万株·hm^-2处理各层根干重和长度均处于较低水平。4.不同土层深度根干重、长度与密度的相关性及相关程度在各生育时期表现不一。生育早期密度与浅层根系的干重和长度均显著正相关,中期深层根系的干重和长度与密度显著正相关,后期单层根系的干重和长度在浅层土壤与密度呈现负相关。5.各密度处理下棉花根系表面积随生育进程呈现S型增长趋势,但极高密度10.5万株·hm^-2处理在吐絮初期出现了下降的趋势。盛蕾期与初花期,棉花根系表面积与密度呈极显著正相关,后期中等密度根表面积逐渐增大。在棉花的整个生育期,0-40cm深度土壤中的根系平均直径随深度增加而不断下降,40cm以下土层中根系平均直径随密度增加表现为先升高后降低。6.相同密度的简化整枝在棉花整个生育期根干重和根体积均大于常规整枝处理;不同密度的简化整枝处理高密度6.9万株·hm^-2在生育前期大于低密度3.3万株·hm^-2,盛铃期开始低于低密度处理。不同生育时期简化整枝处理根长、根系表面积均大于常规整枝,前期简化整枝高密度处理根长大于低密度,根长从盛铃期开始3.3万株·hm^-2大于6.9万株·hm^-2处理。7.整枝方式对棉花根系的垂直分布表现出较为明显的影响。盛蕾期至盛铃期,各处理10-20cm土层根长均大于0-10cm土层,至吐絮初期0-10cm土层根长较前期有较大增长。吐絮初期,10cm以下各土层简化整枝处理根干重均大于常规整枝处理。对于根系平均直径,盛蕾期,浅层土壤中常规整枝处理大于简化整枝,深层则趋势相反;之后的各个生育时期简化整枝处理的根系平均直径占有优势,从盛铃期开始不同整枝方式处理间的差异变小,后期单层土壤中根系平均直径无显著性差异。从不同土壤深度上看,前期简化整枝处理的根系平均直径随深度的增加先升高后降低,后期则呈现随深度增加持续变大的趋势。8.不同密度处理下,棉花根系干重与伤流液重量在生育前期有较高的负相关性,后期呈现正相关,但相关性较低。不同密度处理、不同整枝方式处理和密度+整枝方式交互处理对棉花根系伤流液中矿质元素的含量都有一定的影响,但在本试验条件下未发现明显变化规律。9.根系与地上部群体干物质积累量、群体叶面积指数在棉花生育前期有极显著的相关性。与群体干物质积累在盛蕾期、初花期和盛花期相关系数均在0.84以上,与群体叶面积指数在盛蕾期和初花期相关系数在0.86以上。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
1 引言  11-18
  1.1 棉花根系研究方法的比较  11-12
  1.2 棉花根系的生长分布  12
    1.2.1 棉花根系的生长  12
    1.2.2 棉花根系的分布  12
  1.3 影响棉花根系生长分布的因素  12-15
    1.3.1 水分对棉花根系生长分布的影响  12-13
    1.3.2 灌溉方式对棉花根系生长分布的影响  13
    1.3.3 肥料对棉花根系生长分布的影响  13-14
    1.3.4 土壤结构对棉花根系生长分布的影响  14
    1.3.5 棉花品种对棉花根系生长分布的影响  14
    1.3.6 栽培措施对棉花根系构型的影响  14
    1.3.7 其它胁迫因素对棉花根系生长分布的影响  14-15
  1.4 棉花根系的生理特性  15-16
    1.4.1 棉花根系活力  15
    1.4.2 棉花根系内含物活性及含量  15-16
    1.4.3 棉花根系分泌物的研究  16
  1.5 棉花根系与地上部相关性的研究  16
  1.6 本研究的目的和意义  16-18
2 材料和方法  18-20
  2.1 试验材料  18
  2.2 试验设计  18
  2.3 取样方法  18
  2.4 测定方法  18-19
  2.5 数据处理  19-20
3 结果与分析  20-39
  3.1 不同密度对棉花根系特征的影响  20-26
    3.1.1 不同密度处理对棉花根系总干重的影响  20
    3.1.2 不同密度处理下棉花根系干重在土壤中的垂直分布特征  20-21
    3.1.3 密度与各土层根系干重的相关性  21-22
    3.1.4 不同密度处理对棉花根系总长度的影响  22
    3.1.5 不同密度处理下棉花根系长度在土壤中的垂直分布特征  22-23
    3.1.6 密度与各土层根系长度的相关性  23-24
    3.1.7 不同密度处理对棉花根系总体积的影响  24
    3.1.8 不同密度处理对棉花根系表面积的影响  24-25
    3.1.9 不同密度处理对棉花根系平均直径的影响  25-26
  3.2 整枝方式对棉花根系特征的影响  26-32
    3.2.1 不同整枝方式对棉花根系总干重的影响  26-27
    3.2.2 不同整枝方式下棉花根系干重在土壤中的垂直分布特征  27-28
    3.2.3 不同整枝方式对棉花根系总长度的影响  28-29
    3.2.4 不同整枝方式下棉花根系长度在土壤中的垂直分布特征  29-30
    3.2.5 不同整枝方式对棉花根系总体积的影响  30
    3.2.6 不同整枝方式对棉花根系表面积的影响  30-31
    3.2.7 不同整枝方式对棉花根系平均直径的影响  31-32
  3.3 不同密度对棉花伤流液参数的影响  32-34
    3.3.1 不同密度处理下棉花根干重与伤流液重量的关系  32-33
    3.3.2 不同密度对棉花伤流液中铵态氮含量的影响  33
    3.3.3 不同密度对棉花伤流液中速效磷含量的影响  33-34
    3.3.4 不同密度对棉花伤流液中速效钾含量的影响  34
  3.4 不同整枝方式对棉花伤流液参数的影响  34-36
    3.4.1 不同整枝方式对棉花伤流液重量的影响  34-35
    3.4.2 不同整枝方式对棉花伤流液中铵态氮含量的影响  35
    3.4.3 不同整枝方式对棉花伤流液中速效磷含量的影响  35-36
    3.4.4 不同整枝方式对棉花伤流液中速效钾含量的影响  36
  3.5 棉花伤流液重量与土壤含水量的相关性  36-37
  3.6 棉花根系与地上部的相关性  37-39
    3.6.1 根系干重与地上部形态指标的关系分析  37
    3.6.2 根系干重与生理指标的关系分析  37-39
4 结论与讨论  39-44
  4.1 不同密度对棉花根系形态特征的影响  39-40
  4.2 不同整枝方式对棉花根系形态特征的影响  40-41
  4.3 密度和整枝方式对伤流液的影响  41-43
  4.4 根系与地上部的相关性  43-44
参考文献  44-49
作者简介  49-50
致谢  50-51

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