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

1、干物質(zhì)生產(chǎn)、分配和產(chǎn)量形成過程決定了溫室水果型黃瓜的經(jīng)濟效益。氮素是影響植物干物質(zhì)生產(chǎn)、分配和產(chǎn)量形成的重要營養(yǎng)元素。為定量研究氮素對溫室水果型黃瓜干物質(zhì)生產(chǎn)、分配和產(chǎn)量形成過程的影響,本研究以雌性無限生長型品種‘戴多星’(Cucumis Sativus.‘Deltastar’)為試驗材料,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)進行了不同定植期和不同氮素水平的試驗。以冠層吸收輻熱積為尺度,定量分析了氮素對葉片光合作用、

2、干物質(zhì)分配指數(shù)扣采收指數(shù)動態(tài)、以及出果數(shù)、化果數(shù)、座果數(shù)和果實生長速率這些產(chǎn)量形成要素的影響,建立了氮素對溫室水果型黃瓜干物質(zhì)生產(chǎn)、分配和產(chǎn)量形成過程影響的模擬模型,并用與建模相獨立的數(shù)據(jù)對模型進行了檢驗。結(jié)果表明,模型對溫室水果型黃瓜總干重、地上部各器官干重、產(chǎn)量及產(chǎn)量形成要素的預測效果較好。 (1)氮素對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,本模型能較好的預測不同施氮水平下溫室水果型黃瓜的總干重,模型對黃瓜總干重的預測值與實測值之間基于1:1直線的決定系數(shù)(R2)為0.90,相對預測誤差(RE)為12.4％。 (2)氮素對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、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)關系,然后定量分析了氮素對分配指數(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)相對下降速率、果實分配指數(shù)相對增加速率和采收指數(shù)相對增加速率與盛果期葉片氮濃度(mg·g-1葉干重)的定量關系。根據(jù)分配指數(shù)、采收指數(shù)動態(tài)隨冠層吸收輻熱積的變化以及氮素對分配指數(shù)和采收指數(shù)動態(tài)影響的定量

5、關系,預測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)量的預測中,模型對莖干重、葉干重、果實干重及黃瓜產(chǎn)量(鮮重)的預測值與實測值之間基于1:1直線之間的R2分別為0.95、0.94、0.99、0.96;RE分別為13.0％、12.3％、9.2％、16.8％.本模型能較好的預測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)氮素對產(chǎn)量形成過程影響的模擬。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,并在盛果期葉片氮濃度為32mg(N)·g(DM)-1時達到最小值。 然后定量分析了氮素對果實生長速率(以伸長速率表示)的影響。氮素通過影響源庫關系(用植株實際葉干重/實際果實干重表示)從而影響果實的伸長速率。果實伸長速率隨植株

7、實際葉干重/實際果實干重的增加而呈指數(shù)增加,且在累積葉干重/累積果實干重=4前后增加程度不同。根據(jù)果實伸長速率和植株實際葉干重/實際果實干重的定量關系以及果實出現(xiàn)后累積的冠層吸收輻熱積可計算出果長。 在溫室水果型黃瓜產(chǎn)量形成過程的預測中,模型對出果數(shù)、化果數(shù)、座果數(shù)及單果果長的預測值與實測值之間基于1:1直線之間的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