肥料和外源激素调控影响薄壳苦荞灌浆和产量形成的机理研究
苦荞是我国重要的杂粮作物，具有较强的食用及药用价值。相比于常规苦荞品种，薄壳苦荞具有果壳轻薄、容易脱壳的特性，在加工过程中能够更大限度地保存苦荞中的营养物质和药用成分，然而，薄壳苦荞具有生育期长、产量低等特性，难以在生产上进行推广。为了明确肥料和外源激素处理对薄壳苦荞产量的影响。本试验以薄壳苦荞品种‘米苦18’作为试验材料，分别施加不同浓度氮、磷、钾肥以及外源赤霉素（GA3）和萘乙酸（NAA）处理，研究了其对薄壳苦荞籽粒灌浆动态和淀粉合成酶活性、叶片抗氧化酶活性、根系形态生理、根际土壤速效养分和酶活性、产量的影响；同时，本试验还以‘晋荞2号’、‘小米荞’、‘米苦18’为试验材料，研究外源GA3及其抑制剂矮壮素（CCC）对苦荞果壳形成的影响，所得主要结果如下： 1.不同氮肥处理对薄壳苦荞灌浆特性及产量的影响 以薄壳苦荞品种‘米苦18’为试验材料，设置了CK（不施氮肥处理0kg/hm2）、LN（低浓度氮肥50kg/hm2）、MN（中浓度氮肥100kg/hm2）、HN（高浓度氮肥150kg/hm2）4个处理，研究了其对薄壳苦荞籽粒灌浆特性、淀粉合成酶活性、叶片抗氧化酶活性、根际土壤速效养分及土壤酶活性、根系形态和活力、农艺性状和产量等的影响。结果表明，MN处理下‘米苦18’籽粒的灌浆起始势（R0）、最大灌浆速率（Gmax）及平均灌浆速率（Gmean）最大，达到最大灌浆速率所需时间（TMAX.G）最低；随氮肥施用量的增加，薄壳苦荞籽粒腺苷二磷酸葡萄糖焦化磷酸酶（AGPase）、可溶性淀粉合成酶（SSS）活性，叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性，土壤酶活性呈先增加后降低的趋势；土壤速效磷、速效钾、有机质、根系形态指标和根系活力、千粒重、单株粒数、单株粒重及产量均表现为先上升后下降的趋势，以MN处理最高；根际土壤中铵态氮的含量以HN处理下最高。 2.不同磷肥处理对薄壳苦荞灌浆特性及产量的研究 以薄壳苦荞品种‘米苦18’作为试验材料，设置了CK（不施磷肥处理0kg/hm2）、LP（低浓度磷肥40kg/hm2）、MP（中浓度磷肥80kg/hm2）、HP（高浓度磷肥120kg/hm2）共4个处理，研究了其对薄壳苦荞籽粒灌浆特性、淀粉合成酶活性、叶片抗氧化酶活性、根际土壤速效养分及酶活性、根系形态和活力、农艺性状和产量等的影响。结果表明，在MP处理下，薄壳苦荞R0、Gmax及Gmean最大，TMAX.G最低；随磷肥施用浓度的增加，薄壳苦荞籽粒AGPase、SSS活性，叶片SOD、POD活性，土壤酶活性呈先增加后降低的趋势，以MP处理活性最高；土壤铵态氮、速效钾、有机质、根系形态指标和根系活力、千粒重、单株粒数、单株粒重及产量均表现为先上升后下降的趋势，以MP处理最高；根际土壤中速效磷的含量以HP处理下最高。 3.不同钾肥处理对薄壳苦荞灌浆特性及产量的研究 以薄壳苦荞品种‘米苦18’作为试验材料，设置了CK（不施肥处理0kg/hm2）、LK（低浓度钾肥4kg/hm2）、MK（中浓度钾肥8kg/hm2）、HK（高浓度钾肥12kg/hm2）共4个处理，研究了其对薄壳苦荞籽粒灌浆特性、淀粉合成酶活性、叶片抗氧化酶活性、根际土壤速效养分及酶活性、根系形态和活力、农艺性状和产量等的影响。结果表明，在MP处理下，薄壳苦荞R0、Gmax及Gmean最大，TMAX.G最低；随钾肥施用浓度的增加，薄壳苦荞籽粒AGPase、SSS活性，叶片SOD、POD活性，土壤酶活性均呈先增加后降低的变化趋势，以MK处理活性最高；土壤铵态氮、速效磷、速效钾、有机质、根系形态指标、根系活力、千粒重、单株粒数、单株粒重及产量均表现为先上升后下降的趋势，以MK处理最高；根际土壤中速效钾的含量以HK处理下最高。 4.不同浓度外源NAA对薄壳苦荞灌浆特性及产量的研究 以薄壳苦荞品种‘米苦18’为试验材料，研究喷施不同浓度外源NAA（0、50、100、150、200、250mg/L）研究了其对薄壳苦荞籽粒灌浆特性、淀粉合成酶活性、叶片抗氧化酶活性、根际土壤速效养分及酶活性、根系形态和活力、农艺性状和产量等的影响。结果表明：在始花期和盛花期喷施150mg/LNAA后5d～25d内，R0、Gmax及Gmean最大，TMAX.G最低；随NAA施用量的增加，薄壳苦荞籽粒AGPase、SSS活性，叶片SOD、POD活性，土壤酶活性呈先增加后降低的变化趋势，基本在150mg/L外源NAA处理下活性最高；土壤养分含量、根系形态指标、株高、主茎节数、主茎分支数、单株粒重和千粒重基本呈先增加后降低的趋势，以150mg/L外源NAA处理下各项指标最高。施加外源NAA可在一定程度促进薄壳苦荞的产量增加，其中50、100、150、200、250mg/L处理下同对照相比分别提高产量1.05、1.07、1.15、1.11倍和1.01倍。综上，适宜外源NAA处理薄壳苦荞籽粒能延缓薄壳苦荞衰老、促进薄壳苦荞籽粒灌浆，促进根系生长，进而提高对土壤养分的吸收利用，提高籽粒重，增加产量，在150mg/L处理下效果最佳。 5.不同浓度外源GA3处理下对薄壳苦荞的灌浆特性和产量的影响 以薄壳苦荞品种‘米苦18’为试验材料，研究不同浓度（0、50、100、150、200、250mg/L）外源GA3处理对薄壳苦荞籽粒灌浆特性、淀粉合成酶、抗氧化酶活性、土壤特性、根系形态以及根系活力、农艺性状及产量的影响。在始花期和盛花期喷施100mg/LGA3后5d～25d内，薄壳苦荞R0、Gmax及Gmean最大，TMAX.G最低；随GA3施用量的增加，薄壳苦荞籽粒中的AGPase、SSS酶活性、叶片抗氧化酶活性、土壤酶、土壤养分含量、根系活力、主茎直径、单株粒重和千粒重均呈现先增加后降低的趋势，以100mg/L外源GA3处理下各项指标最高。施加外源GA3可在一定程度促进薄壳苦荞的产量增加，其中50、100、150、200mg/L处理下同对照相比分别提高产量1.28、1.61、1.13和1.08倍，250mg/L处理降低0.60。综上，适宜外源GA3处理薄壳苦荞能延缓薄壳苦荞衰老，促进薄壳苦荞灌浆，进而提高薄壳苦荞籽粒重，增加产量，在100mg/L处理下效果最佳。 （6）外源GA3对薄壳苦荞果壳纤维素形成及产量的影响 为明确外源赤霉素对薄壳苦荞果壳纤维素形成及产量的影响，本研究以薄壳苦荞品种‘米苦18’及其母本薄壳苦荞‘小米荞’、父本厚壳苦荞‘晋荞2号’作为试验材料，研究喷施不同浓度外源GA3（0、50、100mg/L）及GA3抑制剂CCC（0、50、100mg/L），对薄壳苦荞籽粒中淀粉水解酶、果壳中纤维素、蔗糖合成酶、农艺性状及产量的影响。结果表明，在始花期和盛花期喷施外源激素5d～25d内，随着喷施外源GA3浓度的增加，3个苦荞品种果壳中纤维素含量、蔗糖合酶（SS）、磷酸蔗糖合成酶（SPS）活性最高，‘米苦18’最低，随着施加赤霉素浓度的提高呈逐渐增加的变化趋势，基本在100mg/L外源GA3作用下含量最高，随着施加CCC浓度的增加，基本呈逐渐降低的变化趋势，在CCC100mg/L处理下含量最低；随着施加GA3浓度的增加，株高、单株粒数、千粒重、产量均有所增加，在喷施CCC的作用下，主茎分支数增加，株高、单株粒数、千粒重及产量均出现一定程度的降低。综上，适宜外源GA3处理下，可以增加苦荞淀粉酶、蔗糖合成酶的活性，导致苦荞果壳中纤维素含量增加。
薄壳苦荞;产量;纤维素;肥料;外源激素
贵州师范大学
硕士
植物学
黄小燕
2013
中文
S517
2023-09-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）