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利用叶面积扫描仪如何提高羊茅的产量?

2019.2.25
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王辉

致力于为分析测试行业奉献终身

大家知道,近几年关于植物叶面积的测量,从最原始的需要摘下叶子测量,到现在的活体叶面积测量,从最初的叶面积测量仪到现在的叶面积扫描仪, 叶面积的测量也比较准备,不过很多研究人员都不知道叶面积的测量对于研究有什么作用,这个是比较可悲的一件事情,通过叶面积的了解,最基本的是我们可以掌 握植物的生长状况,来指导生产,除了这点,掌握植物的叶面积,还有更多的作用,下面我们介绍一个通过叶面积的生长速率来提高羊茅的产草量的方法。

几年来,我们一直在研究苇状羊茅,当其处于营养生长阶段,产量主要由叶组织构成,特别是再生阶段时的光 合作用和产量的关系。我们发现,叶片伸长速率与牧草产量的基因型差异成正相关,但单叶的光合作用与牧草产量的基因型差异无关。并发现,宽行播种的苇状羊 茅,每个分秦的重量与分蘖密度相比较是更为重要的产量确定因子。叶片伸长速率(LER)与每个分莫的重量成正相关,在决定叶面积扩展速率(LAE) 中,LER比叶宽(LW)要重1.8倍多。此外,基因型间LERLW成正相关。有关苇状羊茅的研究表明:LAE具加性遗传变异,狭义遗传力低于30%。 在先前的一系列实验和观察基础上,1975年开始了轮回选择程序,培育具有高和低LAE的苇状羊茅群体。我们的目的是要培育一个分化的群体并且评价轮回选 择方法对于改变遗传力低,环境影响高的生理特性的效果;此外,我们亦想确定在选择期间出现的产量和生理因子的变化。

1、方法

19754月,把来自广泛基础的苇状羊茅群体的种子,在陪氏培养皿中发芽,然后转植于纸钵的土中。幼 苗在温室里一直生长到5月底,这时把幼苗连同土块都转到密苏里,哥伦比亚附近的农学研究中心的试验地里,墨西哥粉砂壤土,施氮(N)114公斤/公顷,检 验表明PK丰富。随机选择植株,并利用方格网间隔15厘米,给植株以半草丛生长条件,但容许个体植株同一性保留。我们利用限制的轮回表型选择方法以克服 由于低遗传力和高环境影响所造成的限制。Co群体,评价20个方格网,每个方格网含40个植株。除高(H)和低(L)群体为每个含30个植株的15个方格 网外,以后的世代均用同样的方法处理。

每年让幼苗生长,需要时补充灌概,直到大约八月十五日,此时除去牧草,留茬到5厘米。然后小区内施45公斤氮/公顷。九月间,每次依据两个叶片来度量LER。选择小于前一叶片长度30%的正在伸长的叶片。在10-15天期间,便携式叶面积测定仪测定4-7次正在伸长叶片的顶尖和前一叶片的轴环间的距离。叶长对时间的回归系数,经过约化来估计LER。在叶长的最后一次测定时,测定中等长度叶片的LW。当LERLW一致时计算LAE。每次测定,用两个叶片所得的数据平均起来进行估计。

让植株在田间自然状况下进行春化,一直到一月初,之后从每方格网中自H群体中选取两株较高的植株,自L 群体中选取两株较低的植株。在温室里盆栽植株并按群体分开生长,利用强制通风和手工搅拌相互传粉。每株选取相等数量的种子在温室里繁衍下代。1979年, 建立CoC;群体和栽培种Mo-96Ky-31Kenhy的小区。1980515日和116$lJ割间的营养再生量做为最初再生数据记载收 集。

2、结果和讨论

尽管LAE性状的遗传力低,环境影响大,但用限制的表型轮回选择方法进行强度选择仍是有效的。从数据考察(1)可明显看出,环境对LAE和其组分LER LW的影响是大的。1977年的温度和土壤湿度与其主年份并无明显差别.所以该年份相对更有利的生长反应,其原因还不清楚。无论如何,与别的年份比 较,77年对LER的影响要比对LW的影响大的多.这与别人的研究结果一致。三代后,L群体的LAE仅仅是H群体的LAE41%C4群体似乎没有C3 群体分化的历害。不管怎样,c.群体的LAE的变异系数仍大约是C。群体的75%,表明这通过选择进展仍是可能的。

假定群体x环境的相互作用最小,我们比较LAELERLW在群体年份期间的相互关系。LERLW 间有强的曲线关系,表明LAE值低时LW的变化范围,但当环境和遗传条件使LER升高时,LW也随之增加(1)。关系也表明:这个遗传群体的LW达到一 个大约10毫米的最大渐近线,而LER在低的环境压力下似乎达到大约10毫米/天的最小渐近线。LAE三倍的变化,这与LER三倍的变幅的关系比与 LWI.5倍的变幅的关系要密切的多。LW的遗传控制机制没有详细的研究,但LW与秆径成正比。LER在遗传上的增加与细胞分裂速度的增加和细胞体积的增 大两者都有关。

C0群体的年牧草产量是9.4/公顷,这与M0-96Kenhy的产量相似。Ky-31的产量比 C0群体低。四个世代选择低LAE使营养再生期的产草量减少25%。这种选择反应是由于分莫密度增加的2.1倍为每个分莫重的28倍的减少所抵消。与选 择低LAE相对照,选择高LAE,分粟密度和每个分莫重量均增加20%,因而使H:群体比C。群体的产量增加39%HsH4群体的产量介乎于C0群体 加H2群体之间。这部分可能由于近交衰退所致,但我们已仔细地检查了双亲血统。用最初自C。群体选择的80个植株中的18个母本植株(每个9)的后代代 表L‘H‘群体。H‘L4CO群体的光合速率分别为21.823.724.2毫克CO以平方分米/小时。因此,选择对单位面积的光合作用即使有 影响也微乎其微。H:群体的产量性能似乎比别的群体要好。由于所有群体的变异仍是高的,所以这些群体的植株有各种各样的分莫密度和分羹重量。别的研究表明 各种类型植株间具互补性,这在育种和管理决策中需要考虑。H:群体可能代表了一定栽培和环境条件下,大小分莫对牧草产量的一个理想平衡。

利用活体叶面积仪进行叶面积测量,进而指导生产,最后达到羊茅的产草量,只是叶面积仪的作用的冰山一角,其实说白了,叶面积仪只是一种工具,利用这种工具进行一定面积的测量,对比分析,进而为我们所用才是该仪器的最终目的。


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