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作物杂志,2023, 第6期: 243–251 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2023.06.033

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

食葵干物质积累、转运和产量的关系以及对水氮互作的响应

吴胜1(), 段玉2(), 张婷婷2, 安昊2, 张君2, 梁俊梅2, 张胜1()   

  1. 1内蒙古农业大学农学院，010019，内蒙古呼和浩特
    2内蒙古自治区农牧业科学院资源环境与可持续发展研究所，010031，内蒙古呼和浩特
  • 收稿日期:2022-11-22 修回日期:2022-12-22 出版日期:2023-12-15 发布日期:2023-12-15
  • 通讯作者: 段玉，主要从事旱作农业和植物营养与施肥的研究工作，E-mail：duanyu63@aliyun.com；张胜为共同通信作者，主要从事作物栽培学与耕作学教学与科研工作，E-mail：mnndzs@126.com
  • 作者简介:吴胜，主要从事向日葵栽培生理研究，E-mail：18647128503@163.com
  • 基金资助:
    内蒙古自治区科技重大专项(2020ZD0005-03);财政部和农业农村部：国家现代农业产业技术体系(CARS-14)

Relationships between Dry Matter Accumulation, Transport and Yield of Confectionary Sunflower and Response to Water and Nitrogen Interactions

Wu Sheng1(), Duan Yu2(), Zhang Tingting2, An Hao2, Zhang Jun2, Liang Junmei2, Zhang Sheng1()   

  1. 1College of Agronomy, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010019, Inner Mongolia, China
    2Institute of Resources, Environment and Sustainable Development, Inner Mongolia Academy of Agricultural and Animal Husbandry Sciences, Hohhot 010031, Inner Mongolia, China
  • Received:2022-11-22 Revised:2022-12-22 Online:2023-12-15 Published:2023-12-15

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PDF (PC)

78

摘要：

为揭示施氮和灌水对向日葵干物质积累、转运的调控作用和干物质积累、转运对产量形成的影响。在内蒙古阴山北麓武川旱作区以食用向日葵龙葵27为研究对象，采用裂区试验设计，主因素为3种灌溉模式，副因素为3个施氮水平。结果表明，灌水施氮通过提高向日葵茎、叶器官的干物质积累量，促进花后叶片光合作用的生产，进而提高产量，并且灌水量越大，茎、叶器官的干物质积累量也越大。将各器官干物质积累、转移特征值与产量进行多元回归分析，建立多元回归方程，且模拟效果较好。分析结果表明，虽然不同灌水量和施氮量以及水氮互作对茎、叶器官的干物质转运均有显著的影响，但产量的提高主要靠花后叶片较优的光合生产。

关键词: 食用向日葵, 滴灌, 氮肥, 推荐施肥, 干物质转运, 补水灌溉

Abstract:

In order to investigate the effects of irrigation and nitrogen application on dry matter accumulation and translocation in sunflowers, as well as the effects of these processes on yield formation, confectionary edible sunflower Longkui 27 was studied in the dry farming area of Wuchuan, which is located at the northern foot of the Yin Mountains in Inner Mongolia. The study utilized a split-zone experimental design, with three irrigation patterns serving as the primary factor and three levels of nitrogen application serving as the secondary factor. The results showed that applying N through irrigation increased the amount of dry matter that accumulated in the sunflower stems and leaves, which in turn increased yield. The higher the irrigation amount, the more dry matter accumulated in the stems and leaves. Multiple regression analysis was performed to analyze the characteristic values of dry matter accumulation and transfer of each organ and yield. The multiple regression equation was established, and the equation was simulated well. The findings demonstrated that while variations in irrigation, nitrogen application, and water-nitrogen interactions all had a considerable impact on the translocation of dry matter in the stems and leaves, the main factor contributing to the yield increase was photosynthetic production of leaves after flowering.

Key words: Confectionary sunflower, Drip irrigation, Nitrogen fertilizer, Recommended fertilizer application, Dry matter transport, Supplementary irrigation

表1

生育期降水量

项目
Item		 6月June 7月July 8月August 9月September 合计
Total
中旬
Middle		 下旬
Late		 上旬
Early		 中旬
Middle		 下旬
Late		 上旬
Early		 中旬
Middle		 下旬
Late		 上旬
Early		 中旬
Middle
降水量Precipitation (mm) 12.7 41.4 9.2 4.8 10.8 16.9 26.1 16.2 1.6 25.0 164.8
有效积温
Effective accumulative temperature (℃)		 156.2 210.8 345.3 439.6 556.9 687.1 766.9 821.3 863.4 926.4 984.8

表2

不同处理对食葵茎秆干物质积累量和转运的影响

处理Treatment DMmax (kg/hm2) FDM (kg/hm2) DMT (kg/hm2) DMRE (%) CRG (%)
W0 N0 2060.3e 1492.0d 568.3b 26.90a 18.09b
N1 2117.6e 2016.8cd 100.7c 4.73de 2.71c
N2 2612.1de 1949.5cd 662.7b 25.09ab 18.51b
W1 N0 2903.7d 2399.5c 504.2b 17.56bc 15.69b
N1 3689.2bc 3050.0b 639.2b 17.27bc 15.57b
N2 3550.5bc 2381.7c 1168.9a 32.64a 30.03a
W2 N0 3096.4cd 3001.9b 94.4c 3.10e 2.33c
N1 4382.7a 3803.4a 579.3b 13.08cd 12.92b
N2 3986.1ab 3395.9ab 590.2b 14.87c 13.62b
水分Irrigation W0 2263.3c 1819.4c 443.9b 18.90a 13.11ab
W1 3381.1b 2610.4b 770.8a 22.49a 20.43a
W2 3821.7a 3400.4a 421.3b 10.35b 9.62b
氮肥Nitrogen N0 2686.8b 2297.8b 389.0b 15.85b 12.04b
N1 3396.5a 2956.7a 439.7b 11.69b 10.40b
N2 3382.9a 2575.7b 807.3a 24.20a 20.72a
显著性检验（F值）Significance test (F-value)
水分Irrigation 53.90** 134.78** 7.44* 9.67* 8.39*
氮肥Nitrogen 10.48** 8.60** 13.38** 16.84** 11.83**
水分×氮肥Irrigation×Nitrogen 2.20 0.77 5.90** 10.20** 6.27**

表3

不同处理对食葵叶片干物质积累量和转运的影响

处理Treatment DMmax (kg/hm2) FDM (kg/hm2) DMT (kg/hm2) DMRE (%) CRG (%)
W0 N0 1760.8cd 861.9d 898.9ab 50.57a 28.65a
N1 1909.6cd 1257.1bc 652.4abcd 34.06bcd 17.60bc
N2 2071.8bcd 1150.9cd 921.0ab 44.45ab 25.94a
W1 N0 1646.5d 1067.4cd 579.0cd 34.32bcd 17.05bc
N1 2493.5ab 1565.4ab 928.1a 36.59bc 22.49ab
N2 2129.3bc 1237.8bc 891.4abc 41.74ab 22.82ab
W2 N0 1946.4cd 1376.7bc 569.7b 29.49cd 14.29c
N1 2641.3a 1885.7a 755.7abcd 28.33cd 17.06bc
N2 2393.5ab 1786.1a 607.4bcd 25.27d 13.78c
水分Irrigation W0 1914.1b 1090.0b 824.1a 43.02a 24.06a
W1 2089.8ab 1290.2b 799.5a 37.55ab 20.79a
W2 2327.1a 1682.8a 644.3a 27.70b 15.04b
氮肥Nitrogen N0 1784.6b 1102.0c 682.6a 38.13a 20.00a
N1 2348.2a 1569.4a 778.7a 32.99a 19.05a
N2 2198.2a 1391.6b 806.6a 37.15a 20.85a
显著性检验（F值）Significance test (F-value)
水分Irrigation 4.74 9.74* 2.77 8.15* 11.51*
氮肥Nitrogen 12.45** 24.35** 1.09 2.05 0.37
水分×氮肥Irrigation×Nitrogen 1.78 0.85 2.40 3.06 3.39*

表4

不同处理下食葵地上部干物质分配

处理
Treatment		 开花期干物质分配
Dry matter partitioning at anthesis (%)		 成熟期干物质分配
Dry matter partitioning at maturity (%)
茎Stem 叶Leaf 花盘Flower plate 茎Stem 叶Leaf 空盘Empty plate 籽粒Seed
W0 N0 44.25bc 34.87bc 20.88a 21.53b 12.41a 20.89d 45.17a
N1 44.45abc 33.87c 21.68a 22.13b 13.84a 23.31abcd 40.72b
N2 43.15c 38.09abc 18.76ab 22.21b 13.11a 24.38ab 40.31b
W1 N0 47.61a 36.73bc 15.66bc 26.43a 12.72a 21.75cd 39.10b
N1 46.94ab 44.78a 14.72cd 26.18a 13.39a 25.21a 35.22cd
N2 47.20ab 36.00bc 13.34cd 24.54ab 12.74a 22.62bcd 40.10b
W2 N0 47.14ab 40.47abc 14.44cd 27.65a 12.65a 22.61bcd 37.10bc
N1 46.98ab 41.84ab 13.19cd 27.79a 14.73a 24.91ab 32.56d
N2 46.49ab 41.02ab 12.12d 27.09a 14.20a 23.70abc 35.02cd
水分Irrigation W0 43.95b 35.61a 20.44a 21.95b 13.12a 22.86a 42.07a
W1 47.25a 39.17a 14.57b 25.72a 12.95a 23.19a 38.14b
W2 46.87ab 41.11a 13.25b 27.51a 13.86a 23.74a 34.89c
氮肥Nitrogen N0 46.33a 37.36a 16.99a 25.20a 12.59b 21.75b 40.45a
N1 46.12a 40.16a 16.53ab 25.37a 13.99a 24.48a 36.17b
N2 45.61a 38.37a 14.74b 24.61a 13.35ab 23.57a 38.48ab
显著性检验（F值）Significance test (F-value)
水分Irrigation 5.41 3.11 26.42** 13.24* 0.38 0.68 26.64**
氮肥Nitrogen 0.46 1.22 3.31 0.38 4.49* 8.29** 8.12**
水分×氮肥Irrigation×Nitrogen 0.17 2.32 0.29 0.35 0.57 1.42 1.55

图1

经济系数和茎、叶DMRE的关系 相关系数临界值r0.05=0.3809，r0.01=0.4869，r0.001=0.5974，n=27；“*”和“***”分别表示在α=0.05和α=0.001水平显著；下同

表5

各器官干物质积累量、转运量与产量之间的相关关系矩阵

因子Factor X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7
X2 0.4043*
X3 0.7235*** 0.2233
X4 0.0283 0.4093* 0.4532*
X5 0.9060*** 0.2235 0.7551*** -0.0612
X6 -0.2612 0.3463 -0.5266** 0.0454 -0.3797
X7 0.8818*** 0.0273 0.8092*** -0.0674 0.9281*** -0.5901**
Y 0.7609*** 0.0717 0.7950*** 0.0904 0.7843*** -0.5796** 0.9131***

表6

回归方程的偏相关系数及t检验

相关关系
Correlation		 偏相关系数
Partial correlation coefficient		 t检验值
t-test		 P值
P-value
r(y, X1) -0.8647 7.5033 0.0001
r(y, X2) 0.8613 7.3882 0.0001
r(y, X3) -0.6519 3.7470 0.0013
r(y, X4) 0.6382 3.6131 0.0017
r(y, X5) -0.8144 6.1179 0.0001
r(y, X6) 0.7138 4.4421 0.0003
r(y, X7) 0.9414 12.1707 0.0001

图2

多元回归方程的模拟值和实际值

表7

同化物转运特征量对产量的通径分析

因子
Factor		 直接通径系数
Direct path coefficient		 间接通径系数Indirect path coefficient
→X1 →X2 →X3 →X4 →X5 →X6 →X7
X1 -1.3397 0.2392 -0.3688 0.0081 -0.7442 -0.0815 3.0479
X2 0.5917 -0.5417 -0.1138 0.1168 -0.1836 0.1080 0.0942
X3 -0.5098 -0.9694 0.1321 0.1294 -0.6203 -0.1643 2.7972
X4 0.2854 -0.0379 0.2422 -0.2311 0.0503 0.0142 -0.2328
X5 -0.8214 -1.2138 0.1322 -0.3849 -0.0175 -0.1185 3.2082
X6 0.3119 0.3500 0.2049 0.2685 0.0130 0.3119 -2.0398
X7 3.4566 -1.1813 0.0161 -0.4125 -0.0192 -0.7624 -0.1841

图3

经济系数与籽粒产量的关系 “**”表示在α=0.01水平显著

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