低氮条件下L-色氨酸对高粱生长发育的影响

doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2024.05.025

摘要/Abstract

摘要：

为研究低氮环境下外源色氨酸对高粱生长发育的影响，在大田试验条件下，采用裂区试验设计，以优质糯高粱品种冀酿3号为试验材料，设2个施氮水平，常规施用氮肥的1/3用量（N1）和常规氮肥用量（N2），采用叶面喷施清水（Y1）和50 mg/L色氨酸（Y2），于高粱拔节期进行喷施，研究不同处理下高粱叶片光合特性、农艺性状及产量。结果表明，在N1和N2水平下，Y2处理能够提高高粱叶片净光合速率（P_n）和叶绿素相对含量（SPAD值），显著增加产量、千粒重和穗粒重，其产量相较于Y1处理分别增加1.91%和6.70%。不同处理组合中，喷施外源色氨酸处理能够降低株高，增加茎粗、穗长和叶面积。因此，在低氮条件下，于高粱拔节期喷施色氨酸，有利于提高籽粒产量、千粒重、茎粗和穗长，降低株高，降低倒伏风险，有利于提高高粱SPAD值和P_n，增加粒重，促进增产增收。

关键词: 施氮量, 色氨酸, 高粱, 光合特性, 农艺性状, 产量

Abstract:

In order to promote environmentally friendly and productive sorghum farming methods in the western Liaoning region, it is important to investigate the effects of exogenous tryptophan on the photosynthetic properties and yield of sorghum in low nitrogen environments. A split plot design was employed in field experiments, with premium glutinous sorghum variety Jiniang 3 serving as the experimental material. Two nitrogen application levels were set, with one-third of the conventional nitrogen fertilizer amount (N1) and conventional nitrogen fertilizer amount (N2) applied. Clear water (Y1) and 50 mg/L tryptophan (Y2) were sprayed on the leaves during the sorghum jointing stage to study the photosynthetic characteristics, agronomic traits, and yield. The results showed that under N1 and N2 levels, spraying tryptophan (Y2) could increase the net photosynthetic rate (P_n) and chlorophyll relative content (SPAD value) of sorghum leaves, significantly increasing yield, 1000-grain weight, and panicle weight. Compared to Y1 treatment, the yield were increased by 1.91% and 6.70%, respectively. In different treatment combinations, spraying exogenous tryptophan could reduce plant height, increase stem diameter, panicle length, and leaf area. Therefore, under low nitrogen conditions, spraying tryptophan during the jointing stage of sorghum was beneficial for increasing grain yield, 1000-grain weight, stem diameter, and panicle length, reducing plant height and lodging risk, increasing SPAD value and P_n, increasing grain weight, and promoting yield and income increase.

Key words: Nitrogen application rate, Tryptophan, Sorghum, Photosynthetic characteristics, Agronomic traits, Yield

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图/表 8

图1

图2

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表1

表2

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表5

参考文献 37

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处理 Treatment		株高 Plant height (cm)	茎粗 Stem diameter (mm)	茎粗系数 Stem diameter coefficient (%)	穗长 Panicle length (cm)	叶面积 Leaf area (cm²)
施氮量N amount	N1	156.26a	22.15a	1.43a	32.11a	372.27b
	N2	165.92a	20.29a	1.23a	32.50a	396.66a
色氨酸Tryptophan	Y1	166.07a	20.51a	1.25b	32.03a	383.27a
	Y2	156.11b	21.93a	1.41a	32.58a	385.67a

处理 Treatment		株高 Plant height (cm)	茎粗 Stem diameter (mm)	茎粗系数 Stem diameter coefficient (%)	穗长 Panicle length (cm)	叶面积 Leaf area (cm²)
N1	Y1	158.90a	21.74a	1.38a	31.61a	361.52a
	Y2	153.62a	22.56a	1.47a	32.55a	383.02a
N2	Y1	173.23a	19.27a	1.11a	32.45a	388.31a
	Y2	158.60a	21.30a	1.35a	32.61a	405.01a

处理 Treatment		产量 Yield (kg/hm²)	千粒重 1000-grain weight (g)	穗粒数 Kernels per panicle	干物质积累量 Dry matter accumulation (kg/hm²)	收获指数 Harvest index (%)
施氮量N amount	N1	9758.36b	22.38a	3.81a	21 439.19a	0.46a
	N2	10 510.21a	23.47a	4.08a	23 556.75a	0.45a
色氨酸Tryptophan	Y1	9666.00b	21.87a	3.75b	21 758.74a	0.46a
	Y2	9850.71a	22.89a	3.89a	23 237.20a	0.45a

处理 Treatment		产量 Yield (kg/hm²)	千粒重 1000-grain weight (g)	穗粒数 Kernels per panicle	干物质积累量 Dry matter accumulation (kg/hm²)	收获指数 HI (%)
N1	Y1	9666.00b	21.87b	3.75a	20 612.55a	0.47a
	Y2	9850.71b	22.89ab	3.89a	22 265.83a	0.44a
N2	Y1	10 169.37b	23.39a	3.96a	22 904.93a	0.44a
	Y2	10 851.05a	23.55a	4.19a	24 208.57a	0.45a

性状 Trait	产量 Yield	千粒重 1000-grain weight	穗粒数 Kernels per panicle	干物质积累量 Dry matter accumulation	株高 Plant height	茎粗 Stem diameter	穗长 Panicle length
产量Yield	1.000	0.818	0.985^*	0.937	0.135	-0.29	0.656
千粒重1000-grain weight		1.000	0.881	0.959^*	0.347	-0.457	0.924
穗粒数Kernels per panicle			1.000	0.978^*	0.088	-0.239	0.771
干物质积累量 Dry matter accumulation				1.000	0.173	-0.311	0.874
株高Plant height					1.000	-0.987^*	0.058
茎粗Stem diameter						1.000	-0.148
穗长Panicle length							1.000