作物杂志,2020, 第1期: 103–109 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.01.017

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

氮肥对大麦灌浆期叶片光合性能的影响及其相关性分析

德木其格1,刘志萍2,王磊1,王金波1,齐海祥1,徐寿军1()   

  1. 1内蒙古民族大学农学院,028043,内蒙古通辽
    2内蒙古自治区农牧业科学院作物育种与栽培研究所,010000,内蒙古呼和浩特
  • 收稿日期:2019-06-23 修回日期:2019-08-21 出版日期:2020-02-15 发布日期:2020-02-23
  • 通讯作者: 徐寿军 E-mail:shoujun-xu@163.com
  • 作者简介:德木其格,主要从事大麦栽培生理及其生长模拟研究,E-mail: demuqigek@163.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(31760357);国家自然科学基金(31360307);内蒙古自治区科技储备项目(2018MDCB016);内蒙古民族大学研究生科研创新资助项目(NMDSS1864)

Effect of Nitrogen Fertilizer on Photosynthetic Characteristics of Barley during Grain Filling Stage and Its Correlation Analysis

Demuqige1,Liu Zhiping2,Wang Lei1,Wang Jinbo1,Qi Haixiang1,Xu Shoujun1()   

  1. 1College of Agronomy, Inner Mongolia University for Nationalities, Tongliao 028043, Inner Mongolia, China
    2Institute of Crop Breeding and Cultivation, Inner Mongolia Academy of Agricultural and Animal Husbandry Sciences, Huhhot 010000, Inner Mongolia, China
  • Received:2019-06-23 Revised:2019-08-21 Online:2020-02-15 Published:2020-02-23
  • Contact: Shoujun Xu E-mail:shoujun-xu@163.com

摘要:

为探究氮肥对春大麦叶片光合性能的影响,以蒙啤3号和蒙啤5号两个品种为材料,研究不同施氮水平下内蒙古东部灌区春大麦灌浆期间叶片叶绿素(Chl)含量,叶绿素荧光参数(最大荧光Fm、最大光化学效率Fv/Fm、光化学猝灭系数qP),光合参数(净光合速率Pn、气孔导度Gs、蒸腾速率Tr)的动态变化及其相关性。结果表明:随着灌浆时间延长,不同氮肥处理两品种大麦叶片Chl含量、Fm、Fv/Fm、qP均呈先升高后降低的趋势,Pn、Gs、Tr均呈下降趋势;随着施氮水平升高,叶片Chl含量、Fm、Fv/Fm、qP、Pn、Gs、Tr均逐渐升高。相关分析结果显示,叶片Chl含量、Fm、Fv/Fm、qP、Pn、Gs、Tr间均呈极显著正相关关系。显示增施氮肥可促进大麦灌浆期间叶片光合性能。本研究为优质高产大麦生产实践提供理论依据。

关键词: 氮肥, 大麦, 光合特性, 相关分析

Abstract:

In order to explore the effect of nitrogen fertilizer on the photosynthetic performance of spring barley leaves,this study used Mengpi 3 and Mengpi 5 as materials to study the leaf chlorophyll (Chl) content of spring barley during the grain filling period in eastern Inner Mongolia Irrigation Area under different nitrogen application levels. Chlorophyll fluorescence parameters (maximum fluorescence Fm, maximum photochemical efficiency Fv/Fm,photochemical quenching coefficient qP), dynamic changes of photosynthetic parameters (net photosynthetic rate Pn, stomatal conductance Gs, transpiration rate Tr) and their correlation. The results showed that with the filling process, the contents of Ch1, Fm, Fv/Fm and qP of the two varieties of barley increased first and then decreased, and Pn, Gs and Tr showed a downward trend. When the level is increased, the Chl content, Fm, Fv/Fm, qP, Pn, Gs and Tr of the leaves are gradually increased. Correlation analysis showed that there was a significant positive correlation between Chl content, Fm, Fv/Fm, qP, Pn, Gs and Tr. It shows that the application of nitrogen fertilizer can promote the photosynthetic performance of the leaves during barley grain filling. This study provide a theoretical basis for the production of high-quality and high-yield barley.

Key words: Nitrogen fertilizer, Barley, Photosynthetic characteristics, Related analysis

表1

试验区耕层播前土壤状况"

年份
Year
有机质(g/kg)
Organic
matter
碱解氮(mg/kg)
Alkaline
nitrogen
有效磷(mg/kg)
Available
phosphorus
速效钾(mg/kg)
Available
potassium
2017 17.52 45.20 28.32 128.52
2018 17.16 47.52 29.17 134.05

表2

不同氮肥处理大麦叶片叶绿素含量动态变化"

年份Year 品种Variety 处理Treatment 花后天数Days after flowering (d)
7 14 21 28 35
2017 蒙啤3号 CK 2.237±0.054b 2.912±0.053c 3.403±0.033d 2.935±0.066d 1.276±0.017d
Mengpi 3 NA 2.338±0.064b 2.955±0.035bc 3.504±0.022c 3.109±0.047c 1.385±0.011c
NB 2.613±0.043a 3.073±0.061b 3.728±0.037b 3.409±0.063b 1.478±0.012b
NC 2.701±0.069a 3.360±0.060a 4.132±0.047a 3.821±0.054a 1.803±0.014a
蒙啤5号 CK 2.137±0.044c 2.717±0.063c 3.011±0.048d 2.781±0.037c 1.204±0.020c
Mengpi 5 NA 2.235±0.057c 2.781±0.049c 3.284±0.062c 2.873±0.036bc 1.351±0.024b
NB 2.458±0.055b 2.997±0.066b 3.531±0.059b 2.965±0.062b 1.602±0.022a
NC 2.680±0.077a 3.573±0.059a 3.937±0.069a 3.402±0.052a 1.613±0.017a
2018 蒙啤3号 CK 2.211±0.070b 2.955±0.071b 3.480±0.104c 2.725±0.062c 1.255±0.027c
Mengpi 3 NA 2.291±0.072b 2.951±0.050b 3.583±0.072bc 2.853±0.041bc 1.318±0.021c
NB 2.614±0.040a 3.056±0.062b 3.763±0.090b 2.017±0.073b 1.506±0.028b
NC 2.611±0.069a 3.367±0.054a 4.070±0.078a 3.251±0.055a 1.744±0.021a
蒙啤5号 CK 2.190±0.037b 2.774±0.039c 3.318±0.096b 2.489±0.065c 1.124±0.012c
Mengpi 5 NA 2.242±0.077b 2.884±0.055bc 3.474±0.055b 2.564±0.056bc 1.162±0.014c
NB 2.393±0.086b 2.949±0.081b 3.562±0.115b 2.747±0.050b 1.269±0.029b
NC 2.735±0.075a 3.425±0.044a 3.960±0.113a 3.005±0.073a 1.453±0.010a

表3

不同氮肥处理大麦叶片Fm动态变化"

年份Year 品种Variety 处理Treatment 花后天数Days after flowering (d)
7 14 21 28 35
2017 蒙啤3号 CK 605.679±59.187b 685.725±59.815b 714.252±67.442b 592.845±51.842b 262.099±19.864c
Mengpi 3 NA 630.756±63.981ab 704.208±66.510ab 739.712±71.366b 624.150±60.612b 293.105±14.871bc
NB 698.454±73.347ab 747.259±71.653ab 784.246±74.175ab 689.116±54.507ab 358.188±28.324b
NC 773.041±72.272a 897.937±79.741a 912.033±59.201a 792.382±69.532a 440.372±35.275a
蒙啤5号 CK 591.115±47.110c 676.320±62.431b 704.957±53.596b 548.914±40.373b 248.759±22.573c
Mengpi 5 NA 657.475±66.447bc 698.365±62.507b 725.261±62.986b 624.641±55.499b 274.435±26.236bc
NB 704.399±64.407b 744.928±73.229ab 815.859±78.045ab 686.581±52.839ab 326.701±27.898b
NC 826.367±75.806a 864.414±75.836a 982.350±95.638a 772.175±74.629a 427.011±37.613a
2018 蒙啤3号 CK 596.667±48.748b 681.333±59.719b 708.333±65.041b 585.667±56.571b 283.667±24.173b
Mengpi 3 NA 639.333±52.080ab 701.667±57.761ab 729.667±68.821b 611.333±52.558b 326.333±29.143b
NB 691.333±61.330ab 745.667±70.713ab 783.000±70.887ab 662.000±60.655ab 361.667±30.730ab
NC 774.333±72.058a 821.000±71.000a 989.000±80.616a 794.000±77.091a 441.333±41.235a
蒙啤5号 CK 598.000±57.026b 677.667±59.811b 697.000±64.506b 582.000±56.241b 272.667±27.465c
Mengpi 5 NA 635.333±52.501ab 716.333±69.010ab 751.667±70.501b 624.000±61.286b 329.667±32.517bc
NB 693.000±65.276ab 772.333±71.675ab 799.000±77.485ab 685.000±56.312ab 406.333±37.501ab
NC 787.667±69.716a 907.333±77.951a 965.667±90.235a 807.667±69.695a 450.667±41.235a

表4

不同氮肥处理大麦叶片Fv/Fm动态变化"

年份Year 品种Variety 处理Treatment 花后天数Days after flowering (d)
7 14 21 28 35
2017 蒙啤3号 CK 0.718±0.008c 0.782±0.007c 0.838±0.005c 0.757±0.009c 0.471±0.007c
Mengpi 3 NA 0.732±0.004c 0.803±0.006b 0.853±0.007c 0.775±0.006b 0.485±0.004c
NB 0.755±0.009b 0.813±0.007b 0.877±0.008b 0.786±0.008b 0.504±0.004b
NC 0.782±0.005a 0.852±0.003a 0.913±0.003a 0.806±0.008a 0.532±0.007a
蒙啤5号 CK 0.713±0.009d 0.780±0.003d 0.823±0.005c 0.749±0.007c 0.455±0.008d
Mengpi 5 NA 0.731±0.006c 0.802±0.008c 0.834±0.008c 0.766±0.009bc 0.467±0.009c
NB 0.755±0.004b 0.822±0.003b 0.856±0.008b 0.785±0.002b 0.481±0.006b
NC 0.789±0.003a 0.860±0.005a 0.901±0.006a 0.809±0.008a 0.524±0.006a
2018 蒙啤3号 CK 0.715±0.010c 0.797±0.010c 0.826±0.009c 0.746±0.008d 0.455±0.004c
Mengpi 3 NA 0.729±0.003c 0.816±0.009bc 0.838±0.004c 0.764±0.006c 0.466±0.004bc
NB 0.756±0.008b 0.832±0.007b 0.867±0.011b 0.781±0.010b 0.482±0.009b
NC 0.793±0.010a 0.874±0.006a 0.913±0.010a 0.822±0.006a 0.521±0.009a
蒙啤5号 CK 0.711±0.005c 0.784±0.007d 0.809±0.009c 0.744±0.077c 0.460±0.008c
Mengpi 5 NA 0.723±0.006bc 0.803±0.010c 0.819±0.005bc 0.755±0.010c 0.476±0.006c
NB 0.743±0.008b 0.829±0.003b 0.845±0.012b 0.774±0.008b 0.500±0.006b
NC 0.783±0.012a 0.868±0.008a 0.906±0.008a 0.805±0.007a 0.534±0.007a

表5

不同氮肥处理大麦叶片qP动态变化"

年份Year 品种Variety 处理Treatment 花后天数Days after flowering (d)
7 14 21 28 35
2017 蒙啤3号 CK 0.657±0.006d 0.752±0.003d 0.905±0.004d 0.618±0.005d 0.408±0.031c
Mengpi 3 NA 0.686±0.005c 0.773±0.008c 0.921±0.007c 0.633±0.004c 0.424±0.008bc
NB 0.763±0.006b 0.808±0.008b 0.955±0.003b 0.656±0.007b 0.441±0.012b
NC 0.806±0.005a 0.861±0.007a 0.989±0.004a 0.693±0.007a 0.479±0.020a
蒙啤5号 CK 0.651±0.006d 0.736±0.006d 0.887±0.006c 0.608±0.005d 0.396±0.024b
Mengpi 5 NA 0.681±0.008c 0.753±0.005c 0.912±0.007b 0.625±0.005c 0.413±0.023b
NB 0.727±0.006b 0.780±0.005b 0.932±0.006b 0.658±0.002b 0.429±0.019b
NC 0.796±0.006a 0.824±0.006a 0.985±0.008a 0.702±0.007a 0.499±0.017a
2018 蒙啤3号 CK 0.666±0.007d 0.743±0.007d 0.903±0.004d 0.645±0.005d 0.353±0.007d
Mengpi 3 NA 0.694±0.007c 0.776±0.006c 0.923±0.004c 0.658±0.006c 0.370±0.007c
NB 0.758±0.006b 0.805±0.004b 0.948±0.007b 0.688±0.006b 0.396±0.006b
NC 0.799±0.007a 0.856±0.007a 0.983±0.004a 0.733±0.006a 0.456±0.007a
蒙啤5号 CK 0.635±0.005d 0.721±0.005d 0.891±0.007d 0.634±0.007d 0.339±0.005c
Mengpi 5 NA 0.658±0.005c 0.753±0.009c 0.914±0.008c 0.647±0.004c 0.345±0.004c
NB 0.695±0.008b 0.786±0.008b 0.938±0.007b 0.674±0.006b 0.367±0.007b
NC 0.750±0.007a 0.830±0.002a 0.991±0.006a 0.730±0.007a 0.422±0.009a

表6

不同氮肥处理大麦叶片Pn动态变化"

年份Year 品种Variety 处理Treatment 花后天数Days after flowering (d)
7 14 21 28 35
2017 蒙啤3号 CK 23.593±1.046b 22.053±1.216b 18.560±1.096b 12.037±1.105c 4.500±0.477d
Mengpi 3 NA 24.487±1.445b 23.177±1.519ab 20.454±1.011ab 15.255±1.000b 5.338±0.548c
NB 26.451±1.399ab 24.956±1.364ab 21.188±1.159ab 15.286±1.159b 6.297±0.410b
NC 30.516±2.095a 27.229±1.410a 24.284±1.656a 19.528±1.106a 7.510±0.559a
蒙啤5号 CK 23.548±1.726b 21.900±1.646b 18.357±1.152b 13.146±1.114b 4.069±0.242b
Mengpi 5 NA 24.904±1.123b 22.249±1.630b 19.599±1.217b 14.965±1.153b 4.143±0.370b
NB 26.814±1.469ab 23.237±1.610ab 20.581±1.324ab 16.012±1.256ab 4.721±0.354b
NC 29.286±1.446a 26.780±1.456a 23.978±1.398a 18.417±1.039a 5.688±0.476a
2018 蒙啤3号 CK 22.010±1.157b 20.231±0.743b 18.623±1.087b 13.262±0.717c 4.152±0.639b
Mengpi 3 NA 22.983±1.234ab 21.849±0.787ab 19.490±1.423b 14.257±1.112bc 4.660±0.363b
NB 24.431±0.684ab 22.351±1.512ab 20.101±0.924ab 16.486±1.193ab 5.383±0.356ab
NC 26.746±0.746a 24.118±1.444a 22.086±1.026a 18.647±1.490a 6.502±0.447a
蒙啤5号 CK 21.896±0.780c 20.226±0.615b 17.255±1.001b 12.144±0.681b 3.632±0.046c
Mengpi 5 NA 22.425±1.209c 21.234±1.532b 19.136±1.340ab 12.949±0.957b 4.304±0.241bc
NB 24.803±0.590b 22.344±1.472ab 20.292±1.199ab 14.363±0.818b 5.053±0.643b
NC 27.046±1.432a 25.203±1.329a 21.668±0.476a 17.122±0.907a 6.022±0.247a

表7

不同氮肥处理大麦叶片Gs动态变化"

年份Year 品种Variety 处理Treatment 花后天数Days after flowering (d)
7 14 21 28 35
2017 蒙啤3号 CK 0.461±0.020d 0.445±0.030b 0.426±0.025d 0.339±0.020c 0.157±0.009d
Mengpi 3 NA 0.490±0.033c 0.424±0.031b 0.462±0.028c 0.366±0.029bc 0.177±0.011c
NB 0.551±0.034b 0.469±0.023b 0.518±0.031b 0.440±0.026b 0.206±0.011b
NC 0.638±0.040a 0.581±0.043a 0.621±0.033a 0.565±0.036a 0.260±0.014a
蒙啤5号 CK 0.446±0.021c 0.426±0.025c 0.416±0.025b 0.325±0.020d 0.147±0.011c
Mengpi 5 NA 0.464±0.032c 0.462±0.028bc 0.429±0.027b 0.358±0.024c 0.161±0.009c
NB 0.534±0.020b 0.518±0.031b 0.465±0.029b 0.407±0.028b 0.186±0.010b
NC 0.647±0.035a 0.621±0.033a 0.600±0.047a 0.511±0.040a 0.233±0.012a
2018 蒙啤3号 CK 0.475±0.021b 0.436±0.020b 0.407±0.020b 0.336±0.019c 0.164±0.011b
Mengpi 3 NA 0.479±0.021b 0.457±0.022b 0.418±0.027b 0.352±0.012bc 0.248±0.013a
NB 0.506±0.035b 0.501±0.031ab 0.471±0.030ab 0.41±0.021b 0.256±0.011a
NC 0.608±0.053a 0.593±0.044a 0.514±0.041a 0.501±0.022a 0.272±0.018a
蒙啤5号 CK 0.464±0.019c 0.420±0.027c 0.412±0.025b 0.315±0.013c 0.136±0.008b
Mengpi 5 NA 0.475±0.019bc 0.425±0.031b 0.431±0.020b 0.330±0.022bc 0.143±0.015b
NB 0.549±0.024b 0.485±0.016ab 0.454±0.024ab 0.371±0.014b 0.173±0.014ab
NC 0.647±0.044a 0.534±0.037a 0.531±0.031a 0.464±0.025a 0.216±0.018a

表8

不同氮肥处理大麦叶片Tr动态变化"

年份Year 品种Variety 处理Treatment 花后天数Days after flowering (d)
7 14 21 28 35
2017 蒙啤3号 CK 6.712±0.508b 6.540±0.585b 6.060±0.547b 4.803±0.294b 1.746±0.106d
Mengpi 3 NA 6.899±0.586ab 6.729±0.594ab 6.568±0.580ab 4.947±0.268b 1.938±0.108c
NB 7.383±0.663ab 7.048±0.628ab 6.610±0.639ab 5.724±0.403ab 2.211±0.197b
NC 7.485±0.671a 8.431±0.707a 8.048±0.715a 6.552±0.559a 2.798±0.226a
蒙啤5号 CK 6.445±0.543b 6.213±0.593b 5.957±0.425b 4.774±0.221b 1.488±0.102c
Mengpi 5 NA 6.654±0.585ab 6.420±0.613b 6.291±0.484b 4.928±0.177b 1.680±0.105bc
NB 7.016±0614ab 6.745±0.570ab 6.587±0.569b 5.320±0.292b 1.990±0.114b
NC 8.279±0.655a 8.218±0.685a 7.914±0.713a 6.582±0.532a 2.762±0.183a
2018 蒙啤3号 CK 6.671±0.620b 6.512±0.670b 6.472±0.512b 5.032±0.283c 1.694±0.103b
Mengpi 3 NA 6.873±0.551ab 6.784±0.593b 6.623±0.574ab 5.165±0.329c 1.785±0.126b
NB 7.315±0.644ab 7.269±0.598ab 7.098±0.645ab 5.814±0.306b 1.889±0.105b
NC 8.858±0.730a 8.321±0.591a 8.136±0.611a 6.947±0.494a 3.071±0.203a
蒙啤5号 CK 6.414±0.519b 6.038±0.577b 5.858±0.542b 4.629±0.359b 1.502±0.100b
Mengpi 5 NA 6.626±0.555b 6.224±0.591b 5.923±0.475b 4.992±0.226b 1.611±0.114b
NB 7.022±0.614ab 6.604±0.425ab 6.578±0.619ab 5.574±0.340b 1.778±0.143b
NC 8.416±0.639a 8.041±0.764a 7.725±0.767a 6.687±0.523a 2.893±0.166a

表9

大麦叶片光合性能各项指标的相关分析"

指标Index Chl Fm Fv/Fm qP Pn Gs
Fm 0.9128**
Fv/Fm 0.9408** 0.9574**
qP 0.9193** 0.9228** 0.9421**
Pn 0.6765** 0.8535** 0.8286** 0.8015**
Gs 0.7482** 0.9072** 0.8478** 0.8121** 0.9527**
Tr 0.7941** 0.9363** 0.9123** 0.8714** 0.9636** 0.9670**
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