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施用160Kg/公顷聚谷氨酸吸水树脂可提高小麦产量7.36%-26.31%

施用160Kg/公顷聚谷氨酸吸水树脂可提高小麦产量7.36%-26.31% 光华时代PGA
2024-10-15
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水分胁迫是限制我国北方干旱半干旱地区作物产量的重要因素之一。聚谷氨酸吸水树脂(γ-PGA SAR)是一种由γ-PGA与交联剂合成的新类型高吸水树脂。相较于市场上的丙烯酸盐类SAR降解性能较差,由γ-PGA所合成的γ-PGA SAR在保水失效后最终可被土壤微生物分解为土壤肥料并被作物吸收利用。郭建忠等研究针对冬小麦不同灌溉梯度以及γ-PGA SAR施加量所带来的产量响应情况,并寻找γ-PGA SAR最适宜的施加量。


光响应曲线适用模型确定


在各个处理中,直角双曲线模型的 r2整体低于其他3种处理(表2),而RSS整体高于其他3种处理,其拟合精度较低;而非直角双曲线模型和指数模型的 r2整体高于直角双曲线模型的 r2,但二者 r2整体低于叶子飘模型的拟合精度(r2>0.9950),且RSS在4种模型中最低;因此,叶子飘模型可作为描述不同γ-PGA SAR梯度和灌水处理下冬小麦旗叶光响应曲线的最优模型



采用4种常用的光响应模型对实测冬小麦旗叶的光响应曲线进行拟合,具体如图2所示。当光和有效辐射(PAR)在达到光饱和点之后,不同模型的模拟结果存在差异,可以看出,直角双曲线模型和非直角双曲线模型对光响应曲线光饱和阶段的拟合结果在500~1000umol/(m2·s)和1600umol/(m2·s)以上偏差高于叶子飘模型的拟合结果,拟合结果中总是高估光饱和阶段的实测结果,这是由于这2种模型无渐进线,在光饱和阶段适合拟合单调上升的光响应曲线,冬小麦的光响应曲线在1600umol/(m2·s)以上趋于稳定甚至有些下降,而表2中的直角双曲线模型和非直角双曲线模型的拟合精度也较低。



光响应曲线参数变化特征


光合作用是作物将无机物合成有机物最核心的反应,与作物产量的高低有直接关系,其中叶片光合作用的光响应曲线所拟合的参数指标是评价比较作物光合特性的重要工具,在本试验中利用叶子飘模型计算获得了不同处理下冬小麦旗叶的各项光合特征参数(表3)。

随灌水量的降低,冬小麦旗叶的生物表观量子效率(α)逐渐降低,灌水量对α有极显著影响;不同γ-PGA SAR梯度施加量对冬小麦旗叶的α无显著性影响。冬小麦旗叶的暗呼吸速率(Rd随灌水量的降低而逐渐降低叶片的生理性能也逐渐降低

在灌水量一致情况下,叶片的Rd随着γ-PGA SAR梯度的增加而提高。灌水量对Rd有极显著影响,而不同γ-PGA SAR梯度对冬小麦旗叶的Rd无显著性影响。冬小麦旗叶的最大净光合速率(Pn,max随灌水量的降低而逐渐降低,在W270处理中,γ-PGA SAR梯度的增加对Pn,max无显著影响,而在W229.5和W189处理中,旗叶的Pn,max随γ-PGA SAR梯度的增加而增加,但多数差异不显著。

随着灌溉水量的降低,冬小麦叶片的光补偿点(Ic逐渐增加,表明灌水量的降低会减弱冬小麦叶片对弱光的利用效率,而在相同灌溉量条件下,冬小麦叶片的Ic随γ-PGA SAR梯度的增加总体呈降低趋势,表明γ-PGA SAR施加量的增加提高冬小麦叶片弱光的利用效率,灌水量和γ-PGA SAR的变化对冬小麦叶片的光补偿点(Ic均有极显著影响。


γ-PGA SAR对小麦产量构成的影响


表4为不同含量γ-PGA SAR和不同灌水量条件下对冬小麦产量构成要素的影响。灌水量和γ-PGA SAR施加量的变化对小麦穗数均有极显著影响,而二者交互则无显著性影响。随着灌水量的降低,在γ-PGA SAR施加量一致的情况下,小麦的籽粒数整体也在逐渐减少;而在相同灌水量的情况下,随着γ-PGA SAR施加量的增加,冬小麦的籽粒数也整体小幅增加,且各个施加量处理之间多数差异不显著。

灌水量的变化和γ-PGA SAR施加量的变化对冬小麦籽粒数均无显著影响。灌水量的变化对冬小麦千粒重有极显著影响,γ-PGA SAR施加量的变化则对冬小麦千粒重无显著影响,灌水量与γ-PGA SAR的交互作用对千粒重则均无显著影响。

当γ-PGA SAR的施加量为80kg/hm2以上时,小麦产量的增幅也降低。施加相同量γ-PGA SAR的冬小麦产量在灌水量越低的情况下相较各自CK组的产量增幅越高,且冬小麦产量随γ-PGA SAR施加量的增加而升高。灌水量的变化和γ-PGA SAR的施加对产量均有极显著影响,灌水量与γ-PGA SAR的交互作用对产量无显著影响。





总  结

(1)结果表明,叶子飘模型模拟不同γ-PGA SAR施加量在不同灌水状况下冬小麦灌浆期旗叶光响应曲线最优模型


(2)在不同灌水量处理中,冬小麦产量随土壤中γ-PGA SAR含量增加增加;当γ-PGA SAR施加量160kg/hm2时,冬小麦的产量相比于各自的对照组分别增加7.36%17.94%26.31%。当γ-PGA SAR的施加达到80kg/hm2以上时,小麦产量增幅均降低


引用

郭建忠,李森,张永康,等. 聚谷氨酸吸水树脂对小麦光合及产量的影响[J]. 江苏农业科学,2024,52(9):79-86. 

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版权说明


文案 | 来源 郭建忠,李森,张永康,等. 聚谷氨酸吸水树脂对小麦光合及产量的影响[J]. 江苏农业科学,2024,52(9):79-86. 


图片 | 来源 郭建忠,李森,张永康,等. 聚谷氨酸吸水树脂对小麦光合及产量的影响[J]. 江苏农业科学,2024,52(9):79-86. 其它产品图来源光华时代(海南)生物科技有限公司拍摄或设计(不可作其它商用)


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光华时代(海南)生物科技有限公司,是一家专注于高品质聚谷氨酸(γ-PGA)应用研发,集农业生产原料进出口贸易、其它农业生产资料研发生产及配套应用技术开发、咨询、服务、推广的农业应用型服务公司。
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