冬小麥的葉面積指數(shù)和矯正系數(shù)研究實驗報告

     作物葉面積的測定廣泛應用于農業(yè)科研和生產。其方法主要有葉面積測量儀法、重量法、方格紙法、求積儀法、光電法和量測法等。重量法簡單,但誤差較大;求積儀法和方格紙法準確,但費時費工;光電法要求有儀器設備,不宜在基層應用;量測法簡便易行,這種方法用葉長x葉寬x葉面積矯正系數(shù)求得葉面積。前人對葉面積矯正系數(shù)(r)值的報導很多,但r值各有不同,為了求得冬小麥r值的準確值,劉自華和金文林于1983/84年度在北京進行了初步研究。本文報導了1993/94年度用河北省生產上應用的四個品種在唐山市對冬小麥葉面積矯正系數(shù)及其葉面積指數(shù)(R)進行異地研究的結果。
1 材料與方法
     供試品種為豐抗8號、京8866、唐麥4號和冀麥28號。三個密度為(1)7-8萬苗/畝;(2)15-16萬苗/畝;(3)20-21萬苗/畝。田間設計為隨機區(qū)組,三次重復。1993年9月24日播種。調查內容及測定方法為次年小麥返青后每7天調查一次分縈動態(tài),并取樣10株調查葉片數(shù);春生單株葉面積測定三次,每次取樣10株逐葉用求積儀測定葉面積,并測定各葉片的長和寬,用公式r=葉面積/葉長x葉寬求得各葉片的r值。利用單株莖數(shù)x單莖葉面積求得單株葉面積,用回歸法求出葉面積與單株莖數(shù)和r值的關系,進而推算群體葉面積指數(shù)。
2 結果與分析
2.1 葉面積矯正系數(shù)的測定
     1994年4月14日、4月29日和5月10日用求積儀分別測得四個品種、三個密度的各葉片的葉面積,并測量各葉片的葉長和葉寬,求得各葉片r值。先對不同密度進行比較,發(fā)現(xiàn)不同密度間r值無差異。因而將三個密度的四個品種r值分別合并(表1)。表1表明隨葉位從下向上r值由大變小。對四個品種不同葉片的r值進行方差分析,結果表明品種間無差異,品種與葉片無互作,葉片間差異極顯著(表2)。進一步進行多重比較,結果表明,第1、2葉無差異,但與其它各葉均差異顯著;第3、4、5葉無差異,但與第6葉差異極顯著。就此將春生六片葉分為三組:第一組為近根葉,葉序1、2;第二組為莖生葉,葉序3、4、5;第三組為旗葉,葉序6。各組r值平均數(shù)結果與1983/84年度結果相似(表3)。說明年度間無差異。

2.2單株莖數(shù)與葉面積的關系
     同一作物在同一時期,單株莖數(shù)越多,其單株葉面積越大,有正相關關系。我們的試驗結果(表4)證實了這一論斷。從表4中可以發(fā)現(xiàn),雖然前二次調查的單株莖數(shù)較多,但全株葉面積較小,而抽穗期單株最少,全株葉面積最大。這是由于前二次調查時近根葉的葉面積較小而上部兩片葉尚未完全展開或伸出,抽穗期調查時中上部4片綠葉的葉面積全部達到最大值,而此時無效分桑已完全退化導至單株莖減少。

     抽穗前不同品種不同密度間單株莖數(shù)變異很大,未能找出一個比較統(tǒng)一的方程來描述單株莖數(shù)與葉面積的關系,將抽穗期的調查結果整理后發(fā)現(xiàn),單株莖數(shù)與葉面積有如下關系:
式中Y為調查N株的葉面積總和,Yi為第i株的葉面積,xi為第i株的單株莖數(shù),r為當時全株葉面積矯正系數(shù)(抽穗期取r=0.76)。將這個理論方程用三個密度四個品種的實測值來檢驗,其適合度良好(表5)。
     為了便于掌握,(1)式可進一步簡化為:
經(jīng)顯著性檢驗,兩式值無顯著差異(t=0.6241,t0.05=2.2280)。
2.3 群體葉面積指數(shù)的計算
     用(2)式可以測出大田一定面積內的總葉面積、總葉面積,土地面積即為該調查面積內群體葉面積指數(shù)。每塊麥田取代表性樣點P個,每個樣點面積為S,在S面積上有n株,第i株莖數(shù)為xi,則p個樣點的平均葉面積指數(shù)(R)為:

3 討論
     前人已對冬小麥葉片分組進行了很多研究,本研究結果與他們相同。前人對葉片分組主要是研究各組葉片的功能。本研究從葉面積矯正系數(shù)角度將春生六片葉分為三組是為了科研和生產上測定葉面積和葉面積指數(shù)。但是從本試驗與相隔10年的異地試驗中r值對密度和品種無差異,而各葉片間差異顯著的相似結果這一信息,可以認為葉面積矯正系數(shù)與遺傳因素密切相關,各葉片r值受遺傳性支配,受環(huán)境影響不大,各葉片r值不同,說明不同葉片:值是由不同基因決定的。根據(jù)r值可將葉片分為三組這一事實推測,冬小麥春生六片葉的r值是由三組基因決定的。第一組基因控制的返青后伸出的近根葉,第二組基因控制拔節(jié)至孕穗伸出的3-5葉,第三組基因控制旗葉。這三組基因對r值的表達是逐步實現(xiàn)的。但尚需進行專門的遺傳學研究結果來證實。
     用量測法測定冬小麥葉面積所取用的r值,嚴企松(1963)提出用1/1.2=0.833,多數(shù)人一直取用這個數(shù)值。杜榮賽(1980)提出用5/6。本研究結果認為,全株葉片平均r值為0.78,但各葉片:植不同,完全取用一個數(shù)值是不準確的。在不同生育時期取用不同r值才能比較準確地反映當時小麥葉面積及其葉面積指數(shù)。我們根據(jù)兩個年度異地試驗結果認為,下部1、2葉r值應取0.835。接近1/1.2或5/6,中部3-5葉應取0.775,旗葉應取0.73。拔節(jié)至孕穗期全株葉片涉及中下二組葉片,r值應取平均值0.80為宜,抽穗期涉及中上部4個葉片,r值應取0.7‘“寺樣比選用一個r值可靠。
    葉面積指數(shù)(R)值可采用公式計算。這樣只要在P個樣點上,每l個樣點S面積內取樣后,逐株計算每株的莖數(shù)后通過公式計算R值即可。用此公式計算R值不必測定各葉片的葉面積,非常簡便。需要特別指出的是本公式只適用于抽穗期。以前各生育時期的Y和R值的簡便測定方法仍是需要繼續(xù)研究的課題。

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