利用葉麵積掃描儀如何提高羊茅的產量
大家知道,近幾年關於植物葉麵積的測量,從最原始的需要摘下葉子測量,到現在的活體葉麵積測量,從最初的葉麵積測量儀到現在的葉麵積掃描儀,葉(ye)麵(mian)積(ji)的(de)測(ce)量(liang)也(ye)比(bi)較(jiao)準(zhun)備(bei),不(bu)過(guo)很(hen)多(duo)研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)都(dou)不(bu)知(zhi)道(dao)葉(ye)麵(mian)積(ji)的(de)測(ce)量(liang)對(dui)於(yu)研(yan)究(jiu)有(you)什(shen)麼(me)作(zuo)用(yong),這(zhe)個(ge)是(shi)比(bi)較(jiao)可(ke)悲(bei)的(de)一(yi)件(jian)事(shi)情(qing),通(tong)過(guo)葉(ye)麵(mian)積(ji)的(de)了(le)解(jie),最(zui)基(ji)本(ben)的(de)是(shi)我(wo)們(men)可(ke)以(yi)掌(zhang)握(wo)植(zhi)物(wu)的(de)生(sheng)長(chang)狀(zhuang)況(kuang),來(lai)指(zhi)導(dao)生(sheng)產(chan),除(chu)了(le)這(zhe)點(dian),掌(zhang)握(wo)植(zhi)物(wu)的(de)葉(ye)麵(mian)積(ji),還(hai)有(you)更(geng)多(duo)的(de)作(zuo)用(yong),下(xia)麵(mian)我(wo)們(men)介(jie)紹(shao)一(yi)個(ge)通(tong)過(guo)葉(ye)麵(mian)積(ji)的(de)生(sheng)長(chang)速(su)率(lv)來(lai)提(ti)高(gao)羊(yang)茅(mao)的(de)產(chan)草(cao)量(liang)的(de)方(fang)法(fa)。
幾ji年nian來lai,我wo們men一yi直zhi在zai研yan究jiu葦wei狀zhuang羊yang茅mao,當dang其qi處chu於yu營ying養yang生sheng長chang階jie段duan,產chan量liang主zhu要yao由you葉ye組zu織zhi構gou成cheng,特te別bie是shi再zai生sheng階jie段duan時shi的de光guang合he作zuo用yong和he產chan量liang的de關guan係xi。我wo們men發fa現xian,葉ye片pian伸shen長chang速su率lv與yu牧mu草cao產chan量liang的de基ji因yin型xing差cha異yi成cheng正zheng相xiang關guan,但dan單dan葉ye的de光guang合he作zuo用yong與yu牧mu草cao產chan量liang的de基ji因yin型xing差cha異yi無wu關guan。並bing發fa現xian,寬kuan行xing播bo種zhong的de葦wei狀zhuang羊yang茅mao,每mei個ge分fen秦qin的de重zhong量liang與yu分fen蘖nie密mi度du相xiang比bi較jiao是shi更geng為wei重zhong要yao的de產chan量liang確que定ding因yin子zi。葉ye片pian伸shen長chang速su率lv(LER)與每個分莫的重量成正相關,在決定葉麵積擴展速率(LAE)中,LER比葉寬(LW)要重1.8倍多。此外,基因型間LER和LW成正相關。有關葦狀羊茅的研究表明:LAE具加性遺傳變異,狹義遺傳力低於30%。在先前的一係列實驗和觀察基礎上,1975年開始了輪回選擇程序,培育具有高和低LAE的葦狀羊茅群體。我們的目的是要培育一個分化的群體並且評價輪回選擇方法對於改變遺傳力低,環境影響高的生理特性的效果;此外,我們亦想確定在選擇期間出現的產量和生理因子的變化。
1、方法
1975年4月,把來自廣泛基礎的葦狀羊茅群體的種子,在陪氏培養皿中發芽,然後轉植於紙缽的土中。幼苗在溫室裏一直生長到5月底,這時把幼苗連同土塊都轉到密蘇裏,哥倫比亞附近的農學研究中心的試驗地裏,墨西哥粉砂壤土,施氮(N)114公斤/公頃,檢驗表明P、K豐富。隨機選擇植株,並利用方格網間隔15limi,geizhizhuyibancaocongshengchangtiaojian,danrongxugetizhizhutongyixingbaoliu。womenliyongxianzhidelunhuibiaoxingxuanzefangfayikefuyouyudiyichuanlihegaohuanjingyingxiangsuozaochengdexianzhi。Co群體,評價20個方格網,每個方格網含40個植株。除高(H)和低(L)群體為每個含30個植株的15個方格網外,以後的世代均用同樣的方法處理。
每年讓幼苗生長,需要時補充灌概,直到大約八月十五日,此時除去牧草,留茬到5厘米。然後小區內施45公斤氮/公頃。九月間,每次依據兩個葉片來度量LER。選擇小於前一葉片長度30%的正在伸長的葉片。在10-15天期間,便攜式葉麵積測定儀測定4-7次正在伸長葉片的頂尖和前一葉片的軸環間的距離。葉長對時間的回歸係數,經過約化來估計LER。在葉長的最後一次測定時,測定中等長度葉片的LW。當LER和LW一致時計算LAE。每次測定,用兩個葉片所得的數據平均起來進行估計。
讓植株在田間自然狀況下進行春化,一直到一月初,之後從每方格網中自H群體中選取兩株較高的植株,自L群(qun)體(ti)中(zhong)選(xuan)取(qu)兩(liang)株(zhu)較(jiao)低(di)的(de)植(zhi)株(zhu)。在(zai)溫(wen)室(shi)裏(li)盆(pen)栽(zai)植(zhi)株(zhu)並(bing)按(an)群(qun)體(ti)分(fen)開(kai)生(sheng)長(chang),利(li)用(yong)強(qiang)製(zhi)通(tong)風(feng)和(he)手(shou)工(gong)攪(jiao)拌(ban)相(xiang)互(hu)傳(chuan)粉(fen)。每(mei)株(zhu)選(xuan)取(qu)相(xiang)等(deng)數(shu)量(liang)的(de)種(zhong)子(zi)在(zai)溫(wen)室(shi)裏(li)繁(fan)衍(yan)下(xia)代(dai)。1979年,建立Co到C;群體和栽培種Mo-96,Ky-31,Kenhy的小區。1980年5月15日和11月6日$lJ割間的營養再生量做為最初再生數據記載收集。
2、結果和討論

盡管LAE性狀的遺傳力低,環境影響大,但用限製的表型輪回選擇方法進行強度選擇仍是有效的。從數據考察(表1)可明顯看出,環境對LAE和其組分LER和LW的影響是大的。1977年的溫度和土壤濕度與其主年份並無明顯差別.所以該年份相對更有利的生長反應,其原因還不清楚。無論如何,與別的年份比較,77年對LER的影響要比對LW的影響大的多.這與別人的研究結果一致。三代後,L群體的LAE僅僅是H群體的LAE的41%。C4群體似乎沒有C3群體分化的曆害。不管怎樣,c.群體的LAE的變異係數仍大約是C。群體的75%,表明這通過選擇進展仍是可能的。

假定群體x環境的相互作用最小,我們比較LAE、LER和LW在群體年份期間的相互關係。LER和LW間有強的曲線關係,表明LAE值低時LW的變化範圍,但當環境和遺傳條件使LER升高時,LW也隨之增加(圖1)。關係也表明:這個遺傳群體的LW達到一個大約10毫米的最大漸近線,而LER在低的環境壓力下似乎達到大約10毫米/天的最小漸近線。LAE三倍的變化,這與LER三倍的變幅的關係比與LWI.5倍的變幅的關係要密切的多。LW的遺傳控製機製沒有詳細的研究,但LW與稈徑成正比。LER在遺傳上的增加與細胞分裂速度的增加和細胞體積的增大兩者都有關。
C0群體的年牧草產量是9.4噸/公頃,這與M0-96和Kenhy的產量相似。Ky-31的產量比C0群體低。四個世代選擇低LAE使營養再生期的產草量減少25%。這種選擇反應是由於分莫密度增加的2.1倍為每個分莫重的2。8倍的減少所抵消。與選擇低LAE相對照,選擇高LAE,分粟密度和每個分莫重量均增加20%,因而使H:群體比C。群體的產量增加39%。Hs和H4群體的產量介乎於C0群體加H2群體之間。這部分可能由於近交衰退所致,但我們已仔細地檢查了雙親血統。用最初自C。群體選擇的80個植株中的18個母本植株(每個9個)的後代代表L‘和H‘群體。H‘,L4和CO群體的光合速率分別為21.8,23.7和24.2毫克CO以平方分米/小時。因此,選擇對單位麵積的光合作用即使有影響也微乎其微。H:群(qun)體(ti)的(de)產(chan)量(liang)性(xing)能(neng)似(si)乎(hu)比(bi)別(bie)的(de)群(qun)體(ti)要(yao)好(hao)。由(you)於(yu)所(suo)有(you)群(qun)體(ti)的(de)變(bian)異(yi)仍(reng)是(shi)高(gao)的(de),所(suo)以(yi)這(zhe)些(xie)群(qun)體(ti)的(de)植(zhi)株(zhu)有(you)各(ge)種(zhong)各(ge)樣(yang)的(de)分(fen)莫(mo)密(mi)度(du)和(he)分(fen)羹(geng)重(zhong)量(liang)。別(bie)的(de)研(yan)究(jiu)表(biao)明(ming)各(ge)種(zhong)類(lei)型(xing)植(zhi)株(zhu)間(jian)具(ju)互(hu)補(bu)性(xing),這(zhe)在(zai)育(yu)種(zhong)和(he)管(guan)理(li)決(jue)策(ce)中(zhong)需(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)。H:群體可能代表了一定栽培和環境條件下,大小分莫對牧草產量的一個理想平衡。

利用活體葉麵積儀進行葉麵積測量,進而指導生產,最後達到羊茅的產草量,隻是葉麵積儀的(de)作(zuo)用(yong)的(de)冰(bing)山(shan)一(yi)角(jiao),其(qi)實(shi)說(shuo)白(bai)了(le),葉(ye)麵(mian)積(ji)儀(yi)隻(zhi)是(shi)一(yi)種(zhong)工(gong)具(ju),利(li)用(yong)這(zhe)種(zhong)工(gong)具(ju)進(jin)行(xing)一(yi)定(ding)麵(mian)積(ji)的(de)測(ce)量(liang),對(dui)比(bi)分(fen)析(xi),進(jin)而(er)為(wei)我(wo)們(men)所(suo)用(yong)才(cai)是(shi)該(gai)儀(yi)器(qi)的(de)最(zui)終(zhong)目(mu)的(de)。



