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种植密度对蓝蓟光合特性和产量的影响



全 文 :书北方园艺2014(10):1~5 ·试验研究·
第一作者简介:徐惠风(1965-),女,博士,副教授,研究方向为作物
栽培生理及生态环境。E-mail:xhfzj@163.com.
基金项目:吉林省科技厅基础应用资助项目(201105070);吉林省教
育厅重大资助项目(201240);吉林省科技厅重点资助项目(2013)。
收稿日期:2014-01-20
种植密度对蓝蓟光合特性和产量的影响
徐 惠 风1,魏 龙 雪1,高 志 新2,侯   威1,冯 政 东1
(1.吉林农业大学 农学院,吉林 长春130118;2.中邦园林股份有限公司,吉林 长春130118)
  摘 要:以蓝蓟为试材,采用裂区试验设计,以种植行距(30、60cm)为主区,株距(10、15、20、
25、30cm)为裂区,研究了大田环境下不同种植密度对蓝蓟光合特性和产量的影响。结果表明:在
行距30cm、株距25cm(T4)和行距60cm、株距20cm(S3)情况下,蓝蓟各光合特性指标数值相互
接近;随着株距的增高,光合指标增长缓慢,随着冠层的增高,光合速率呈增长趋势,T4和S3二者
群体叶面积指数相似,S3时叶面积指数(LAI)小高峰出现于鼓粒期(9月7日),晚于T4时的盛花
期(7月27日);随着密度的增加,百粒重和单株籽粒数逐渐降低,产量总体逐渐减少(T5(行株距
30、30cm)、S4(行株距60、25cm)、S5(行株距60、30cm)除外);T4和S3处理产量显著高于其它株
距配置,表明高产最终取得的是群体产量的提高,而不仅是单株个体产量的增加,产量随种植密
度增加到一定程度后不再增加,说明T4和S3是蓝蓟合理的栽培密度。
关键词:蓝蓟;密度;光合特性;产量;影响
中图分类号:S 565.9 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2014)10-0001-05
  蓝蓟(Echium vulgare)属紫草科(Boraginaceae)蓝蓟
属(Echium)二年生草本植物。蓝蓟种籽富含不饱和酸,
其中,含11%~13%的十八碳四烯酸(SA,C18:4n-3)对
于防止心脏血管疾病和炎症的出现具有极为重要的作
用[1-3]。从蓝蓟中提取的甘油三酯被认为是极有价值的
脂肪酸的真正唯一且稀缺的来源[4],2009年底,欧洲/亚
洲BV Bioriginal获得其精致的蓝蓟油新型食品的批准。
蓝蓟作为特殊油料作物,除了可以在化妆品中使用,还
可以用于食品和膳食补充剂[5-7]。光合作用是决定作物
产量的最重要因素,光合能力大小直接影响作物产量的
高低[8]。提高群体光能利用,特别是维持中上部叶片较
大的光合速率及持续时间对于经济作物产量的形成十
分重要[9]。不同种植密度可以调控植株群体冠层结构
性状[10],最终形成较高的群体产量。现以蓝蓟为试材,
研究不同种植密度对蓝蓟植株叶片光合特性和产量的影
响,以期为高产蓝蓟栽培技术提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
  试验地位于吉林省公主岭市怀德镇和气村。地处
东经124°02′~125°18′、北纬43°11′~44°15′,属于中温
带半湿润地区大陆性季风气候,平均气温5.6℃,年平
均降水量594.8mm。盛行西南风,历年平均风速
3.9m/s。年日照时数2 785.3h,无霜期144~157d。
1.2 试验材料
供试材料为蓝蓟,属于特种油料作物。
1.3 试验方法
该试验于2012~2013年进行,采用裂区设计,以行
距(30、60cm)为主区,裂区为种植株距(10、15、20、25、
30cm)处理,重复3次。其中,行距30cm(R1)各株距处
理分别用T1、T2、T3、T4、T5表示;行距60cm(R2)各株
距处理分别用S1、S2、S3、S4、S5表示。小区行长5m,小
区面积为18m2。5月10日播种,机械条播,覆土
0.5cm,正常田间管理。
1.4 项目测定
1.4.1 光合速率的测定 从出苗开始,用Li-6400光
合仪对苗期(6-20)、初花期(7-13)、盛花期(7-27)、鼓粒
期(8-13)、成熟期(9-7)各生育时期功能叶片的光合速
率进行定株测定(每次测定4株);光合仪测定条件:流
速500μmol/s,红蓝光源光量子通量密度(PFD)为
1 200μmol·m-2·s-1,叶室温度固定值为18℃,湿度
20%。鼓粒期(8-13),6:00~18:00,利用外界自然光源测
定植株叶片净光合速率日变化。
1.4.2 各冠层光合速率测定 在鼓粒期(8-13)按植株
平均高度将冠层由下至上每20cm分1层,共5层,采用
Li-6400光合测定仪,在上午9:00~10:00时测定每层叶
片光合速率,每处理挂牌测定10株。冠层每层次光合
速率采用的是平均值。

·试验研究· 北方园艺2014(10):1~5
1.4.3 叶面积指数(LAI)测定 于苗期(6-20)、初花期
(7-13)、盛花期(7-27)、鼓粒期(8-13)、成熟期(9-7)选择生
长发育一致、叶片无病斑和破损的植株测定,重复3次。
单叶叶面积采用方格法计算,LAI=单株叶面积×单位
土地面积内株数/单位土地面积。
1.4.4 产量测定 成熟后收获,选择生长发育一致植株,
在自然情况下晾晒至恒重,装袋并分别整理,称量和计算
产量、单株籽粒产量、百粒重和单株籽粒数,重复3次。
1.5 数据分析
所有数据图表通过Excel、WPS表格和SPSS软件
进行分析和处理。
2 结果与分析
2.1 蓝蓟净光合速率的变化
2.1.1 不同种植密度、不同时期蓝蓟光合速率的变化 
由图1可以看出,在不同种植密度下,蓝蓟全生育时期
的净光合速率变化均呈双峰曲线变化,净光合速率峰值
出现在初花期(7-13)、鼓粒期(8-13)前后,最低值出现在
成熟期(9-7)左右。在行距30cm(R1)时,各时期净光合
速率最大值出现在鼓粒期(8-13),为19.84μmol·m
-2·
s-1;初花期、盛花期和鼓粒期,在该行距下,株距间的
差值分别为3.7、3.6、3.1μmol·m
-2·s-1。然而在行
距60cm(R2)时,各时期净光合速率最大值也出现在
鼓粒期(8-13),为21.10μmol·m
-2·s-1;初花期、盛
花期和鼓粒期,该行距下,株距间的差值则分别为
3.6、3.0、2.9μmol·m
-2·s-1。由各时期叶片净光合
速率均值可知,在生育期内,R2下的叶片群体冠层与R1
的相比,具有相对较高的净光合速率,有利于生殖器官
的养分积累。此外,在T4和S3情况下的各时期叶片净
光合速率均值分别为15.5、16.26μmol·m
-2·s-1。说
明缩小行距、增加株距或增大行距、缩小株距对蓝蓟整
个生育时期光合特性的改善有一定的作用。
图1 蓝蓟不同种植密度、不同时期叶片净光合速率的变化
Fig.1 Dynamics of leaf net photosynthetic rate of Echium vulgare under diferent densities at diferent growth stages
图2 种植密度对蓝蓟净光合速率日变化的影响
Fig.2 Efect of planting densities on photosynthetic diurnal variation of Echium vulgare
2.1.2 不同种植密度蓝蓟净光合速率日变化 如图2
所示,不同种植密度下植株叶片净光合速率日变化的最
高峰值出现在约10:30、最低峰值出现在18:00,且在
中午12:00前后各处理的净光合速率均呈现低谷,13:30
左右出现午后小高峰。在行距30cm(R1)时,各株距叶
片净光合速率日变化最大值为13.36μmol·m
-2·s-1;
10:30、12:00和13:30时间点,在该行距下,株距间的差
值分别为8.10、3.30、4.8μmol·m
-2·s-1。然而在行距
60cm(R2),各株距的叶片净光合速率日变化最大值为
15.26μmol·m
-2·s-1;在10:30、12:00和13:30时间
点,该行距下,株距间的差值则分别为7.9、5.3、
5.8μmol·m
-2·s-1。说明不同密度下,蓝蓟净光合速
率日变化曲线均有明显的高峰和低谷,并随环境条件的
变化出现波动;蓝蓟亦存在光合午休现象,且行株距的
合理调整利于缓解午休现象。随种植密度的变化,净光
合速率日变化基本一致,但密度较大时,折线变化并不
规律,这可能与观测当天或本阶段的气象条件有关。
2.1.3 蓝蓟冠层叶片净光合速率变化 如图3所示,各

北方园艺2014(10):1~5 ·试验研究·
冠层高度的净光合速率在R1各处理下降的幅度为
87.01%~88.13%;R2各处理则为85.17%~87.92%。
在不同种植密度下,同一冠层叶片的净光合速率随着密
度的增加呈降低趋势;R1行距时,T1~T5各处理在
30cm以下、30~45、45~60、60~75cm及75cm以上各
冠层净光合速率差值分别为0.29、0.91、1.1、1.4、
2.12μmol·m
-2·s-1。而在R2行距时,S1~S5各处理
的差值分别为0.48、1.01、1.03、1.14、2.01μmol·m
-2·
s-1。说明各行株距条件下随冠层降低,净光合速率均
呈逐渐降低的趋势;在高密度下,由于冠层透光率较低,
从而使净光合速率下降较快,不利于生育后期光合产物
的积累。
图3 蓝蓟各冠层叶片净光合速率变化
Fig.3 The net photosynthetic variation of Echium vulgare’s per canopy
2.2 蓝蓟叶面积指数(LAI)的变化
由图4可知,不同种植密度下蓝蓟全生育时期的群
体叶面积指数均呈单峰曲线变化;在30cm行距下,各时
期群体叶面积指数均值分别为3.553、3.549、3.705、
3.845、3.800;各时期株距处理间LAI极值差分别为
0.498、0.438、0.551、0.344、0.724;可知该行距下各时期
叶面积指数小高峰出现于盛花期(7-27)。与此不同,在
60cm行距下,各时期的群体叶面积指数分别为3.620、
3.721、4.050、3.990、3.916;各时期株距处理间LAI极值
差分别为0.580、0.434、0.346、0.942、0.663;亦可知此指
数小高峰出现于鼓粒期(8-13),晚于行距30cm时的盛
花期(7-27)。 
图4 行距和株距配置对蓝蓟叶面积指数的影响
Fig.4 Efect of row spacing and planting distance on LAI of Echium vulgare
  苗期密度越大,群体叶面积指数越大,但是随着株
距的增大,群体叶面积指数变化缓慢;成熟期(9-7)T5处
理下 LAI极值差大于S5下 LAI极值差(0.724>
0.663),说明随密度增加,叶片间相互遮挡增大,后期植
株间竞争加剧,叶片衰老加快。群体叶面积指数在T4
和S3情况时,群体叶面积指数趋于稳定,之后随密度的
继续加大,该指数不会再增大或增长缓慢,相比于其它
种植密度更好的发挥了群体的长势,说明种植密度大
时,缩小行距增加株距或增大行距缩小株距使蓝蓟个体
空间更合理。
2.3 行距及株距配置对蓝蓟产量及产量性状的影响
表1表明,随种植密度的增加,单株籽粒数和百粒
重均逐渐降低,同一种植行距下的产量,R1不同株距间
差异较小(极值差:21.82),T4处理显著高于其它株距配
置,T5处理时的百粒重和单株籽粒数均为极大值,但产
量较其它株距的低,表明随种植密度增加至一定程度
后,产量便不再增加。R2不同株距配置间差异较大(极
值差:49.52),S3处理的产量显著高于S4及S5,而后二者
又显著低于S1及S2,R1产量平均值159.87kg/hm2>R2
产量平均值147.31kg/hm2,因此,在一定程度上,T4和
S3行株距配置增产的原因与密度有关,二者产量接近,
表明高产的最终取得是群体产量的提高,而不仅是单株
个体产量的增加。

·试验研究· 北方园艺2014(10):1~5
表1 行距及株距配置对蓝蓟产量及
产量性状的影响
  Table 1 Efect of plant row spacing and
planting distance on yield traits and yield of Echium vulgare
行距
Row
spacing
株距
Planting
distance
产量
Yield
/kg·hm-2
百粒重
Weight of
100-kernel/g
单株籽粒数
Number of kernels per
plant/g·株-1
T1  151.90c 0.171c 300c
T2  156.09b 0.218b 358b
T3  158.98b 0.269b 394b
R1 T4  173.72a 0.310a 467a
T5  156.65b 0.317a 488a
平均值
Average
159.87  0.258  401
S1  150.93b 0.230c 386d
S2  151.40b 0.296b 465c
S3  170.86a 0.326a 597b
R2 S4  139.98c 0.330a 606a
S5  121.34d 0.331a 611a
平均值
Average
147.31  0.303  533
  注:同一性状中的数值标以不同字母表示在同一密度下不同行距配置处理在
P<0.05水平上差异显著,SPSS数据统计。
Note:Values within a column folowed by diferent letters are significantly diferent
at P<0.05as determined by SPSS.
3 讨论与结论
合理的群体结构是获得高产的重要条件,开花后维
持较大的光合面积是高产农田群体结构的重要特征之
一[11-13]。张晓艳等[14]研究表明,随种植密度增加叶面积
指数及光合势呈增加趋势。良好的冠层结构可提高群
体光能利用率,影响作物光合作用[15]。净光合速率是光
合作用的量度,其与产量之间存在显著的相关性[16]。各
时期的种植密度对净光合速率影响不同[17]。有研究表
明[18-20],比叶重与净光合速率及产量三者存在显著的相
关性,且与冠层高度存在一定关系;还有研究表明[21-22],
随种植密度的增加,叶片净光合速率呈逐渐下降趋势。
该研究表明不同层次净光合速率随着种植密度的增加
而降低,高密度与低密度群体间差异达显著或极显著水
平,且呈正相关。与前期生态因子对蓝蓟高产栽培的研
究结果大致相当[23-24],说明高密度群体内光分布不合
理,易导致光合性能降低和产量减少。
60cm行距下的植株鼓粒期净光合速率日变化曲线
平稳,其日变化中光合作用有效时间明显长于30cm行
距的,而30cm行距的在盛花期,对光强的滞后效应较明
显;T4(行距30cm、株距25cm)、S3(行距60cm、株距
20cm)情况下的蓝蓟植株各时期光合特性接近,随着株
距的增加,光合特性增长缓慢;群体叶面积指数在T4和
S3情况时,群体叶面积指数趋于稳定,相比于其它种植
密度更好的发挥了群体的长势,说明缩小行距增加株距
或增大行距缩小株距均能使蓝蓟群体空间更为合理;T4
和S3情况下的产量接近,说明宽垄密植和窄垄稀植均
是获得蓝蓟高产的栽培方式。综上所述,该试验认为行
距30cm、株距25cm和行距60cm、株距20cm即T4、S3
为蓝蓟适宜的高产栽培密度。
参考文献
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吉林农业大学,2012:667-981.

北方园艺2014(10):5~8 ·试验研究·
第一作者简介:王艳芳(1990-),女,山西临汾人,硕士研究生,研究
方向为蔬菜种子与栽培生理研究。E-mail:eifie0110@126.com.
责任作者:王倩(1964-),女,山东济南人,博士,教授,博士生导师,
现主要从事蔬菜种子与栽培生理等研究工作。E-mail:wangq@
cau.edu.cn.
基金项目:国家公益性行业(农业)科研专项资助项目(201203003);
现代农业产业技术体系北京市叶类蔬菜创新团队专项资金资助
项目(blvt-08)。
收稿日期:2014-01-21
咸淡水交替灌溉对芹菜生长及品质的影响
王 艳 芳,曹   玲,陈 宝 悦,刘 溪 静,王   倩
(中国农业大学 农学与生物技术学院,设施蔬菜生长发育调控北京市重点实验室,北京100193)
  摘 要:以芹菜为试材,研究盆栽条件下咸水(NaCl溶液60mmol/L)与淡水交替灌溉对芹菜
生长、生理生化特性及品质的影响。结果表明:只浇咸水可显著抑制芹菜株高生长,其抗氧化酶
活性、叶绿素含量及可溶性糖含量显著升高;随着淡水灌溉次数的增加,可降低NaCl对芹菜生
长、生理生化特性及品质的抑制作用;其中,1∶2咸淡水交替灌溉处理的芹菜叶片数、干鲜重、
MDA及叶绿素含量、维生素C及膳食纤维含量相对于淡水处理差异均不显著,未对芹菜产生显
著盐胁迫,说明1∶2咸淡水交替灌溉是较适宜的咸淡水交替灌溉方式。
关键词:芹菜;咸水;交替灌溉;生长;生理生化特性;品质
中图分类号:S 636.3 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2014)10-0005-04
  水资源短缺是目前农业生产面临的重要挑战,如何
充分利用水资源,缓解农业用水危机是当前全世界共同
    
面临的重要课题。对于劣质水,尤其是微咸水的利用正
越来越受到人们的重视。对于微咸水的定义国外有多
种分类标准,我国一般认为微咸水是指矿化度在2~
5g/L范围内的水资源,大多数地表土壤盐渍化地区的
地下水和地表径流都会形成咸水、微咸水[1]。中国的微
咸水资源接近200亿m3,且存在于地表及浅层地下水的
比例较高[2]。因此,微咸水在农业灌溉方面潜力巨大,
微咸水的灌溉利用,对于我国农业发展也具有重要意
义。微咸水中的盐分能与土壤颗粒发生作用,改变土壤
的理化性质,从而对植株生长产生影响[3]。但是不恰当
的灌溉方法和模式会造成土壤次生盐碱化等现象,降低
    
Effect of Plant Density on Photosynthetic Characters and Yield of Echium vulgare
XU Hui-feng1,WEI Long-xue1,GAO Zhi-xin2,HOU Wei 1,FENG Zheng-dong1
(1.Colege of Agriculture,Jilin Agricultural University,Changchun,Jilin 130118;2.Zhong Bang Garden Co.Ltd.,Changchun,Jilin 130118)
Abstract:Experimental treatments applied by a split plot design with Echium vulgare as test material,row spacing(30,
60cm)factor was assigned to the main plot and plant spacing(10,15,20,25,30cm)factor was assigned to the subplot to
investigate the influence on photosynthetic characteristics of Echium vulgare,and density on yield and yield components
in the field conditions were studied.The results showed that,the index values of photosynthetic characteristics in either
case T4and S3were isometric each other,as plant spacing of increased,the index values of photosynthetic characteristics
grew slowly;as the canopy increased,photosynthetic rate with an increasing trend;both T4and S3were similar to the leaf
area index(LAI),the LAI little spikes of S3at the seed filing stage,and was later to the ful-bloom stage of T4.Yields of
T4were higher than other plant spacing configuration significantly,S3production was significantly higher than other
configurations too.As the density increased,100-kernel weight and number of Kernels per plant decreased,the overal
yield also decreased(exclude T5(row and plant space 30,30),S4(row and plant space 60,25),S5(row and plant space 60,
30)).T4and S3yield factors significanty increased,it showed that high output eventualy yield enhancement,rather than
just individual yield of per plant increased.With the density increased to a certain extent,yield did not increase.T4and S3
were Echium vulgares’reasonable planting density.
Key words:Echium vulgare;density;photosynthetic characteristic;yield;efect