论文摘要
本文以两个冬小麦品种作为研究对象,围绕冬小麦根系及分蘖是否存在冗余,通过盆栽及大田试验,研究了根系、分蘖部分去除对冬小麦生长发育和产量的影响,同时对免耕秸秆覆盖、不同水分及不同密度条件下的冬小麦分蘖生长冗余及大小不整齐性的关系进行了研究。得出如下主要结论:1冬小麦根系和分蘖生长均存在一定的冗余去根试验中,去根处理无论是主茎还是分蘖的穗长、穗重、穗粒数、粒重等指标与对照相比都增大。但去除1/4根系处理主茎的各项指标增加幅度较大,而去除1/2根系分蘖的各项指标增加幅度较大。新冬一号去除1/4根系处理主茎的各项指标分别比对照增大6.79%、19.11%、21.46%和17.87%,去除1/2根系处理分蘖的各项指标分别比对照增大13.29%、17.25%、16.72%和14.29%;繁13去除1/4根系处理主茎的各项指标分别比对照增大17.36%、34.54%、21.46%和40.60%;去除1/2根系处理分蘖的各项指标分别比对照增大15.68%、30.64%、36.95%和32.70%。成熟时有时由于分蘖太多会出现“青黄不接”的现象,即主茎已完全成熟,而分蘖还未成熟,所以分蘖多不一定能增产,但可以推测冬小麦在充分灌溉条件下至少有1/4的根系是冗余的。去分蘖试验中,两个冬小麦品种在去除平均分蘖的1/3和去除主茎,留侧茎及其余分蘖条件下的总生物量、主茎生物量和有效分蘖生物量以及穗长、穗重、穗粒数和粒重均比相应的对照高。可以推测冬小麦至少有1/3的分蘖是冗余的。2冬小麦的根系在生长过程中如果遭到外界干扰或人为破坏会产生补偿甚至超补偿效应去根试验中,从孕穗期到开花期去根处理的干物质增加量与对照基本持平,从开花期到成熟期去根处理的干物质增加量与对照相比明显增大。从孕穗期到开花期,新冬一号对照的干物质增加了89.56%,而去根1/4和1/2处理的干物质分别增加了87.26%、86.77%;繁13对照的干物质增加了186.71%,而去根1/4和1/2处理的干物质分别增加了178.73%、185.64%。从开花期到成熟期,新冬一号对照的干物质增加了46.70%,而去根1/4和1/2处理的干物质分别增加了184.90%和65.13%;繁13对照的干物质增加了13.41%,而去根1/4和1/2处理的干物质分别增加了38.75%和47.86%。说明受到人为干扰的冬小麦在生长中期根系生长产生了补偿效应,而在生长末期产生了超补偿效应。3免耕秸秆覆盖处理在提高冬小麦产量的同时加剧了冬小麦种群的生长冗余免耕秸秆覆盖处理能极显著的提高冬小麦地上部分生物量（+ 42.49%）和籽粒产量（+30.60%） ;产量的提高源于单位面积穗数（+25.35%）和分蘖的穗粒数（+22.1%24.9%）、粒重（+63.96%）的极显著增加;免耕秸秆覆盖处理与对照在主茎的穗粒数和粒重上无明显差异。本试验免耕秸秆覆盖种群中无效分蘖数、无效分蘖数占总茎数的比值都极显著的大于相应的对照;其无效分蘖重、无效分蘖重占整株重的比值显著大于相应的对照;种群的繁殖分配和收获指数显著小于对照。显然,免耕秸秆覆盖栽培在显著增加环境容量的同时也加剧了冬小麦种群“生长冗余”。4水分试验中少次多量和多次多量处理种群的分蘖均存在大量冗余,个体不整齐性大水分试验中少次多量处理拔节水比较充分,之后再没有灌水,导致产生的绝大多数分蘖在生长后期由于缺水而死亡,形成大量无效分蘖。所以生物量在五个处理中最低,在后期形成的有效分蘖数也最少,分蘖的冗余较大。多次多量处理,在整个生育期水资源都比较丰富,形成大量的分蘖,其生物量最高,最终产量也最高。但同时由于该处理在生长的过程中形成了大量的无效分蘖,其无效分蘖数、无效分蘖重、无效分蘖数/总茎数和无效分蘖重/总茎重都比较大,也就是说该处理种群中存在大量冗余,充足的水资源除了保证植株正常的生长之外,还为大量无效分蘖生长提供了条件。5低密度和高密度处理种群中的分蘖均存在大量冗余,个体不整齐性大密度试验中低密度处理单位面积的穗数最少,种群间对光、肥、水等资源的竞争压力相对较小,单个植株生长旺盛,产生了大量分蘖,到生长后期有的分蘖没有抽穗,形成大量的无效分蘖。因此低密度处理存在较大冗余,并直接影响了最终产量。高密度处理单位面积的穗数最多,种群间对光、肥、水等资源存在较大竞争,单个植株生长欠佳,最终由于对光、肥、水等资源的缺乏而导致很多分蘖死亡,所以高密度处理分蘖的冗余度也比较高。6冬小麦的二级分蘖对于最终的生物产量和经济产量贡献不大保护性耕作试验、水分试验和密度试验中一级分蘖生物量占总生物量的比例分别达39.32%68.65%、47.24%69.74%和47.24%69.74%;二级分蘖生物量占总生物量的比例分别仅为1.56%15.29%、1.77%15.61%和1.60%12.50%。试验结果发现二级分蘖最后几乎都成为无效分蘖。所以冬小麦的二级分蘖对于最终的生物产量和经济产量贡献不大。