干物质生产

干物质生产（精选7篇）

干物质生产 篇1

引言

水分利用效率和干物质生产是影响小麦生产的重要因素, 随着我国水资源短缺问题的加剧以及传统农业的连年翻耕, 土壤储水能力越来越弱, 这对于小麦的种植而言是十分不利的。为了解决小麦生产面临的严峻问题, 人们将注意力逐渐转移到土壤的耕作方式, 意在通过改良耕种方式改变小麦的生产情况, 进而达到高产的目标, 例如以秸秆覆盖处理和免耕播种技术为核心的保护性耕作方式就可以达到较好的节水抗旱作用, 其次深松覆盖处理可以在小麦开花到成熟期提高干物质生产量, 这些现象均说明土壤耕作方式可以改变小麦干物质生产和水分利用率。因此, 本文对土壤耕作方式对小麦干物质生产和水分利用率影响的分析具有重要的价值。

1 试验材料与方法

1.1 试验设计

本试验中的试验小麦品种为济麦22, 其属于高产小麦, 在生长试验过程中主要采用了5种耕种方式, 依次为旋耕、翻耕、深松+旋耕、深松+条旋耕和旋耕。由于小麦生长受到时间的限制, 因此本文主要结合相关文献对小麦3个生长季的生长情况进行分析, 分别为2011~2012, 2012~2013, 2013~2014, 每个生长季的小麦生长环境如表1所示[1]。

1.2 土壤耕作程序

5种耕作方式均是在前茬玉米秸秆全部粉碎还田以后开始实施的, 不同的耕种方式要采取不同的程序, 对于条旋耕而言, 选用耕种设备为2BLMFS-8-4-3型多功能贴茬播种机, 在一次性完成15cm深度的旋耕以后, 进行底肥和播种程序, 之后在利用播种机对18cm款的根茬进行旋耕粉碎, 同时保持32cm播种行间的土壤免耕, 这种耕作方式之所以称为条旋耕, 主要是因为旋耕面积等于总面积的36%[2]。

采用深松与条旋耕结合的耕种方式就是在实施条旋耕之前首先要利用振动深松机进行38cm深度的深松处理, 然后在进行条旋耕。旋耕就是指在播种之前, 利用旋耕机对所有土地进行15cm深度的2次旋耕处理, 之后还要进行筑埂打畦操作。深松与旋耕的组合与上述程序相似, 不同的是翻耕耕作方式首先施加底肥, 之后用翻耕设备进行25cm深度的翻耕操作, 然后再结合旋耕机进行15cm深度的旋耕。

1.3 农田耗水量及水分利用效率和灌溉效益计算

农田耗水量与土层、土层厚度、灌水量、降水量以及地下水补给量等因素密切相关, 其依据的计算公式为, 当地下水的埋深不小于3m时, K记为0。水分利用效率的计算公式为WUE=Y/ETa, 式中的Y是指小麦籽粒产量, 单位为kg·hm-2, ETa是指生育期间小麦的实际耗水量, 单位为mm。灌溉效益记为IB, 计算公式为IB=Y/I, 其中I为实际灌水量, Y是指在灌溉完成之后增加的产量, 单位为kg·hm-2。

1.4 干物质测定和产量计算

本实验中选择的测定对象为籽粒、茎秆和叶片, 分别对应返青、拨节和开花时期, 不同的试验样品放置在烘干箱内, 在80℃条件下烘干, 然后称量干重。在收获小麦以后, 将小麦晒干称量其重量并记录产量, 得到的籽粒含水量为12.7%[3]。

2 结果与分析

2.1 耕作方式对小麦干物质生产的影响

耕作方式对小麦干物质生产的影响与小麦所处的生育时期密切相关, 即不同的生育时期, 各种耕作方式对小麦物质生产的影响是不同的。对于小麦生产而言, 重要的生育时期包括返青期、拨节期、开花期和成熟期, 不同时期耕种方式对其物质生产的影响如下:

在返青期, 翻耕, 旋耕和深松与旋耕组合的耕种方式相比条旋耕和条旋耕+深松可以产生较大的干物质积累量;在拨节期翻耕与深松+旋耕的应用优势仍然较大, 在这一时期, 条旋耕能够产生的干物质积累量最小;开花期小麦干物质积累量最大的仍然是深松和旋耕的组合耕种方式, 最小的依然是条旋耕, 最后成熟期时, 深松+旋耕以及深松+条旋耕两种耕种方式产生的物质积累量要远大于旋耕和条旋耕。通过上述结论可以发现, 不论小麦处于哪一生育时期, 深松+旋耕的组合方式均可以产生较大的干物质积累, 这也说明了深松对于小麦干物质生产的影响[4]。

为了进一步比较出各种耕种方式对小麦干物质生产的影响, 还要进一步分析各个生育时期对小麦生产的影响。首先, 返青期是小麦铸件走向生长发育的开端, 属于小麦生产的一般时期。其次, 拨节期到成熟期是小麦生产的关键和核心时期, 这一时期直接关系到籽粒产量的高低, 因此在选择耕种方式时, 要注重在拨节期到成熟期这一段时间内, 耕种方式对小麦物质生产的影响, 通过实验可以发现, 不同耕种方式在这一时期对小麦物质生产的影响规律如下:深松+旋耕>深松+条旋耕>翻耕>旋耕>条旋耕[5]。

2.2 耕作方式对小麦水分利用率的影响

对于三个小麦生长季而言, 深松+旋耕以及深松+条旋耕的耕种组合方式可以使小麦的籽粒产量和灌溉效益达到一个较为理想的高产水平, 同时要高于其它耕种方式下的相同指标。其中, 深松+条旋耕和深松+旋耕两种耕种方式在2011~2012生长季的小麦生产中并无明显差异, 籽粒产量几乎相同, 水分利用效率差别不大。2012~2013生长季, 采用深松+条旋耕组合的耕种方式显著提高了小麦的水分利用效率和灌溉效益, 而籽粒产量与深松+旋耕的组合耕种方式差异不明显。2013~2014的情况与上述情况相似, 均是处于深松+旋耕和深松+条旋耕两种组合方式的比较。但是, 总的来说这两种耕种方式在影响小麦高产的过程中并无太过明显的差异, 只是在节水方面, 深松+条旋耕要略大于深松+旋耕[6]。

3 结论

综上所述, 通过实验探究和分析, 得出了不同耕种方式对小麦物质生产和水分利用效率的影响规律:深松+条旋耕可以最大程度的满足小麦高产需求, 水分利用效率和灌溉效益与其它耕种方式相比占据明显的优势, 籽粒产量也可以达到高产的要求;深松+旋耕与深松+条旋耕的作用差异较小, 在降水量丰富的地区适宜采用;翻耕处理可以有效提高水分利用效率, 但是对物质生产的影响较小。出了上述三种耕种方式具有明显的应用优势以外, 旋耕和条旋耕在改善土壤环境, 促进小麦产量等方面能力弱。

摘要：小麦耕种方式一般包括条旋耕、翻耕、深松+旋耕、深松+条旋耕和旋耕5种, 影响小麦高产的因素主要包括耗水特性、籽粒产量、水分利用率和干物质积累和分配等。鉴于此, 本文主要通过实验研究的方式, 分析上述5种土壤耕种方式对小麦高产的影响, 并着重分析对小麦干物质生产和水分利用效率的影响, 在综合比较5种耕作方式以后, 意在选择出最优的小麦耕作方式。

关键词：土壤耕作方式,小麦,干物质生产,水分利用效率,影响

参考文献

[1]赵亚丽, 郭海斌, 薛志伟, 穆心愿, 李潮海.耕作方式与秸秆还田对冬小麦-夏玉米轮作系统中干物质生产和水分利用效率的影响[J].作物学报, 2014, 10:1797~1807.

[2]王红光.灌溉和雨养条件下高产小麦耗水特性和产量形成的生理基础[D].山东农业大学, 2012.

[3]段文学.耕作方式和氮肥运筹对旱地小麦耗水特性和产量形成的影响[D].山东农业大学, 2013.

[4]韩宾.保护性耕作措施对农田土壤健康状况的影响及作物响应研究[D].山东农业大学, 2007.

[5]郑成岩.土壤水分与耕作方式对冬小麦水分利用特性和碳氮代谢及产量的影响[D].山东农业大学, 2011.

[6]桑晓光.深松镇压对冬小麦耗水特性和籽粒产量的影响[D].山东农业大学, 2013.

干物质生产 篇2

本试验采用瘤胃尼龙袋法测定了奶牛生产中常用的几种粗饲料干物质 (DM) 、中性洗涤纤维 (NDF) 、酸性洗涤纤维 (ADF) 的瘤胃降解率, 旨在为我国奶牛粗饲料营养价值评定提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 试验动物、饲养管理及日粮

本试验选用3头体况良好, 体重、年龄、胎次相近, 安装有永久性瘤胃瘘管的荷斯坦奶牛。此时3头牛均处于泌乳后期。试验动物每日饲喂和挤奶3次 (6:00, 12:00, 18:00) , 自由饮水和自由运动。试验奶牛日粮组成和营养水平见表1。

1.2 粗饲料来源

燕麦青干草产于吉林白城, 黑麦青干草、谷草、苜蓿干草、玉米秸秆、玉米秸秆青贮产于北京密云, 羊草产于东北, 全株玉米青贮产于北京旧县。

1.3 试验方法

采用尼龙袋法。试验前将待测饲料样品65℃烘干后粉碎, 过2.50 mm标准筛, 装入自封袋内, 保存在清洁干燥处备测。选择孔径为300目的尼龙布, 制成8×12cm的尼龙袋。称取饲料样品2.5g左右, 放入尼龙袋, 每个样品3个重复, 分别用3头牛测试。每头牛每个时间点设2个平行。分别将2个尼龙袋固定在一根长度约50cm的半软塑料管一端, 于晨饲后2h经瘘管全部投入瘤胃腹囊中, 按“同时投入, 依次取出”的原则分别进行培养。培养时间为:0, 2, 6, 12, 24, 48和72 h。在规定的时间取出尼龙袋, 立即用自来水缓缓冲洗, 直至水清澈为止。将冲洗过的尼龙袋放入65℃烘箱中干燥至恒重 (约48h) , 备测。

1.4 DM、NDF、ADF含量测定及降解率计算

饲料原料和所采集的尼龙袋瘤胃降解残渣常规成分 (DM、NDF、ADF) 依据《饲料分析及饲料质量检测技术》 (张丽英, 2003) 进行测定, 并用以下公式计算DM、NDF、ADF降解率。

饲料样品中某养分降解率 (%) =×100%

饲料营养成分在瘤胃内某一时间点的尼龙袋降解率符合方程:dp=a+b (1-e-ct) 。此方程中:dp为饲料在瘤胃中停留时间t后的饲料营养成分降解率;a为快速降解部分;b为慢速降解部分;c为慢速降解部分b的速度常数。饲料样品营养成分的动态降解率由p=a+bc/ (k+c) 方程计算, 式中:p为饲料营养成分在瘤胃内的有效降解率;k为饲料通过瘤胃的外流速度, 粗饲料通过瘤胃的速度比精饲料慢得多, 采用平均值, k=0.025。按照以上公式对数据进行最小二乘数据拟和求出a、b、c值, 进而得出其瘤胃动态降解率。

1.5 数据统计

试验数据统计采用Microsoft Excel处理后, 利用SAS8.1软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 原料中的DM、NDF、ADF含量测定结果

由表2可以看出, 同样是粗饲料, 其NDF、NDF含量存在很大差异。谷草的NDF与ADF含量均高于其他粗饲料, 其次是玉米秸秆, 说明谷草和玉米秸秆的营养价值较低。苜蓿干草与东北羊草相比, NDF与ADF含量较低。全株玉米青贮与玉米秸秆青贮相比, NDF与ADF含量较低。燕麦青干草的NDF含量比黑麦青干草低, 但是ADF含量比黑麦青干草高, 说明黑麦青干草中的半纤维素含量比燕麦青干草高。

2.1 各种粗饲料DM在瘤胃中的降解规律

(%)

各种粗饲料DM在瘤胃中的降解率测定结果见表3。从表3可以看出, 不同粗饲料干物质在瘤胃中的降解率均随培养时间的延长呈不同程度的增加。全株玉米青贮2h时降解率就已经很高, 为34.01%, 之后直线上升, 72h时干物质降解率高达74.61%, 是奶牛优质粗饲料。苜蓿干草2h时的降解率也很高, 为33.43%, 72h时干物质降解率也已达到64.55%。黑麦青干草2h时降解率较低, 为22.49%, 但72h时干物质降解率仅次于全株玉米青贮, 为72.68%。燕麦青干草降解率12h之前都比黑麦青干草高, 12h之后降解明显比黑麦青干草慢。东北羊草降解率比谷草较高一点。谷草2h时干物质降解率最低, 只有14.27%, 72h时也最低, 为54.45%。玉米秸秆和玉米秸秆青贮的降解规律较相似。

2.2 各种粗饲料NDF在瘤胃中的降解规律

各种粗饲料NDF在瘤胃中的降解率测定结果见表4。由表4可以看出, 不同粗饲料的NDF在瘤胃中随时间点的变化降解规律不同。黑麦青干草2h时的降解率为7.87%, 之后呈逐渐上升趋势, 72h时的NDF降解率最高, 为70.84%。其次是全株玉米青贮72h的NDF降解率为69.12%。燕麦青干草和苜蓿干草每个时间点的NDF降解率均较低, 连72h时的降解率都低于50%。谷草、东北羊草、玉米秸秆青贮的NDF降解规律较相似。玉米秸秆2h时的降解率虽然比玉米秸秆青贮的低, 但是2h之后的每个时间点的降解率都比玉米秸秆青贮高。

(%)

(%)

(%)

注:a为快速降解部分;b为慢速降解部分;c为慢速降解部分b的速度常数 (%h) ;P为饲料营养成分在瘤胃内的有效降解率 (%) 。

2.3 各种粗饲料ADF在瘤胃中的降解规律

各种粗饲料ADF在瘤胃中的降解率测定结果见表5。由表5结果可以看出, 不同粗饲料的ADF降解规律也不同。黑麦青干草和全株玉米青贮的ADF降解率随瘤胃培养时间延长上升速度较快, 其余粗饲料的上升速度较慢。尤其玉米秸秆的ADF在瘤胃培养2h内几乎不降解。72h时黑麦青干草的ADF降解率最高, 其次是全株玉米青贮, 再依次是玉米秸秆、谷草、东北羊草、玉米秸秆青贮、燕麦青干草、苜蓿干草。

2.4 各种粗饲料DM、NDF、ADF在瘤胃内的有效降解率

表6列出了饲料原料DM、NDF、ADF在瘤胃内的有效降解率和降解参数。结果表明, 各粗饲料干物质降解率中全株玉米青贮的有效降解率最高, 为56.87%。其次是苜蓿干草, 再次是黑麦青干草、燕麦青干草、玉米秸秆青贮、玉米秸秆、东北羊草, 最后是谷草。黑麦青干草的NDF和ADF有效降解率均最高, 为46.21%和44.26%。燕麦青干草的NDF和ADF有效降解率均最低, 为31.47%和29.91%。

3 小结

干物质生产 篇3

1 材料与方法

1.1 试验材料

将风干稻草切碎2~3 cm, 按稻草300 kg, 食盐2.55 kg, 尿素6 kg, 红糖1.5 kg, 复合微量元素0.6 kg, 复合维生素0.18 kg配方配制发酵基料, 用本研究团队开发的秸秆发酵微生物菌剂进行发酵。菌剂使用量为0.3%, 水分添加量分别为40%、50%、60%、70%。发酵时间为10、20、32 d。分别采集样品, 置于65℃的恒温烘箱烘干至恒重, 粉碎过Φ2 mm筛, 放入密封样本瓶中备用。以不添加水分、不发酵为对照组。

1.2 试验动物及日粮

选择体重为50~60 kg, 安装有永久性瘤胃瘘管的贵州黑山羊3只, 采用单因素随机试验设计, 进行干物质降解率测定。试验日粮由精料配合饲料和青草组成, 精料日喂量300 g/只, 青草自由采食。试验用精料配方及其营养成分含量见表1。试验山羊单笼饲养, 日喂料2次 (早上07:30和下午16:00) , 自由饮水。

1.3 测定方法

称取被测饲料3 g放入6.0 cm×10.5 cm的尼龙袋内, 每3个袋绑在1根约50 cm长的尼龙线上。放袋后每隔4、8、16、24、48、72、96 h各取出1根尼龙线, 用水冲洗至水清, 然后在65℃下烘至恒重, 称重。取0 h的样本, 按照上述方法进行清洗、烘干、称重。饲料干物质消失率=[样本干物质量-消化后残渣干物质量]×100/样本干物质量。

1.4 数据分析处理

用Fitcurve6软件计算样本在瘤胃内各个培养时间点的干物质消失率。利用SAS for Windows 9.1软件进行数据的差异显著性检验, 各指标以平均数±标准差表示。各组间差异显著性用Duncan’s方法进行比较。指标差异显著判断标准为P<0.05。

2 结果

2.1 发酵10 d饲料干物质在山羊瘤胃内的消失率

从表2结果看出:稻草微生物饲料水分添加量不同, 其干物质消失率的快慢也不一样。水分添加量组的饲料干物质消失率均高于对照组 (P<0.05) ;除40%组0 h外, 以60%组的饲料在各时间点的干物质消失率均比其他组高。60%组的饲料在0、4、8、16、24、48、72、96 h的干物质消失率分别比对照组高70.67% (P<0.05) 、39.77% (P<0.05) 、44.07% (P<0.05) 、33.24% (P<0.05) 、35.71% (P<0.05) 、16.75% (P<0.05) 、13.29% (P<0.05) 和10.94% (P<0.05) , 均达到差异显著水平;与其他水分添加量组差异不显著 (P>0.05) 。

注:表中数据为平均值±标准差;同行数据中肩标相同字母者表示差异不显著 (P>0.05) , 肩标不同字母 (相邻) 表示差异显著 (P<0.05) 。

2.2 发酵20 d饲料干物质在山羊瘤胃内的消失率

发酵0 d和发酵20 d的稻草微生物饲料在瘤胃中各时间点的干物质消失率见表3。发酵20 d的饲料干物质消失率明显高于对照组, 除70%组0 h外, 以60%组的饲料干物质消失率最高, 在0、4、8、16、24、48、72、96 h分别比对照组高92.00% (P<0.01) 、50.00% (P<0.01) 、82.90% (P<0.01) 、76.62% (P<0.01) 、67.65% (P<0.01) 、41.74% (P<0.05) 、37.79% (P<0.05) 和34.63% (P<0.05) ;比40%组高3.69% (P<0.05) 、0.15% (P>0.05) 、21.38% (P<0.05) 、19.96% (P<0.05) 、16.68% (P<0.05) 、10.04% (P<0.05) 、9.39% (P<0.05) 、7.16% (P<0.05) ;比50%组高2.77% (P>0.05) 、2.51% (P>0.05) 、20.59% (P<0.05) 、17.77% (P<0.05) 、12.42% (P<0.05) 、9.30% (P<0.05) 、8.73% (P<0.05) 、6.00% (P<0.05) ;与70%组差异不显著 (P>0.05) 。

注:表中数据为平均值±标准差;同行数据中肩标相同字母 (含2个字母肩标有1个相同字母) 者表示差异不显著 (P>0.05) , 肩标不同字母 (相邻) 表示差异显著 (P<0.05) , 肩标不同字母 (相间) 表示差异极显著 (P<0.01) 。

2.3 发酵32 d饲料干物质在山羊瘤胃内的消失率

从5组数据的干物质消失率来看, 除70%组0 h外, 60%组的饲料在每个不同时间点的干物质消失率明显高于其他处理组, 在0、4、8、16、24、48、72、96 h分别比对照组高113% (P<0.01) 、73.56% (P<0.01) 、100% (P<0.01) 、89.11% (P<0.01) 、82.71% (P<0.01) 、49.36% (P<0.05) 、45.57% (P<0.05) 和42.68% (P<0.05) ;比40%组高2.40% (P>0.05) 、3.07% (P>0.05) 、7.98% (P<0.05) 、7.63% (P<0.05) 、8.13% (P<0.05) 、7.48% (P<0.05) 、8.76% (P<0.05) 和7.36% (P<0.05) ;比50%组高2.07% (P>0.05) 、6.79% (P<0.05) 、4.51% (P>0.05) 、6.65% (P<0.05) 、6.24% (P<0.05) 、6.92% (P<0.05) 、7.08% (P<0.05) 和6.94% (P<0.05) ;与70%组相比, 0 h低0.62% (P>0.05) , 而其他时间点分别高5.23% (P<0.05) 、3.98% (P>0.05) 、3.19% (P>0.05) 、3.04% (P>0.05) 、2.68% (P>0.05) 、5.74% (P<0.05) 和6.27% (P<0.05) 。见表4。

注:表中数据为平均值±标准差;同行数据中肩标相同字母者表示差异不显著 (P>0.05) , 肩标不同字母 (相邻) 表示差异显著 (P<0.05) , 肩标不同字母 (相间) 表示差异极显著 (P<0.01) 。

3 讨论与小结

尼龙袋内饲料的消失率反映山羊瘤胃中的消化生理特点, 与消化率、采食量有一定相关性, 瘤胃内的干物质消失率的大小反映了饲料消化的难易程度[6]。本试验中随着饲料在山羊瘤胃内培养时间的延长, 干物质消失率逐渐升高, 到96 h趋于稳定。未发酵稻草的干物质消失率显著低于发酵10、20、32 d的稻草干物质消失率。发酵10 d的各组饲料之间的干物质消失率以水分添加量为60%组最高, 但与其他组间差异不显著;发酵20 d的各组饲料之间的干物质消失率以水分添加量为60%组最高, 与40%组和50%组达到差异显著性水平, 但与70%组差异不显著;发酵32 d的各组饲料之间的干物质消失率以水分添加量为60%组最高, 但与其他组间差异显著。说明发酵时间和水分添加量影响稻草微生物饲料的干物质消失率, 发酵后的稻草比未发酵的易消化, 以水分添加量为60%、发酵32 d的饲料干物质在山羊瘤胃内消失率效果最明显。可能是因为稻草秸秆在秸秆微生物菌剂的作用下, 稻草中纤维素和木质素的复合结构被打破, 使瘤胃微生物能够充分地与秸秆纤维接触, 从而使粗纤维类物质能够更充分地被瘤胃微生物所分解, 降低其纤维素、半纤维素和木质素的含量, 提高了秸秆的消化率。因此, 按照水分添加量为60%、发酵32 d的工艺制成的稻草秸秆微生物饲料饲喂山羊, 最容易被消化, 从而提高饲料转化率。

参考文献

[1]李莉娜, 吴仙, 朱丽莉, 等.山羊稻草秸秆微生物饲料发酵效果的研究[J].贵州畜牧兽医, 2013, 37 (6) :7~10.

[2]冯仰廉.反刍动物营养学[M].北京:科学出版社, 2004.

[3]庞其艳, 王秀清, 马天乐, 等.微贮稻草与风干稻草肥育滩羊的效果对比试验[J].黑龙江畜牧兽医, 2004, (1) :31~32.

[4]王仁华, 程树芳, 余炉善, 等.稻草生物饲料饲喂山羊增重效果试验[J].中国草食动物, 2004, 24 (4) :55~55.

[5]宋小珍, 瞿明仁, 徐海燕, 等.稻草不同处理方法对山羊增重的试验研究[J].饲料工业, 2006, 27 (19) :40~42.

干物质生产 篇4

1 材料与方法

1.1 试验动物与日粮

选择3头体况良好, 年龄、体重、胎次、泌乳期相近的中国荷斯坦奶牛, 安装永久性瘤胃瘘管。全混合日粮 (TMR) 由扬州大学奶牛场生产, 主要由精料补充料、营养料、微贮啤酒糟、苜蓿干草、玉米青贮料构成, 其中精料补充料由玉米、大麦、菜籽粕、豆粕、DDGS、碳酸氢钙等组成, 营养料主要为脂肪酸钙等, TMR营养水平见表1。

1.2 饲养管理

每天饲喂3次 (8:00、16:00、22:00) , 自由饮水。畜舍保持通风、干燥。

1.3 试验设计

1.3.1 饲料处理

试验豆粕来源于扬州大学牧场原料部, 蛋白含量为45%;葡萄糖由安徽丰原生物化学股份有限公司提供。

按表2的方案对豆粕和葡萄糖进行处理。

注:葡萄糖添加量为在干物质中的含量。

1.3.2 样品采集与处理

按冯仰廉[2]所述方法, 将尼龙袋于晨饲2h后通过瘘管投入瘤胃腹囊处, 每头牛放5根绳, 每根绳系2个袋。尼龙袋用细涤纶线双道缝合, 针孔用防水耐温胶密封, 规格为19cm×14cm, 孔径45μm, 装料后袋口用细线缝合。称量5g左右样品装入称重后的尼龙袋中, 标号, 缝紧袋口, 用电子天平 (感量0.000 2g) 准确称量, 每个样品做一个平行样;每2个平行样用尼龙绳缝于塑料软管 (直径6mm、长20cm) 上固定, 塑料软管上端系一粗尼龙绳, 将其固定于瘤胃瘘管外部。投样后, 在2, 6, 12, 24, 36, 48小时6个时间点各取一根绳。将取出的尼龙袋在冷水中浸泡0.5h后用流水缓慢冲洗, 直到水澄清为止 (一般10～15min) [3]。再将冲洗干净的尼龙袋放入65℃烘箱烘至恒重 (约48h) 。取出, 回潮24h后测定残渣干物质含量。

1.4 测定指标及方法

干物质按照常规成分分析方法测定[4]。

1.5 统计分析

利用Excel软件处理基础数据, 应用SPSS15.0统计软件对试验数据进行非线性拟合分析和多重比较。

2 结果与讨论

日粮干物质在瘤胃中的降解程度对蛋白质消化具有重要影响, 因此研究瘤胃降解速率在奶牛饲养中具有重要地位。

2.1 不同葡萄糖添加水平与豆粕复合加热后各时间点瘤胃干物质降解率 (见表3)

%

注:数据肩注小写字母相同表示差异不显著 (P>0.05) , 相邻表示差异显著 (P<0.05) , 相间表示差异极显著 (P<0.01) 。

由表3可见:豆粕干物质降解率与其在瘤胃内的培养时间和葡萄糖添加量紧密相关。在2, 6, 12, 24, 36, 48小时时, 处理组较未处理组豆粕干物质降解率均降低, 且随培养时间延长干物质降解率升高, 最大为0.325 5%。随葡萄糖添加量增加干物质降解率逐渐降低, 处理组在各时间点豆粕瘤胃干物质降解率均低于未处理豆粕, 差异极显著 (P<0.01) 。

2.2 不同葡萄糖添加水平与豆粕复合加热后的干物质动态降解率 (见表4)

%

注:同行数据肩注小写字母相同表示差异不显著 (P>0.05) , 相邻表示差异显著 (P<0.05) , 相间表示差异极显著 (P<0.01) 。a表示被测饲料快速降解部分, b表示慢速降解部分, c表示慢速降解部分的降解速率, ED为干物质降解率。

由表4可见, 所有处理组的快速降解部分和慢速降解部分均低于未处理组, 处理组豆粕开物质动态降解率与未处理组豆粕动态降解率相比差异极显著 (P<0.01) , 9%组最低, 但7%和9%组差异不显著 (P>0.05) 。

3 讨论

尼龙袋内饲料的降解率反映奶牛瘤胃中的消化生理情况, 它与消化率以及自由采食量有一定的相关性。瘤胃粗蛋白降解率的高低反映了饲料营养损失的多少, 而干物质瘤胃降解率的高低反映了饲料消化的难易程度。在瘤胃中存放时间越长干物质降解的越彻底, 符合瘤胃消化生理机理。葡萄糖在加热的条件下与豆粕蛋白发生梅拉德反应, 改变了蛋白质的结构, 从而降低了其溶解度, 导致蛋白降解率降低。干物质与蛋白质的降解率具有很强的相关性, 大豆粕中蛋白质约占干物质含量的一半左右, 所以蛋白质在瘤胃中的降解率下降, 受其影响干物质降解率也相应降低。试验中随着葡萄糖添加量的增加与之反应的蛋白质也越多, 蛋白质降解率降低, 所以大豆粕干物质降解率也会逐渐下降。TuncerSD等在木糖处理豆粕试验中, 随着木糖添加量的增加干物质降解率逐渐降低, 这与本试验结果一致。其结果中未处理豆粕干物质24小时时的降解率为0.770, 48小时时的降解率为0.914, 与之相比, 本试验的降解率均比较低, 这是因为饲料在瘤胃的降解率还受个体、饲料来源、加工条件、微生物区系等的影响。

4 结论

(1) 葡萄糖加热处理可以降低饲料干物质在瘤胃的消失率和降解率。从降解动力学分析, 葡萄糖加热处理降低了饲料干物质的快速降解部分、慢速降解部分和有效降解率。干物质有效降解率降低最高达28.78%。

(2) 随着葡萄糖添加量的增加干物质在各时间点的降解率与其动态降解率逐渐降低, 从经济利益角度考虑7%为最佳添加水平。

参考文献

[1]冯仰廉.第一届中韩国际动物营养和饲料加工技术学术研讨会文集[M].北京:中国农业大学出版社, 1996:128-137.

[2]冯仰廉.用尼龙袋法测定几种中国饲料在奶牛瘤胃中的降解率及该方法稳定性的研究[J].中国畜牧杂志, 1984 (5) :3-6.

[3]CHURCHD C.The ruminant animal digestive physiology and nutri-tion[M].New York:New York Press, 1988:2-11.

干物质生产 篇5

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2012年在吉林省农业科学院桦甸综合试验站进行, 供试农田为冲积土, 土壤含有机质1.14%、速效氮102.49 mg/kg、速效磷102.53 mg/kg、速效钾151.89 mg/kg。

1.2 供试材料

供试玉米品种为先玉335;化控剂选用玉多十 (主要成分为乙烯利、DA-6, 适宜在11展叶之前喷施) 和壮丰灵 (主要成分为乙烯利、芸苔素内酯, 适宜在11~13展叶喷施) 。

1.3 试验设计

试验采用裂区设计, 以密度为主区, 不同化控处理为副区。密度处理为8.5万株/hm2 (M1) 、9.5万株/hm2 (M2) ;化控处理为8展叶喷施玉多十450 g/hm2 (T1) , 11展叶喷施壮丰灵325 mg/kg (T2) , 8展叶喷施玉多十450 g/hm2、11展叶喷施壮丰灵325 m L/hm2 (T3) , 空白对照 (CK) 。3次重复。小区行长6 m, 行距60 cm, 6行区。

1.4 测定项目及方法

株高、穗位高于吐丝期在田间以米尺测量;叶面积指数用长×宽×系数法调查叶面积, 并通过叶面积与单位土地面积折算求得;植株干物质重取植株地上部分, 分割后在105℃杀青10 min, 80℃烘干至恒重, 然后测定干重;成熟期进行测产、考种。

1.5 数据处理

采用Microsoft Excel 2007进行试验数据处理, 采用SPS13.0统计软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理下玉米株高、穗位高比较

从图1可以看出, 在8.5万株/hm2和9.5万株/hm2密度下, 化控处理的株高均小于CK, 其中尤以处理T3的株高降幅最大, 与CK间差异显著, 2次化控较1次化控矮化效果明显;8.5万株/hm2时, 株高为处理T3<处理T1<处理T2

2.2 不同处理下玉米叶面积指数比较

从图2可以看出, 不同密度条件下, 叶面积指数均随生育进程的推进呈单峰曲线变化, 峰值出现在吐丝期, 吐丝期之前各处理间叶面积指数差别不大;拔节期和大喇叭口期CK和处理T2略显优势, 到了吐丝期之后, 叶面积指数开始逐渐下降, 而各处理叶面积指数的下降幅度差别较大:CK下降的最为明显, 在灌浆期和乳熟期, CK的叶面积指数均为所有处理中最低, 8.5万株/hm2密度时, CK吐丝期至乳熟期叶面积指数降幅为30.63%, 9.5万株/hm2密度时, 降幅为37.17%;处理T3是生育后期叶面积指数降幅最小的处理, 8.5万株/hm2密度时, 吐丝期至乳熟期叶面积指数降幅为18.74%;9.5万株/hm2密度时降幅18.07%, 乳熟期时, 处理T3的叶面积指数为所有处理中最高;处理T1、处理T2生育后期的叶面积指数衰减程度居中, 乳熟期化控处理T1、处理T2和处理T3的叶面积指数均高于CK, 且与CK间差异显著, 可见化控技术的运用在一定程度上缓解了植株的早衰现象。

2.3 不同处理下干物质积累比较

从图3可以看出, 干物质积累量随生育进程的推进呈逐渐增加的上升趋势, 生育前期各处理间干物质积累量无明显差异, 灌浆期之后, 处理间差异开始显现, 到蜡熟期达到最大:处理T1、处理T2和处理T3的单株干物质积累量均高于CK, 化控处理干物质积累的优势在后期得以体现;其中处理T3的干物质积累量为所有处理中最高, 与CK间差异显著, 在8.5万株/hm2和9.5万株/hm2密度下, 处理T3蜡熟期干物质积累量分别比CK高15.24%和19.20%。

2.4 不同处理下玉米主要器官干物质积累量比较

从表1可以看出, 在植株生殖生长的后期, 籽粒是干物质积累与分配的绝对中心, 其干物质的分配比例达到整株干重的40%以上, 对各处理进行比较不难发现, 8.5万株/hm2和9.5万株/hm2密度下, 化控处理T1、处理T2和处理T3的籽粒干物质积累量及所占比例均显著高于CK, 其中又以处理T3的优势最为突出, 籽粒干物质量及分配比例均为最高, 且与其他处理间差异显著;化控处理在叶的干物质积累上也体现出优势, 处理T1、处理T2和处理T3的叶干物质积累量及分配比例均高于CK, 且与CK间差异显著, 处理T3处理的叶干物质量显著高于其他处理, 优势较为明显, 而其叶干物质分配比例, 与其他化控处理并无显著差异;茎、叶鞘的干物质积累量及分配比例无明显差异性和规律性。

注:表中不同小写字母表示在5%水平差异显著性。下同。

2.5 不同处理下产量及产量构成因素比较

从表2可以看出, 在各密度条件下, 化控处理T1、处理T2、处理T3的产量均高于CK, 且与CK处理间差异显著。不同化控处理间进行比较, 8.5万株/hm2时, 产量为处理T3>处理T1>处理T2>CK, 9.5万株/hm2时, 产量为处理T3>处理T2>处理T1>CK, 除在9.5万株/hm2密度下, 处理T3与T2处理间差异不显著外, 处理T3与其他处理间差异均达到显著水平分析产量构成各因素, 在8.5万株/hm2密度下, 化控处理的穗数、穗粒数均高于CK, 处理T3的千粒重略低于CK, 其他化控处理的千粒重均高于CK;在9.5万株/hm2密度下, 化控处理的穗数、穗粒数和千粒重均高于CK, 可见通过化学调控手段, 可以优化产量构成各因素, 并最终提高产量。

3 结论与讨论

叶面积指数是衡量玉米产量及生长发育状况的重要指标[4], 有研究认为籽粒产量在吐丝前的各生育期与叶面积指数的关系最为密切, 在吐丝以后的各生育期则主要依赖同化产物的积累, 而各生育时期同化产物的积累则同叶面积指数关系密切[5]。试验证实, 通过合理的技术措施, 提高玉米的干物质积累量, 促进光合产物向籽粒的分配, 才能够最终提高玉米的经济产量[6]。该研究结果表明, 化控处理后的植株叶片在生育后期衰减速度缓慢, 能够维持相对较长的功能期, 植株的干物质积累量增加。由于生育后期, 植株生长重心向生殖生长的转移, 所合成的光合产物主要流向穗部, 籽粒中的干物质积累量增多, 最终体现为产量的提高。各化控处理中, 相较于单独使用化控剂玉多十或壮丰灵的处理, 2种化控剂配合使用在降低植株的株高、穗位, 减小发生倒伏风险, 减缓生育后期叶面积指数衰减程度, 增加干物质积累量及籽粒中的分配比例, 并最终提高产量等方面效果更为显著。

摘要：以先玉335为试材, 研究化控剂玉多十和壮丰灵对其生长发育及干物质积累的影响。结果表明, 2种化控剂均能降低玉米植株株高, 延缓生育后期叶面积指数的衰减, 增加干物质积累量, 提高籽粒中的干物质分配比例, 从而获得高产。各处理相比较, 玉多十和壮丰灵配合施用效果更好。

关键词：玉米,化学调控剂,生长发育,干物质积累,影响

参考文献

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[2]史磊, 常程, 刘晶.化控剂“康丰利”对玉米农艺及产量性状影响研究[J].辽宁农业科学, 2010 (1) :35-39.

[3]张国合, 常建智, 李彦昌.化控抗倒剂的筛选与评价研究[J].安徽农业科学, 2013, 41 (5) :1997-1998.

[4]于强.水稻叶面积指数的普适增长模型[J].中国农业气象, 1995, 16 (2) :6-8.

[5]崔彦宏, 罗蕴玲, 李伯航.紧凑型夏玉米群体光合特性与产量关系分析[J].玉米科学, 1994, 2 (2) :52-57.

干物质生产 篇6

1 地膜覆盖在玉米生长过程中的应用

地膜覆盖作为农业领域一项基本的栽培技术, 能够起到提升土壤的肥力的作用, 还可以抑制杂草, 减轻病害的效果。这与它具有的控温、保湿、保肥等基本性质是密不可分的。地膜覆盖在农作物生长过程中的广泛应用保证了农作物的早熟和高产。我国是世界上地膜覆盖面积最广的国家, 在农作物的栽培上地膜覆盖已经成为一项效率极高的增产技术, 并且在全国范围内得到全面的推广和普及。有数据表明, 把地膜覆盖运用到玉米的栽培上提升增产幅度, 大约30% ~ 60%, 在玉米的投入与产出比上也仅仅达到1 ∶ 2.5 左右。可以说地膜覆盖栽培的应用保障了农作物的产量, 提高了玉米生产的经济效益。地膜覆盖具有传统农业栽培方式所不具备的优势, 不但可以提升农作物的单位面积产量, 还能够提升产品的经济效益。探索不同地膜覆盖栽培对于了解农作物增长的方法是十分必要的, 还能够通过研究来改进玉米种植过程中的栽培技术, 提升玉米的产量。

2 不同地膜覆盖栽培对玉米产量的影响

2.1玉米干物质的积累与地膜覆盖

不同的栽培方式对玉米干物质的积累会产生不同的影响, 覆膜栽培的方式下的玉米产量和干物质积累要明显高于没有使用地膜覆盖的玉米。玉米里面干物质的产量有很大一部分受到了光合作用的影响。其主要呈现的特征表现为“慢、快、慢”, 无论何种覆膜方式, 都能够对玉米干物质的积累起到促进作用, 只是鉴于不同玉米品种和覆膜方式的不同, 玉米干物质的积累也不尽相同。成熟期的半膜双垄沟播和膜侧沟播以及半膜平铺这几种栽培方式虽然没有表现出明显的不同, 不可否认的是这几种覆膜栽培方式对玉米干物质积累的确有很大的促进作用。

2.2不同覆膜栽培对玉米产量的影响分析

针对当地的自然条件, 玉米的栽培习惯和生产季节, 采用不同的覆膜栽培方式来探究对玉米产量的影响。研究发现, 玉米的千粒重、籽茎比和实际的产量在不同覆盖模式下所产生的效果是不同的。随着覆盖面积的加大, 玉米的籽茎比渐渐减小;在实际产量上, 全膜覆盖栽培、露地栽培、半膜栽培3 者之间的差异明显;在千粒重上, 全膜栽培的玉米和半膜栽培的玉米差异则不是太过明显, 但都与露地栽培 (也就是无膜覆盖) 有明显差异。

不同的覆膜方式还会在一定程度上对玉米的品质产生影响。不同环境下玉米籽获得的营养多少也是有差别的, 这就造成了玉米品质的不同。比如, 随着覆盖面积的逐渐增加, 玉米内的蛋白质总量也在逐渐增大, 其中全膜覆盖的玉米蛋白质最高, 半膜次之, 露地栽培则是总量最低的一种。但是在蛋白质的含量上, 半膜覆盖栽培则是最高, 露地栽培仍然最低。覆盖度的增加降低了玉米籽的粗脂肪含量。具体表现为全膜栽培最低, 半膜次之, 露地栽培的玉米粗脂肪含量则是最高的。覆盖度的增加也影响了玉米内的粗淀粉量, 露地栽培的粗淀粉含量最低, 全膜栽培含粗淀粉量最高。

无论是玉米的千粒重、籽茎比、蛋白质含量及总量、粗脂肪量、粗淀粉量都在不同覆膜栽培方式下产生不同的变化, 影响了玉米的品质。通过影响玉米品质产生变化, 对玉米总体产量产生影响。可以说不同的覆膜方式在玉米生产过程中所起到的作用是不同的, 这就需要针对不同的情况 (玉米的品种、当地的环境、玉米生产的季节等) 来合理安排玉米的覆膜式栽培, 保证玉米产量的持续稳定增长, 提高玉米生产的经济效益。

2.3地膜覆盖需要注意的问题

在玉米的覆膜栽培过程中还需要注意对地膜的维护与保养, 以免地膜出现问题而影响玉米的产量。比如要在玉米种植前及时清理掉残膜, 避免对土壤造成污染对玉米的生长环境产生不良影响, 不然可能会导致玉米的减产;在一些贫瘠的土地和沙地上不易进行覆膜式栽培。由于土壤肥力不足, 难以对玉米起到增产作用, 即便覆膜也不会产生太大的影响, 因为沙地比较干旱, 缺少玉米生长所必须的水分也不适宜覆膜式栽培。这些都是在玉米的栽培上需要注意的问题, 唯有做好调查, 更合理安排玉米种植, 才能做到玉米的稳产和高产。

3 结束语

干物质生产 篇7

本研究以一个高蛋白品种和一个高产品种为试验材料,从开花后35d起,对大豆植株不同节位籽粒取样,并从物质流动及物质转化角度分析,试图探索大豆在籽粒形成过程中干物质、脂肪和蛋白质的动态积累规律,以期获得干物质、脂肪、蛋白质积累的关键时期,为采取相应合理的栽培措施而获得优质高产大豆提供理论基础。物质流动主要是指有机物质由“源”向“库”的运输,“源”通常指能进行光合作用的叶片,“库”指消耗光合产物的器官如大豆籽粒,籽粒形成的实质是源库流互作的过程。物质转化主要是指糖、脂肪、蛋白质互相转化,从能量供应的角度看,糖、脂肪及蛋白质三大营养素可以互相代替,并互相制约,前人研究表明在大豆籽粒形成过程中也存在糖、脂肪、蛋白质互相转化。

1 材料和方法

1.1 供试材料

采用不同类型的大豆材料:高产品种绥农14,高蛋白品种黑农48,均为亚有限结荚习性且生育期相同。

1.2 试验方法

种植方法:2008年在红兴隆科研所试验地进行试验,供试土壤为草甸黑土,速效N:28.3mg/kg,速效P:65.3mg/kg,速效K:256.5mg/kg。每个品种小区面积70m2,设三次重复,5月8日播种,每公顷施种肥磷酸二铵180 kg,尿素70 kg,硫酸钾40 kg。种植密度为28万株/hm2,管理同一般大田。

取样方法:大豆开花(全田50%开花)后35d,每间隔5d取一次籽粒样本,直至成熟,植株的6-8节为下部节位,9-11节为中部节位,12-14节为上部节位,每个品种每个重复取7m2。

1.3 测定方法

每次按节位取样后自然风干剥粒,采用近红外9100型仪器测定脂肪、蛋白质含量,干物质重(百粒干物质重)测定采用称重法。

2 结果与分析

2.1 籽粒干物质积累的动态变化

从图1看出,大豆籽粒的干物质动态积累呈S形曲线变化,无品种差异。干物质的积累大体可分为两个阶段:快速增长期和缓慢增长期。快速增长期在开花后35-50d,黑农48、绥农14上、中、下节位干物质积累量分别增长6.1g、8.5 g、8.7g,7.2 g、8.7 g、10.5 g,都以下部节位的干物质积累增长量最大,中部次之,上部最少,且绥农14的干物质积累增长量高于黑农48。在开花后50d黑农48上、中、下节位干物质重分别为:12.5 g、16.4 g、17.6 g,绥农14上、中、下节位干物质重分别为:10.1 g、13.5 g、15.3 g,此时籽粒干物质重:下部节位>中部节位>上部节位。黑农48与绥农14均属亚有限结荚习性,田间观察期在开花后35-50d,结荚顺序依次是:下部节位-中部节位-上部节位,下部节位籽粒较早形成,为早期的“库”,库容量较大,“源”到“库”的物质运输流速也较快,因此下部节位籽粒的干物质增长量较中上部节位大,中部节位较下部节位大,进而下部节位的籽粒“库”可从“源”得到较多的物质,致使籽粒干物质重:下部节位>中部节位>上部节位。缓慢增长期在开花后55-70d,黑农48、绥农14上、中、下节位。干物质积累量分别增长3.1g、1.5g、1.7g,4.6g、2.7g、1.1 g,这时期上部节位增长快。成熟时黑农48上、中、下节位百粒干物质重分别为:17.9 g、19.8 g、21.0 g,绥农14上、中、下节位百粒干物质重分别为:17.5 g、17.8 g、17.9 g,黑农48的百粒重在节位间存在差异,说明节位籽粒百粒重具有品种特异性;黑农48的百粒重较绥农14大,说明其相对“库”容量较大。在开花后55-70d下部节位籽粒“库”容量基本饱和,限制了“源”到下部节位籽粒“库”物质运输的流速,致使上部节位籽粒干物质增长加快。在籽粒形成过程中(开花后35-70d),黑农48、绥农14上、中、下节位干物质积累量分别增长11.5g、12.3 g、11.9 g,14.6 g、13.0g、11.6 g,绥农14物质运输速率较黑农48快,且绥农14的物质运输速率节位间存在差异,说明当环境条件一致时,物质运输速率与基因型有关。

2.2 籽粒脂肪积累的动态变化

由图2看出,绥农14与黑农48各节位的脂肪积累均呈波动趋势。在开花后35d到40d脂肪含量快速增长;而后增长速度下降,到开花后55d时两个品种各节位的脂肪含量均达到曲线的最高点,黑农48、绥农14上、中、下节位的脂肪含量分别是:19.9%、20.25%、20.42%,20.57%、20.77%、20.85%;之后脂肪含量下降、缓慢上升,到成熟时,上、中、下各节位的脂肪含量同开花后55d比降低,黑农48降幅为:1.9%、1.15%、1.15%;绥农14降幅为:0.27%、0.4%、0.1%。黑农48的降幅大于绥农14,说明高蛋白品种在生殖后期消耗相对较多的脂肪,为次生代谢产物提供能量,如合成卵磷脂、脑磷脂、异黄酮,在环境条件一致时,脂肪的终含量是由基因型决定的。脂肪积累总体呈现其含量增加先快后慢、最后趋于稳定,且积累规律无基因型差异。

在开花后35d,黑农48、绥农14上、中、下节位的脂肪含量分别是:15.70%、10.57%、15.07%,15.04%、13.07%、10.04%,节位间籽粒脂肪含量存在显著差异,而在开花40d以后节位间籽粒脂肪含量几乎无差异。脂肪在大豆种子中合成,非经物质运输转运而来,不涉及“库”间竞争问题,在开花后35d这一取样点节位间差异,可能是由籽粒自身合成脂肪速率不同造成的,而后当脂肪积累到一定量时,合成速率受产物限制,节位间合成速率趋于一致,所以无差异。

2.3 籽粒蛋白质积累的动态变化

由图3可知不论高产还是高蛋白品种,在开花后35d籽粒中各节位的蛋白质含量就已达到较高的水平(40%以上),蛋白质的积累各节位呈一致的W型波动曲线,开花后45d时降到了各节位的最低点,后又上升。蛋白质积累总的趋势是先快速降低后缓慢上升,高蛋白品种的蛋白质含量增加多于高产品种。

比较分析图2和3可以看出,黑农48、绥农14在开花后35d到40d均是脂肪含量剧增,蛋白质含量骤减,说明蛋白快速降解,脂肪快速合成。Egli研究表明,种子合成脂肪时需要的能量主要来源于糖和蛋白质[15]。在开花后35d,当蛋白质含量高于40%时,其成为籽粒主要供能物质,所以需快速降解释放能量,此外蛋白质降解后,氨基酸分解后生成乙酰辅酶A,后者经还原缩合反应可合成脂肪酸进而合成脂肪,即蛋白质不仅为脂肪合成提供能量也可转变为脂肪,但其主要作用应是供给脂肪合成的能量,因为在此期间蛋白质含量平均降低2%而脂肪平均增加6%。所以在此阶段糖和蛋白质共同为脂肪合成供能,致使脂肪含量快速增长。

籽粒蛋白质是在籽粒中合成的,在开花后35-70d,黑农48、绥农14上、中、下各节位的蛋白质含量无差异。蛋白质属大分子物质不宜运输,但合成蛋白质的氨基酸及释放能量的寡糖是由“源”运输到籽粒的。干物质转化蛋白质的效率是蛋白质合成的限制因子,转化效率是由基因型决定的,各节位是一致的,虽然干物质积累存在节位差异,但由于转化效率的限制,致使蛋白质含量无节位差异。

2.4 脂肪、蛋白质含量与干物质积累的相关分析

从表1看出,在籽粒形成过程中,某一确定生育期,环境条件一致的情况下,大豆籽粒脂肪、蛋白质含量与干物质积累无显著相关性,说明脂肪、蛋白质的积累不受干物质积累的影响,本结果表明脂肪、蛋白质的积累与干物质积累是相互独立的过程。脂肪积累量与蛋白质积累量在籽粒形成后期呈显著的负相关,开花后55d及70d时呈极显著的负相关,相关系数分别为-0.9619、-0.9345;65d时呈显著负相关,相关系数为-0.8445。此结果说明脂肪积累与蛋白质积累是相互影响的,在开花后55d,脂肪积累量已经达到最大值,直到成熟这期间的不同节位脂肪含量变幅最大为1.9%,开花后55d到成熟时不同节位蛋白质含量的变幅最大为1.25%,蛋白与脂肪积累显著负相关出现在生殖后期,而不是其含量变化最大阶段,说明生殖后期是决定成熟种子蛋脂比的关键期。

3 结论与讨论

3.1 2个不同类型的大豆品种各节位的干物质积累呈S型曲线变化,籽粒形成期干物质始终是增长的,干物质积累趋势在节位间是一致的,但干物质积累量在节位间存在差异。本研究表明干物质的积累符合“源”“库”运输理论,且基因型不同,“库”容量、运输速率不同。黑农48成熟时节位间百粒重有差异,下部节位百粒重最大,说明库容量也应较大,相应的运输速率应较快,但在干物质缓慢增长期,上部节位的运输速率却较大,这是由于较大的库容量虽可促进源的物质运输,但运输速率并不完全取决于潜在的库容量,而受生长中库器官的代谢活性调节。绥农14在成熟时百粒重无节位差异,但在籽粒形成前期与黑农48一致,干物质积累量存在节位差异,由于其具有节位间不同的物质运输速率最终导致无差异。绥农14较黑农48的运输速率快,但百粒重却小于黑农48,说明其运输物质的绝对量少,环境对百粒重有影响,基因型应起决定作用。此外,籽粒在形成过程中,合成脂肪和蛋白质,他们是干物质的重要组成部分,但他们并不是干物质的主要来源,因为他们是由籽粒所含干物质的其他成分转化来的,如糖、氨基酸、碳水化合物,脂肪和蛋白的增加并不会增加干物质的积累量,因为其有相应的物质消耗,但干物质的增加可能会增加蛋白、脂肪积累量,但是没有必然联系,主要取决于蛋白质、脂肪转化效率。本研究关于干物质的积累与蛋白质、脂肪积累相关分析也说明了这一点,Egli等人研究也认为籽粒干物质积累与蛋白质含量无关[15]。所以本研究认为籽粒干物质积累主要取决于“源”“库”“流”互作,但本试验为一年试验,且品种少,还需多年多品种继续验证。籽粒干物质积累是个漫长复杂的过程,是基因与环境互作的结果,因此在生产中,应选择优良基因型,根据干物质积累曲线,在干物质积累的快速增长期即籽粒形成前期采取合理有效的栽培方法,进而提高大豆产量。

3.2不同类型大豆品种各节位的脂肪积累量呈猛增后降又缓慢上升的S型曲线变化,开花后55d各节位脂肪含量均达到最高点,而后降低,高蛋白品种脂肪含量降低百分点大于高产品种,可能是由于其转化储藏脂肪的能力较弱,未被转化的脂肪降解,参与次生代谢产物合成。脂肪在籽粒中合成,Rubel研究表明在开花后25d,籽粒脂肪含量为5%,但只有1%是种子储藏脂肪,在开花后24-40d,脂肪快速积累到约20%,但此时仅有30%是种子储藏脂肪[16]。本研究结果也表明开花后40d脂肪含量约达到20%,而开花后55d达到最大,种子在形成中需要耗费很多能量,来完成自身形态建成,在籽粒形成中期脂肪被做为供能物质而非储藏脂肪。大豆种子是由受精卵发育而来的,从开花到花后25d左右为受精卵分化期,分别完成胚、子叶、种皮的分化,此后为各器官细胞增殖的器官膨大期[17]。脂肪的快速增长期恰是子叶完成分化后,脂肪应在子叶中合成转化。种子中大部分储藏脂肪的积累应在籽粒形成的后期。

3.3不同类型的大豆品种各节位蛋白质的积累量呈一致的W型曲线变化,开花后35-45d为蛋白质含量降低期,开花后50d至成熟是有升有降的缓慢增长期。高产品种绥农14在开花后35d籽粒蛋白质含量最高,但此时的蛋白质只有很少一部分是成熟种子的储藏蛋白,Rubel研究表明在开花后25d,籽粒蛋白质含量为30%,但仅有2%的蛋白质是种子储藏蛋白[16]。在种子形成过程中非储藏蛋白被降解,为细胞增殖或其它物质合成提供能量。所以在种子形成的前期籽粒含蛋白质的量并不能决定种子储藏蛋白的终含量,如本研究结果显示绥农14在开花后35d蛋白质含量高于黑农48但成熟后黑农48的蛋白含量高于绥农14。由此看来,籽粒形成后期是种子中大部分储藏蛋白积累的关键期。

3.4本研究对蛋白与脂肪积累相关分析表明,蛋白与脂肪积累在成熟后期呈显著负相关,与前人研究结果有所不同。籽粒形成前期,细胞分化、DNA复制、m RNA转录、功能蛋白合成、器官建成,这就涉及多个代谢途径相互作用,相互影响,脂肪、蛋白的合成与降解只是众多生化反应的一小部分,受多因素制约,所以在前期他们没有相关性。在成熟后期,种子已具有成熟种子应有的结构,只是进一步完成物质积累及合成一些次生代谢物质,此时蛋白与脂肪的转化积累已为主要生化反应途径,且蛋白与脂肪含量约占籽粒干物质的60%,所以成熟后期二者才有显著负相关。在此时期有利于脂肪形成的条件,蛋白质含量则下降,在生产实践上,同时提高二者的含量受到一定限制。因此,可根据栽培目的采取相应的措施,以调控脂肪与蛋白质的积累。

摘要：大豆籽粒干物质积累是产量构成因子之一,脂肪和蛋白质的含量是大豆的品质指标,因此对大豆籽粒干物质及品质性状积累规律进行研究是必要的。本研究利用不同基因型大豆品种从物质运输和物质转化角度对不同节位籽粒干物质、脂肪、蛋白质的动态积累进行分析。结果表明:(1)籽粒干物质动态积累呈“S”型曲线变化,无基因型差异;籽粒干物质的积累是源库流互作的过程,由于库竞争的存在,致使干物质积累量存在节位差异;(2)脂肪含量的增加呈先快后慢、最后趋于缓慢的S型曲线,蛋白质的积累大致呈W型曲线变化,二者积累关键期在生殖后期;(3)脂肪和蛋白质积累在生殖后期呈显著负相关,从能量角度分析二者存在相互转化。