三种稗属牧草生物学特性对不同光周期的响应

作     者：荆庆芳 

作者单位：宁夏大学 

学位级别：硕士

导师姓名：朱林

授予年度：2023年

学科分类：090503[农学-草业科学] 0909[农学-草学] 0905[农学-畜牧学] 09[农学] 

主      题：光周期 稗属牧草 生育期 临界光周期 生长生理响应 引种 

摘      要：稗属(Echinochloa)作为发展绿色畜产品的新型优质牧草,合理种植能够获得大量而稳定的饲草饲料,有利于区域畜牧业的发展。光周期作为调节植物生长、发育和营养质量关键的生态环境因子之一,能够直接影响作物的生长发育,进而调控作物的产量和品质。因此,探究不同光周期对植物生长发育及其调控机理机制,对预测和指导作物的引种及高产栽培具有重要的科学意义。基于此,本研究以宁夏无芒稗(Echinochloa crusgalli(L.)***(Pursh)Peterm. Ningxia )、湖南稷子(Echinochloa frumentacea(Roxb.)Link)和朝牧一号稗子(Echinochloa crusgalli(L.)Beauv. Chaomu 1 )为试验材料,在人工气候室进行不同的光周期处理,共设置5个处理,每个处理3个重复,分别为昼/夜8h/16h(记为Ph8)、10h/14h(Ph10)、12 h/12 h(Ph12)、14 h/10 h(Ph14)和16 h/8 h(Ph16),通过研究不同光周期处理对3种稗属牧草的生长指标及不同发育期形成的抗氧化酶、光合作用、叶绿素含量、叶绿素荧光、C、N含量等影响。探究不同光周期处理对3种稗属牧草生长发育的影响,且根据植物开花对光周期的反应,明确3种稗属牧草类型及其临界光周期日长,并揭示3种稗属牧草对光周期的响应机制,从而筛选出稗属牧草育种栽培的最适光周期,为我国优质牧草异地引种及高产栽培提供科学依据。研究结果表明:(1)光周期对宁夏无芒稗、湖南稷子和朝牧一号稗子的株高、茎粗、叶宽、叶长和叶片数均有显著影响(P朝牧一号稗子宁夏无芒稗。(2)光周期对3种稗属牧草的细胞相对膜透性、丙二醛含量、渗透调节物质含量、抗氧化酶活性、叶绿素含量、光合参数和叶绿素荧光参数等均有显著影响(P0.05)。随着光照时间的延长,3种稗属牧草的相对细胞膜透性、丙二醛含量、胞间CO2浓度(Ci)、渗透调节物质含量和抗氧化酶活性在各生育期均呈先降后升的趋势,叶绿素含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)则呈先升后降的趋势;且随着生育期的推进,叶绿素含量呈下降趋势。此外,随着生育期的推进,3种稗属牧草叶片中的C、N含量均呈先升后降的趋势;且C、N含量整体上表现为长日照处理下显著高于短日照处理。(3)3种稗属牧草均为短日照植物,在长日照(16h)处理下,3种开花显著延迟,且朝牧一号稗子不抽穗开花。宁夏无芒稗的临界光周期日长为13.7778 h;湖南稷子的为13.5926 h;朝牧一号稗子的为≤14h。(4)在3种牧草的生长和生理指标中,地上生物量与旗叶面积、穗重、叶绿素含量、净光合速率、PSII最大光化学效率和PSII潜在活性等呈显著正相关关系,与相对细胞膜透性、丙二醛、脯氨酸含量等指标呈显著负相关关系。综上所述,宁夏无芒稗、湖南稷子和朝牧一号稗子均为短日照植物,且3种稗属牧草的生长及生理生化指标均受光周期的调控。在光照时长中等条件(12 h)能够显著促进3种稗属牧草叶片中叶绿素的合成,有利于光合色素的积累,从而增强叶片对光能的传递和利用效率,增强光合作用,合成积累更多的光合产物,以此在较短时间内通过适宜的光照时间更大程度的提高牧草产量,可为我国优质牧草的合理引种及畜牧业的可持续发展提供理论依据。