实验作物生长分析

实验五、作物生长分析一、目的通过对作物生长过程的分析，了解作物的物质生产量，即干物质增长的规律及其定量研究的方法。二、内容说明作物的经济产量是由生物产量中经济价值较高的部分组成。生长分析法就是以干物重量的积累与分配来衡量产量的一种方法。所以，作物的生育过程也是以植物体干物质增长过程为中心进行研究，这种方法具有两个特点：1.在测定干物质增长过程中同时测定同化作用的器官—叶面积。即与光合作用的生理功能密切结合，从而越出生育特性与丰产性能的简单相关关系，深入到生理生态的因果关系。2.对不同种类的作物，同一作物的不同品种和同一品种的不同栽培条件的生育差异，均可进行比较。三、材料及用具1.所需测定的作物植株2.1/100天平、剪刀、直尺、光电叶面积测定仪、烘箱、铝盒等。四、方法与步骤在预定供试作物的田块中，每隔一、二周等适当间隔期，取样调查叶面积和干物质重，然后就前后两次的数值进行下列项目的计算。计算项目1.相对生长率RGR（RelativeGrowthRate）2.净同化率NAR（NetAssimilationRate）3.叶面积比率LAR（LeafAreaRate）4.作物生长率CGR（CropGrowthRate）（一）作物叶面积的测定作物叶面积的大小与作物光合产物的形成、分配、积累密切相关，作物叶面积是作物生长分析中的主要因素之一。要进行作物生长动态分析，就必须在作物生长过程中根据需要多次进行叶面积的测定。测定方法：测定作物叶面积有多种方法，因作物不同而异，常用的方法有以下几种：（1）纸样称重法：将各点取样叶片（未展开的和枯黄叶片除外）逐叶平辅于厚薄均匀的纸上，用铅笔沿叶缘描下，然后用剪刀按铅笔所画的叶形剪下，全部称重得W1，另取已知面积A1的纸，称得重W2，则叶面积：2112WWAA叶面积的测定（2）比叶重法：①鲜重法：将取样的全部叶片鲜样称重。再选其中大、小两个类型的叶片各10片，叠集起来，分别用两种规格的已知面积纸板（或木板、玻璃板），压在叠好的叶片上，用刀片小心沿纸板边缘切割，切下一定面积的样叶在扭力天平上称重。或者用已知面积的打孔器，将其打孔图片称重。经过计算得出比叶重值（g/cm2）两个值平均后得平均比叶重（g/cm2）。（下式中0.0001为将平方厘米转化为平方米的转换系数。）0.0001g/cmgm22）平均比叶重（）取样点鲜叶重（）＝取样点叶面积（叶面积的测定（2）比叶重法：②干重法：按上述方法将切割后已知面积的叶片及其余叶片，分别置于102—105℃鼓风干燥箱中烘8小时，冷却至室温，用扭力平平称重，求得比叶重（g/cm2），再求出其取样点的叶面积。（3）叶面积仪测定法：（4）长宽系数法：长宽的积、常比实际叶面积为大，因此要有一个校订系数。宽长叶片的实际面积＝校正系数X叶面积指数计算：土地面积叶面积叶面积指数＝（二）作物干物质的测定作物干物质是作物叶片光合作用的产物，作物生长分析的重要因素之一作物的净同化率，就是指一日内或一周内，整株植株或若干植株干物质量的增加量与其叶面积的比值，所以必须在测定叶面积的同时，要进行整株干物重的测定，从而了解单位面积内的干物质的增长速度。干物质的测定同叶面积的测定一样，每隔一定的时间进行一次。1.取样：根据作物生长田块的形状，大小、作物种类及生长均匀程度定点若干，每点选择有代表性的样株5株，全田10～20株（兜），洗去泥沙，带回实验室进行测定。作物干物质的测定2.烘干与称重：将样品器官分解，然后分别剪成适当大小（茎杆约6cm长），盛在瓷盘内，放入预先调到102℃的鼓风干燥箱中烘烤。样品放进后待箱温升至100℃或102℃开始记时，并让其在102±2℃范围内恒定，连续烘6小时，稍冷却、称重。再烘两小时，稍冷却再称重，直至前后两次重量恒定为止，大样品两次称重的1%内就算恒重了，以最后两次重量的平均进行计算。对于多种作物样品，由于组织幼嫩或含糖分多时，在100℃下烘烤往往有焦化的反应，为了减少高温引直的损失，在测定干物质重量时，常用这样的办法，即先将样品置入100℃烘箱内1小时，使植株体的全部生命活动停止，然后在80℃下烘干。（三）作物生长分析的计算方法1.相对生长率(RGR)按照生物生长是呈几何级数或指数函数的形式增加的规律,植物在生长过程中，株体越大，其生产效能就越高，则形成的干物质就越多。生产的干物质用于形成植物体，从而下一部分的生长则以更大的生产为主体，这种生长过程称之为植物生长的复利法则，用公式为W0：表示t＝0时植株重。R：表示利率（即相对增长率）t：表示时间tRWW)1(01.相对生长率(RGR)据此，则处于某个阶段的株体，见按照某个阶段的本利合计，增长率为利率，干物质增长部分为利息，而干物质增长过程则按复利法则，于是株体便不断扩大。如果相当于利率的相对增长R用下式表示：如假定R为恒定，将上式变为：积分得：从上式可知，植物体的干物质可以认为是受最初干物质，开始生长后的时间以及相对生长率三项因子所决定。如果将上式两边取对数，则有：dtdwWR1Rdtdww1RteWW0Rtnwnw0111.相对生长率(RGR)即lnw与t之间为一直线关系，R便是直线的斜率。如果确定生长的实测值是满足复利法则，只要看lnw和t是否呈直线关系则可。然而，在多数情况下，R并不是一常数（不恒定），而是随着生长进程而变化。因此有人提出以下关系式：积分得：上式发展了复利法则，对任何生长的曲线都适应。为了求出t2－t1间的平均生长率，则用下式计算。)(1tRdtdwwRdtewwto0R1212lnlnln)(ln1ttwwtwdtwddtdwwR上式R一般用小时-1作单位，但更多的是日-1周-1或年-1。2.净同化率（NAR）表示单位叶面积及单位时间的干物质增长量，它大体相当于用气相分析法所测定的单位叶面积同化率的数值。是根据植物干物质增长与植物叶片表面积测定法两者间接计算出来的。它是从叶片真正同化作用中减去了叶片，茎部和根系呼吸作用所消耗的部分以及落叶失去的部分。根据实测值可用下式计算：L：表示叶面积，NAR的单位可用克/米2周或毫克/分米2/天12121212lnlnln)(ln11ttwwLLLLtwdLLdtdwdLLddtdwdLdLLdtdwLNAR3.叶面比率(LAR)若把NAR概念引进到相对生长率中，生长率R便可分解为二部分。即：式中L/W项即作物单位重量的叶面积，称为叶面积比率（LAR），则为NAR。根据实测值可用下式计算：NARwLdtdwLwLdtdwwRGR)1(1dtdwL1)ln/(ln)()/(ln(ln)()()ln(ln)(/lnln12121212121212121212LLLL4.作物生长率(CGR)在作物群体生长情况下，群体产量可以用土地面积上的干物重表示，它的增长速度称为作物生长率，可用下式表示：式中的F为单位土地面积上的总叶面积，即叶面积指数LAI。此式表明，产量增长速度与NAR和LAI两者呈正比例。由于NAR的变幅较窄，所以对产量而言，LAI具有更重要的意义。LAINARFdtdwLCGR1五、作业与思考题1.把测定结果进行分析，填入下表生长分析各量记载表：（要提供原始数据）2.进行作物生长分析应测定哪些内容？3.作物的叶面积大小在作物生长中的意义何在？