实验1作物生长分析法

实验1 作物生长分析法

一、实验目的

1．学习生长分析法的测定与计算。

2．分析各生理指标间的关系。

3．学会使用各种仪器。

二、材料及用具

玉米植株、钢卷尺、电子天平、剪刀、牛皮纸袋、干燥箱、真空干燥器

三、内容说明

生长分析法是以作物生育过程中干物质增长过程为中心进行研究的，在测定干物质增长的同时，也测定叶面积。生长分析法的基本观点是作物产量以干物质重量来衡量，作物生育进程也以植株干物质增长过程为中心进行研究。其具体做法是每隔一定天数进行取样调查，测定植株不同器官的干物重并同时测定叶面积。下面是一些重要的生长分析法考察的生理指标。

1．叶面积指数(LAI)

叶面积指数是指作物群体总绿色叶面积与该群体所占土地面积的比值。即叶面积指数＝总绿叶面积/土地面积。作物大田生产通常是依靠单位土地面积上的作物群体来进行的，所以计算叶面积指数时要以单位土地面积上的群体叶面积为准而不能以单株叶面积为准。

表1为2001年6月13日取样时，高粱的单个叶片叶面积数据。取样株数为5株。通过下表可计算6月13日的叶面积指数。

表1 2001年高粱资料（叶长、叶宽单位cm。株距20cm，行距50 cm）

高粱的单叶叶面积=叶长×叶宽×

单株叶面积=各绿叶叶面积的和

叶面积指数=平均单株叶面积/平均单株土地面积=平均单株叶面积/（株距×行距）同学们在学习叶面积指数时，可以先以上面的数据计算各处理的叶面积，加深自己的印象。

2．光合势(LAD)

光合势是指在某一生育时期或整个生育时期内群体绿叶面积的逐日累积，光合势的单位以万m2·d/ hm2来表示。计算某一时期内的光合势的方法，一般是以这一时期内单位土地上的日平均叶面积乘以这一时期延续的天数。在群体生长正常的条件下，群体干物质积累数量与光合势呈正相关。

假设在t1～t2时间内，平均有l／2(L1十L2)的叶面积进行光合生产，这一期间的阶段光合势为：

LAD=1/2（L2+L1）（t2—t1）

全生育期总光合势为：

LAD=∑LAD i

L 2、L 1分别是t 2、t 1时的叶面积。

表2为1999年夏玉米三次取样数据，根据表2可计算7月9日～7月19日和7月19日～7月29日这两个阶段三个处理的光合势、净同化率、群体生长率等。

表2 夏玉米叶面积与干物质资料（干物质单位为：g/m 2；时间为 ： 月/日）

处理

叶面积指数LAI

干物质W

7/9

7/19 7/29 7/9 7/19 7/29 1 2 3

3．净同化率（NAR ）

净同化率是在群体条件下衡量作物叶片净光合生产效率的指标，它是指单位叶面积在单位时间内所积累的干物质数量。假设在t 2—t 1时间内，平均有l ／2(L 1十L 2)的叶面积进行光合生产，净积累W 2一W 1重量的干物质，这一期间的净同化率为：

)

()(2/112211

2t t L L W NAR W -⋅+-=

或 1

2121

212t t W W L L L ln L ln L

w t

W ln dt

dw dl

w ln d dt

dw L 1NAR --⋅--=∆∆⋅∆∆=⋅=⋅=

式中：L 2、L 1分别是t 2、t 1时的叶面积。净同化率单位是g ／m 2·d 。净同化率因作物、品种及栽培条件而变，通常变化在3～4至10～12g ／m 2·d 范围内。

4．作物生长率(CGR)

作物生长率又叫群体生长率，它表示单位土地面积上作物群体干物质的增长速度，也就是单位土地面积上作物群体在单位时间内所增加的干物重。在利用试验测定结果计算CGR 时，可用下式：

)

t t (A )W W (CG R 1212--=

式中：W 2、W 1分别是t 2、t 1时测得的干物重；A 为土地面积。 CGR 的单位是g ／(m 2·日)。

LAI NAR A

L )dt dw L 1(dt dw A 1CGR ⋅=⋅⋅=⋅=

上式表明，作物群体干物质增长速度与净同化率及叶面积指数成比例。但由于两者中NAR 变动幅度较窄，所以LAI 对群体干物质增长的作用较大。

5.相对生长率(RGR )

按照作物生长与时间呈指数函数关系的规律，植物在生长过程中，植株越大(越重)，而且生产效能越高，则所形成的干物质也越多。生产的干物质用于形成植株体，从而为下一步的生长奠定了更大的生长基础，这种生长过程称之为植物生长的复利法则。相对生长率(RGR)用下式计算：

1

212t t W ln W ln t W

ln dt w ln d dt dw W 1R --=∆∆==⋅=

式中：W 2、W 1分别是t 2、t 1时的干物质。R 一般以g ／g ·d 或g ／g ·周为单位。

6．叶面积比率(LAR)

叶面积对植株干重之比，即作物单位干重的叶面积，称为叶面积比率。可用下式计算：

1

212121

2L ln L ln L L W W W ln W ln W L LAR --•--==

式中：L 为叶面积；W 为植株干重。

应用叶面积比率则相对生长率(RGR)可用净同化率(NAR)和叶面积比率(LAR)的乘积来表示： RGR ＝

)dt

dw L 1(W L dt dw W 1⋅=⋅＝LAR ·NAR 7．比叶面积(SLA)

比叶面积即为叶面积与相应的叶重之比，用来表示叶的厚度，比叶面积越小，叶片越厚。即：SLA=L

W L

式中：L 为叶面积；W L 为相应的叶干重。可将叶面积比率(LAR)分解为：

W

W SLA W W W L W L LAR L L

L ⋅=⋅==

式中：W L ／W 为叶干重占植株干重的比率。 进而可推导出下式：