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遮荫条件下水氮处理对小粒咖啡生长及光合特性的影响

【摘要】:小粒咖啡是一种对生长环境要求较高的半荫蔽作物,喜阴凉、潮湿环境,过高的太阳辐射容易引起光抑制。作为云南省热带优势农产品,种植面积及产量占全国90%以上,小粒咖啡生产受到土壤干旱、营养不足及光照过度三重制约,产量和品质得不到保证。基于以上背景,本研究以小粒咖啡幼树为供试材料,采用两个完全组合试验:试验Ⅰ(盆栽试验)设3个施氮水平(无氮No为对照、中氮N1、高氮N2),3个遮荫水平(S0为无遮荫、S1为中度遮荫、S2为重度遮荫);试验Ⅱ(小区试验)设3个灌水水平(低水W0、中水W1、高水W2),3个遮荫水平(SC0为无荫蔽、SC1为中度荫蔽、SC2为重度荫蔽)。在不同遮荫条件下,通过设计不同施氮处理和不同灌水水平,来探寻不同遮荫条件下水氮处理对小粒咖啡生长和光合特性的影响。(1)增加施氮量能显著促进盆栽小粒咖啡幼树各形态指标的生长(株高、茎粗、叶片数、枝条数、冠幅及新枝长度),在相同氮肥处理下,株高及冠幅随着遮荫度的增加而增加。与N0S0处理相比,N2S2处理分别使株高增加31.88%,冠幅增加 29.08%。(2)增加施氮量使叶片叶绿素总量及类胡萝卜素显著增加。增加遮荫度使叶绿素总量及类胡萝卜素显著增加,S2处理能显著增加叶绿素总量。与N0S0相比,其余处理使叶绿素总量提高28.22%~597.71%。N2S2处理的叶绿素总量最大。(3)在相同施氮水平下,增加遮荫度分别提高叶片日均净光合速率、蒸腾速率、气孔导度及水分利用效率11.85%~25.84%、7.32%~18.76%、22.14%~50.38%、12.75%~21:22%。而在同一遮荫水平下,增加施氮量分别增加叶片日均净光合速率.和蒸腾速率1.4%~11.64%,6.79%~12.20%。考虑氮肥和遮荫的交互作用N2S2处理的日均Pn、Tr及WUE均达到最大,与NoSo相比,N2S2处理提高日均水分利用效率65.48%。通过对光响应的研究得出,氮肥的充足能使小粒咖啡叶片高效地利用弱光环境,并且土壤氮肥含量较高的条件下,遮荫处理显著提高小粒咖啡叶片利用弱光的能力。(4)在相同遮荫条件下,增加施氮量可提高小粒咖啡总干物质量25.45%~32.21%,根冠比先减小后增加,同一施氮水平下,小粒咖啡的总干物质量随着遮荫强度的加大呈现先增后减的趋势,根冠比则随之减小,S1处理的总干物质量最大,与S0处理相比提高22.22%,与NoSo处理相比,N2S1提高总干物质量76.87%。(5)在相同灌水水平下,在SC2处理下的净光合速率和气孔导度最大,与SC0处理相比,分别增加了 46.47%和9.54%。与W0SC0处理相比,W2SC2处理增加叶片水分利用效率61.56%。相同荫蔽栽培下,增加灌水量分别增加小粒咖啡株高、茎粗为5.42%~9.18%,15.01%~18.60%。相同灌水水平,适度增加荫蔽栽培密度可显著提高咖啡株高和茎粗,SC1处理的株高和茎粗均最大,而过度的荫蔽反而使株高增加不明显。其中W2SC1处理小粒咖啡的株高和茎粗均达到最大。考虑小粒咖啡幼树干物质累积最大选择最优光氮供给模式为N2S1处理;基于小粒咖啡光合特性及叶片水分利用效率两方面考虑,小粒咖啡幼树最优水光组合为W2SC2处理。

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