Effects of intercropping ratio and regulated deficit irrigation on flag leaf traits of spring wheat at the grain filling stage in spring wheat-alfalfa intercropping

doi:10.11686/cyxb2022128

Abstract

Abstract:

In order to elucidate the advantages of legume-grass intercropping and provide reference data for development of appropriate grain and forage production practice in the Hexi Corridor area of China， this research investigated the effects of intercropping ratio and regulated deficit irrigation on flag leaf traits of spring wheat （Triticum aestivum） at the grain filling stage. Two spring wheat-alfalfa （Medicago sativa） strip intercropping configurations were evaluated： 12 rows of spring wheat and 4 rows of alfalfa （12W4A） per strip and 8 rows of spring wheat and 4 rows of alfalfa （8W4A） per strip. Sole spring wheat was used as control. There were four irrigation treatments： 450 （I₄₅₀）， 360 （I₃₆₀）， 270 （I₂₇₀） and 180 mm （I₁₈₀）. Flag leaf traits were measured at the grain filling stage to define the effects of intercropping ratio and regulated deficit irrigation on the flag leaf morphology and physiology of spring wheat. It was found that： 1） With the successive decreases in irrigation amount， flag leaf area of spring wheat tended to initially increase and then decrease， reaching a maximum at I₃₆₀. The specific leaf weight， leaf nitrogen concentration and chlorophyll content showed an upward trend， while leaf length∶width and leaf dry matter content did not change significantly. 2） In general， flag leaf area of spring wheat ranked 8W4A>12W4A； Specific leaf weight， leaf nitrogen concentration and chlorophyll content ranked 12W4A>8W4A. The canopy structure under 12W4A provided a suitable spatial ratio for the growth of spring wheat plants， and was conducive to the photosynthetic assimilation of flag leaves.

Key words: spring wheat （Triticum aestivum）, alfalfa （Medicago sativa）, intercropping ratio, regulated deficit irrigation, flag leaf, leaf trait

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Figures/Tables 5

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指标 Index	灌溉量 Irrigation amount	间作比例Intercropping ratio
指标 Index	灌溉量 Irrigation amount	SW	12W4A	8W4A
叶面积 Leaf area （cm²）	I₄₅₀	12.12±0.95Ab	7.32±0.18Bab	7.89±0.12Bb
	I₃₆₀	15.64±2.29Aa	8.71±0.83Ba	9.51±1.14Ba
	I₂₇₀	9.46±0.21Ac	8.39±1.42Aa	9.20±0.85Aab
	I₁₈₀	8.84±0.70Ac	5.86±0.06Bb	8.93±0.26Aab
叶长宽比 Leaf length/width （mm·mm^-1）	I₄₅₀	7.40±0.28Bb	11.80±0.43Aa	11.94±0.16Aa
	I₃₆₀	11.97±1.69Aa	11.26±0.54Aa	10.85±0.18Aa
	I₂₇₀	11.25±0.29Aa	8.87±0.54Bb	11.21±1.66Aa
	I₁₈₀	6.84±0.84Bb	5.37±1.36Bc	10.44±1.33Aa

指标 Index	灌溉量 Irrigation amount	间作比例Intercropping ratio
指标 Index	灌溉量 Irrigation amount	SW	12W4A	8W4A
叶面积 Leaf area （cm²）	I₄₅₀	12.12±0.95Ab	7.32±0.18Bab	7.89±0.12Bb
	I₃₆₀	15.64±2.29Aa	8.71±0.83Ba	9.51±1.14Ba
	I₂₇₀	9.46±0.21Ac	8.39±1.42Aa	9.20±0.85Aab
	I₁₈₀	8.84±0.70Ac	5.86±0.06Bb	8.93±0.26Aab
叶长宽比 Leaf length/width （mm·mm^-1）	I₄₅₀	7.40±0.28Bb	11.80±0.43Aa	11.94±0.16Aa
	I₃₆₀	11.97±1.69Aa	11.26±0.54Aa	10.85±0.18Aa
	I₂₇₀	11.25±0.29Aa	8.87±0.54Bb	11.21±1.66Aa
	I₁₈₀	6.84±0.84Bb	5.37±1.36Bc	10.44±1.33Aa

指标 Index	灌溉量 Irrigation amount	间作比例 Intercropping ratio
指标 Index	灌溉量 Irrigation amount	SW	12W4A	8W4A
叶氮浓度 Leaf nitrogen concentration （mg·g^-1）	I₄₅₀	17.7±1.99Ab	17.9±1.54Ab	15.9±0.25Ab
	I₃₆₀	19.6±2.50Ab	18.7±2.84Ab	13.1±1.33Bc
	I₂₇₀	19.6±0.48Ab	17.2±1.34Bb	19.7±0.95Aa
	I₁₈₀	25.4±0.95Aa	22.5±1.45Ba	17.2±0.81Cb
叶绿素含量 Chlorophyll content （mg·g^-1）	I₄₅₀	32.4±1.80Ab	29.2±2.98Ab	28.7±0.20Ac
	I₃₆₀	35.2±0.62Ab	37.9±3.41Aa	25.3±1.04Bd
	I₂₇₀	44.4±0.19Aa	39.0±3.78Ba	42.7±1.46ABa
	I₁₈₀	44.8±2.30Aa	44.0±3.76ABa	38.6±1.66Bb

指标 Index	灌溉量 Irrigation amount	间作比例 Intercropping ratio
指标 Index	灌溉量 Irrigation amount	SW	12W4A	8W4A
叶氮浓度 Leaf nitrogen concentration （mg·g^-1）	I₄₅₀	17.7±1.99Ab	17.9±1.54Ab	15.9±0.25Ab
	I₃₆₀	19.6±2.50Ab	18.7±2.84Ab	13.1±1.33Bc
	I₂₇₀	19.6±0.48Ab	17.2±1.34Bb	19.7±0.95Aa
	I₁₈₀	25.4±0.95Aa	22.5±1.45Ba	17.2±0.81Cb
叶绿素含量 Chlorophyll content （mg·g^-1）	I₄₅₀	32.4±1.80Ab	29.2±2.98Ab	28.7±0.20Ac
	I₃₆₀	35.2±0.62Ab	37.9±3.41Aa	25.3±1.04Bd
	I₂₇₀	44.4±0.19Aa	39.0±3.78Ba	42.7±1.46ABa
	I₁₈₀	44.8±2.30Aa	44.0±3.76ABa	38.6±1.66Bb

指标Index	L/W	LA	LMA	LDMC	LNC
LA	0.205
LMA	-0.471**	-0.482**
LDMC	0.172	0.534**	-0.187
LNC	-0.498**	-0.061	0.436**	0.121
Chl	-0.367*	-0.130	0.741**	0.068	0.722**