小麦花后干物质动态分析
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花后干旱对小麦两种衰老类型茎物质转运和衰老特性的影响在小麦灌浆结实后期,如果旗叶和倒二叶的衰老顺序按照叶片发育的先后次序衰老,即倒二叶先于旗叶衰老,这种衰老方式称为顺序衰老;如果旗叶先于倒二叶衰老,即被称为非顺序衰老。
将小麦叶片不同于常规方式衰老的茎称倒置茎,相对的叶片按自下而上衰老的茎则称作正置茎。
本论文以温麦19、兰考矮早8、豫麦19的顺序衰老茎(正置茎)和非顺序衰老茎(倒置茎)为材料,比较研究了自然天气和人为控制的干旱条件下生育后期小麦正置茎和倒置茎干物质积累和转运特性,并测定了叶片光合速率、蔗糖磷酸合成酶活性、叶绿素含量、过氧化氢酶活性、超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性和丙二醛含量等生理指标。
通过大田试验,研究生育后期叶片非顺序与顺序衰老小麦功能叶的生理表现,为深入研究叶片非顺序衰老小麦的生理生化机制提供思路和理论指导。
论文主要获得以下几个研究结果:1.无论是在自然天气条件还是人为控制的干旱条件下,试验用非顺序衰老品种的小麦,温麦19、豫麦19和兰考矮早8倒置茎倒二叶的绿叶面积、光合速率和叶片干重均明显高于旗叶,表现出旗叶提前衰老的特征。
并且这三个非顺序衰老品种小麦的倒置茎花后同化物转运量、转运率和对籽粒的贡献率、穗重以及叶片蔗糖磷酸合成酶活性均明显高于正置茎,表明小麦叶片非顺序衰的现象与花后同化物的快速转运有关,试验证明这种衰老方式对小麦籽粒的后期充实是有利的。
2.无论是在自然天气条件还是人为控制的干旱条件下,三个试验用小麦品种,温麦19、豫麦19和兰考矮早8倒置茎倒二叶的叶绿素a、叶绿素b以及叶绿素a+b总含量均明显高于旗叶,而正置茎正好与倒置茎相反,均表现为旗叶高于倒二叶。
但是旗叶和倒二叶的叶绿素a与叶绿素b的比值无论是正置茎还是倒置茎均无明显差异。
小麦叶片叶绿素含量的变化与光合特性变化规律一致。
3.无论是在自然天气条件还是人为控制的干旱条件下,试验用非顺序衰老品种小麦,温麦19、豫麦19和兰考矮早8倒置茎倒二叶的过氧化氢酶活性、超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性均高于旗叶,而倒二叶的丙二醛含量均低于旗叶,正置茎的表现正好与其相反。
花后干旱对春小麦光合特性及产量的影响朱荣;虎芳芳;李亚婷;康建宏;吴宏亮【摘要】为研究花后干旱条件下春小麦光合特性及产量的变化,测定了不同水分胁迫条件下小麦叶片各项光合指标的变化.结果表明:旗叶的蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度和水分利用效率随着干旱程度的加剧变化显著,光合速率下降37.67%~86.45%;重度和中度胁迫下Pn的下降主要是非气孔因素造成的,而轻度胁迫下是气孔关闭引起的,最终导致植株早衰,影响小麦籽粒灌浆,使产量降低10.70%~21.20%.【期刊名称】《广东农业科学》【年(卷),期】2015(042)017【总页数】5页(P1-5)【关键词】春小麦;花后干旱;光合速率;产量【作者】朱荣;虎芳芳;李亚婷;康建宏;吴宏亮【作者单位】宁夏大学农学院,宁夏银川750021;宁夏大学农学院,宁夏银川750021;宁夏大学农学院,宁夏银川750021;宁夏大学农学院,宁夏银川750021;宁夏大学农学院,宁夏银川750021【正文语种】中文【中图分类】S512.1小麦是我国仅次于水稻的第二大粮食作物,发展小麦生产来满足人们的食物需要,对提高人们生活水平、保证社会安定、促进国民经济发展具有重要意义[1]。
春小麦是宁夏主要作物之一,种植面积在6.7万~10.3万hm2,约占全区播种面积的1/3,单产在5 000~70 00 kg/hm2之间,产量占全区粮食总产的2/3[2]。
随着全球气候变暖,极端气候频发,高温干旱等自然灾害严重制约小麦生产。
在西北干旱区,水分是农业生产的主要限制因子,农业生态环境脆弱,由于气候变化,旱灾区域和面积都将增加,对农业产生巨大影响。
对小麦而言,干旱是一种最具威胁力的胁迫。
有研究认为,在全世界范围由于水分而造成的减产,可能会超过其他因素所导致产量损失的总和[3]。
国内外学者围绕作物花后干旱胁迫的生理机制展开了大量研究,集中反映了干旱胁迫对植物代谢、光合性能等方面的影响。
冬小麦干物质增长分配规律分析马青荣,崔智慧,黄跃青(郑州市气象局,河南 郑州 450005)摘 要:分析了1995~2005年郑州农业气象试验站冬小麦叶、鞘、茎、穗不同生育期的干物质比率和增长分配规律:冬前干物质增长分配率,叶、鞘增长分配率呈波浪状变化;茎呈弧线状变化;穗呈线性增长。
关键词:冬小麦;干物质;增长分配率中图分类号:S512.1+1文献标识码:A文章编号:1004-6372(2006)04-0050-02研究干物质的积累、输送与转移,是冬小麦产量动态生长模拟的一个重要环节[1,2]。
冬小麦各器官的增长并不是同时、等量的,而是按照一定次序,在不同发育期有不同的增长分配中心,即不同时期各个器官的增长速率不同,各器官占全株(茎)总干重的比例也不同[3,4]。
1 资料来源及处理1.1 资料来源采用郑州农业气象试验站1995~2005年冬小麦生长量(叶面积、干物质)观测资料。
所观测小麦为冬性或半冬性。
栽培方法为条播、平作。
干物质测定按照《农业气象观测规范》和有关技术规定进行。
1.2 资料处理利用10年来冬小麦生长量的观测资料建立数据库,利用EXCEL 等数据处理软件对资料进行处理,利用10年资料平均值进行冬小麦增长分配规律分析。
2 冬小麦干物质积累与分配2.1 干物质变化冬小麦各器官的变化过程(见图1)中,叶片比率(比率是指各器官干物质重占全株干物质重的比值)从三叶到越冬开始呈平稳趋势,比率较大,返青后占全茎比例呈下降趋势。
叶鞘在小麦全生育期内所占比例一直不大,且比较平稳。
拔节后生长中心转移到茎秆和幼穗,茎秆从拔节至抽穗呈直线性上升,至抽穗期达峰值,然后缓慢下降。
抽穗后,麦穗直线上升,直至成熟。
图1 各器官干物质变化过程收稿日期:2006-05-182.2 各器官干物质积累与变化小麦各个生育时期积累的净光合产物,其分配输送结果可用各器官干物质重占全株(茎)重的比率( i j )来表示:ij=w i jwj (1)式中,w j 为全株(茎)某观测时期的总干物重(地上部分),j 为发育日期;w i j 表示某器官某时期的干物重,i 表示叶、鞘、茎、穗,i =1,2,3,4。
种植密度对宽幅播种小麦开花后旗叶光合特性和干物质积累与转运的影响目录一、内容描述...............................................21.1 研究背景...............................................2 1.2 研究目的与意义.........................................31.3 研究方法与技术路线.....................................4二、材料与方法.............................................52.1 材料来源与选取.........................................6 2.2 设计方案...............................................7 2.2.1 试验设计.............................................8 2.2.2 样品采集与处理.......................................9 2.3 主要仪器与试剂........................................102.4 数据处理与分析方法....................................11三、种植密度对旗叶光合特性的影响..........................133.1 光合参数的变化........................................14 3.1.1 光合速率............................................15 3.1.2 气孔导度............................................16 3.1.3 叶绿素含量..........................................17 3.2 光合作用产物输出......................................183.2.1 糖分积累............................................193.2.2 水分利用效率........................................19四、种植密度对旗叶干物质积累与转运的影响..................204.1 干物质积累的变化......................................214.1.1 种子萌发至开花阶段..................................224.1.2 开花至成熟阶段......................................234.2 干物质转运的规律......................................244.2.1 内部转运............................................254.2.2 外部转运............................................26五、种植密度与旗叶光合特性、干物质积累与转运的综合效应....275.1 相互作用关系分析......................................285.2 最优种植密度确定......................................295.3 潜在的生态学意义与应用价值............................30六、结论与讨论............................................306.1 研究结果总结..........................................316.2 与已有研究的比较......................................326.3 不足之处与未来展望....................................33一、内容描述本研究旨在探讨种植密度对宽幅播种小麦开花后旗叶光合特性以及干物质积累与转运的影响。
花后遮阴对小麦两种衰老类型茎物质转运和衰老特性的影响本研究选用温麦19、豫麦19和兰考矮早8三个冬小麦品种为试验材料,在小麦扬花10d后进行30%遮阴处理,调查小麦非顺序衰老发生时正序茎和逆序茎顶三叶绿叶面积、叶绿素含量、叶黄素含量、叶片和叶鞘干物质积累量、丙二醛和可溶性糖含量、蔗糖合酶和SOD酶活性,以及小麦非顺序衰老发生后的穗粒重变化、成熟期小麦的千粒重和穗粒重、小麦倒置率,从而对花后遮阴对小麦两种衰老类型茎物质转运和衰老特性的影响进行了研究。
主要结果如下:1.对小麦顶三叶绿叶面积、叶绿素、叶黄素的研究发现,遮阴条件并不能阻止叶片非顺序衰老的发生,使逆序茎旗叶和倒二叶绿叶面积的差异拉大,但对正序茎的影响还不能做统一性解释。
两种生态环境下逆序茎倒二叶和倒三叶叶片的叶绿素、叶黄素含量都显著高于正序茎,旗叶的都要显著低于正序茎。
遮阴使温麦19和豫麦19正序茎和逆序茎倒二叶叶绿素含量的差异拉大,兰考矮早8的差异略有减小;使温麦19和兰考矮早8的倒三叶叶绿素含量的差异拉大,豫麦19的差异缩小;使温麦19和豫麦19正序茎和逆序茎旗叶叶绿素含量的差异缩小,兰考矮早8的差异拉大。
遮阴使温麦19和豫麦19正序茎和逆序茎倒二叶叶黄素含量的差异拉大,兰考矮早8的差异缩小;使温麦19和兰考矮早8的倒三叶叶黄素含量的差异拉大,豫麦19的差异缩小;使温麦19和兰考矮早8正序茎和逆序茎旗叶叶黄素含量的差异拉大,豫麦的差异缩小。
2.对小麦顶三叶和叶鞘干物质积累量的检测发现,两种生态环境下逆序茎倒二叶和倒三叶叶片的干物质积累量都显著高于正序茎,旗叶的都要显著低于正序茎,这一现象在温麦19中不明显。
叶鞘中干物质与此有相同特征,但在兰考矮早8中不明显。
遮阴并没有改变叶片和叶鞘干物质的积累情况和正序茎和逆序茎的差异情况。
3.对小麦顶三叶丙二醛和可溶性糖含量的研究显示,遮阴使小麦的丙二醛含量显著降低,使温麦19和豫麦19正序茎和逆序茎倒二叶丙二醛的含量差异缩小,但使兰考矮早8的差异拉大;使温麦19正序茎和逆序茎倒三叶丙二醛的含量差异缩小,对豫麦19的差异影响不明显,但使兰考矮早8的差异拉大。
不同施氮量对高产小麦茎蘖消长、花后干物质积累和产量的影响王小明;王振峰;张新刚;朱云集;郭天财;王晨阳【摘要】以豫麦49-198和平安8号为供试材料,在河南温县赵堡大田条件下,设置N0、N120、N180、N240、N360kg·hm-2 5个施N处理,研究不同施氮量对小麦茎蘖消长、产量和小麦花后干物质的影响.结果表明,2品种均从分蘖期开始群体数量不断增加,到拔节期达到最大,之后开始下降.不同处理间豫麦49-198在越冬期、返青期、拔节期、抽穗期群体数量差异均不显著,成熟期不同处理群体数量差异显著;而平安8号在越冬期、返青期、拔节期不同处理群体数量差异均不显著,拔节期以后不同处理间群体数量差异显著.随氮肥用量增加,不同处理干物质积累量和籽粒产量提高,干物质积累量豫麦49-198表现为N360>N240>N180>N120>N0,而平安8号表现为N240>N360>N180>N120>N0.豫麦49 198和平安8号花后干物质积累量和花后积累贡献率分别在N180、N240达到最大,分别为7 448.28 kg·hm-2、83.99%和8 177.55 kg·hm-2、94.49%,花前积累贡献率则为17.68%、5.51%.籽粒产量豫麦49-198在N180和N240处理最高,分别为8 544.00、8 753.33kg·hm-2;平安8号以N240产量最高,籽粒产量达到8 232,00 kg·hm-2.在本试验土壤肥力条件下,建议施氮量为180~240 kg·hm-2.【期刊名称】《西北农业学报》【年(卷),期】2013(022)005【总页数】8页(P1-8)【关键词】高产小麦;施氮量;群体动态;干物质积累;籽粒产量【作者】王小明;王振峰;张新刚;朱云集;郭天财;王晨阳【作者单位】河南农业大学农学院,国家小麦工程技术研究中心,郑州 450002;河南农业大学农学院,国家小麦工程技术研究中心,郑州 450002;焦作市气象局,河南焦作454150;河南农业大学农学院,国家小麦工程技术研究中心,郑州 450002;河南农业大学农学院,国家小麦工程技术研究中心,郑州 450002;河南农业大学农学院,国家小麦工程技术研究中心,郑州 450002【正文语种】中文【中图分类】S512.1+1小麦是世界主要的粮食作物之一,全世界有1/3以上的人以小麦为主粮。
不同基因型冬小麦花后干物质的累积、转运及氮动态变化研究刘雪莲;张洋;张文英;翟丙年【摘要】采用田间小区试验,研究了2个不同基因型冬小麦(小偃22号和小偃6号)对花后不同营养器官干物质的累积与转运、收获指数及籽粒灌浆过程中茎、叶、颖壳、籽粒的全氮含量的动态变化.结果表明:茎、叶干物质的积累量,从开花期到成熟期一直呈下降的趋势;穗干物质的积累量,在开花期和灌浆期,随着施氮量的增加均呈升高的趋势;灌浆期到成熟期无明显趋势.开花期,不同干物质转运量在不同器官中的分配为“茎>叶>穗”;冬小麦不同器官转移的于物质对子粒的贡献叶片最大,其次是茎,穗部最小;施氮处理下,收获指数显著高于不施氮处理.在籽粒灌浆过程中,全氮含量在茎、叶、籽粒中呈先降低后升高的趋势,而颖壳中的全氮含量呈“降低—升高—降低”的趋势;冬小麦不同器官全氮含量为茎<颖壳<叶<籽粒,施氮量在150 kg/hm2处理下,冬小麦各器官全氮含量保持较高水平.试验中选用的2个基因型冬小麦品种,小偃22号干物质的积累量、收获指数显著高于小偃6号;施氮处理下,小偃22号不同器官的干物质转运量、干物质转运率和干物质对籽粒的贡献率都显著高于小偃6号.小偃22号具有较高的氮素吸收能力.【期刊名称】《青海大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2014(032)005【总页数】6页(P70-75)【关键词】基因型;冬小麦;干物质;氮变化【作者】刘雪莲;张洋;张文英;翟丙年【作者单位】青海大学农林科学院,青海西宁810016;青海大学农林科学院,青海西宁810016;西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨凌712100;青海大学农林科学院,青海西宁810016;西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨凌712100【正文语种】中文【中图分类】S512.1.1小麦籽粒产量是作物最终的表现性状,其形成过程受多种形态及生理因子控制。
提高产量构成因素的任何一个因素都能是提高产量的途径。
花后弱光对小麦光合作用和物质积累研究进展张玉春;张敏;刘希伟;李彦生;蔡瑞国【摘要】从花后弱光对小麦光合作用、光合产物积累与转运、籽粒淀粉和蛋白质积累等方面,对国内外的研究进展情况进行了综述.并对今后有关遮光对小麦影响的研究方向进行了展望.【期刊名称】《河北科技师范学院学报》【年(卷),期】2017(031)001【总页数】6页(P11-16)【关键词】小麦;弱光;光合作用;物质积累;研究进展【作者】张玉春;张敏;刘希伟;李彦生;蔡瑞国【作者单位】河北科技师范学院生命科技学院,河北秦皇岛,066600;河北科技师范学院生命科技学院,河北秦皇岛,066600;河北科技师范学院生命科技学院,河北秦皇岛,066600;河北科技师范学院生命科技学院,河北秦皇岛,066600;河北科技师范学院生命科技学院,河北秦皇岛,066600【正文语种】中文【中图分类】S512.101在过去的50年里,由于工业发展和人口增多等原因所带来的大气污染,导致到达地球的太阳辐射以每10年1.4%~2.7%的速率下降[1]。
在我国,黄淮海平原是小麦主产区,在全国小麦生产中占有重要地位[2]。
据报道,该地区的光照强度以每年0.6%的速度下降,日照时间平均每年下降3.74~9.22 h[3]。
近年来,随着经济林木进入农田,林粮间作,树木对小麦形成遮荫,影响小麦的产量[4]。
为了追求高产,小麦生产中大量使用氮肥,小麦群体过大,群体密闭,导致群体间光照不足等问题[5]。
另外,我国黄淮海冬麦区在小麦花后时期常阴雨寡照。
研究表明,小麦花后3~4 d连阴雨,旬均日照时间为常年的60%时,灌浆后期的灌浆速率比常年低35%[6]。
综上可见,由于大气污染、林麦间作、植株拥挤等因素造成的小麦群体光照强度下降、日照时间缩短,已经成为限制小麦产量形成的重要生态因子。
弱光直接影响了小麦的光合作用,并进一步影响到干物质积累与分配,最终影响到籽粒产量。
1.1 对光合色素含量的影响花后弱光影响了小麦光合作用。
徐麦2023系江苏徐淮地区徐州农科所和中国种子集团有限公司2006年以‘矮抗58’为母本、‘良星99’为父本进行杂交,通过系谱法育成的高产稳产高效小麦新品种。
2020年通过国家审定委员会审定(审定编号:国审麦20200071),已申请国家植物新品种保护权(申请号:20183493.4,公告号:CNA024392E )。
‘徐麦2023’属半冬性,成熟期较对照‘周麦18’早熟0.3d 。
幼苗半匍匐,叶片宽长,叶色深绿,冬前分蘖力较强,成穗多,春季起身拔节较早,两极分化快,苗脚较利索,耐春季低温能力较好。
区试平均株高79.4cm ,茎秆弹性较好,抗倒伏能力较强,株型松紧适中,穗层厚,旗叶短小、上冲,耐后期高温能力较好,灌浆快,落黄好,熟相较好。
近长方形穗,结实性较好,白壳,短芒,白粒,籽粒角质,饱满度较好。
2017-2018年度区试亩穗数40.2万穗、穗粒数34.4粒、千粒重40.0g 。
2019年生产试验平均亩穗数43.2万、穗粒数34.7粒、千粒重42.7g 、株高79cm 。
抗病性鉴定,慢条锈病,高感纹枯病、赤霉病、白粉病、叶锈病。
冬春性鉴定结果为冬性类。
两年品质检测:籽粒容重808g/L 、783g/L ,蛋白质含量13.56%、14.67%,湿面筋含量29.9%、32.5%,稳定时间5.7min 、6.2min ,吸水率59.0%、60.0%。
笔者通过不同播期、播量及追肥方式等栽培处理方式系统分析了‘徐麦2023’的生理特性,旨在探索出一套适用于‘徐麦2023’的高产高效栽培技术,以便加快该品种的推广应用,实现其生产应用价值。
1材料与方法试验于2018-2019年在徐州市农科院试验田进国审小麦新品种‘徐麦2023’生理特性及高产高效栽培技术研究基金项目:徐州市重点研发(现代农业)计划(KC18124);国家小麦产业技术体系(CARS-03);江苏省重点研发计划(BE2016312);江苏省现代作物生产协同创新中心。
花后不同强度遮光对糯小麦和非糯小麦干物质积累和产量的影响近年来,随着气候变化和不断完善的农业施肥技术,小麦作物的产量不断提高。
不同强度遮光对小麦作物干物质积累和产量的影响深入研究可以为农业生产提供重要的理论依据。
本文通过在室内控制条件下,采用糯小麦和非糯小麦为试样,测定不同遮光情况下2个品种小麦叶片物质积累和产量变化,研究不同强度遮光对小麦作物干物质积累和产量的影响。
实验结果表明,适度的遮光对小麦叶片的干物质积累和产量的影响最大。
对糯小麦而言,随着遮光强度的增加,叶片物质积累量、叶片厚度,总生物量和千粒重均呈上升趋势,而对非糯小麦的效果更为明显。
此外,糯小麦的产量也受到遮光强度的影响,而非糯小麦的产量并没有明显变化。
综上所述,本研究发现,适度强度的遮光会有助于提高小麦物质积累和产量,但是遮光强度过大时则会对小麦叶片物质积累和产量产生不利影响。
因此,在实际的农业生产工作中,应当适度采用遮光技术,以提高小麦的物质积累和产量,并最大限度保证其质量。
未来研究应更加重视遮光强度对小麦(糯小麦和非糯小麦)物质积累和产量的具体影响规律,进一步优化遮光策略,以实现小麦的高效生产。
除了遮光外,小麦的生长受到温度、土壤水分、施肥技术等因素的影响也是不可忽视的。
近年来,有关温室小麦种植的研究不断深入,对温室小麦作物的生长表现和产量获得了较好的控制,从而为农业大产量提供了一个可行的途径。
此外,现代农业中使用氮磷钾肥料技术以提高小麦生长和产量,而有效利用水泥仪表盘灌溉技术也是种子灌溉的一种新型手段。
综上所述,小麦产量的提高不仅受到遮光强度的影响,温度、土壤水分、施肥技术、氮磷钾肥料技术及水泥仪表盘灌溉技术等多种因素的综合影响才能推动小麦产量的提高,实现农业大产量。
小麦作物的产量不仅受到遮光环境的影响,还受到植物激素、非生物因素、土壤肥力等自然环境因素的影响。
植物激素是影响小麦生长发育和产量的一种重要内生因素,可以通过不同方法调节激素含量,改善小麦生长发育和产量,从而提高小麦产量。
第一步⇨归纳总结,全方位整合知识[必备知识]1.种子与“水”2.种子与有机物及检测3.种子萌发时吸水和呼吸方式变化曲线分析在种子吸水的第Ⅰ阶段,由于(吸胀)吸水,呼吸速率上升,胚根长出之前,萌发种子的干物质总量会减少,主要原因是种子不进行光合作用制造有机物,但进行细胞呼吸消耗有机物,在种子吸水的第Ⅱ阶段,细胞产生CO2的量要比消耗O2的量大得多,说明此期间主要进行无氧呼吸。
(可产生有毒物质酒精)4.种子与植物激素第二步⇨研析真题,洞悉高考命题趋势1.(2013·全国卷Ⅰ,29)某油料植物的种子中脂肪含量为种子干重的70%。
为探究该植物种子萌发过程中干重及脂肪含量的变化,某研究小组将种子置于温度、水分(蒸馏水)、通气等条件适宜的黑暗环境中培养,定期检测萌发种子(含幼苗)的脂肪含量和干重。
结果表明:脂肪含量逐渐减少,到第11 d时减少了90%,干重变化如图所示。
回答下列问题。
(1)为了观察胚乳中的脂肪,常用________染液对种子胚乳切片染色,然后在显微镜下观察,可见________色的脂肪颗粒。
(2)实验过程中,导致萌发种子干重增加的主要元素是________(填“C”、“N”或“O”)。
(3)实验第11 d后,如果要使萌发种子(含幼苗)的干重增加,必须提供的条件是________和__________________。
答案(1)苏丹Ⅲ(苏丹Ⅳ) 橘黄(红) (2)O (3)光照所需的矿质元素离子2.(2012·全国卷Ⅰ,29)将玉米种子置于25 ℃、黑暗、水分适宜的条件下萌发,每天定时取相同数量的萌发种子,一半直接烘干称重,另一半切取胚乳烘干称重,计算每粒的平均干重,结果如图所示。
若只考虑种子萌发所需的营养物质于胚乳,据图回答下列问题。
(1)萌发过程中胚乳组织中的淀粉被水解成________,再通过________作用为种子萌发提供能量。
(2)萌发过程中在________h之间种子的呼吸速率最大,在该时间段内每粒种子呼吸消耗的平均干重为________mg。
麦类作物学报 2007,27(5):847-851Journal of Triticeae Crops氮肥和花后土壤含水量对小麦干物质积累、运转及产量的影响3马东辉,王月福,周 华,孙 虎(莱阳农学院植物科技学院,山东青岛,266109) 摘 要:为给小麦高产栽培中的水肥科学管理提供依据,在防雨池栽条件下,采用施纯氮10、15、20kg/667m2(分别用N1、N2和N3表示)和40%~50%、60%~70%、80%~90%三种土壤相对含水量(分别用W1、W2、W3表示)进行处理,研究了氮肥和花后土壤含水量对小麦干物质积累运转及产量的影响。
结果表明,增施氮肥显著提高了小麦旗叶的净光合速率、叶绿素含量和叶面积系数,干物质积累量增加,而花前营养器官贮藏物质的转移率和对穗粒重的贡献率却下降,施氮肥过多的N3处理比N2处理产量略有下降,说明施氮肥过多不利于产量的提高。
花后土壤相对含水量在60%~70%时,小麦旗叶的净光合速率、叶绿素含量和叶面积系数最大,干物质积累量、花前营养器官贮藏物质转移率和产量最高,说明花后土壤含水量过高或过低均导致减产。
从本试验结果看,获得高产的最佳水氮配合为施氮肥15kg/667m2和花后土壤相对含水量为60%~70%。
关键词:小麦;氮肥;土壤含水量;干物质积累;产量 中图分类号:S512.1;S311 文献标识码:A 文章编号:100921041(2007)0520847205E ffect of Postanthesis Soil W ater Status and Nitrogen on G rain Yield andC anopy Biomass Accumulation and T ransportation of Winter WheatMA Dong2hui,WANG Yue2f u,ZH OU H u a,SUN H u(Depart ment of Plant Science and Technology,Laiyang Agricult ural College,Qingdao,Shandong266109,China)Abstract:The effect of nit rogen and po stant hesis soil water stat us on t he canopy biomass accumula2 tion,t ransportation and grain yield in winter wheat have been st udied in a cement pool cult ure wit h rainout shelter.The result s showed t hat increasing nitrogen application rate improved t he p hotosyn2 t hesis rate(Pn)and S PA D(Soil and Plant Analyzer Develop ment)value of flag leaf,leaf area index (L A I)and canopy biomass accumulation,while reduced translocation of dry matter stored before an2 t hesis f rom vegetative organs to kernels.The result t hat t he N3t reat ment got less yield t han t he N2 t reat ment showed t hat overloading nitrogen was not helpf ul for raising t he grain field.Under t he rela2 tive water content of60%~70%,Pn and S PA D value of flag leaf,L A I,canopy biomass accumula2 tion and transport efficiency of dry matter stored in vegetative organs before ant hesis,grain field were all t he maximum.It showed t hat too low or high level of po stant hesis soil water stat us decreased grain field.It indicated t hat t he optimal combination for t he maximum yield was t he nit rogen supply of15 kg/667m2and t he po stant hesis soil water stat us of60%~70%.K ey w ords:W inter wheat;Nitrogen fiertilizer;S oil water status;Canopy biomass accumulation;Y ield 山东省是中国小麦主产区,但小麦生育期间干旱少雨,尤其是开花后易受干旱、干热风等不利因素的影响,成为制约小麦生产发展的主要障碍[1]。
小麦花后干物质动态分析1实验目的本实验通过对小麦生长发育过程中各个时期干物质的测量以及对小麦产量的测定,掌握测定的基本方法并总结小麦在各个时期干物质的积累变化规律,为增加小麦产量提供理论依据,从而达到增产、高产的目的。
作物干物质也可用于分析干物质的积累和分配与气象条件的关系,鉴定农业技术措施效应,掌握一定条件下作物产量形成的过程及其特点,研究其适应性,还可用于计算其他生长特征量评定其光能利用率等。
2实验仪器和用具皮尺、翦刀、纸袋、烘箱、烧杯、镊子、电子天平(精确到0.001 g)。
3实验方法和步骤3.1实验设计本实验采用单因素实验设计,A1为常规耕作、D1为免耕覆盖,实验重复3次。
3.2样品处理3.2.1取样在试验田选取两个实验小区A1、D1,分别在两小区中选取8株小麦(连同分蘖一起拔出)。
3.2.2分装在实验室将其分成茎、叶、鞘、穗四部分,再将麦粒从穗上剥下来。
数出50粒装入一小纸袋内,剩余的装入另一纸袋内;然后把茎、叶、鞘、颖壳分别装入纸袋内,每个样本袋上写明日期、器官名称、小区名称。
3.2.3烘干将装好的样本袋放人恒温烘箱内加温,在105℃杀毒1 h后,维持在80℃烘干,6~12 h后进行第1次称重,以后每小时称重1次,当样本前后两次重量≤0.5%时,该样本达到恒重。
3.2.4称量烘干样本从烘箱里拿出后先放人干燥器中冷却,防止冷却过程中干植株吸水,待冷却后进行称重。
4实验结果与分析由表1可知:小麦从灌浆期到成熟,A1的叶、茎、鞘、颖壳的重量不断减少,而它的穗、50粒、剩余粒却处于不断增加的状态;D1的叶、茎、鞘、颖壳是先减少后增加,它的穗、50粒、剩余粒则处于不断增重的状态。
经比较,A1和D1在灌浆期,D1的叶、茎、鞘、穗、颖壳均比A1重,而D1的50粒和剩余粒比A1的轻,说明A1在前期生长较快,D1生长较慢。
到了成熟期,D1的叶、茎、鞘等各个方面都比A1的重,说明D1在后期干物质积累较快并超过A1,且D1的产量要比A1的高。
第36卷农业科学研究淀粉是小麦籽粒中含量最多、最重要的碳水化合物,约占籽粒质量的70%左右,主要包括直链淀粉和支链淀粉2种组分,直链淀粉和支链淀粉的比值(以下简称直/支比)影响淀粉的理化特性,与面条、馒头的质地和表现性状密切相关[1].因此,小麦籽粒淀粉含量的高低直接影响小麦的品质.而淀粉合成的关键酶ADPG 焦磷酸化酶(AGP )、UDPG 焦磷酸化酶(UGP )、可溶性淀粉合成酶(SSS )、束缚态淀粉合成酶(GBSS )、淀粉分支酶(GBS )等对淀粉的含量及直/支比有很大影响,进而影响到小麦的品质.有研究表明,灌浆期温度超过30 ℃,对小麦的支链淀粉、直链淀粉和总淀粉含量的影响显著,而且高温对总淀粉的抑制主要是对支链淀粉的抑制,花后高温也使淀粉形成的关键酶活性下降,影响叶绿体生物合成,致使叶片光合速率下降,而高温胁迫所引起的光合速率下降在小麦灌浆期的不同阶段表现有显著差异,其危害随生育期的推进而加剧[2-3].春小麦作为我国西北地区的主要粮食作物之一,其籽粒灌浆的最适温度一般为20~24 ℃,但北方地区小麦灌浆期间常出现日均气温超过30 ℃的短暂高温天气,过高的气温导致小麦高温逼熟,这不仅影响春小麦的光合特性,也影响籽粒淀粉含量及其组分的变化,从而使产量减少、品质下降[4-6],成为北方广大麦区小麦生产的主要胁迫因子之一[7],这对小麦生产造成了极为不利的影响.为此,本试验选用2个春小麦品种,研究花后不同时期高温对春小麦淀粉含量、淀粉合成关键酶等的影响,探讨花后不同时期高温对淀粉形成的生理生化机制的影响,以期为缓解高温胁迫对小麦的伤害和实现优质高效栽培提供理论依据.1材料与方法1.1材料供试品种为宁夏灌区春小麦主栽品种宁春4号和宁春47号,由宁夏农林科学院农作物研究所小麦室提供.1.2试验设计试验于2013年在宁夏大学农学院试验基地花后不同时期高温对春小麦淀粉形成的影响孙立影,苏玮,吴宏亮,李昱,王雪,康建宏(宁夏大学农学院,宁夏银川750021)摘要:以宁夏灌区主栽品种宁春4号和宁春47号为材料,研究花后不同时期高温对春小麦淀粉形成的影响.结果表明:不同时期高温处理使籽粒的直链淀粉、支链淀粉、总淀粉含量呈逐渐上升趋势.处理间比较,高温处理越早支链淀粉含量在后期降低越快,而对直链淀粉含量影响不显著.不同品种间比较,宁春47号受高温胁迫的影响较大,不同品种间籽粒淀粉酶活性变化趋势与淀粉积累趋势基本一致,花后高温处理后籽粒中的ADPG 焦磷酸化酶(AGP )、UDPG 焦磷酸化酶(UGP )、可溶性淀粉合成酶(SSS )及淀粉合成关键酶(SBE )酶活性下降7%~13%,但AGP 、UGP 与SSS 受高温影响相对较大.花后高温出现越早,对春小麦淀粉形成关键酶和淀粉的含量影响越大,导致灌浆不足,千粒质量降低,产量下降.采取相应栽培技术缓解花后高温危害,可以在一定程度上提高宁夏春小麦的产量.关键词:春小麦;高温;淀粉;淀粉合成酶活性中图分类号:S512.1文献标志码:A农业科学研究Journal of Agricultural Sciences 2015年3月Mar .2015第36卷第1期Vol.36No.1文章编号:1673-0747(2015)01-0054-07收稿日期:2014-11-07基金项目:国家自然科学基金资助项目(31160255)第1期1601401201008060402001015202530花后天数/d (b )宁春47号2502001501005001015202530花后天数/d 采用盆栽方式进行,人工模拟高温逆境.盆钵直径30 cm ,高27 cm.盆栽用土来自大田0~30 cm 的耕作层.经测定,供试土壤有机质质量比为12.5 g/kg ,碱解氮73.3 mg/kg ,速效磷29.1 mg/kg ,速效钾65.9 mg/kg ,pH 值为7.94,田间持水量为25.91%.每盆装过筛干土11.25 kg.试验共设2个温度处理,分别为花后常温处理T 1(27±3)℃(CK )、高温处理T 2(35±3)℃,而高温处理又分别设置花后白天5~7 d (T 2D 1)、10~12 d (T 2D 2)、15~17 d (T 2D 3)、20~22 d(T 2D 4)、25~27 d(T 2D 5)5个时期处理,共组成6个处理,小区随机排列,3次重复.播种前将土壤与底肥拌匀,取一定质量盛入盆中,小麦前期于自然条件下生长,开花后第5天开始温度处理,高温处理按试验设计时期,在人工搭设的薄膜气候室内进行,每天从09:00开始,18:00结束,连续处理3 d ,夜晚为常温.结束后将各处理移到自然条件下生长至成熟,无损失收获后待小麦植株自然风干,进行室内考种.1.3测定项目与方法1.3.1籽粒淀粉含量及淀粉形成关键酶活性的测定开花盛期,标记生长一致且同一天开花的麦穗和同天开花的小花作为取样植株.处理第5天开始取样,每隔5 d 取样1次,每处理10穗.剥取籽粒置烘箱中105 ℃杀青30 min ,80 ℃烘干至恒质量,称质量后保存用于测定淀粉组分及含量,并取10穗籽粒液氮速冻后低温保存,用于测定淀粉合成关键酶活性.花后不同时期所取样品烘干后研磨过100 目筛,用于淀粉含量测定,测定项目包括总淀粉含量、直链淀粉含量、支链淀粉含量、直/支比.总淀粉和直链淀粉含量采用分光光度法[1,8],总淀粉含量的测定波长为485 nm ,直链淀粉含量的测定波长为620 nm.支链淀粉含量(%)=总淀粉含量-直链淀粉含量.淀粉合成关键酶(SBE )活性测定参照李太贵等[9]的方法,以碘液显色l0 min 后在660 nm 处测光密度值,以不水浴加热者为对照,SBE 酶活性以OD 660下降的百分率表示,△OD 660= (OD 660CK -OD 660t ) ×100%/ OD 660CK .AGP 、UGP 、SSS 酶活性测定参照程方民等[10]的方法.AGP 、UGP 活性测定:30 ℃反应l0 min 后,测定340 nm OD 值,计算AGP 、UGP 的活性,单位为nmol/(1 000seeds ·min ),以20μL 煮沸的粗酶液作为对照.SSS 酶活性的测定:测定340 nm OD 值,单位为nmol/(1 000seeds ·min ),以20μL 煮沸的粗酶液作为对照.1.3.2成熟小麦考种小麦成熟后无损失收获.考种项目包括株高、穗长、穗粒数、穗粒质量、千粒质量、单株穗数、单株生物产量等.2结果与分析2.1不同时期高温对春小麦淀粉形成关键酶的影响2.1.1AGP 活性的动态变化由图1可知,花后不同时期经过高温处理后,籽粒中的AGP 活性在整个灌浆期的变化趋势与T 1一致,都表现为开始升高迅速.品种间有明显差异,宁春4号花后15 d AGP 活性达到高峰后下降,花后20 d 降至最低后又升高;而宁春47号在15~20 d 达到高峰后下降,花后25 d 又升高.花后不同时期高温处理,AGP 活性有明显差异,处理越早,酶活性降低幅度越大,且随着高温处理时间的后移,两品种的AGP 活性显著降低.宁春4号与宁春47号经高温处理后的AGP 活性变化不尽相同,花后10、20 d 对宁春4号进行高温处理,各高温处理的AGP 活性分别高A G P 活性/(n m o l·1000-1s e e d s -1·m i n -1)(a )宁春4号A G P 活性/(n m o l·1000-1s e e d s -1·m i n -1)孙立影等:花后不同时期高温对春小麦淀粉形成的影响55第36卷农业科学研究花后天数/d (b )宁春47号504540353025201510501015202530花后天数/d (a )宁春4号S S S 活性/(n m o l·1000-1s e e d s -1·m i n -1)1201008060402001015202530于T 1 69.81%、70.17%,花后15 d 的T 2D 1和25 d 的T 2D 4都分别低于T 1 61.47%、31.22%;花后20 d 对宁春47号进行35 ℃高温处理,各高温处理的AGP 活性高于T 1 52.28%,花后10 d 的T 2D 1、25 d 的T 2D 4都分别低于T 1 30.77%、72%,宁春47号籽粒中AGP 活性在不同处理下变化差异较显著.由此表明两品种在灌浆前期籽粒AGP 活性对高温的反应最为敏感,花后10~20 d 高温可以使AGP 活性有所升高,加速光合产物转化为淀粉,而灌浆后期温度过高则会降低AGP 活性,阻碍光合产物转化为淀粉,使灌浆不足.因此,灌浆期温度过高会降低AGP 活性,减少淀粉合成的前提物质AGP 的供给,从而影响淀粉合成,造成灌浆不足,粒质量降低.2.1.2UGP 活性的动态变化由图2可知,不同品种经过35 ℃高温处理后,UGP 活性在春小麦开花后呈现动态变化.两品种都表现为花后30 d 时酶活性最低,花后15 d 左右相对较高,之后一直到收获前都表现为下降的趋势.说明灌浆初期,蔗糖转化效率较高,有利于淀粉合成,灌浆后期蔗糖的转化能力减弱.花后15 d 对宁春4号进行35 ℃高温处理,UGP 活性比T 1高47.48%,花后10 d 的T 2D 5、20 d 的T 2D 1分别低于T 1 16.11%、31.96%.说明开花后的高温抑制了春小麦籽粒UGP 活性,供给淀粉合成的原料减少,从而影响了淀粉合成.花后10 d 对宁春47号进行35℃高温处理,T 2D 1的UGP 活性低于T 112.49%,其余处理都高于T 1.说明开花后10 d 左右高温可以促使UGP 活性升高,但整体来说开花后的高温在一定程度上抑制了UGP 活性.而两品种间差异显著,说明宁春47号经过处理后籽粒中UGP 活性受高温胁迫的影响较宁春4号明显.2.1.3SSS 活性的动态变化由图3可知,经过高温处理,SSS 活性在开花后呈现动态变化.其中,两品种都表现为花后30 d 时酶活性最低.对宁春4号进行高温处理,SSS 活性在花后25 d 高于T 1 40%,T 2D 4处理在花后20 d SSS 活性达到最大值且高于T 1,其他处理都低于T 1,说明开花后的高温显著降低了宁春4号SSS 活性,即抑制了淀粉合成.对宁春47号进行高温处理,SSS 活性除了T 2D 3图2花后不同时期高温对春小麦UGP活性的影响花后天数/d (a )宁春4号U G P 活性/(n m o l·1000-1s e e d s -1·m i n -1)350300250200150100500花后天数/d (b )宁春47号18016014012010080604020010152025301015202530—T 1;—T 2D 1;—T 2D 2;—T 2D 3;—T 2D 4;—T 2D 5S S S 活性/(n m o l·1000-1s e e d s -1·m i n -1)U G P 活性/(n m o l·1000-1s e e d s -1·m i n -1)56第1期花后天数/d (a )宁春4号直链淀粉含量/%3025201510501015202530高于T 1,其余处理均低于未处理的常温生长的小麦,T 2D 1在花后25 d SSS 活性达到最低,说明开花后较高的温度降低了宁春47号SSS 活性,从而阻碍淀粉合成,也说明宁春47号的SSS 活性对高温的反应较敏感,高温出现越早,对淀粉合成越不利.2.1.4SBE 活性的动态变化由图4可知,经过T 2处理后,SBE 活性在开花后呈现动态变化.灌浆前期SBE 活性较低,20~25 d 后活性增加迅速,说明SBE 主要在灌浆后期大量表达.不同品种的SBE 对高温的反应不同.对宁春4号进行高温处理,SBE 活性于花后10、25、30 d 高于T 1,其他处理都低于T 1,高温出现越早(T 2D 1),SBE 活性下降幅度越大,而后期升高幅度较小,说明开花后高温会影响SBE 活性,进而影响支链淀粉合成,高温越早,对支链淀粉合成的影响越明显.对宁春47号进行高温处理,SBE 活性仅在花后25 d 高于T 1,其他处理都低于对照,但变幅较大,说明SBE 酶对高温的反应敏感,开花后较高的温度提高了宁春47号SBE 活性,加速了支链淀粉合成,但可能影响淀粉颗粒的大小和结构,进而影响到面粉品质.2.2不同时期高温对春小麦淀粉组分的影响2.2.1直链淀粉含量的动态变化由图5可知,花后不同时期高温处理,两品种籽粒中的直链淀粉含量呈不断变化的趋势.不同品种间比较,宁春4号的各高温处理都呈现逐渐上升的趋势,宁春47号的各高温处理在花后25 d 达到峰值,这与宁春4号的变化趋势一致.不同处理时期相比,宁春4号在花后25 d 的T 2D 1、T 2D 2、T 2D 5较T 1降低了18.64%、20.19%、28.37%;宁春47号在花后25 d 的T 2D 1、T 2D 3、T 2D 4较T 1降低了20.4%、18.63%、16.15%,宁春47号的T 2D 1波动幅度较大,但也呈现出花后25 d 前逐渐上升,25 d 后逐渐下降的趋势,与宁春4号的变化相同.说明高温处理时间对两品种直链淀粉含量的影响不明显.2.2.2支链淀粉含量的动态变化由图6可知,花后不同时期高温处理,两品种籽粒中的支链淀粉含量呈不断变化的趋势,均呈现为逐渐上升,且都在花后25 d 上升速度较快,但各高温处理的支链淀粉含量均低于T 1.不同处理时期相比,宁春4号在花后25 d 的T 2D 1、T 2D 2、T 2D 3、T 2D 4较T 1降低了9.76%、9.50%、2.55%、7.13%;宁春47号花后花后天数/d (b )宁春47号353025201510501015202530花后天数/d (a )宁春4号S B E 活性/%0.250.200.150.100.050.001015202530图4花后不同时期高温对春小麦SBE 活性的影响花后天数/d (b )宁春47号S B E 活性/%0.350.300.250.200.150.100.050.001015202530—T 1;—T 2D 1;—T 2D 2;—T 2D 3;—T 2D 4;—T 2D 5直链淀粉含量/%孙立影等:花后不同时期高温对春小麦淀粉形成的影响57第36卷农业科学研究花后天数/d (a )宁春4号支链淀粉含量/%60504030201001015202530图6花后不同时期高温对春小麦支链淀粉含量的影响25 d 较T 1降低了12.94%、10.94%、9.22%、2.66%.宁春4号花后30 d 的T 2D 1、T 2D 2、T 2D 3、T 2D 4、T 2D 5较T 1降低了15.73%、7.40%、19.62%、6.29%、6.65%;宁春47号花后30 d 较T 1降低了15.90%、11.70%、5.07%、2.01%、6.77%.说明高温处理时间越早,春小麦籽粒支链淀粉含量下降越快.2.2.3总淀粉含量的动态变化由图7可知,花后不同时期高温处理,两品种籽粒中的总淀粉含量呈不断变化的趋势,均呈现为逐渐上升,且变化趋势与直链淀粉含量、支链淀粉含量的变化趋势相同.宁春4号的各高温处理都呈现逐渐上升的趋势,但在花后25 d 的T 2D 1、T 2D 2、T 2D 3、T 2D 4、T 2D 5均低于T 1,较T 1分别降低了17.53%、18.64、22.34%、18.16%、27.35%;宁春47号在花后25 d 的T 2D 1、T 2D 2、T 2D 3、T 2D 4、T 2D 5较T 1降低了20.47%、6.34%、10.32%、28.37%、23.46%.说明总淀粉含量随生育期的推进而上升,灌浆前期增长速度较快,灌浆后期增长速度缓慢.高温处理时期越早,籽粒中的淀粉含量降低越快,植株早衰提前.2.3花后不同时期高温对春小麦产量及其构成因素的影响由表1可知,花后不同时期高温对春小麦产量及其构成因素的影响不同,高温处理时期越早对光合产物的运输影响越大,不实小穗数与秕粒越多,千粒质量下降越明显,对产量的影响越大,生物量减少越多.而两品种对T 1的反应也不相同,宁春4号花后高温处理T 2D 1、T 2D 2、T 2D 3、T 2D 4、T 2D 5分别较T 1的每穗粒数降低了38.4%、20.53%、30.04%、13.03%、17.83;宁春47号花后高温处理T 2D 1、T 2D 2、T 2D 3、T 2D 4、T 2D 5分别较T 1的每穗粒数降低了32.7%、41.7%、20.4%、5.3%、22.8%.宁春4号的千粒质量分别降低了52.18%、39.62%、36.74%、42.06%、36.04%;宁春47号的千粒质量分别降低了37.5%、41.7%、20.4%、5.3%、22.8%.两品种总体上变化趋势相似,在个别处理下略有不同,花后高温处理对宁春4号产量及产量构成因素的影响比较显著,表明春小麦产量及产量构成因素受高温影响明显,花后高温出现越早,不实小穗数越多,千粒质量下降越明显,产量显著下降.因此,花后高温胁迫主要影响穗粒数和粒质花后天数/d(b )宁春47号60504030201001015202530—T 1;—T 2D 1;—T 2D 2;—T 2D 3;—T 2D 4;—T 2D 5支链淀粉含量/%花后天数/d (a )宁春4号总淀粉含量/%90807060504030201001015202530花后天数/d (b )宁春47号807060504030201001015202530总淀粉含量/%58第1期处理宁春4号宁春47号穗粒数穗粒质量/g千粒质量/g生物量/(g ·株-1)经济系数穗粒数穗粒质量/g千粒质量/g生物量/(g ·株-1)经济系数T 126.30.557.3 2.30.426.90.839.7 2.20.4T 2D 116.20.327.4 1.70.518.10.424.8 1.40.3较T 1减少/%38.468.152.224.40.532.747.437.537.90.2T 2D 220.90.734.6 1.90.415.70.528.7 1.30.4较T 1减少/%20.525.539.615.60.341.740.427.842.10.1T 2D 318.80.636.3 1.70.421.40.832.8 1.70.3较T 1减少/%30.033.536.724.422.020.4 2.917.423.50.2T 2D 422.90.733.2 2.00.325.50.830.5 2.00.4较T 1减少/%13.027.742.19.40.3 5.3 3.323.210.30.2T 2D 521.60.836.6 2.10.220.80.835.9 2.00.4较T 1减少/%17.810.636.14.60.222.89.19.69.30.2表1花后不同时期高温对春小麦产量及其构成因素的影响量,进而影响小麦产量,高温出现越早,影响越大.3结论与讨论春小麦生育后期高温是北方春小麦的主要灾害因子,严重影响了其产量和品质.春小麦生育后期籽粒灌浆的适宜温度为20 ~22 ℃,在灌浆的适宜温度范围内,小麦的日灌浆速率随温度升高而增大,高于25 ℃( 日平均气温) 时,小麦因高温而失水过快,灌浆过程缩短,干物质积累提前结束,30 ℃以上高温使叶片早衰,灌浆中止,即高温逼熟,对产量影响很大.有研究表明,花后高温会降低小麦籽粒中直链、支链淀粉的含量,且不同品种对高温的反应不同,籽粒中直链、支链、总淀粉含量随灌浆进程不断增多,高温会加速灌浆进程和淀粉转化,降低籽粒中支链淀粉含量,但高温对直链淀粉含量没有显著影响[11].戴廷波等[12] 研究认为, 灌浆期高温使直链淀粉含量下降.吴宏亮等[13]研究发现,灌浆期高温提高了籽粒直链淀粉含量,改变了籽粒淀粉组分的构成比例,进而影响春小麦的产量,导致春小麦产量大幅度降低.本研究亦表明同样结果,花后高温胁迫对直链、支链及总淀粉含量有显著的影响,高温加快了灌浆速度,缩短了灌浆进程,降低了淀粉含量,影响了春小麦的品质,而灌浆期高温却促进了直链淀粉合成.Jenner 等[3]研究表明, 灌浆期高温主要通过抑制SSS 活性, 阻碍蔗糖向淀粉转化, 进而降低淀粉含量和粒质量.而在本研究中,高温使淀粉合成酶活性相对GBE 的影响相对较小.赵辉等[14]研究发现,花后高温导致粒质量下降高达27.5%,蛋白质产量和淀粉产量分别下降14%和31%,进而导致小麦严重减产,这在本研究中也得到证实.本研究表明,花后不同时期高温对春小麦的产量构成因素有显著的影响,特别是对穗粒数和粒质量的影响较大,两品种在高温的影响下产量均有下降,但宁春4号下降幅度较明显,这可能是由于不同品种间存在的差异造成的.花后高温降低了春小麦淀粉及淀粉合成酶活性,导致直链淀粉、支链淀粉及总淀粉含量降低,而花后高温出现越早,对淀粉形成的关键酶(AGP 、UGP 、SSS 、SBE )的影响也越明显.因此,生产中应采取相应的措施以缓解不同时期高温对春小麦品质形成的影响.根据大田实践,可以采用抗早衰栽培技术,采取调整播种时期、选用适应性好的春小麦品种、灌浆期喷施化学药剂、灌好灌浆水等栽培措施,缓解和防御花后高温对春小麦的影响.参考文献:[1]王晨阳.花后高温和干旱对小麦籽粒淀粉合成、加工品质及产量的影响[D].郑州:河南农业大学,2005.[2]包刚,覃志豪,周义,等.气候变化对中国农业生产影响的模拟评价进展[J].中国农学通报,2012,28(2):303-307.[3]JENNER C F.Effects of exposure of wheat ears to high temperature on dry mat teraccumulation and carb ohydratem etabolism in the grain of two cultivars:II Carryover effects[J].Australian Journal of Plant Physiolog,孙立影等:花后不同时期高温对春小麦淀粉形成的影响59第36卷农业科学研究Effects of the high temperature after the flowering periodon starch formation in spring wheatSun Liying ,Su Wei ,Wu Hongliang ,Li Yu ,Wang Xue ,Kang Jianhong(School of Agriculture ,Ningxia University ,Yinchuan 750021,China)Abstract:Use cultivars of Ningchun 4 and Ningchun 47 in Ningxia Irrigation Area as the sample material to study the effects of post floral for high temperatures in different times at of spring wheat starch formation. The results showed that: Different periods of high temperature processing, grain amylose, amylopectin, total starch content showed a gradual upward trend, comparison between treatments ,the sooner the high-temperature processing, the faster in speed of dropping in starch content than T 1,while the straight amylose content is not affected parison between species, varieties of Ningchun 47 greatly influenced by high temperature stress, grain starch accumulation trends and the trend changes in amylase activity among wheat cultivars treated basically the same,post floral high temperature treatment of ADPG, UDPG, SSS and SBE of kernel, the enzyme activity decreased 7%to 13%, but ADPG, UDPG and SSS impacted enormously by high temperature.Post floral high temperature appear sooner, the greater the impact on the formation of a key enzyme amylase and starch content of spring wheat, resulting in insufficient filling, reduced grain weight,lower yields. So, take the appropriate cultivation techniques to anesis after high temperature hazards, can improve the yield of spring wheat in Ningxia to some extent.Key words:spring wheat ;high temperature ;starch ;starch synthase(责任编辑、校对魏乐)成的研究进展[J].农业科学研究,2011,32(3):67-71.[5]李昱,吴宏亮,康建宏,等.花后高温胁迫对春小麦光合指标的影响[J].农业科学研究,2013,34(4):13-17.[6]王晨阳,冀天会,郭天财,等.干旱胁迫对春小麦淀粉糊化特性的影响[J].河南农业科学,2008(8):32-37.[7]雷水玲.全球气候变化对宁夏春小麦生长和产量的影响[J].中国农业气象,2001,22(2):33-40.[8]闫素辉,尹燕枰,李文阳,等.灌浆期高温对小麦籽粒淀粉的积累、粒度分布及相关酶活性的影响[J].作物学报,2008,34(6):1092-1096.[9]李太贵,沈波,陈能,等.Q 酶在水稻籽粒垩白形成中作用的研究[J].作物学报,1997,23(3):338-344.[10]程方民,蒋德安,吴平,等.早籼稻籽粒灌浆过程中淀粉合成酶的变化及温度效应特征[J].作物学报,2001,27(2):201-206.[11]周续莲,康建宏,吴宏亮,等.花后高温对春小麦籽粒淀粉含量及产量的影响研究[J].种子,2012,31(2):5-9.[12]戴廷波,赵辉,荆奇,等.灌浆期高温和水分逆境对冬小麦籽粒蛋白质和淀粉含量的影响[J].生态学报,2006,26(11):3670-3676.[13]吴宏亮,康建宏,姚珊,等.花后高温干旱对春小麦淀粉形成的影响[J].新疆农业科学,2013,50(11):1974-1984.[14]赵辉,戴廷波,荆奇,等.灌浆期高温对两种品质类型小麦品种籽粒淀粉合成关键酶活性的影响[J].作物学报,2006,32(3):423-429.60。
小麦花后库源器官氮素、磷素营养物质积累动态分析梁勇; 李大清; 陈月星; 程剑平; 赵钢; FAHIMA Tzion; 严俊【期刊名称】《《河南农业大学学报》》【年(卷),期】2019(053)004【总页数】7页(P512-518)【关键词】小麦; 氮素营养物质; 磷素营养物质; 动态; 库源器官; 优质高产【作者】梁勇; 李大清; 陈月星; 程剑平; 赵钢; FAHIMA Tzion; 严俊【作者单位】成都大学药学与生物工程学院四川成都610106; 贵州大学麦类作物研究中心贵州贵阳550025; 四川农业大学理学院四川雅安625014; 海法大学进化研究所以色列海法31905【正文语种】中文【中图分类】S512.1小麦是世界三大粮食作物之一,它的生产直接影响着世界的粮食安全,是人类20%的热量提供者[1-2],同时也是人体内“素蛋白”最重要的来源[3]。
小麦子粒中的蛋白质对小麦营养品质和加工特性都有着重要影响,是其品质评价中的基本指标,其含量的高低直接影响到人类对食物需求的安全和满意程度,影响着人类的营养平衡[4-5]。
小麦子粒中也含有植酸等大量的抗营养因子[6],人和非反刍动物食用后,降低了金属阳离子等矿质元素的利用率及蛋白质等营养因子的生物有效性,使人体必需蛋白质和微量营养物质缺乏,导致“隐形饥饿”,甚至产生毒害作用[7-8]。
此外,腐败的茎秆以及动物粪便中的磷素(例如植酸)会随水系统流入江海湖泊,造成水体富营养化等环境问题[9],尤其是在饲养企业密集的发达国家表现更为明显[10]。
这些问题都将直接威胁人类的生命健康,并造成严重的社会问题和经济损失。
目前,解决这些问题最安全、有效、经济的方法就是通过生物强化途径,利用遗传育种手段,提高农作物中蛋白质等营养物质的含量,同时降低反营养因子含量,以增强营养物质的利用率和生物有效性[11-12]。
近年来,40多个国家和地区通过生物强化措施对农作物中Zn,Fe和维生素A等营养元素进行了大量研究,并取得了丰硕成果[13-14],但对农作物中蛋白质与反营养因子(如植酸)的动态积累及相关性的研究较少,特别是关于小麦子粒发育过程中库源器官(旗叶、茎鞘、颖壳穗轴、子粒)中氮素(氨基酸、可溶性蛋白质)、磷素(植酸、无机磷)营养物质含量动态变化及相关性的研究鲜有报道。
风干和烘干条件下不同小麦品种在灌浆过程中植株和子粒干物质积累的动态变化董中东;张东志;陈若礼;赵太宇;况洋洋;詹克慧【摘要】选用了4个不同穗型的小麦品种,研究了灌浆过程中烘干与风干的植株和子粒干物质积累的动态变化.结果表明,单茎干重和茎鞘叶干重变化呈直线趋势,但灌浆28 d后植株干重的增加较慢.烘干和风干条件下单茎干重差异表现为中穗大粒型品种平安7号>多穗型豫农202>大穗型郯麦98>中穗型淮麦20.灌浆期间茎鞘叶的日转移量表现为郯麦98>淮麦20>豫农202>平安7号.子粒灌浆都呈现了“慢-快-慢”的变化趋势,可以用Logistic曲线方程拟合其增长趋势.烘干处理的子粒千粒重要高于风干处理的,但到灌浆28 d后,二者差异很小,烘干和风干千粒重差异表现为豫农202>郯麦98>平安7号>淮麦20.不同类型品种表现出不同的灌浆特点和干物质转移特征.%Four types of wheat cultivars were selected to study the dynamic accumulation of dry matters of plant and grain during grain filling under the condition of air-drying and oven-drying, respectively. The results indicated that the change of dry weight of stem and sheath was in linear trends during grain filling process, whereas the range of increase gradually became slow from 28th day after anthesis. The difference of dry stem weight treated by air-drying and oven-drying was in the following order; Pingan 7 with medium spike and large grain > Yunong 202 with multiple spike > Tanmai 98 with large spike > Huaimai 20 with medium spike. The transfering amount of dry matter per day in sheath was as follows ; Tanmai 98 > Huaimai 20 > Yunong 202 > Pingan 7 during grain filling. Grain filling had shown a "slow-fast -slow" tendencythat could be fitted with the Logistic equation. The thousand-grain weight under the treatment of air-drying was significantly larger than that with the treatment of oven-drying, whereas it has no obvious difference from that on the 28th day after anthesis. The difference of thousand-grain weight was as follows; Yunong 202 > Tanmai 98 > Pingan 7 > Huaimai 20. There were different characters on dry matter accumulation and filling rate among different types of cultivars at grain filling stages.【期刊名称】《河南农业大学学报》【年(卷),期】2012(046)004【总页数】6页(P364-369)【关键词】小麦品种;风干;烘干;干物质积累【作者】董中东;张东志;陈若礼;赵太宇;况洋洋;詹克慧【作者单位】河南农业大学农学院,河南郑州450002;安徽濉溪县丰田种业有限公司,安徽濉溪235100;安徽柳丰种业有限公司,安徽濉溪235100;安徽柳丰种业有限公司,安徽濉溪235100;安徽柳丰种业有限公司,安徽濉溪235100;河南农业大学农学院,河南郑州450002【正文语种】中文【中图分类】S512.1灌浆过程是小麦生长发育的最后阶段,也是在一定的生态地区小麦个体发育、环境条件、栽培技术及栽培目标的最终体现,是小麦子粒产量和品质形成的关键时期.小麦子粒灌浆和物质转运及其调控的相关研究已有很多,但多集中在不同栽培管理措施对其影响方面[1~6].小麦灌浆期间干物质积累和转移除受播期、密度、干旱、气象要素等环境因素影响外,品种特性对其有不同程度的影响[7~16].高翔等[7]认为,子粒的灌浆速率和干物质积累量在子粒生长各阶段均存在显著的品种间差异.魏艳丽等[8]认为,大穗型小麦营养器官花前储存物质对子粒库的贡献率远小于中穗型和多穗型小麦,且花后光合产物的分配也不够合理,说明大穗型小麦源、流、库性状改良的产量潜力远高于中穗型和多穗型小麦.张斯梅等[9]研究认为,大穗型小麦品种的单茎叶面积、干物质积累量均大于多穗型和中间型,但最终产量表现为多穗型>中间型>大穗型.刘万代等[10]认为,不同穗型小麦品种叶片对子粒产量的贡献存在差异,多穗型品种大于大穗型品种.孙花等[12]研究表明,不同熟期类型小麦品种子粒灌浆特性间存在差异,早熟品种灌浆期短,高峰期灌浆强度小、持续时间短,缓增期灌浆速率高于中、晚熟品种.这些研究大多单从小麦植株和子粒干物质积累的动态变化进行分析,但不同类型品种在灌浆前的光合产物的累积量、光合能力、呼吸消耗以及转移能力等方面均有差异,因此不足以完全搞清不同类型品种植株和子粒干物质积累和转移以及呼吸消耗的特点.并且小麦干物质的测定一般是在烘干条件下进行的,测定的植株和子粒干物质能够反映出不同时期的累积增加量,但在风干条件下测定的结果,由于风干需要6~10 d的自然干燥,鲜活的植株有一定呼吸消耗,同一时期风干植株的干物质测定值应低于烘干的,其差异在一定程度上反映出不同品种在不同时期的呼吸消耗,子粒则因为在自然干燥期间植株的营养物质还会向其转移,粒重会呈增加趋势.因此,分析烘干和风干条件下测定的植株和子粒干物质的动态变化,有助于搞清不同类型品种植株和子粒干物质积累和转移以及呼吸消耗的特点,为品种的配套栽培技术制定和生产利用提供依据.1 材料与方法1.1 供试材料与试验设置供试小麦品种为近年审定适宜于淮北地区种植的不同穗型的4个品种,即半冬性多穗型豫农202、弱春性中穗大粒型平安7号、半冬性大穗型郯麦98和半冬性中穗型淮麦20.试验材料安排在安徽淮北市柳丰种业公司展示田中.土壤类型为两合土,肥力均匀,中等偏上.小麦产量水平为7 500 kg·hm-2左右,播种期为2010 -10 -14,基本苗为255万~300万株·hm-2,无重复,16行区,行距20 cm,行长10 m.1.2 小麦灌浆期间的气象因子小麦播种后,淮北地区少雨干旱,小麦的冬前生长阶段、越冬期和开春后持续干旱.展示田于2010年12月上旬喷灌1次,于2011年3月下旬喷灌1次.淮北地区的干旱持续到2011-05-09,因干旱到4月底展示田小麦在午后出现卷叶,每天卷叶持续2~3 h,到2011-05-08 T 10:00,小麦就出现卷叶,每天持续5~6 h,2011-05-10降雨34.2 mm,确保了小麦灌浆期的水分供应.在2011-04-28—06-04的小麦灌浆期间,平均气温(21.5 ±3.7)℃,最高气温(27.5±4.4)℃,最低气温(15.7 ±3.9)℃,日较差(11.8 ±0.5)℃,湿度(58.9% ±3.5%),日照时数282.8 h,降雨量43.8 mm,蒸发量242.3(6.4 ± 2.0)mm,2011-05-09前小麦灌浆受到一定的干旱胁迫,2011-05-10后,耕层土壤含水量为18% ~20%,适宜灌浆需要,温度、湿度和光照都比较适宜小麦灌浆需要.1.3 测定指标及其方法2011-04-28,每个品种选生长一致且同处盛花期的主茎穗300个,并作标记,自2011-05-05(开花后8 d)开始,每隔3 d剪取20个单茎的地上部分,随机分2组,1组10株.1组称鲜质量后随即放烘箱内105℃杀青后,80℃烘干至质量恒定;另1组称鲜质量后放在室内自然风干(前期9~10 d,后期6~7 d)后80℃烘干至质量恒定.样品干后用1%的天平分别称取植株干质量,穗干质量、粒干质量(穗干后脱粒,统计粒数),并计算单茎植株干质量、单茎茎鞘叶干质量(单茎植株干质量-单穗干质量)、单穗子粒干质量、单穗穗、壳、叶干质量(单穗干质量-单穗子粒干质量)和千粒质量.1.4 统计分析方法利用直线回归分析方法来研究单茎植株干质量和茎鞘叶干质量的动态变化.用Logistic方程拟合花后各品种子粒粒重变化规律[17],以粒重为依变量,花后天数为自变量.Logistic方程表达式为:式中,t为花后天数(开花日以t=0计);W为子粒千粒重;K为理论子粒最大千粒重,a,b为待定参数.灌浆次级参数表述:T为实际记录灌浆持续天数/d,T1,T2,T3分别为渐增期、快增期、缓增期持续时间/d;R1,R2,R3分别为渐增期、快增期、缓增期灌浆速率;R为实际平均灌浆速率,Tmax为灌浆速率达最大时的时间/d,Rmax为最大灌浆速率.数据处理和统计分析通过Excel和DPS软件完成.2 结果与分析2.1 烘干和风干条件下不同小麦品种植株干物质的动态变化的差异烘干和风干条件下单茎植株干质量随灌浆时间的回归分析结果列于表1.从表1中可以看出,单茎植株干质量的动态变化均呈极显著的直线回归关系,且风干的回归系数基本都大于烘干的回归系数,说明在灌浆期间单茎植株干物质呈均匀增加,但从测定值看出,最后4个时期(灌浆28 d后)的植株干质量的增加较慢,说明灌浆28 d后植株已开始衰老,光合能力出现降低趋势.从回归系数可以看出,中穗大粒型品种平安7号的单茎植株干质量日增加量较多,达0.057 9 g,其次是中穗型的淮麦20和大穗型品种郯麦98,分别为0.044 8和0.038 0 g,多穗型的豫农202的日增加量最少,为0.029 2 g.从烘干和风干条件下植株干物质差异的动态变化(图1)可以看出,平安7号和郯麦98在不同时期差值变化较大,灌浆前16 d较高,以后较低,豫农202和淮麦20变化不大.通过对烘干和风干条件下单茎干质量成对数据的差异比较发现,平安7号差异最大,为0.250 9 g,差异达极显著水平,其次是豫农202和郯麦98,分别为0.191 9和0.140 2 g,差异分别达极显著和显著水平,淮麦20最小,仅为0.038 5 g,差异不显著.从烘干条件下的回归截距看出,大穗品种郯麦98开花时积累的干物质远高于其他类型品种.2.2 烘干和风干条件下不同小麦品种茎鞘叶干物质的动态变化烘干和风干条件下单茎茎鞘叶干质量随灌浆时间的回归分析结果列于表2.从表2中可以看出,除风干条件下的平安7号外,其他的都呈极显著的回归关系,回归系数均为负值,说明茎鞘从开花后的质量是在降低,而不是增加,其质量在开花前就达到了最大,在花后它要向子粒中转运物质以及充当物质运输的通道.风干处理的回归系数的绝对值要小于烘干处理的,表明其变化比烘干的要趋缓一些,从烘干条件下的回归系数可看出,郯麦98转移到子粒中的量最大,日转移达0.042 1 g,其次是淮麦20和豫农202,分别为0.025 7和0.023 6 g,平安7号最少,仅为0.011 7 g.表1 烘干和风干条件下不同小麦品种单茎植株干质量(y)随灌浆时间(x)的回归方程Table 1 Regression equations of dry stem weight with grain filling day in different wheat cultivars with air-drying and oven-drying treatments品种Cultivars -value平安7 号烘干 Oven-drying y=0.057 9 x+2.050 9 0.986 0 1.18 ×10干燥方式Drying methods回归方程Regression equations R2 P-9 Pingan 7 hao 风干 Air-drying y=0.068 0 x+1.577 7 0.958 8 1.54×10 -7郯麦98 烘干 Oven-drying y=0.038 0 x+3.538 4 0.961 7 1.11 ×10 -7 Tanmai 98 风干 Air-drying y=0.052 8 x+3.073 8 0.932 7 1.42 ×10 -6豫农202 烘干 Oven-drying y=0.029 2 x+2.543 8 0.940 1 8.36 ×10 -7 Yunong 202 风干 Air-drying y=0.026 0 x+2.422 5 0.929 9 1.70 ×10 -6淮麦20 烘干 Oven-drying y=0.044 8 x+2.021 0 0.973 7 2.03 ×10 -8 Huaimai 20 风干 Air-drying y=0.045 3 x+1.971 6 0.961 9 1.08 ×10-7表2 烘干和风干条件下不同小麦品种单茎茎鞘叶干质量(y)随灌浆时间(x)的回归方程Table 2 Regression equations of dry weight for stem and leaf with grain filling day in different wheat cultivars with air-drying and oven-drying treatments品种Cultivars-value平安7号烘干 Oven-drying y= -0.011 7 x+1.干燥方式Drying methods回归方程Regression equations R2 P 942 5 0.589 5 0.005 8 Pingan 7 hao 风干 Air-drying y= -0.003 4 x+1.436 2 0.290 5 0.087 1郯麦98 烘干 Oven-drying y= -0.042 1 x+2.919 3 0.846 5 6.02 ×10-5 Tanmai 98 风干 Air-drying y= -0.019 9 x+2.131 7 0.546 3 0.009 3豫农 202 烘干 Oven-drying y= -0.023 6 x+2.028 0 0.818 9 0.000 1 Yunong 202 风干 Air-drying y= -0.023 7 x+1.757 9 0.792 7 0.000 2淮麦20 烘干 Oven-drying y= -0.025 7 x+1.963 4 0.883 4 1.72 ×10-5 Huaimai 20 风干 Air-drying y= -0.015 7x+1.654 4 0.515 2 0.012 9图1 不同小麦品种烘干和风干单茎干质量差值的动态变化Fig.1 Dynamic changes of difference of stem weight between air-drying and oven-drying treatments in different wheat cultivars2.3 烘干和风干条件下不同小麦品种子粒干物质的动态变化2.3.1 不同小麦品种在烘干条件下子粒千粒重的Logistic方程拟合拟合Logistic曲线方程得到曲线方程的参数如表3.由表3可以看出,用Logistic曲线方程对不同品种的灌浆过程拟合效果均达极显著水平,决定系数较大,均高于0.97,说明不同冬小麦品种的子粒增重过程均呈“S”形曲线增长,即开始增长缓慢,然后进入快速增长阶段,最后增长又趋于缓慢.平安7号理论千粒重最高,达51.151 6 g,其次是郯麦 98,也达到了 50.038 1 g,豫农202 最低,为44.216 5 g.表3 不同小麦品种Logistic曲线方程参数及其显著性Table 3 Parameters of Logistic equations and their significance for different cultivars品种Cultivars K a b R2 P-value平安7 号 Pingan 7 51.151 6 48.234 6 -0.178 7 0.996 4 2.60 ×10-12郯麦98 Tanmai 98 50.038 1 39.704 0 -0.190 4 0.976 2 1.29 ×10 -8豫农202 Yunong 202 44.216 5 44.183 2 -0.197 5 0.990 4 2.13 ×10 -10淮麦 20 Huaimai 20 47.674 1 65.776 2 -0.212 8 0.984 1 2.09 ×10-92.3.2 不同小麦品种在烘干条件下的次级灌浆参数进一步对不同品种Logistic曲线方程次级灌浆参数进行估计,各品种的Logistic曲线方程的参数估计结果列于表4.从表4可以看出,不同小麦品种的灌浆持续时间为37~40 d,其中大穗型品种郯麦98的灌浆时间最长.从平均灌浆速率看,大粒型品种平安7号的灌浆速率最大,达到1.335 1 g·d-1,多穗型品种豫农 202 最低,为 1.163 6 g·d -1.小麦灌浆过程可分渐增期、快增期和缓增期.大粒型品种平安7号在不同的灌浆时期表现出与其他品种不一样的灌浆特点,其渐增期时间较长,缓增期时间明显较短,但其缓增期的灌浆速率明显高于其他品种,达到1.076 7 g·d-1,说明该品种在灌浆后仍保持较高的灌浆速率.2.3.3 不同小麦品种烘干和风干千粒重之间的差异烘干和风干千粒重之间的差异反映出植株在离体后营养物质向子粒中转移的能力,各品种烘干和风干千粒重差异的动态变化见图2.从图2可以看出,随着灌浆时间的推移,烘干千粒重与风干的差异越来越小,说明由于植株逐渐衰老,向子粒转移的营养物质也越来越少,到灌浆28 d后,二者差异很小.与其他品种不同,淮麦20在后期风干过程中出现子粒中营养物质明显返流现象.通过对烘干和风干千粒重成对数据的差异比较发现,豫农202差异最大,为2.887 0 g,差异达极显著水平,其次是郯麦 98和平安7号,分别为 2.411 1 g和2.187 0 g,差异分别达极显著水平,淮麦20最小,仅为1.250 3 g,差异不显著.表4 不同小麦品种的次级灌浆参数Table 4 Secondary parameters of grain filling for different wheat cultivars品种Cultivars灌浆时间/d Days of grain filling T渐增期持续时间/d Days of gradual increasing stage T1渐增期灌浆速率/(g·d-1)Rate of gradual increasing stage R1快增期持续时间/d Days of rapid increasing stage T2快增期灌浆速率/(g·d-1)Rate of rapid increasing stage R2 Pingan 7 37 14.2 0.737 4 13.1 2.169 1郯麦98Tanmai 98 40 12.4 0.851 3 13.8 2.088 0豫农202Yunong 202 38 12.5 0.746 8 13.3 1.914 3淮麦20Huaimai 20 39 13.5 0.747 3 12.4 2.224 1平安7号品种Cultivars缓增期持续时间/d Days of slow increasing stage T3缓增期灌浆速率/(g·d-1)Rate of slow increasing stage R3达最快灌浆时间/d Theday of maximum rate of grain filling Tmax最大灌浆速率/(g·d-1)Maximum rate of grain filling Rmax平均灌浆速率/(g·d-1)Average rate of grain fillingR Pingan 7 9.7 1.076 7 20.7 2.474 0 1.335 1郯麦98Tanmai 98 13.7 0.769 4 19.3 2.381 4 1.251 0豫农202Yunong 202 12.2 0.768 9 19.2 2.183 4 1.163 6淮麦平安7号20Huaimai 20 10.1 0.766 5 19.7 2.536 7 1.222 4图2 不同小麦品种烘干和风干子粒千粒重差值的动态变化的差异Fig.2 Dynimic changes of difference of thousand-grain weight in air-drying and oven-drying treatments3 结论与讨论小麦子粒产量是光合物质生产、同化物运输分配和子粒发育对同化物利用等综合作用的结果.开花时有相当数量的贮藏性物质以非结构碳水化合物形式贮藏在叶片、茎鞘和茎秆中,在子粒灌浆期间分解并向子粒转移,对子粒质量的贡献率达1/3以上,其余是灌浆期间的光合产物,但不同类型品种间有差异[1].从本试验结果可以看出,大穗型品种郯麦98开花时干物质积累量最多,茎鞘叶向子粒中的日转移量也最多,均远多于中穗和多穗品种,这与张斯梅等[9]的研究结果是一致的.中穗大粒型品种平安7号的单茎植株干质量日增加量较多,其次是中穗型的淮麦20和大穗型品种郯麦98,多穗型的豫农202的日增加量最少.从植株单茎质量和茎鞘质量在风干和烘干条件下的变化可以看出,风干条件下单茎质量和茎鞘叶质量的变化更加缓和,也即是风干处理其回归系数的绝对值较小.从单茎质量和茎鞘叶质量的回归系数的大小也可以看出子粒干物质的来源主要来自于茎秆(回归系数大).不同类型小麦品种其干物质变化各有特点,在生产中要结合不同品种的特点采取合理的措施,以达到高产的目的.平安7号的平均穗粒数39.3粒,最终的单穗粒重为1.93 g,测定的最高千粒重为49.04 g,理论千粒重达到 51.15 g,是一个典型的中穗大粒型品种.在灌浆期间,其单茎干物质积累量和呼吸消耗量均较多,说明其单茎的光合产物较多.平均灌浆速率较高,但茎鞘叶干物质转移量较少,表明其子粒干物质的积累主要是依靠灌浆期间的光合产物.渐增期时间较长,缓增期时间明显较短,但其缓增期的灌浆速率明显较高.因此,在该品种的生产利用过程中,要创造良好的后期生长环境,特别是灌浆后期要确保其功能叶的活力,才能发挥其产量潜力.郯麦98的平均穗粒数50.4粒,最终的单穗粒重为2.55 g,测定的最高千粒重为49.12 g,理论千粒重达到 50.038 1 g,属于大穗型或重穗型品种.其灌浆时间最长,在灌浆期间,单茎干物质积累量和呼吸消耗量均属中等,茎鞘叶干物质转移量较多,说明其子粒干物质的积累比其他品种需要较多的开花前贮藏的物质.因此,在该品种的生产利用过程中,要保证开花前植株积累足够的光合产物,也要在灌浆后期确保其功能叶的活力,以利于发挥其大穗的增产潜力.多穗型品种豫农202的平均穗粒数38.7粒,最终的单穗粒重为1.72 g,测定的最高千粒重为43.20 g,理论千粒重达44.22 g.在灌浆期间,单茎干物质积累量偏少,呼吸消耗量和茎鞘叶干物质转移量中等,但植株营养物质转移能力较强.因此,在该品种的生产利用过程中,应注意构建合理的群体结构,要保证开花前植株积累足够的光合产物,通过群体发挥其增产潜力.中穗型品种淮麦20,测定的平均穗粒数39.6粒,最终的单穗粒重为1.98 g,测定的最高千粒重为46.85 g,理论千粒重达到47.67 g.在灌浆期间,单茎干物质积累量和茎鞘叶干物质转移量中等,呼吸消耗量较少,但植株营养物质向子粒转移的能力较弱,而且在灌浆后期子粒中营养物质出现明显返流现象.因此,在该品种的生产利用过程中,应注意协调产量三要素,保证合理的穗数和穗粒数,并适时收获.参考文献:[1]李世清,邹明安,李紫燕.小麦子粒灌浆特征及影响因素研究进展[J].西北植物学报,2003,23(11):2031-2039.[2]杨光,陈若礼,张存岭.淮北小麦灌浆特性及与气象条件的关系研究[J].安徽农业科学,2006,34(21):5454-5456.[3]屈会娟,李金才,沈学善,等.种植密度和播期对冬小麦品种兰考矮早八干物质和氮素积累与转运的影响[J].作物学报,2009,35(1):124 -131.[4]翟怀巍,孙凤平,李春晖,等.不同气象条件下小麦灌浆速率特点分析[J].安徽农业科学,2011,39(17):10442-10453.[5]李国强,汤亮,张文宇,等.不同株型小麦干物质积累与分配对氮肥响应的动态分析[J].作物学报,2009,35(12):2258 -2265.[6]冯伟,郭天财,李晓.不同降雨年型下水分处理对大穗型小麦品种子粒灌浆及产量的影响[J].水土保持学报,2005,19(1):192 -195.[7]高翔,董剑,庞红喜.小麦高产品种子粒灌浆与粒重的关系[J].西北农学报,2002,11(3):33 -35.[8]魏艳丽,王辉,冯毅,等.减源对不同穗型小麦品种干物质积累及其运转的影响[J].麦类作物学报,2008,28(3):507-512.[9]张斯梅,杨四军,顾克军,等.不同穗型小麦品种叶面积、干物质积运及产量构成分析[J].江苏农业科学,2010(6):114-116.[10]刘万代,尹钧,朱高纪.剪叶对不同穗型小麦品种干物质积累及子粒产量的影响[J].中国农业科学,2007,40(7):353 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小麦花后干物质动态分析
1实验目的
本实验通过对小麦生长发育过程中各个时期干物质的测量以及对小麦产量的测定,掌握测定的基本方法并总结小麦在各个时期干物质的积累变化规律,为增加小麦产量提供理论依据,从而达到增产、高产的目的。
作物干物质也可用于分析干物质的积累和分配与气象条件的关系,鉴定农业技术措施效应,掌握一定条件下作物产量形成的过程及其特点,研究其适应性,还可用于计算其他生长特征量评定其光能利用率等。
2实验仪器和用具
皮尺、翦刀、纸袋、烘箱、烧杯、镊子、电子天平(精确到0.001 g)。
3实验方法和步骤
3.1实验设计
本实验采用单因素实验设计,A1为常规耕作、D1为免耕覆盖,实验重复3次。
3.2样品处理
3.2.1取样
在试验田选取两个实验小区A1、D1,分别在两小区中选取8株小麦(连同分蘖一起拔出)。
3.2.2分装
在实验室将其分成茎、叶、鞘、穗四部分,再将麦粒从穗上剥下来。
数出
50粒装入一小纸袋内,剩余的装入另一纸袋内;然后把茎、叶、鞘、颖壳分别装入纸袋内,每个样本袋上写明日期、器官名称、小区名称。
3.2.3烘干
将装好的样本袋放人恒温烘箱内加温,在105℃杀毒1 h后,维持在80℃烘干,6~12 h后进行第1次称重,以后每小时称重1次,当样本前后两次重量≤0.5%时,该样本达到恒重。
3.2.4称量
烘干样本从烘箱里拿出后先放人干燥器中冷却,防止冷却过程中干植株吸水,待冷却后进行称重。
4实验结果与分析
由表1可知:小麦从灌浆期到成熟,A1的叶、茎、鞘、颖壳的重量不断减少,而它的穗、50粒、剩余粒却处于不断增加的状态;D1的叶、茎、鞘、颖壳是先减少后增加,它的穗、50粒、剩余粒则处于不断增重的状态。
经比较,A1和D1在灌浆期,D1的叶、茎、鞘、穗、颖壳均比A1重,而D1的50粒和剩余粒比A1的轻,说明A1在前期生长较快,D1生长较慢。
到了成熟期,D1的叶、茎、鞘等各个方面都比A1的重,说明D1在后期干物质积累较快并超过A1,且D1的产量要比A1的高。
由图1和图2可知:D1的平均干物质积累明显大于A1,从而推断D,的产量比A1高,说明D1在灌浆期以后籽粒增重非常迅速,使得各器官重量波动非常大。
由此可见,相对于常规耕作,免耕覆盖可提高干物质积累从而达到增产高产的目的。
5讨论
干物质的积累和分配与经济产量有密切关系。
Gan和Stobbe对春小麦覆盖研究表明:花前作物生长的加快和干物质的迅速积累可以大幅度提高籽粒产量。
本研究覆盖的结果对此做了很好的证明,覆盖小麦干物质积累总量明显高于常规小麦,且各器官干物质积累在花后增加迅速,这表明覆盖可以促进各器官生长发育,加快各器官干物质积累。
营养器官干物质达到最大值后,茎秆和叶片是主要输送光合产物到籽粒的源泉,将光合产物直接转移到籽粒库中。
由于本试验时间短,因此对覆盖小麦花后碳水化合物的积累及转运机制还有待进一步深入地探讨研究。