花后短暫高溫漬水逆境對(duì)冬小麥產(chǎn)量和品質(zhì)影響機(jī)理及其氮素調(diào)控.pdf

1、高溫和漬水是黃淮麥區(qū)南部和長(zhǎng)江中下游麥區(qū)冬小麥(TriticumaestivumL.)生育中后期主要?dú)庀鬄?zāi)害因子,隨著全球氣候變暖,其發(fā)生程度及頻數(shù)都逐漸增加,嚴(yán)重影響小麥產(chǎn)量和品質(zhì)。氮素是小麥生長(zhǎng)發(fā)育所必需的大量營(yíng)養(yǎng)元素之一,合理的氮肥營(yíng)養(yǎng)是緩解逆境脅迫,調(diào)控作物生長(zhǎng)、群體發(fā)育、提高同化能力的重要措施。試驗(yàn)選用“煙農(nóng)19”為材料,采用盆栽方式于2010-2012連續(xù)兩個(gè)年度在研究了花后不同時(shí)期短暫高溫漬水逆境脅迫對(duì)冬小麥生理生態(tài)、產(chǎn)量

2、和品質(zhì)的影響及其氮素調(diào)控效應(yīng),以期為黃淮南部麥區(qū)和長(zhǎng)江中下游麥區(qū)冬小麥后期葉面噴肥防衰和抗?jié)n高產(chǎn)栽培技術(shù)提供理論基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:
　　1、花后短暫高溫漬水逆境對(duì)冬小麥植株生理的影響及其氮素調(diào)控
　　(1)花后短暫高溫脅迫、漬水脅迫、高溫漬水雙脅迫均使冬小麥膜脂過(guò)氧化程度加劇,旗葉SOD、POD、CAT活性短暫小幅升高后隨即顯著下降,MDA含量顯著高于對(duì)照,加速植株衰老。上述逆境脅迫均顯著降低小麥根系活力,抑制葉綠體生

3、物合成,葉片葉綠素含量下降,Pn、Gs持續(xù)低于對(duì)照,Ci持續(xù)升高,高溫使Tr短暫升高后顯著降低,漬水、高溫漬水雙脅迫均導(dǎo)致小麥旗葉Tr持續(xù)低于對(duì)照。(2)短暫高溫和漬水脅迫互作顯著,高溫極顯著地加重了漬水危害。各逆境脅迫對(duì)冬小麥植株生理各指標(biāo)的不良效應(yīng)大小為高溫漬水雙脅迫>漬水脅迫>高溫脅迫;籽粒形成期逆境不良脅迫效應(yīng)顯著大于籽粒乳熟期脅迫。(3)氮素補(bǔ)償緩解各逆境的不良脅迫。(4)旗葉Ci的變化與Pn變化趨勢(shì)相反,說(shuō)明光合作用的主要限

4、制因素是非氣孔因素,由氣孔關(guān)閉造成的影響較小。
　　2、花后短暫高溫漬水逆境對(duì)冬小麥灌漿特性及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響及其氮素調(diào)控
　　(1)花后短暫高溫脅迫、漬水脅迫、高溫漬水雙脅迫均可顯著減小冬小麥籽粒體積,降低灌漿速率,縮短灌漿歷期,減少穗粒數(shù),降低千粒重與產(chǎn)量,而對(duì)穗數(shù)無(wú)顯著影響。(2)高溫與漬水交互作用顯著,高溫加重漬水逆境危害;各逆境不良影響程度為高溫漬水雙逆境>漬水逆境>高溫逆境;籽粒形成期逆境的不良效應(yīng)比籽粒乳熟期

5、大。(3)氮肥補(bǔ)償可顯著增加冬小麥籽粒體積,提高灌漿速率,延長(zhǎng)灌漿歷期,提高千粒重與產(chǎn)量,對(duì)穗數(shù)、穗粒數(shù)無(wú)顯著影響。(4)花后短暫高溫漬水情況下,小麥最終千粒重與各灌漿速率參數(shù)的相關(guān)性大于與各灌漿歷期參數(shù)的相關(guān)性,決定千粒重的主要是籽粒灌漿速率,而各歷期參數(shù)屬次要影響;冬小麥產(chǎn)量與中后期灌漿速率的關(guān)聯(lián)性大于與漸增期灌漿速率的關(guān)聯(lián)性。
　　3、花后短暫高溫漬水逆境對(duì)冬小麥籽粒蛋白質(zhì)合成與積累的影響及其氮素調(diào)控
　　(1)花后短

6、暫高溫脅迫下小麥旗葉GS、籽粒GPT活性先小幅升高,不久顯著下降;花后短暫漬水脅迫、高溫漬水雙脅迫均持續(xù)降低旗葉GS、籽粒GPT活性。高溫降低籽粒蛋白質(zhì)累積量,提高蛋白質(zhì)及各組分含量,降低谷醇比。漬水則降低蛋白質(zhì)累積量、蛋白質(zhì)及各組分含量、谷醇比。高溫漬水雙脅迫提高了醇溶蛋白含量,降低了蛋白質(zhì)累積量、谷蛋白含量和谷醇比,對(duì)清蛋白、球蛋白含量無(wú)顯著影響。(2)高溫和漬水對(duì)旗葉GS、籽粒GPT活性、蛋白質(zhì)累積量的交互效應(yīng)顯著,對(duì)蛋白質(zhì)及各組

7、分含量與谷醇比交互效應(yīng)不顯著。各因素對(duì)旗葉GS、籽粒GPT活性、蛋白質(zhì)累積量、谷醇比的影響程度為高溫+漬水>漬水>高溫,對(duì)蛋白質(zhì)及組分含量的影響程度為漬水>高溫+漬水>高溫。籽粒形成期逆境脅迫對(duì)旗葉GS、籽粒GPT活性、蛋白質(zhì)累積量的不良效應(yīng)顯著大于籽粒乳熟期的不良效應(yīng),而兩時(shí)期對(duì)蛋白質(zhì)及組分含量、谷醇比的效應(yīng)差異不顯著。(3)葉面噴氮補(bǔ)償?shù)貭I(yíng)養(yǎng),提高旗葉GS、籽粒GPT活性、籽粒蛋白質(zhì)累積量、蛋白質(zhì)含量、清蛋白含量、球蛋白含量及谷蛋

8、白含量,但對(duì)醇溶蛋白含量無(wú)顯著影響,提高谷醇比。(4)相關(guān)分析表明,試驗(yàn)中蛋白質(zhì)合成關(guān)鍵酶活性與籽粒產(chǎn)量、蛋白質(zhì)累積量、谷醇比顯著正相關(guān),與蛋白質(zhì)含量無(wú)顯著相關(guān)。
　　4、花后短暫高溫漬水逆境對(duì)冬小麥籽粒淀粉合成與積累的影響及其氮素調(diào)控
　　(1)花后短暫高溫脅迫、漬水脅迫、高溫漬水雙脅迫均抑制了淀粉合成原料蔗糖向籽粒的供應(yīng),也抑制了淀粉合成系統(tǒng)酶活性,從而導(dǎo)致籽粒淀粉積累量降低?；ê蟾邷孛{迫下小麥籽粒SS、ADPGPPas

9、e、SSS、GBSS活性先小幅升高,不久顯著下降?；ê鬂n水脅迫、高溫漬水雙脅迫均持續(xù)降低籽粒SS、ADPGPPase、SSS、GBSS活性?；ê蟾邷貙?duì)籽粒GBSS活性的不良影響比對(duì)籽粒ADPGPPase、SSS活性的不良影響小,導(dǎo)致淀粉含量下降,直鏈淀粉含量上升,支鏈淀粉含量下降,支直比下降。漬水造成籽粒淀粉含量、支鏈淀粉含量顯著低于對(duì)照,對(duì)直鏈淀粉含量影響不顯著,支直比下降。(2)高溫漬水對(duì)淀粉合成相關(guān)指標(biāo)的互作顯著,可見(jiàn)高溫極顯著地

10、加重了漬水危害。籽粒形成期逆境脅迫降低了小麥籽粒蔗糖含量,籽粒SS、ADPGPPase、SSS、GBSS活性,淀粉累積累量下降,不同時(shí)期對(duì)淀粉組分含量、支直比影響不顯著。(3)氮素補(bǔ)償提高淀粉合成相關(guān)酶的活性、淀粉累積量與支直比,降低直鏈淀粉含量,對(duì)淀粉含量,支鏈淀粉含量無(wú)顯著影響。
　　5、花后短暫高溫漬水逆境對(duì)冬小麥面粉加工品質(zhì)的影響及其氮素調(diào)控
　　(1)花后短暫高溫提高了面粉的濕面筋含量,改善了粉質(zhì)參數(shù)、拉伸參數(shù),而

11、對(duì)糊化溫度影響不顯著,對(duì)其它淀粉糊化參數(shù)產(chǎn)生不利影響?；ê蠖虝簼n水降低了濕面筋含量,粉質(zhì)參數(shù)、拉伸參數(shù)均變劣,對(duì)糊化溫度影響不顯著,提高了其它淀粉糊化參數(shù)。由于高溫逆境和漬水逆境對(duì)小麥籽粒蛋白質(zhì)含量及組分與淀粉含量及組分具有“對(duì)沖”效應(yīng),導(dǎo)致與對(duì)照相比較,高溫漬水雙逆境對(duì)面粉的淀粉糊化參數(shù)產(chǎn)生不利影響,但改善了拉伸參數(shù),而對(duì)濕面筋含量與粉質(zhì)參數(shù)無(wú)顯著影響。(2)不同時(shí)期逆境對(duì)濕面筋含量與粉質(zhì)參數(shù)、拉伸參數(shù)、稀懈值、糊化溫度的影響差異不顯