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

1、高溫和漬水是黃淮麥區(qū)南部和長江中下游麥區(qū)冬小麥(TriticumaestivumL.)生育中后期主要氣象災(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)。氮素是小麥生長發(fā)育所必需的大量營養(yǎng)元素之一,合理的氮肥營養(yǎng)是緩解逆境脅迫,調(diào)控作物生長、群體發(fā)育、提高同化能力的重要措施。試驗選用“煙農(nóng)19”為材料,采用盆栽方式于2010-2012連續(xù)兩個年度在研究了花后不同時期短暫高溫漬水逆境脅迫對冬小麥生理生態(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)氮素補償緩解各逆境的不良脅迫。(4)旗葉Ci的變化與Pn變化趨勢相反,說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,而對穗數(shù)無顯著影響。(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)氮肥補償可顯著增加冬小麥籽粒體積,提高灌漿速率,延長灌漿歷期,提高千粒重與產(chǎn)量,對穗數(shù)、穗粒數(shù)無顯著影響。(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,對清蛋白、球蛋白含量無顯著影響。(2)高溫和漬水對旗葉GS、籽粒GPT活性、蛋白質(zhì)累積量的交互效應(yīng)顯著,對蛋白質(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),而兩時期對蛋白質(zhì)及組分含量、谷醇比的效應(yīng)差異不顯著。(3)葉面噴氮補償?shù)貭I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,但對醇溶蛋白含量無顯著影響,提高谷醇比。(4)相關(guān)分析表明,試驗中蛋白質(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)含量無顯著相關(guān)。
　　4、花后短暫高溫漬水逆境對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。花后高溫脅迫下小麥籽粒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。花后高溫對籽粒GBSS活性的不良影響比對籽粒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照,對直鏈淀粉含量影響不顯著,支直比下降。(2)高溫漬水對淀粉合成相關(guān)指標(biāo)的互作顯著,可見高溫極顯著地

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,不同時期對淀粉組分含量、支直比影響不顯著。(3)氮素補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,對淀粉含量,支鏈淀粉含量無顯著影響。
　　5、花后短暫高溫漬水逆境對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、對糊化溫度影響不顯著,對其它淀粉糊化參數(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小麥籽粒蛋白質(zhì)含量及組分與淀粉含量及組分具有“對沖”效應(yīng),導(dǎo)致與對照相比較,高溫漬水雙逆境對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),而對濕面筋含量與粉質(zhì)參數(shù)無顯著影響。(2)不同時期逆境對濕面筋含量與粉質(zhì)參數(shù)、拉伸參數(shù)、稀懈值、糊化溫度的影響差異不顯