灌溉與旱作條件下種植密度對小麥籽粒產(chǎn)量、品質(zhì)及其生理基礎(chǔ)的影響.pdf

1、試驗于2006～2007年在山東農(nóng)業(yè)大學教學基地進行。試驗選用兩穗型強筋小麥：濟南17(多穗)、PH01-35(大穗)為供試品種,采用田間試驗,灌溉方式與種植密度相結(jié)合的方法,系統(tǒng)研究了灌溉與旱作條件下種植密度對小麥籽粒產(chǎn)量、品質(zhì)及其生理基礎(chǔ)的影響,目的是為半濕潤灌區(qū)和旱作區(qū)農(nóng)業(yè)小麥籽粒品質(zhì)的提高提供一定的技術(shù)支持,主要研究結(jié)果如下： 1.灌溉與旱作條件下種植密度對小麥籽粒產(chǎn)量、品質(zhì)的影響 灌溉與旱作條件下,種植密度增加

2、,公頃穗數(shù)、不孕小穗數(shù)升高,穗粒數(shù)、千粒重、穗長、可孕小穗數(shù)、株高則呈降低趨勢,但籽粒產(chǎn)量則隨灌溉方式的不同而有所差異；旱作條件下,籽粒產(chǎn)量均隨密度的增加呈小幅度增長,而灌水條件下,籽粒產(chǎn)量則隨密度的增加呈“升-降”趨勢,即270株/m2處理>360株/m2處理>180株/m2處理,數(shù)據(jù)分析表明,前二者無顯著性差異。 增加種植密度與旱作栽培顯著降低了小麥籽粒重,用Logistic方程可以很好的擬合各處理籽粒增重進程,通過對小麥籽

3、粒最終積累量與其積累特征參數(shù)相關(guān)性分析可知,旱作栽培和密度增加導致小麥粒重的降低,主要是由于平均灌漿速率的降低和灌漿持續(xù)期的縮短造成的,與其它積累特征參數(shù)無密切聯(lián)系。 不同灌水條件下,籽粒品質(zhì)對種植密度的響應趨勢顯著不同。在旱作條件下,增加種植密度,降低了濕面筋含量、面團穩(wěn)定時間、面團形成時間和沉降值：在灌水條件下,上述各指標數(shù)值則隨密度的增加表現(xiàn)為207株/m2處理>180株/m2處理>360株/m2處理,數(shù)據(jù)分析表明,各處理

4、間面粉吸水率、面團形成時間無顯著性差異。與灌溉栽培相比,旱作栽培顯著降低了濕面筋含量、面團穩(wěn)定時間和沉降值。 2.灌溉與旱作條件下種植密度對小麥籽粒淀粉及其組分含量的影響 灌溉與旱作條件下,密度增加,小麥成熟期籽粒總淀粉、支鏈淀粉含量表現(xiàn)為270株/m2處理>360株/m2處理>180株/m2處理,籽粒直鏈淀粉含量則呈降低趨勢,進而導致直/支鏈淀粉比例的顯著降低。與灌溉栽培相比,旱作栽培降低了直鏈淀粉含量、直/支比,但其

5、籽?？偟矸酆縿t略有升高。 成熟期小麥籽粒含有2種類型的淀粉粒：直徑較小的B型淀粉粒(<9.8μm)和直徑較大的A型淀粉粒(>9.81μm),淀粉粒的粒徑在0.37～52.61μm之間變化。淀粉粒的體積分布表現(xiàn)為雙峰分布,峰值分別出現(xiàn)在5μm和25μm左右。淀粉粒的數(shù)目分布表現(xiàn)為單峰分布,峰值出現(xiàn)在1μm,其中B型淀粉粒數(shù)目占總數(shù)的99％以上,表明小麥籽粒中的淀粉粒大多為小淀粉粒。淀粉粒的表面積分布同體積分布相同,也表現(xiàn)為雙峰分

6、布,峰值分別在2.8μm和23μm,B型淀粉粒的表面積占總數(shù)的85％左右,A型淀粉粒占15％左右。 灌溉與早作條件下,密度增加,A型淀粉粒體積、表面積百分比降低,B型淀粉粒體積、表面積百分比呈升高趨勢,A、B,型淀粉粒數(shù)目分布百分比處理間無顯著性差異。與灌溉栽培相比,早作栽培提高了B型淀粉粒體積百分比、表面積百分比,降低了A型淀粉粒體積百分比、表面積百分比,但灌溉與否對小麥A、B型淀粉粒數(shù)目分布的調(diào)控也不顯著,這與旱作栽培、增加

7、密度抑制了小麥成熟期籽粒直鏈淀粉含量的積累相一致。 3.灌溉與旱作條件下種植密度對小麥籽粒蛋白質(zhì)及其組分含量的影響 不同灌水條件下,種植密度對小麥籽粒蛋白質(zhì)及其組分的影響明顯不同。旱作栽培條件下,密度增加,籽粒蛋白質(zhì)、醇容蛋白、谷蛋白、GMP、HMW-GS含量均呈降低趨勢,其中GMP、HMW-GS對密度的響應尤為敏感；種植密度對籽粒發(fā)育仞期清蛋白和球蛋白含量有明顯的調(diào)控效應,但隨籽粒灌漿充實,這種效應逐漸削弱,到成熟期各

8、處理間無顯著性差異,而且籽粒谷/醇比值與密度的相關(guān)性也不顯著。 灌水條件下,籽粒蛋白質(zhì)、醇容蛋白、谷蛋白、GMP、HMW-GS隨密度的增加呈“升-降”趨勢,即270株/m2處理>180株/m2處理>360株/m2處理,但籽粒清蛋白、球蛋白、谷/醇比僅略有波動。與灌溉栽培相比,旱作栽培明顯抑制了籽粒蛋白質(zhì)、清蛋白、球蛋白、醇容蚩白、谷蛋白、GMP和HMW-GS含量的積累,籽粒谷/醇比則略有降低。 4.灌溉與旱作條件下種植密

9、度對小麥生理特性的影響 4.1旗葉光合特性 灌溉與旱作條件下,密度增加,旗葉凈光合速率(Pn)、氣孔導度(G5)、葉肉導度(Gm)均呈降低趨勢,說明降低群體密度能提高旗葉凈光合速率,改善CO2在氣相和液相中的傳導能力。與灌溉栽培相比,旱作栽培顯著降低了旗葉Pn、G5和Gm值。說明在旗葉凈光合速率、光合底物CO2的傳輸上存在著較密度更敏感的水分脅迫效應。 4.2旗葉葉綠素(Chl)及熒光參數(shù)的變化 灌溉與旱

10、作條件下,密度增加,旗葉Chl.a、Chl.b、Chl.(a+b)含量均降低,說明高密度群體加速了旗葉Chl的降解。密度增加,Fv/Fm、φPSⅡ熒光參數(shù)值降低,Fo,NPQ值升高,尤其在灌漿后期,Fo值急速升高,這可能與葉黃素的循環(huán)有關(guān)。與灌溉栽培相比,旱作栽培的旗葉Chl.a、Chl.(a+b)、Fv/Fm、φPS Ⅱ值顯著降低,Fo,NPQ值明顯升高,Chl.b值變化品種間存在顯著的基因性差異。 4.3旗葉水分飽和虧和水勢

11、日變化動態(tài) 小麥籽粒灌漿過程中旗葉WSD值逐漸增大,花后0～14d,旗葉WSD值略有升高,隨后增幅變大,花后21～28d,WSD急速上升。灌溉與旱作條件下,密度增加,旗葉WSD值呈升高趨勢。與灌溉栽培相比,旱作栽培的旗葉WSD值明顯較高。 研究還表明,旗葉ψt日變化呈"U"型曲線,上午時段ψt明顯高于下午時段：灌溉與旱作條件下,密度增加,旗葉ψt降低,但高密度群體并未影響旗葉水勢谷值出現(xiàn)的時間。與灌溉栽培相比,旱作栽培的

12、旗葉ψt日變化曲線左右對稱,波動始終較大,ψt值顯著降低,ψt谷值明顯提前。 5.灌溉與旱作條件下種植密度對小麥植株干物質(zhì)積累的影響 灌溉與旱作條件下,密度增加,單莖旗葉、其它葉、鞘、莖桿、穎殼+穗軸、干物質(zhì)總積累量呈降低趨勢,其它葉、鞘、莖桿、穎殼+穗軸所占比例則逐漸升高,旗葉、籽粒干物質(zhì)積累量所占比例明顯降低。與灌溉栽培相比,旱作栽培的小麥成熟期籽粒干物質(zhì)積累量及其所占比例明顯降低,說明增加種植密度與旱作栽培均抑制小