冬小麥品系抗旱節(jié)水特性研究.pdf

1、研究作物品種本身的抗旱節(jié)水特性，鑒選出在干旱脅迫條件下穩(wěn)產(chǎn)、節(jié)水的品種，是生物節(jié)水技術(shù)發(fā)展的重要內(nèi)容，也是節(jié)水農(nóng)業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)新研究的主要方向之一。為了解旱作豐產(chǎn)性好的晉麥47和豐產(chǎn)性好的京411及其近交的抗旱節(jié)水特性，探討節(jié)水品種鑒定的有效方法和指標(biāo)，提高鑒選效率和可靠性，本研究設(shè)計(jì)在干旱脅迫條件下，以冬小麥品種晉麥47和京411及其34個(gè)近交系為試驗(yàn)材料3次重復(fù)，于2012年10月～2013年6月和2013年10月～2014年6月在河北省

2、農(nóng)林科學(xué)院衡水試驗(yàn)站進(jìn)行了旱棚池栽實(shí)驗(yàn)和盆栽實(shí)驗(yàn)。首先對(duì)36份材料的群體水平和個(gè)體水平的產(chǎn)量水分利用效率進(jìn)行鑒定；同時(shí)調(diào)查了冬小麥品系的農(nóng)藝、生理與細(xì)胞生物學(xué)性狀及產(chǎn)量要素；建立了農(nóng)藝性狀、生理性狀與產(chǎn)量及水分利用效率的關(guān)系；分析了參試品系的抗旱節(jié)水特性，進(jìn)一步探究了其抗旱節(jié)水的農(nóng)藝或生理基礎(chǔ)，為建立作物水分利用效率鑒定體系提供理論依據(jù)。取得的主要研究結(jié)果如下：
　　1、干旱條件下36個(gè)冬小麥品系的水分利用效率差異顯著
　　

3、將供試的36個(gè)冬小麥品系，按產(chǎn)量高低將抗旱性劃分為4個(gè)等級(jí)：其中抗旱性強(qiáng)的為908218等6個(gè)品系；抗旱性較強(qiáng)的為908054等10個(gè)品系；抗旱性較弱的為908130等11個(gè)品系；抗旱性弱的為冬小麥有908254等9個(gè)品系。將供試的36個(gè)冬小麥品系，按水分利用效率高低將節(jié)水性劃分為4個(gè)等級(jí)：其中節(jié)水性強(qiáng)的為908274等3個(gè)品系；節(jié)水性較強(qiáng)的為908106等16個(gè)品系；節(jié)水性較弱的為908056等14個(gè)品系；節(jié)水性弱的為908092等3

4、個(gè)品系。對(duì)這些材料進(jìn)行的抗旱性與節(jié)水性進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，沒有同時(shí)達(dá)到抗旱性強(qiáng)和節(jié)水性強(qiáng)品系，只有抗旱性強(qiáng)、節(jié)水性較強(qiáng)，以及抗旱性較強(qiáng)、節(jié)水性強(qiáng)的品系。再是，品系之間的耗水量差異明顯大于產(chǎn)量差異，表明品系之間水分利用效率的差異主要源于耗水能力的不同。
　　2、群體水平上的冠層溫度和冠氣溫差與產(chǎn)量和水分利用效率有顯著的相關(guān)性
　　從拔節(jié)-孕穗期開始到灌漿期結(jié)束一直測(cè)定冠層溫度和冠氣溫差，冠層溫度保持一直上升趨勢(shì)，冠氣溫差也基本保持一

5、致增大趨勢(shì)。不同冬小麥品系間冠層溫度和冠氣溫差呈顯著差異性，冠層溫度和冠氣溫差與冬小麥品系產(chǎn)量、水分利用效率均呈顯著負(fù)相關(guān)。由于冠層溫度和冠氣溫差的獲取比較方便，范圍大的冠層溫度和冠氣溫差能利用航空或衛(wèi)星遙感系統(tǒng)取得，范圍小的冠層溫度和冠氣溫差能利用紅外測(cè)溫儀取得，因此是一種比較客觀、簡(jiǎn)便、迅速的方法。本研究結(jié)果表明，在干旱脅迫環(huán)境下，冠層溫度和冠氣溫差對(duì)冬小麥品系的抗旱性和節(jié)水性都能進(jìn)行較準(zhǔn)確的鑒選。
　　3、各農(nóng)藝性狀和生理性

6、狀及產(chǎn)量構(gòu)成因素對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)作用
　　每小區(qū)冬小麥密度相同，在灌漿后期測(cè)定的光合氣體特性中，凈光合速率與產(chǎn)量有顯著正相關(guān)關(guān)系，說明干旱脅迫下能維持較高光合速率的冬小麥品系可以發(fā)揮自身潛力保持較高水平的生理代謝水平因而可以制造較多的有機(jī)物。此外，通過測(cè)定同化 CO2的關(guān)鍵酶活性得到冬小麥旗葉的RuBPCase活性與凈光合速率和產(chǎn)量呈顯著相關(guān)性，從而進(jìn)一步從生理上解釋了冬小麥基因型的遺傳特性與表現(xiàn)型的一致性。不同冬小麥品系株高存在顯著

7、差異，株高與水分利用效率呈顯著正相關(guān)關(guān)系，干旱脅迫下選擇植株高的冬小麥品系有利于水分利用效率的提高。通過對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成因素與最終產(chǎn)量的相關(guān)關(guān)系分析得出各因素與產(chǎn)量均無顯著相關(guān)性，說明較高產(chǎn)量的獲得需要綜合提高各產(chǎn)量構(gòu)成因素。
　　4、恢復(fù)能力和葉綠素功能與水分利用效率的相關(guān)性
　　冬小麥品系在受旱后進(jìn)行復(fù)水，其自我修復(fù)能力不同，不同品系冬小麥恢復(fù)力呈顯著差異。恢復(fù)力與水分利用效率呈顯著正相關(guān)性，說明不同基因型冬小麥品系在經(jīng)過一定

8、時(shí)期的干旱“鍛煉”，復(fù)水后的恢復(fù)力大小可以指示水分利用效率的高低。不同冬小麥品系葉綠素SPAD值隨著生育期進(jìn)程呈緩慢增加然后降低趨勢(shì)。通過對(duì)干旱脅迫期冬小麥葉綠素?zé)晒馓匦缘臏y(cè)定，不同品系冬小麥PSⅡ的光化學(xué)效率及呈顯著差異性。SPAD值與Fv/Fm和Fv/Fo與水分利用效率相關(guān)性不顯著。
　　5、不同生育期抗旱性及相關(guān)生理指標(biāo)與產(chǎn)量水分利用效率的相關(guān)關(guān)系
　　干旱脅迫下，不同冬小麥品系單株水平的蒸騰效率呈顯著差異，單株水平的