小麥優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)需水特性及其生理基礎(chǔ)的研究.pdf

1、1 灌水量對(duì)小麥品質(zhì)和產(chǎn)量的影響及其生理基礎(chǔ)供試材料為強(qiáng)筋小麥濟(jì)麥20和中筋小麥泰山23，設(shè)置不灌水(W0)、拔節(jié)水+開(kāi)花水(W1)、拔節(jié)水+開(kāi)花水+灌漿水(W2)3個(gè)水分處理，每次灌水量為60mm，研究不同灌水量對(duì)小麥需水特性、碳氮代謝規(guī)律、產(chǎn)量與品質(zhì)形成的影響及生理基礎(chǔ)。主要結(jié)果如下： 1.1 對(duì)土壤含水量的影響根據(jù)小麥根系的分布及吸收規(guī)律，將0～140cm土層分為4層：0～20cm、20～60cm、60～100cm、100

2、～140cm。播種前上述各土層的土壤含水量為17.73％、17.02％、16.90％、17.60％。獲得高產(chǎn)的W1處理上述各土層的土壤含水量為：拔節(jié)期8.80％～9.20％、12.10％～13.13％、16.10％～16.19％、17.89％～18.35％；開(kāi)花期7.03％～9.24％、12.25％～13.89％、15.53％～16.14％、16.23％～17.40％；成熟期4.86％～7.40％、9.08％～9.95％、12.61％～

3、14.55％、15.95％～16.24％。在拔節(jié)期至開(kāi)花期間20～60cm土層，開(kāi)花期至成熟期間20～60cm、60～100cm土層維持合適的土壤含水量是高產(chǎn)的基礎(chǔ)。 1.2 對(duì)小麥耗水量的影響W1處理總耗水量中不同水分來(lái)源的貢獻(xiàn)率為：降水量43.82％～46.41％，灌溉量26.82％～28.40％，土壤貯水消耗量25.19％～29.36％。增加灌水量，灌溉量的貢獻(xiàn)率升高，土壤貯水消耗量貢獻(xiàn)率降低，產(chǎn)量無(wú)顯著變化。 開(kāi)

4、花至成熟期間為耗水模系數(shù)和耗水強(qiáng)度最高的時(shí)期。W1處理開(kāi)花至成熟期間耗水模系數(shù)為46.73％～46.97％，耗水強(qiáng)度為5.67～5.97mm．day<'-1>，增加灌水量，耗水模系數(shù)和耗水強(qiáng)度升高。 強(qiáng)筋品種濟(jì)麥20的產(chǎn)量為7745.57～9231.45kg-hm<'-2>，耗水量為364.21～422.55mm；中筋品種泰山23的產(chǎn)量為7719.18～9663.65kg.hm<'-2>，耗水量為386.03～447.49mm。

5、總耗水量隨灌水量的增加而增加。 1.3 對(duì)土壤氮素淋溶的影響開(kāi)花期W1、W2處理的土壤硝態(tài)氮淋溶至80cm土層。成熟期W1處理的土壤硝態(tài)氮集中在40～80cm土層，W3處理的土壤硝態(tài)氮淋溶至140cm。W0處理在開(kāi)花期和成熟期的硝態(tài)氮集中在0～20cm土層，向深層運(yùn)移幅度小。 1.4 對(duì)旗葉氮代謝與品質(zhì)的影晌隨灌水量增加，開(kāi)花后的旗葉谷氨酰胺合成酶(GS)活性、灌漿中后期的旗葉內(nèi)肽酶(EP)活性和灌漿早中期的旗葉可溶性蛋

6、白質(zhì)、游離氨基酸含量先升高后降低，以W1處理最高。W2處理增加了灌漿后期旗葉可溶性蛋白質(zhì)、游離氨基酸的滯留量。 W1處理提高了籽粒蛋白質(zhì)含量、谷蛋白及其各組分含量、醇溶蛋白及其各組分含量，延長(zhǎng)了面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間。W2處理降低了籽粒蛋白質(zhì)含量、HMW-GS含量、谷蛋白含量，提高了醇溶蛋白含量，縮短了面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間。 濟(jì)麥20的面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)于泰山23。 1.5 對(duì)碳代謝與產(chǎn)量的影響W1處理提高了灌漿中后期的籽粒SSS、G

7、BSS活性。在灌漿后期，W2處理倒二節(jié)間DP=3果聚糖滯留量增加；籽粒GBSS活性提高，SSS活性降低。 W1處理提高了成熟期籽粒支鏈淀粉、直鏈淀粉、總淀粉含量和產(chǎn)量。W2處理降低了成熟期籽粒支鏈淀粉、總淀粉含量，產(chǎn)量無(wú)顯著變化。 泰山23灌水處理的產(chǎn)量高于濟(jì)麥20。 2 灌水量和施氮量對(duì)小麥品質(zhì)和產(chǎn)量形成的調(diào)控供試材料為強(qiáng)筋小麥濟(jì)麥20，裂區(qū)設(shè)計(jì)，灌水量為主區(qū)，施氮量為副區(qū)。設(shè)置4個(gè)水分處理：不灌水(W0)；拔

8、節(jié)水+開(kāi)花水，每次灌水量為30mm(w1)、60mm(W2)、90mm(W3)。設(shè)置4個(gè)氮素處理：不施氮(NO)；每公頃施純氮120kg(N1)、210kg(N2)、300kg(N3)。研究不同灌水量和施氮量對(duì)小麥需水特性、碳氮代謝規(guī)律、產(chǎn)量與品質(zhì)形成的調(diào)控及其生理基礎(chǔ)。主要結(jié)果如下： 2.1 對(duì)水分利用的影響W2N2處理的產(chǎn)量水分利用率、蛋白質(zhì)產(chǎn)量水分利用率最高，耗水系數(shù)最低，有利于實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。 W2N2處理總耗水量

9、中不同水分來(lái)源的貢獻(xiàn)率為：降水量32.28％～32.58％，灌溉量30.26％～30.54％，土壤貯水消耗量36.88％～37.47％，實(shí)現(xiàn)了對(duì)灌溉水和土壤貯水的均衡利用。增加灌水量，灌溉量的貢獻(xiàn)率提高，土壤貯水消耗量的貢獻(xiàn)率降低。 W2N2處理開(kāi)花至成熟期耗水模系數(shù)為47.59％～48.74％，耗水強(qiáng)度為4.60～5.01mm.day<'-1>，增加灌水量，耗水模系數(shù)和耗水強(qiáng)度升高。 N2條件下，濟(jì)麥20產(chǎn)量為6752．18～

10、8040．45kg．hm<'-2>，耗水量為348.31～396.59mm。增加灌水量，總耗水量增加。 2.2 對(duì)小麥植株．土壤氮素循環(huán)的影響W2處理提高了成熟期籽粒和營(yíng)養(yǎng)器官的氮素積累量；灌水過(guò)量，營(yíng)養(yǎng)器官氮素積累量增加，籽粒氮素積累量降低。 N2處理提高了成熟期籽粒和營(yíng)養(yǎng)器官氮素積累量；施氮過(guò)量，營(yíng)養(yǎng)器官氮素積累量增加，籽粒氮素積累量無(wú)顯著變化。 增加灌水量，硝態(tài)氮向深層淋溶。N0、N1、N2條件下，W2處理

11、未出現(xiàn)明顯的硝態(tài)氮累積；N3條件下，W2、W3處理在140～160cm土層出現(xiàn)明顯的硝態(tài)氮累積。成熟期80～200cm土層的硝態(tài)氮含量隨施氮量增加而增加。在拔節(jié)期和開(kāi)花期各灌水60mm，總施氮量為210kg．hm<'-2>，是較合理的水肥運(yùn)籌。 2.3 對(duì)旗葉氮代謝與品質(zhì)的影響W2處理提高了灌漿中后期的旗葉GS活性、EP活性，增加了灌漿前期的旗葉可溶性蛋白質(zhì)含量和開(kāi)花后的旗葉游離氨基酸含量。W3處理灌漿中期的旗葉GS活性、灌漿中

12、后期的旗葉EP活性降低，開(kāi)花后的旗葉游離氨基酸含量降低，灌漿后期的可溶性蛋白質(zhì)滯留量增加。 隨施氮量增加，旗葉GS活性、EP活性、可溶性蛋白質(zhì)含量、游離氨基酸含量先升高后降低，以N2處理最高。 W2處理提高了籽粒蛋白質(zhì)含量、HMW-GS含量、谷蛋白含量、醇溶蛋白及其各組分含量，延長(zhǎng)了面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間。W3處理的籽粒蛋白質(zhì)含量、谷蛋白及其各組分含量降低，醇溶蛋白及其各組分含量升高，面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間縮短。 N2處理提高了籽粒

13、蛋白質(zhì)含量、谷蛋白及其各組分含量、醇溶蛋白及其各組分含量，延長(zhǎng)了面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間。N3處理降低了谷蛋白及其各組分含量、醇溶蛋白含量，縮短了面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間，籽粒蛋白質(zhì)含量無(wú)顯著變化。 2.4 對(duì)碳代謝與產(chǎn)量的影響W2處理提高了在灌漿中后期的旗葉光合速率、籽粒GBSS活性、旗葉SPS活性和蔗糖含量，降低了成熟期籽粒支鏈淀粉、總淀粉含量，提高了直鏈淀粉含量和產(chǎn)量。W3處理的旗葉SPS活性和蔗糖含量與W2處理無(wú)顯著差異；灌漿后期倒二節(jié)間DP>