小麥寬幅精播增產(chǎn)的生理及分子機制研究.pdf

1、小麥是我國乃至全世界重要的糧食作物之一，我國存在人口多，耕地少的嚴峻形勢，近幾年來，我國對糧食的需求不斷增長，而耕地面積不斷減少，兩者矛盾日益尖銳，解決此矛盾的關(guān)鍵在于小麥單產(chǎn)的提高，因此如何在有限耕地的情況下提高小麥的產(chǎn)量對于確保糧食安全有重要意義。小麥高產(chǎn)栽培專家余松烈院士總結(jié)多年的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，提出了寬幅精播的小麥新型高產(chǎn)栽培模式。該技術(shù)目前已經(jīng)較為成熟，經(jīng)過各農(nóng)業(yè)部門廣泛推廣證明，冬小麥應(yīng)用寬幅精播模式條件下籽粒產(chǎn)量顯著提高，應(yīng)

2、用該種植模式高產(chǎn)田預(yù)計可以達到12000．0 kg/hm2。2010年在我國北方冬麥區(qū)采用寬幅精播的小麥栽培模式獲得了大面積單產(chǎn)的最高紀錄。在寬幅精播模式獲得成功的同時，很多學者為探討該種植模式增產(chǎn)的機理進行了大量的研究,但是，這些研究主要調(diào)查了植株表型以及測定一些生理指標，對于寬幅精播模式顯著增產(chǎn)的形成機制缺乏系統(tǒng)的研究，注重于高產(chǎn)攻關(guān)以及示范推廣，這樣制約了寬幅精播技術(shù)的進一步發(fā)展。因此，本試驗另選角度，以氮素代謝為突破口，在寬幅精

3、播(WP)與常規(guī)播種(CP)兩種模式下設(shè)置三種不同的氮素濃度，對比冬小麥（濟麥22）植株硝酸含量、氮代謝關(guān)鍵酶活性（NR、GS）及其相關(guān)基因(硝酸轉(zhuǎn)運、同化基因)表達情況，研究小麥寬幅精播模式增產(chǎn)的機制。
　　1、在本試驗條件下，隨著培養(yǎng)基中硝態(tài)氮的濃度提高，小麥植株根冠比下降，各項表型指標由顯著增長趨于平緩，且寬幅精播種植模式相比于常規(guī)種植模式在本試驗所測定的表型上具有優(yōu)勢，小麥寬幅精播種植模式相比于常規(guī)種植模式能更好的適應(yīng)并利

4、用培養(yǎng)基中高濃度的硝態(tài)氮。綜合試驗所得數(shù)據(jù)，可以得出，生長環(huán)境中過低、過高濃度的硝態(tài)氮不利于小麥的根系發(fā)育，小麥的生長受到抑制，因此本試驗條件下，小麥幼苗生長的適宜氮素濃度應(yīng)在1mmol/L~10mmol/L之間，寬幅精播種植模式在較高的氮素濃度水平下小麥植株發(fā)育優(yōu)勢顯著。
　　2、在本試驗條件下，隨著培養(yǎng)基中硝態(tài)氮的濃度提高，小麥根硝酸含量不斷升高，過高的氮素濃度都造成了硝態(tài)氮在植株體內(nèi)積累，寬幅精播模式相比于常規(guī)種植模式能夠更

5、有效的將植株吸收的硝態(tài)氮同化利用。寬幅精播模式下，小麥植株根、葉表現(xiàn)出較高的硝酸還原酶活性，而谷氨酰胺合成酶活性在根葉中表現(xiàn)出相反的趨勢。根中NR活性由急劇下降趨于穩(wěn)定，低氮條件下葉中NR活性過低，而高氮條件下根NR活性受到抑制。
　　3、寬幅精播模式相比于常規(guī)播種模式，小麥植株根、葉硝酸轉(zhuǎn)運基因的相對表達量在不同氮素濃度下變化不一，但總體表達上調(diào)；根、葉硝酸還原酶、同化酶基因的相對表達量升高，其中在低氮條件下葉中TaGS1基因的