花后弱光對小麥產(chǎn)量和蛋白質品質的影響及氮素調(diào)控研究.pdf

1、我國黃淮冬麥區(qū)在小麥開花后常受陰雨寡照的影響，且小麥生產(chǎn)中存在群體過大，小麥生育后期群體內(nèi)光照不足等問題，嚴重影響了小麥的產(chǎn)量和籽粒的品質。因此，本研究選用不同穗型和筋型的兩品種，通過設置花后不同時期遮光、不同強度遮光和氮肥調(diào)節(jié)措施從農(nóng)藝、生理和生化性狀上系統(tǒng)研究花后弱光對小麥籽粒產(chǎn)量和蛋白質品質的影響及其生理基礎。進一步明確花后弱光下，小麥生長發(fā)育的生理生化的變化，闡明了通過調(diào)節(jié)氮肥施用時期緩解這種不利影響的作用途徑及生理、生化機制。

2、主要研究結果如下：
　　 1、花后不同時期遮光下小麥籽粒蛋白質品質變化的研究
　　 小麥籽?；ê蟛煌瑫r期遮光均提高了兩不同筋型小麥品種籽粒蛋白質及各組分的含量。在兩小麥品種中，小麥籽粒灌漿前期遮光對醇溶蛋白的影響更為顯著，降低了麥谷蛋白和醇溶蛋白的比值；籽粒灌漿中期遮光對麥谷蛋白的影響更為顯著，提高了麥谷蛋白和醇溶蛋白的比值。這與小麥籽粒醇溶蛋白在籽粒灌漿前期形成，而麥谷蛋白在籽粒灌漿中后期形成有關。
　　 兩筋

3、型小麥品種谷蛋白大聚合體(GMP)的含量在籽粒灌漿期內(nèi)均呈先降低后增加的趨勢，在花后21天達到最低值。在小麥兩生長季內(nèi)，強筋小麥品種濟南17(JN17)GMP的含量在整個籽粒灌漿期內(nèi)均高于中筋小麥品種泰農(nóng)18(TN18)。說明強筋小麥品種JN17的優(yōu)質特性與其較高的GMP含量有關。小麥花后各時期遮光處理均顯著提高了籽粒GMP的含量。在小麥花后0-21天，籽粒灌漿前期遮光處理對GMP含量的影響更為顯著，而花后21－35天，灌漿中期和后期遮

4、光處理的作用更為顯著，兩品種表現(xiàn)相同的趨勢。小麥籽粒灌漿期不同時期遮對GMP的粒度分布有著顯著的影響。小麥籽粒灌漿前期遮光顯著提高了籽粒小粒徑的GMP顆粒所占的體積、數(shù)目和表面積百分比，降低了大粒徑GMP顆粒所占的比例，而籽粒灌漿中期和后期遮光則表現(xiàn)出相反的趨勢。說明GMP顆粒的形成對籽粒灌漿前期的弱光非常敏感，而在籽粒灌漿中期和后期短期的弱光處理則有助于加速大粒徑GMP顆粒形成的超聚合過程，促進大粒徑的GMP顆粒的形成。
　　

5、 兩筋型小麥品種各亞基均在花后14天開始積累，小麥籽粒灌漿各階段遮光處理對各亞基的起始形成時間無顯著影響，但均顯著提高了籽粒各亞基的含量，且在籽粒灌漿后期差異更為顯著。小麥花后不同時期遮光處理均提高了0-21天以前小麥籽?？倎喕案鱽喕姆e累量，但降低了花后21－35天以后籽?？倎喕姆e累量，兩品種表現(xiàn)趨勢一致。兩小麥品種Glu－A1、Glu-B1和Glu-D1位點上的各亞基含量和積累量均隨小麥籽粒灌漿進程呈逐漸增加的趨勢，在花后35天

6、時達最大值。強筋小麥品種JN17的Glu-A1位點上1亞基的含量在整個籽粒灌漿期內(nèi)均高于中筋小麥品種TN18的1亞基含量。
　　 小麥籽粒中HMW-GS的含量與粒徑<10μm和<100μm的GMP顆粒的體積百分比呈顯著的負相關，與粒徑>100μm的GMP顆粒呈顯著的正相關。在遮光條件下，大粒徑GMP顆粒的體積形成提高了籽粒中HMW-GS的含量。
　　 2、花后不同強度遮光下小麥生長發(fā)育及機理的研究
　　 小麥花后

7、輕度遮光通過小麥自身的補償機制提高了兩穗型小麥品種的籽粒產(chǎn)量，而中度和重度遮光均則顯著降低了籽粒產(chǎn)量。在遮光條件下，小麥植株的補償效應隨著遮光強度的增強而逐漸降低，且多穗型品種JN17的補償效應要高于大穗型品種TN18。小麥花后不同強度遮光均顯著降低了兩穗型小麥品種籽粒的最大灌漿速率，但推遲了兩小麥品種最大籽粒灌漿速率形成的時間。小麥花后各強度遮光提高了多穗型品種JN17籽粒灌漿持續(xù)期，但降低了大穗型品種TN18籽粒灌漿持續(xù)期。

8、　　 小麥花后不同強度遮光均顯著降低了花后干物質的積累，且隨遮光強度的提高，花后干物質降低的幅度增大，兩品種表現(xiàn)趨勢一致。小麥花后中度和重度遮光均顯著提高了花前同化物質向籽粒中的轉運及對籽粒的貢獻，而小麥花后輕度遮光處理則提高了花后小麥花后同化物質的積累及對籽粒的貢獻。
　　 小麥花后輕度遮光處理顯著提高了兩小麥品種的上三葉的單葉凈光合速率，而重度遮光處理均顯著降低了兩小麥品種上三葉單葉的凈光合速率。小麥花后中度遮光處理顯著降

9、低了小麥旗葉的單葉凈光合速率，但提高了倒二和倒三葉的光合速率。小麥花后不同強度遮光均降低了籽粒灌漿前期的葉面積指數(shù)，但提高了籽粒灌漿后期葉面積指數(shù)，兩穗型小麥品種表現(xiàn)趨勢一致。小麥花后重度遮光均提前了兩穗型小麥品種的最大葉面積指數(shù)的形成時間。小麥花后輕度遮光提高了多穗型小麥品種JN17的冠層底部和大穗型品種TN18冠層上部葉面積所占的比例，而花后中度和重度遮光處理則均提高了兩品種冠層上部葉面積所占的比例。在小麥花后各遮光條件下，多穗型小

10、麥品種JN17的整個冠層和大穗型品種TN18的底部冠層的光能傳遞系數(shù)均顯著提高。花后輕度遮光提高了上三葉光系統(tǒng)Ⅱ的Fv/Fo、φPSⅡ和ETR，降低了NPQ值，而重度遮光則顯著降低了光系統(tǒng)Ⅱ的活性和光能的利用效率。表明花后輕度遮光提高了兩穗型品種的光能的傳遞、吸收和利用的效率，從而提高了葉片的光合速率。
　　 在籽粒灌漿前期，小麥花后各強度遮光處理均降低了小麥上三葉片游離氨基酸的含量和GS活性，但提高了籽粒灌漿后期游離氨基酸的含

11、量和GS活性。小麥花后遮光顯著降低了籽粒灌漿前期上三葉中蛋白質的降解，延緩其衰老過程，提高了籽粒灌漿后期上三葉蛋白質降解酶的活性，提高營養(yǎng)器官中氮素的再轉運及向籽粒中的分配和轉運。
　　 3、遮光條件下氮肥施用時期對小麥生長發(fā)育及機理的研究
　　 在小麥生產(chǎn)中增加小麥生育期氮肥的基追比例能顯著提高小麥的單穗粒數(shù)和籽粒產(chǎn)量，但對單位面積的穗數(shù)無顯著影響。說明通過提高小麥生育期氮肥的基追比例，特別是在孕穗期追施氮肥均顯著提高

12、小麥單穗的粒數(shù)和籽粒產(chǎn)量，緩解遮光對小麥籽粒產(chǎn)量的不利影響。
　　 在花后弱光條件下，推遲小麥氮肥追施時期及增加小麥中后期追肥比例，均能顯著提高小麥品種JN17上三葉片的單葉凈光合速率，且對倒二和倒三葉的影響更為顯著。小麥品種JN17上三葉的最大光化學活性(Fv/Fm)在不同氮肥施用時期處理間均無顯著性差異。而小麥上三葉的潛在光化學活性(Fv/Fo)、電子的傳遞速率(ETR)和實際光化學效率(PSⅡ)隨著追肥時期的后移均呈逐漸提

13、高的趨勢，以拔節(jié)期和孕穗期追施氮肥處理最高，各施肥時期處理間的差異在倒二和倒三葉中更為顯著。在遮光條件下，推遲施肥時期及追施比例均顯著降低了其NPQ值。表明在花后弱光的條件下，推遲施肥時期及提高追施比例均能有效提高小麥上三葉片吸收光能的利用效率從而提高葉片的光合速率，增加干物質的積累。
　　 在遮光條件下，施肥時期后移及后期追施比例的增加均顯著降低了小麥品種JN17上三葉籽粒灌漿前期谷氨酰胺合成酶和蛋白質降解酶的活性，但提高了在