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拔节期低温胁迫对不同水处理小麦生物产量和籽粒产量的影响_李晓静

     来源:      发表时间:2021-07-19     浏览次数:     字号:    

拔节期低温胁迫对不同水处理

小麦生物产量和籽粒产量的影响

李晓 1 刘立 2 徐海 1 何力 1 李宝 1 邢志 1 张雪 1 安浩 1

1.保定市农业科学 河北保 0710002.保定市农业科学研究试验 河北保 071000

摘要为明确拔节期低温胁迫下不同水处理对小麦生物产量和籽粒产量的影响, 给抗寒优质小麦

高产栽培提供依据,以近年来在河北省中北部审定推广的 6 个小麦品种为材料,利用人工智能温室

模拟低温胁迫条件同时设置不同水处理方式冬后浇 1 节水常温W1;节水低温W3 2

丰水常温CK丰水低温W2分析了低温胁迫下不同水分处理对小麦生物产量和籽粒产量的影结果表明,在低温胁迫下不同品种小麦生物产量和籽粒产量均显著下降但同等温度条件下随灌水量的增加小麦生物产量和籽粒产量亦显著增加低温和节水均导致不同小麦品种生物产量籽粒产量及其构成三要素不同程度的下降其中保麦 10 号不同处理间生物产量和籽粒产量变化幅度较小且具有一定的高产稳产潜力表现出较强的抗逆性

关键词冬小麦;温度水分生物产量;籽粒产量


低温冻害是河北省小麦生育期内发生频率较高的一种自然灾害其伤害和减产程度均高于其他灾随着地球气候变暖温度的波动性不断加剧[1]冻害防御仍然不可掉以轻心小麦冻害几乎每年都有不同程度的发生小麦的产量因此受到不利影响甚至减产严重影响小麦生产[2]小麦生产曾受极端低温的影响而多次遭受不同面积和强度的减产[3-4]1980 , 我国河北省因冻害死苗在 30%以上, 减产上亿斤[5]同年我国冬麦毁种面积在 1 000 多万亩


成了巨大的经济损失植物对低温的适应性一直是世界性的研究课题[6],小麦在返青至拔节期植株生长加快抗寒力明显下降早春冷暖骤变极易造成死因此培育抗寒耐寒的小麦新品种对稳定粮食生产具有重要意义

华北地区是我国冬小麦的主产区[7],其小麦高产稳产对国家粮食安全具有重要意义该地区水资源短缺[8],生长季内干旱少雨小麦生育期内降水量较少[9],自然降水仅占冬小麦总耗水量的 30%左右


基金项目河北省农业科技成果转化资金项目节水高产小麦新品种远大 1 号的中试与示范”(2020.01-2022.12

作者简介:李晓静(1986-),女,硕士,农艺师,从事新品种试验示范推广工作。



,2019,386:1900-1908.

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- 98 -



在明显的水分亏缺小麦高产主要依靠灌溉作为保障措施[10]作为我国的主要粮食作物, 冬小麦的抗旱增产问题一直为众多研究者和生产者所关注[11]冬小麦生长期处于晚秋至初夏季节是河北省一年中最干旱的季节干旱已成为该区冬小麦生产的最主要影响因素[12],筛选抗旱性突出的小麦品种迫在眉睫

拔节期低温胁迫对小麦的部分生理特性的影响已有报道但拔节期低温胁迫下水分处理对小麦生物产量籽粒产量及其构成因素的影响尚未见报道本试验选取河北省中北部审定推广的 6 个小麦品种为材料在人工智能温室模拟拔节期低温胁迫条件在肥料全部底施基础上设置不同生育时期的灌水处理,分析了拔节期不同品种小麦低温胁迫后不同水分处理下小麦的生物产量籽粒产量及其构成因素的特点, 探索气候变化大背景下低温胁迫对小麦生产的影响以期为该地区节水抗寒优质小麦品种的选育和栽培应用提供参考

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于 2019-2020 年在保定市农业科学院徐水

试验基地进行2019 10 6 日在保定市农业科学院徐水试验基地试验田进行盆栽种植 试验选用6 个冬小麦品种分别是保麦 10 河农 130远大

1 济麦 22石新 616中麦 175盆直径 30 cm,高

30 cm底部各打 5 个小孔以保持下层土壤通气良试验田为壤土土壤质地为中壤前茬作物为玉秸秆还田每盆装试验田耕层土 15 kg 后埋入大盆内土壤高度与大田持平播前结合沉降土壤每盆施复合基肥 3.0 g种子精选后于 2019 10 6 播于塑料盆中3 叶期定苗每盆 12 试验设置 4 处理分别为冬后浇 1 节水常温W1节水低温

W3)、浇 2 丰水常温,CK;丰水低温,W2,每盆种

1 个品种每处理设 3 次重复每个品种 12 72 W1W3 为冬后拔节期1 次水灌溉量675 m3/hm2CKW2 为冬后浇 2 次水分别于拔节

开花期进行每次灌水量均为 675 m3/hm2

2020 4 11 将低温组 W2W3 每品种

6 从大田移入人工智能温室温度控制误差±0.5大气相对湿度设置为 70%,控制误差±1%,光量子通量密度 800 μmol/m·2 s处理 处理条件为 1616 h12 000 lx)/10夜条件下正常生长 1 d,然后在 1

16 h12 000 lx/1夜低温条件下连续处理 3 d


理结束后移至自然条件下其他管理同大田,2020

615 日收获对照组环境温度设置见图 1

1 对照组环境温度

1.2 样品采集与分析

单位面积生物产量测定于成熟期按盆收获品采集后在 90下杀青 0.5 h,烘干成熟期样品在太阳下充分晒干后脱粒,并计算单位面积生物产量

盆面积 0.07 m2生物产量为分蘖节以上的茎叶干重

包括穗重

产量及构成因素测量成熟期各处理考查有效穗

穗粒数千粒重分盆收割晒干后计产

1.3 数据分析

试验数据采用 Ecxel 2010 SPSS 17.0 分析软件Duncan 新复极差法对有关数据进行统计分析和差异显著性检验

2 结果与分析

2.1 不同温度和不同水分处理对小麦单位面积生物产量的影响

由表 1 可知,4 个不同处理条件下,6 个品种小麦的生物产量趋势一致均为 CK>W1>W2>W3与对照相比低温和节水均造成小麦单位面积生物产量下降不同品种的单位面积生物产量受 2 个因素的影响呈现

出不一样的特点 在低温胁迫条件下水分处理对河农

130 和远大 1 中麦 175 的单位面积生物产量的影响没有达到显著P>0.05和极显著水平P>0.01,对济麦 22 的单位面积生物产量的影响没有达到显著水平同等浇水条件下远大 1 号的单位面积生物产量在不同处理间未达到显著或极显著水平结果表明远大 1 号对温度和浇水量的敏感度较其他品种低

石新 616 则对温度和水分都属于敏感型品种

2.2 不同温度和不同水分处理对小麦产量及其构成因素的影响

方差分析表明 环境温度和浇水量对小麦产量及


- 99 -



1 不同温度和不同水分处理

对小麦单位面积生物产量的影响

成熟期生物产量g

W1 293.8Aab

W2 286.6Ab


要指标本研究表明千粒重受浇水量影响较大水处理较丰水处理千粒重普遍有所下降说明浇水量直接影响小麦灌浆过程这与浇水量影响小麦的灌浆速率有一定关系 同等浇水条件下常温处理中

作物产量均高于低温胁迫处理下作物产量 同等温


保麦 10

河农 130

远大 1


W3 244.1Bc

CK 299.8Aa

W1 289.3Bb

W2 256.9Cc

W3 253.7Cc

CK 299.8Aa

W1 288.5Aab

W2 286.6Aab

W3 270.8Ab

CK 300.3Aa


度条件下不同作物产量常温处理高于低温胁迫处理低温胁迫造成一定幅度的产量降低增加浇水量则有助于小麦增产进一步说明土壤水分和环境温度是影响冬小麦生长的限制性因子因此参试品种对温度和水分的敏感性较低如保麦 10 该品种不同处理条件下其穗粒数千粒重亩穗数间的差异性会相对降低其产量的差异性也较其他品种更低该品种属于抗寒性和抗旱性较好的品种

3 讨 论

温度和浇水量是除遗传因素外影响小麦产量的最重要因素本研究表明,温度和浇水量对小麦生物产量和籽粒产量有极显著影响在不同温度浇水量处理条件下,不同品质类型小麦品种的单位面积生物产量和籽粒产量差异显著其产量构成三要素也存在显著差异性低温和节水均导致不同小麦品种生物产量籽粒产量及其构成三要素产生不同程度下降其中保麦 10 号不同处理间生物产量和籽粒产量变化幅度较小且具有一定的高产稳产潜力表现出较强的抗逆性

低温对植物的影响在很多作物上都有报道同大多数作物一样低温胁迫对小麦幼苗有一定的伤[13-14]小麦受低温影响形成冻害严重影响小麦优


数字后不同小写字母表示每一品种不同水分温度处理间单位面积生物产量差异显著数字后不同大写字母表示每一品种间不同水分温度处理间单位面积生物产量差异极显下同

其三个构成因素均有显著的影响由表 2 可知,CK 处理条件下,6 个品种产量均为最高同一品种产量CK 其他处理差异具有显著性或极显著性本试验条件下小麦拔节期遇低温胁迫后穗数穗粒数呈下降趋势而粒重无显著变化纵观不同处理条件下各品种受温度和水分的影响其产量构成因素呈现不同程度的差异性这与不同品种小麦自身的抗寒性和抗旱性有直接联系其中不同品种穗粒数受温度影响较大其原因是低温胁迫条件下小麦授粉能力受到影响一定程度上影响小麦结实率进而影响小麦穗粒数小麦千粒重是评价小麦产量和质量的重


高产稳产本试验研究低温胁迫处理下不同水分条件对小麦植株生物产量和籽粒产量的影响而反映其抗逆性的强弱本研究发现从不同水分处理对单位面积生物产量和产量的影响来看,土壤水分 状况显著影响冬小麦光合产物,丰水条件有利于地上 部发育和产物积累而节水处理较丰水处理不同品种单位面积生物产量和产量下降幅度不同低温胁迫处理后丰水条件较节水条件单位面积生物产量和产量下降幅度更低说明低温胁迫处理后增加浇水量可提高抗逆能力这与前人研究结果[15-16]相一致

试验结果说明小麦的抗逆性除了与其自身的遗传因素和生理特征密切相关外受外界环境影响很选育节水抗逆高产小麦新品种建立良种良法配套的高产栽培技术提高小麦的综合抗逆能力建立抗逆应变栽培技术体系是目前小麦安全高效栽培生


-100-


2 不同温度和不同水分处理对小麦产量及构成因素的影响

品种

处理

穗粒数

千粒重g

亩穗数万穗

亩产(kg

亩产较对照%

W1

33.4Aa

41.6ABb

45.6Bc

506.1Bc

-10.8

保麦 10

W2

W3

30.1Bc

28.7Bb

40.6BCbc

39.7Cc

50.7Aa

50.1Aa

528.8Bb

475.8Cd

-6.8

-16.2

CK

34.2Aa

42.8Aa

46.4Bb

567.6Aa

0

W1

31.4Aa

41.7Bb

44.1Bc

472.3Bb

-8.1

河农 130

W2

W3

22.4Bb

21.6Bc

41.6Bb

40.6Bb

50.9Aa

50.6Aa

442.4Cc

350.0Dd

-14.0

-31.9

CK

31.5Aa

43.8Aa

45.4Bb

514.2Aa

0

W1

31.0Aa

47.6Aa

44.4Bb

515.2Bb

-9.7

远大 1

W2

W3

18.9Bb

17.2Bc

46.7Aa

43.0Bb

51.9Aa

52.9Aa

407.6Cc

354.6Dd

-28.6

-37.9

CK

31.5Aa

48.2Aa

42.4Bd

570.7Aa

0

W1

31.2Ab

42.4Bb

45.7Bb

504.2Bb

-8.7

济麦 22

W2

W3

22.6Bc

20.6Cd

45.3Aa

41.7Bb

51.8Aa

50.9Aa

457.6Cc

421.2Dd

-17.1

-23.7

CK

32.4Aa

45.4Aa

46.2Bb

552.1Aa

0

W1

33.1Aa

40.3Cc

43.6Cb

456.8Bb

-11.4

石新 616

W2

W3

18.9Bb

17.2Cc

46.2Aa

43.4Bb

48.6Aa

47.6Ba

383.3Cc

353.0Dd

-25.7

-31.6

CK

33.4Aa

42.8Bb

43.4Cb

515.8Aa

0

W1

30.6Aa

43.9Bb

45.6Bb

474.5Bb

-12.4

中麦 175

W2

W3

21.4Bb

20.1Bc

45.2Aa

43.2Cc

49.4Aa

49.2Aa

401.9Cc

382.9Dd

-25.8

-29.3

CK

31.2Aa

41.6Dd

44.9Bb

541.8Aa

0


产中亟需解决的问题

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-101-


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