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花后弱光对小麦产量、淀粉品质及其形成的影响

李文阳

   本试验于2005~2006年在山东农业大学农学试验站进行。试验选用济麦20(JM20)和山农1391(SN1391)两小麦品种,在小麦开花后不同时期,即灌浆前期(花后6~9d、S1)、中期(花后16~19d、S2)、后期(花后26~29d、S3),于大田条件下利用透光率为10%黑色遮荫网模拟弱光照天气,研究弱光对小麦产量及淀粉品质形成的影响及其生理生化机制,主要研究结果如下: 1.花后弱光对小麦产量及淀粉品质的影响 灌浆期弱光显著降低小麦产量,两品种对花后不同时期弱光的反应不同,济麦20各处理产量变化趋势为:CK>S3>S1>S2,山农1391各处理产量变化趋势为:CK>S1>S2>S3,说明不同品种对花后不同时期弱光的敏感时期不同。弱光对济麦20产量的降幅较山农1391大。 花后弱光显著降低小麦籽粒重,不同灌浆期弱光对籽粒重的影响不同,灌浆前期弱光由于减少了穗粒数,确切的说是降低了上位粒数,而使对籽粒重的降幅相对较小。弱光对小麦下位籽粒重的降幅大于上位籽粒重。用Logistic方程可拟合各处理籽粒增重进程,并由小麦下、上位籽粒重与其积累特征参数的相关性分析可知,花后弱光使小麦品种籽粒重的降低,主要是由弱光处理籽粒平均灌浆速率和渐增期灌浆速率显著低于对照造成的,而灌浆持续期长短和最大灌浆速率出现时间对其影响较小。 弱光显著降低小麦籽粒容重和面粉膨胀势,同时增加了降落值(除S1处理)。除灌浆后期弱光处理的峰值黏度、低谷黏度和最终黏度较对照略有增加外,灌浆前、中期弱光显著降低小麦的峰值黏度、低谷黏度和最终黏度。总之,小麦花后弱光不利于籽粒淀粉品质的提高。 2.花后弱光对小麦淀粉及其组分含量的影响 弱光显著降低小麦成熟期总淀粉、支链淀粉含量,提高籽粒直链淀粉含量,进而提高了直/支链淀粉比例。弱光降低总淀粉、直链淀粉及支链淀粉积累量。弱光处理小麦总淀粉积累量的降低主要由支链淀粉积累降低造成的。较之于支链淀粉积累量,弱光对直链淀粉积累量的降幅较小。对照、S1、S2、S3处理A型淀粉粒数目分别为56%、61.76%、71.1%、66.61%(济麦20)和63.3%、63.7%、69.79%、73.46%(山农1391),B型淀粉粒数目分别为44%、38.24%、28.9%、33.39%(济麦20)和36.7%、36.3%、30.21%、26.54%(山农1391)。即弱光提高了小麦A型淀粉粒比例,降低了小麦B型淀粉粒比例。这也与弱光显著降低了小麦成熟期籽粒支链淀粉含量,提高籽粒直链淀粉含量相一致。 本试验用Logistic方程拟合各处理籽粒淀粉积累进程,并通过对小麦籽粒淀粉最终积累量与其积累特征参数的相关性分析可知,小麦花后弱光对籽粒淀粉及其组分积累量的影响,主要是通过影响其相应积累速率与渐增期积累速率造成的,而与其积累持续期的长短关系较小。 3.花后弱光对小麦光合特性的影响 弱光后,叶绿素a、叶绿素b、叶绿素(a+b)含量降低,叶绿素b/a比值升高,即对叶绿素a的影响大于叶绿素b。气孔限制是济麦20S2处理旗叶净光合速率降低的主要原因。济麦20S1、S3和山农1391S1、S2、S3处理光合速率的降低,不是气孔限制,而是非气孔因素造成的。弱光解除后,S1、S2处理旗叶净光合速率和叶绿体色素含量可恢复至对照水平。 4.花后弱光对小麦淀粉形成的影响 S1处理在弱光处理后,旗叶蔗糖和可溶性总糖含量显著高于对照,这可能是灌浆前期弱光不利于小麦旗叶蔗糖和可溶性总糖的转运,进而造成旗叶糖的积累;胁迫解除后,旗叶糖含量低于对照。S2、S3处理在弱光处理后及胁迫解除后,旗叶蔗糖和可溶性总糖含量显著低于对照,说明弱光不利于小麦蔗糖和可溶性总糖的合成。 弱光之后,弱光处理茎鞘、颖壳等贮存器官蔗糖及可溶性总糖含量均显著低于对照;花后35d,S1、S2弱光处理茎鞘蔗糖及可溶性总糖含量均显著高于对照。说明,弱光严重抑制了贮存器官中糖的积累,亦不利于灌浆后期小麦贮存器官的糖向籽粒的转运。 花后不同时期弱光对籽粒蔗糖含量的影响不同,S1处理在弱光处理之后,籽粒蔗糖含量显著低于对照,这可能是灌浆前期弱光后小麦向籽粒供应蔗糖的能力较低;S2、S3处理在弱光之后,籽粒蔗糖含量显著高于对照。在花后35d,弱光处理籽粒蔗糖含量均高于对照。可见,灌浆末期弱光处理小麦籽粒将蔗糖转换为淀粉的能力较低。 花后弱光显著降低小麦旗叶SPS活性和籽粒SS活性,说明弱光不利于小麦旗叶蔗糖的合成及籽粒蔗糖的降解。花后不同时期即灌浆前、中及后期弱光条件下,AGPase活性显著降低,说明弱光显著降低籽粒ADPG的供应水平,不利于淀粉的合成。弱光后,S1处理籽粒GBSS活性高于或不低于对照,SSS活性低于对照;弱光后,S1处理GBSS、SSS活性均显著高于对照。弱光及胁迫解除后,S2、S3处理籽粒GBSS、SSS活性均显著低于对照;说明,小麦淀粉合成酶活性的高低并不影响S1处理(尤其是灌浆中后期)淀粉的积累,但制约S2、S3处理淀粉的积累。结合籽粒糖含量可见,S1处理较低的淀粉积累量主要是由淀粉合成底物的供应水平较低造成的,而S2、S3处理淀粉积累除受淀粉合成底物的供应水平影响外,同时受淀粉合成酶活性高低的影响。弱光不仅降低了源(叶片)光合生产能力,亦限制了库(籽粒)活性及源库间流的运输能力。……   
[关键词]:冬小麦;弱光;籽粒产量;淀粉品质;淀粉形成
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:山东农业大学2007年