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《山东农业大学》 2010年
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不同小麦品种耗水特性和产量形成生理基础的研究

高春华  
【摘要】: 为确定不同土壤水分含量下,高产高水分利用效率小麦品种的耗水特性,于2007~2008和2008~2009生长季,在山东农业大学实验农场,研究了土壤水分含量对不同小麦品种耗水特性及产量形成的影响及其生理基础。2007~2008生长季,选用良星99、烟农19、烟农21、烟2415、泰山23、烟5158、烟5286、山农15,洲元9369,藁优9415、济麦22,鲁原301、泰9818、临麦4号、汶农6号、潍麦8号、聊麦19、山农8355共18个品种;设置3个水分处理:土壤水分含量以0~140 cm土层土壤相对含水量的平均值表示:W0′:拔节期(65%)+开花期(55%),W1′:拔节期(75%)+开花期(65%),W2′:拔节期(75%)+开花期(75%)。2008~2009生长季,选用籽粒产量和水分利用效率不同的山农15、泰山23、济麦22、烟农21共4个品种,设置6个水分处理:土壤水分含量以0~140 cm土层土壤相对含水量的平均值表示:W0:拔节(65%)+开花(60%);W1:拔节(65%)+开花(65%);W2:拔节(70%)+开花(65%);W3:拔节(70%)+开花(70%);W4:拔节(75%)+开花(70%);W5:拔节(75%)+开花(75%)。 1土壤水分含量对不同小麦品种耗水特性的影响 1.1不同耗水特性品种的分类 2007~2008生长季,以小麦籽粒产量和水分利用效率(WUE)2因子对供试品种进行聚类分析,将18个小麦品种分为3组:组Ⅰ为高产高WUE组,包括泰山23、山农15、烟5158、临麦4号、山农8355、烟2415;组Ⅱ为高产中WUE组,包括藁优9415、烟5286、济麦22、潍麦8号、汶农6号、烟农19;组Ⅲ为高产低WUE组,包括良星99、烟农21、洲原9369、聊麦19、鲁原301、泰9818。 2008~2009生长季选用组Ⅰ中山农15和泰山23、组Ⅱ中的济麦22、组Ⅲ中的烟农21品种进一步研究品种耗水特性。 1.2不同小麦品种的耗水特性 各品种处理间比较,拔节期和开花期土壤相对含水量均为75%的W2′和W5处理总耗水量最高,土壤耗水量显著低于其他处理。山农15(组Ⅰ)W2′和W5处理土壤耗水量和降水量占耗水量的百分率低于其他灌水处理,拔节至开花期和开花至成熟期的耗水量、日耗水量和开花至成熟期的耗水模系数最高;泰山23(组Ⅰ)的W5处理土壤耗水量、降水量占耗水量的百分率低于其他灌水处理,在拔节至开花期和开花至成熟期的耗水量、日耗水量高于其他灌水处理。 济麦22(组Ⅱ)W2′和W5处理土壤耗水量和降水量占耗水量的百分率低于其他灌水处理; W2′处理在拔节至开花期和开花至成熟期的阶段耗水量、耗水模系数、日耗水量高于其他灌水处理,W4处理在拔节至开花期的耗水量、耗水模系数、日耗水量高于其他灌水处理,W3处理开花至成熟期的耗水量、耗水模系数、日耗水量高于其他处理。 烟农21(组Ⅲ)W2′和W5处理土壤耗水量和降水量占耗水量的百分率低于其他灌水处理,拔节至开花期和开花至成熟期的耗水量、日耗水量高于其他灌水处理,W1′和W4处理在拔节至开花期的耗水模系数高于其他灌水处理,W2′和W1处理开花至成熟期的耗水模系数高于其他灌水处理。W3处理耗水量低,灌水量少,土壤耗水量和开花至成熟期的耗水模系数高,开花至成熟期的耗水量、日耗水量较高。 品种间比较,在相同土壤相对含水量条件下,山农15和泰山23的耗水量高于烟农21和济麦22。只灌拔节水(W1′和W4)条件下,山农15在0~100 cm各土层土壤耗水量高于其他品种;烟农21在100~120 cm土层土壤耗水量最低,各品种在120~200 cm土壤耗水量无显著差异。在拔节期和开花期土壤相对含水量均为75%的处理下,山农15在0~80 cm各土层土壤耗水量高于其他品种,烟农21在100~200 cm土层土壤耗水量高于山农15和济麦22。 2不同小麦品种的根系活力和旗叶生理特性 处理间比较,各品种的W5处理根系活力最高。品种间比较,在W5处理下,泰山23根系活力最低; W3条件下,烟农21开花期的根系活力最高,而各品种根系活力在灌浆期无显著差异。 处理间比较, W2′和W5处理光合速率、蒸腾速率、气孔导度及籽粒中后期灌浆速率均高于其他处理;W4和W5处理在灌浆中后期旗叶相对含水量和水势显著高于W0处理,W5旗叶在花后14 d以后的蔗糖含量及花后7至21 d的磷酸蔗糖合成酶活性高。 3土壤水分含量对不同小麦品种干物质和氮素积累与转运的影响 处理间比较,山农15、泰山23的W2′和W5处理开花期和成熟期干物质积累高于其他处理;山农15的W2′和W5处理、泰山23的W4处理花后同化物输入籽粒的量及其对籽粒的贡献率最高。济麦22的W2′和W5处理成熟期干物质积累量、花后同化物输入籽粒的量和花后干物质同化量对籽粒的贡献率显著高于其他处理。烟农21的W2′和W4处理开花期干物质积累量、成熟期干物质积累量和营养器官花前贮藏干物质转运量高于其他处理,W3处理花后同化物输入籽粒的量和花后干物质同化量对籽粒的贡献率显著高于其他处理。 品种间比较,各品种成熟期干物质在各器官中的分配量和比例依次为:籽粒﹥茎鞘+叶片﹥穗轴+颖壳。在拔节期和开花期土壤相对含水量均为75%条件下,干物质在籽粒中的分配量为济麦22﹥山农15、泰山23﹥烟农21,花后干物质同化量对籽粒的贡献率为济麦22、山农15﹥泰山23﹥烟农21, 处理间比较,各品种的W2′处理成熟期营养器官氮素积累量和籽粒氮素积累量最高。山农15和济麦22的W2′处理营养器官氮素转运量和营养器官氮素转运率高于其他处理,而烟农21的W0′处理营养器官氮素转运量、营养器官氮素转运率和营养器官氮素贡献率较高。品种间比较,烟农21成熟期营养器官氮素积累量、籽粒氮素积累量和营养器官氮素转运量高于其他品种。 4土壤水分含量对不同小麦品种籽粒产量、品质和水分利用效率的影响 4.1不同小麦品种籽粒产量和水分利用效率 山农15(组Ⅰ)籽粒产量、水分利用效率和灌溉效益均W2′和W5处理最高。泰山23(组Ⅰ)W2′和W5处理籽粒产量最高,W1′和W5处理水分利用效率最高,W1′和W2处理灌溉效益最高。济麦22(组Ⅱ)W2′和W5处理籽粒产量最高,W0′和W5处理获得最高水分利用效率,W1′和W1处理灌溉效益最高。烟农21(组Ⅲ)W2′和W5处理籽粒产量最高,W1′和W3处理水分利用效率最高,W2′和W3处理灌溉效益高。 品种间比较,在拔节期和开花期土壤相对含水量均为75%的条件下,籽粒产量为山农15﹥泰山23﹥济麦22﹥烟农21,水分利用效率为济麦22﹥山农15﹥泰山23﹥烟农21,山农15在拔节期和开花期土壤相对含水量均为75%的条件下获得高籽粒产量和较高水分利用效率。在拔节期和开花期土壤相对含水量均为70%的条件下,籽粒产量为济麦22﹥烟农21、山农15﹥泰山23,水分利用效率为烟农21﹥山农15﹥济麦22﹥泰山23,烟农21在拔节期和开花期土壤相对含水量均为70%的条件下获得较高籽粒产量和最高水分利用效率。 4.2不同小麦品种的籽粒蛋白质和淀粉品质 处理间比较,山农15的W2′和W3处理、泰山23的W1′和W0处理籽粒淀粉支/直比值最高,济麦22的W1′和W3处理籽粒支/直比值最高。烟农21的W1′和W2处理籽粒支/直比值最高。品种间比较,泰山23、济麦22籽粒支/直比值低于山农15、烟农21。 处理间比较,各品种W1′处理籽粒蛋白质含量最高,山农15和济麦22的W2′处理籽粒蛋白质产量最高,烟农21各处理籽粒蛋白质产量无显著差异。山农15的W0′、济麦22的W1′、烟农21的W2′获得最高吸水速率、面团形成时间、面团稳定时间和沉降值;品种间比较,烟农21的籽粒蛋白质含量和蛋白质产量高于山农15和济麦22,济麦22的面团形成时间、面团稳定时间和沉降值显著低于山农15和烟农21。
【学位授予单位】:山东农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:S512.1

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