冬小麦冠层温度与产量和品质关系的研究

【摘要】： 在大田条件下,以5个省份的8个有代表性的品种及河南农业大学选育的2个品系为供试材料,于2001-2003年度在河南农业大学科教示范园区安排了品种、播期、播量试验，对冬小麦生育后期冠层温度与产量和品质的关系进行了系统研究。试验结果如下： 1、不同冬小麦品种生育后期冠层温度表现不同，差异达到极显著水平。其中河农341和皖麦19冠层温度在整个灌浆期间低于8个品种的平均冠层温度，表现为冷型；济南17则与之相反，冠层温度一直高于平均温度，表现为暖型；其他5个品种冠层温度有一定的波动，表现为中间型。对于同属于中间型的河南省的三个品种，生育后期冠层温度也表现出较明显的差异。3个品种灌浆前期的冠层温度虽然无明显规律性，即冠层温度出现了对冠温均值基准线向上、向下的明显穿越，但在灌浆中后期，尤其是后期，冠层温度表现出明显的分化趋势。豫麦50后期冠层温度趋于降低，表现为冷尾型；豫麦34和豫麦70后期冠层温度趋于上升，表现为暖尾型；且在灌浆末期冷尾型和暖尾型的冠层温差可达2℃以上。通过对豫麦50、豫麦34和豫麦70灌浆期间冠温日变化及日平均冠温分析亦可得到相似的变化规律。 2、对小麦冠层温度与产量及产量构成因素的关系进行分析可知：不同品种、播期、播量处理的小麦产量的差异均达到显著，并且不同品种灌浆不同阶段的冠层温度和整个灌浆期的冠层温度与产量的相关均达到显著，不同播期、播量处理灌浆前、中、末期的冠层温度与产量的相关显著。对播期、播量处理的2个品系分析表明：冠层温度与产量的密切联系不仅受品种的遗传特性影响，而且与适宜的群体结构有密切的联系，群体质量高的处理表现出冠层温度低。因此，冠层温度既是优良基因型的表观生理 WP=7 指标又可作为判别栽培管理技术措施合理性的间接指标。 3、深入研究冠层温度影响产量的生理机制可知，冷型小麦的生理特性要优于暖型小麦。冷型小麦河农341和皖麦19不同叶位（旗叶、倒2叶、倒3叶）叶片净光合速率、叶绿素含量及超氧化物歧化酶（SOD）活性均明显高于暖型小麦济南17；叶片可溶性蛋白呈下降趋势，但河农341和皖麦19的下降速度慢于济南17；暖型小麦生育后期丙二醛(MDA)含量高于冷型小麦；因此，小麦生育后期遭受高温协迫时，冷型小麦灌浆期长、抗逆性强。对冷尾型小麦豫麦50和暖尾型小麦豫麦34和豫麦70的灌浆进程测定得知：冷尾型小麦的灌浆特性要优于暖尾型小麦，其强势粒和弱势粒的灌浆速率均高于暖尾型小麦，尤其是强势粒在灌浆末期表现更明显；进一步分析籽粒内源激素含量变化发现，冷尾型小麦内源激素含量变化不同于暖尾型小麦，冷尾型豫麦50玉米素、生长素、赤霉素含量峰值均高于其它两个品种，有利于籽粒胚乳细胞分化和有机物运输与积累；脱落酸含量在灌浆中期上升快，且高峰值大于暖尾型豫麦70和豫麦34，达到高峰后下降较快，有利于提高灌浆速率、延长灌浆时间。 4、从蛋白质组分测定结果分析得知，籽粒成熟时，不同冠温型小麦品种四种蛋白组分均表现为谷蛋白醇溶蛋白清蛋白球蛋白。3个品种醇溶蛋白含量基本相同，清蛋白、球蛋白和谷蛋白含量豫麦34豫麦70豫麦50，但由于谷蛋白含量最高且差异显著，含量最高的暖尾型豫麦34超过冷尾型豫麦50两个百分点以上，并且整个灌浆过程中豫麦34谷蛋白含量上升速度快，因此谷蛋白含量对最终蛋白质含量有重要影响。不同冠温型小麦生育后期冠层温度与蛋白组分关系为：籽粒蛋白质含量与不同灌浆阶段冠层温度均呈正相关，其中灌浆后期冠层温度和整个灌浆期的平均冠层温度与籽粒蛋白质含量达到显著正相关。麦谷蛋白与灌浆中、后期冠层温度和整个灌浆期平均冠层温度相关均达到显著，球蛋白含量与灌浆后期 WP=8 冠层温度呈显著正相关。 5、对8个品种小麦冠层温度与品质的关系进行探究。8个品种生育后期的冠层温度总和与主要品质指标相关不显著，但对于具有典型冠温特性的河农341、皖麦19、济南17等品种来说，灌浆期间冠层温度与主要品质指标的相关性显著。其表现为：灌浆前、中、后期冠层温度和整个灌浆期的平均冠层温度与湿面筋含量、蛋白质含量、稳定时间等粉质参数和拉伸面积等拉伸参数均呈正相关。其中灌浆末期冠层温度与湿面筋含量、蛋白质含量、拉伸比例呈显著正相关，灌浆中期冠层温度与拉伸阻力达到显著正相关。 由以上研究可知，冬小麦生育后期冠层温度与产量和品质均有较密切的关系。冠层温度指标不仅可作为选育优良品种的表现型生理指标，而且可用来判别冬小麦高产栽培群体质量优劣及其栽培技术措施合理性，为小麦生产选用品种、决策管理，实现高产、优质提供理论依据。