水分胁迫对不同年代品种春小麦生长特性的影响

【摘要】： 本研究通过PVC管培养试验，研究了土壤水分状况对甘肃中部近50年来不同 年代品种春小麦生理指标、干物质分配和养分分配等生长指标的影响，通过试验， 我们取得了以下研究结果和新见解： 1．不同年代品种春小麦光合特性不同。春小麦光合速率的大小不仅与土壤水 分状况和生育期有关，而且也与品种和育种进程有关。高土壤水分状况下的光合 速率明显大于低土壤水分状况下的光合速率，而且在高土壤水分条件下，不同年 代品种春小麦在不同生育期的光合速率日变化均为双峰型曲线，在低土壤水分条 件下，其光合速率日变化均呈单峰型曲线，这是不同年代品种春小麦的共性，产 生这种差异的主要原因在于低土壤水分下根系吸水及传导阻力加大，出现水分传 导的“滞”现象，从而导致第二个峰消失，这也是春小麦对干旱适应优化体内水 分利用的必然结果；在拔节期，早期品种＞中期品种＞近期品种；开花期以后，近 期品种的光合速率迅速增加，与早期和中期品种基本相当。早期品种在生育前期 光合作用强，有利于生物量的形成，但在后期光合速率大幅度下降，对增加籽粒 产量和提高收获指数不利；而中、近期品种在生育前期光合作用相对较弱，形成 的生物量小，但自开花期后，光合速率迅速提高并保持到成熟期，特别是在土壤 水分条件较好时光合速率仍然保持高于早期品种的水平，这有利于增加籽粒产量 和提高收获指数。 2．不同年代品种春小麦根系生物量和呼吸速率存在显著差异。测定结果表明， 随着土壤含水量的下降根系呼吸速率下降；各时期根系生物量和呼吸速率从大到 小的顺序均表现为：早期品种＞中期品种＞近期品种。相关分析表明，在不同生育 期和土壤水分状况下，根系呼吸和根系生物量与地上部分生物量之间均呈极显著 正相关关系，说明根系在形成地上部分干物质上起有非常重要的作用。当作物受 到干旱胁迫后，根系生物量显著增加，极显著高于供水充分土壤条件下的生物量， 而对地上部分干物质的影响却相反，这是在干旱胁迫条件下作物为扩大根系觅水 空间的一种适应性反应，这种反应产生的另一结果是有较多的光合产物流向根系， 导致地上部分生物量降低，蒸腾面积减少，有利于抵御干旱。 3．不同年代品种春小麦干物质累积及其在不同部位的分配存在着显著差异， 其差异大小与土壤水分状况有关。干旱胁迫能够使不同年代品种春小麦地上部分 干物质显著下降，这是所有供试春小麦品种的共性。在不同土壤水分状况下，不 同年代品种春小麦地上部分干物质在不同部位的分配不同：在高土壤水分条件下， 早期品种地上部干物质重量表现为：茎重＞穗重＞叶重，中期品种和近期品种 地上部干物质重表现为：穗重＞茎重＞叶重；在低土羹水分条件下，不同年代 品种地上部干物质重均表现为：穗重＞茎重＞叶重。可见，随着品种演替的发展， 地上部干物质流向穗部的分配比例增加（特别是在高土壤水分状况下更加明显），； 这有利于提高作物的收获指数。习 4．不同年代品种春小麦对水分胁迫的敏感性不同。早期品种抗旱性较强，在 二 相当干旱的条件下仍能够获得较高产量，而近期品种抗旱性较差，对水分胁迫比 较敏感，但在土壤水分状况改善后有较大增产潜力，这虽然与在育种过程中追求 高产的目标相一致，但却忽视了水资源不断短缺这一现实问题。不同年代品种春 小麦在抗旱性上的差异，对指导农业生产中有限水资源的优化分配有一定的参考 价值。 5．不同年代品种春小麦收获指数的高低并不完全取决于地上部分生物量和根 系的大小。有些品种，如早期品种中的定西24和永3263，虽然地上部分生物量大， 但由于“库容”有限，其收获指数低，而另外一些品种，如近期品种中的陇春8275 和92鉴46，虽然地上部分生物量处于中间状况，但由于“库容”大，其收获指数 较高：有相当一部分供试品种虽然根系相对较大，但收获指数小，而根系相对较 小的品种其收获指数却相对较大。 6．不同年代品种春小麦全氮含量和氮素累积量不同，并随土壤水分状况及生长 中心的转移而发生变化。由于水分对养分的“稀释效应”，使全氮含量基本随土壤含 水量的减少而增加。全生育期总吸氮量（地上部分吸氮量＋根系吸氮量）表现出由小到 大的增长规律。不同年代品种春小麦地上部吸氮量的大小，在拔节期表现为：早期品 种＞中期品种＞近期品种：而开花期，与土壤水分状况有关：在高土壤水分条件下为： 近期品种＞早期品种＞中期品种，低上壤水分条件下为：早期品种＞中期品种＞近期品 种；成熟期在高土壤水分条件下中期和近期品种穗部的氮素累积量显著高于早期品 种，而在低土壤水分条件下，吸氮量顺序仍然是早期品种＞中期品种＞近期品种，这是 早期品种抗旱适应性强的表现。从收获期氮素分配评价，近期品种有利于在地上部分 累积氮素，而早期品种则在根系中累积了相对较多的氮素。