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陕西小麦品种更替过程中光合特性演变及抗旱性研究

许晶晶  
【摘要】: 陕西地处北方冬麦区,关中地区和渭北旱塬又为其主要的冬小麦种植地区,研究关中地区和渭北旱塬自解放以来冬小麦品种更替中的农艺性状、光合特性以及部分生理生化特性,从而为品种进一步品种选育提供广泛资料,同时对指导小麦生产有一定的实践意义。本研究选取自解放初期至今关中地区和渭北旱塬的各个时期的主栽品种,采用田间试验、盆栽试验和实验室分析相结合方法,对两地小麦品种更替中农艺性状、光合特性以及抗旱性进行研究,研究结果如下: 1.关中地区在品种改良过程中,品种产量、千粒重和收获指数随育成年代的推移而有了大幅的提升,株高将近缩短了一倍,年降幅为0.79cm,穗长、小穗数、单株穗数和穗粒数随品种改良并未得到明显的提高,说明产量的增加的主要原因是因为千粒重的增加。收获指数的提高是株高降低与千粒重增高共同作用的结果。品种的产量都随着肥料的施入而得到大幅提高。近代品种对于贫瘠的地力条件有更强的适应力,其千粒重、株高、单株分蘖数在施肥不施肥条件下基本稳定。在施肥处理中,千粒重的增加是产量提高的主要原因,且收获指数的提高更多地是因为产量的提高。在不施肥处理中,株高降低、收获指数升高以及千粒重的升高对于产量的提高起到了重要作用。 2.关中地区品种改良过程中生育后期旗叶光合速率呈递增趋势,近代品种无论是峰值还是持续时间都明显优于早期品种。近代品种整个生育期的水分利用效率较低,较适合水肥条件较好的环境。品种陕889全天都表现出最高的光合速率值,日均净光合速率达10.08μmol·m-2·s-1,年均增幅为0.7%。小麦叶片水分利用效率(WUE)与净光合速率(Pn)之间呈极显著正相关关系(r=0.88468**),与蒸腾速率(E)之间呈负相关关系(r=-0.69633*),与气孔导度(C)弱负相关。 3.渭北旱塬在品种改良过程中,品种生物产量、成穗数均呈现波动的下降趋势,而穗粒数逐渐增加。施肥条件下,老品种株高明显增高,株高的升高,不利于籽粒的灌浆,还易倒伏,从而对产量形成不利。且施肥时收获指数的提高更多的是因为经济产量的提高和生物产量的下降。而在不施肥时高杆品种易取得更多的单株分蘖、穗粒数和小穗数,过分地将有限的养分分散到每个穗粒中,不利于籽粒的饱满,影响了籽粒的千粒重,且此时收获指数的提高时因为经济产量的提高程度高于生物产量的提高程度。株高通过影响千粒重而造成的产量下降的程度要较对小穗数、穗粒数的上升的程度明显。 4.随着品种的更替,渭北旱塬小麦品种灌浆期的净光合速率也逐渐提高,生育后期旗叶光合速率呈递增趋势。在施肥条件下,近代品种长武131、长旱58等都在施肥条件下表现了净光合的升高。水分利用效率随着品种推出年代的延迟基本呈降低的趋势,近代品种的水分利用效率普遍较低,但是长旱58在各个生育期均表现出了较高的叶片水分利用效率,说明其具有更为广泛的水肥适应性。在籽粒形成关键时期-灌浆期,近代品种长旱58、长武131在峰值处无论是峰值还是持续时间都明显优于早期品种,且长旱58拥有较高的蒸腾速率,有利于运输光合所需的养分。同时灌浆期小麦旗叶的净光合速率(Pn)与气孔导度(C)呈极显著正相关(r=0.963**)。 5.随着陕西小麦品种更替,干旱降低了品种的产量,但对品种千粒重影响不大。干旱使得早期品种的有效蘖数明显下降。在干旱条件下,近代品种的耗水量与正常水分处理的差异不如早期品种明显。品种的抗旱能力在逐步加强,抵抗干旱能力成为近70年来陕西冬小麦品种品种选育的一个重要指标。 6.干旱胁迫时,四个品种总体表现为SOD酶活性增强的趋势。各品种的MDA总值均升高,现代品种膜脂化程度最低,即抵御干旱能力最强。品种可溶性糖含量变化趋势基本相同,各品种灌浆期生殖生长消耗过多的营养,而使得可溶性糖均减少,灌浆结束后进入成熟期后品种可溶性糖含量逐步增大并达到全生育期的最大值。随着品种的更替,品种可溶性蛋白质含量的峰值有早期品种的灌浆期提前到扬花期。近代品种可溶性蛋白质含量下降幅度较大,并且峰值较高,以抵抗干旱胁迫导致的严重脱水现象。综上所述,品种更替使得品种抵御干旱的能力得到了很大改善。


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