不同行距配置對(duì)小麥品種蘭考矮早八灌漿期干物質(zhì)生產(chǎn)及灌漿特性的影響

不同行距配置對(duì)小麥品種蘭考矮早八灌漿期干物質(zhì)生產(chǎn)及灌漿特性的影響

谷物填充期是小麥產(chǎn)量和品質(zhì)形成的關(guān)鍵時(shí)期，同時(shí)，隨著小麥粒的不斷飽滿和增加，葉片逐漸老化，光合能力逐漸減弱。例如，葉片、莖鞘和莖中的儲(chǔ)存物質(zhì)從穗部（尤其是谷物）轉(zhuǎn)移到食譜。小麥籽粒灌漿物質(zhì)的來(lái)源,按形成時(shí)間的先后可以分為兩部分:一部分來(lái)自于開(kāi)花前生產(chǎn)的暫貯藏于營(yíng)養(yǎng)器官中,在灌漿期間再轉(zhuǎn)移到籽粒中的同化產(chǎn)物;另一部分來(lái)自于開(kāi)花后的同化產(chǎn)物,包括直接輸送到籽粒中的光合產(chǎn)物和開(kāi)花后形成的暫貯藏性物質(zhì)向籽粒的再轉(zhuǎn)移。籽粒灌漿期間干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量、干物質(zhì)轉(zhuǎn)移效率和轉(zhuǎn)移干物質(zhì)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率是衡量灌漿期物質(zhì)轉(zhuǎn)移的重要指標(biāo),這些指標(biāo)與籽粒重量關(guān)系密切。粒重是小麥產(chǎn)量的一個(gè)重要組成部分,形成于開(kāi)花至成熟期,其高低受灌漿速率和灌漿持續(xù)期的制約。大量研究表明,小麥籽粒灌漿速率主要受遺傳控制,灌漿速率與粒重呈顯著正相關(guān)關(guān)系;而灌漿持續(xù)期主要受環(huán)境因子的調(diào)控,與粒重關(guān)系的研究報(bào)道不一,有的認(rèn)為兩者無(wú)密切相關(guān)關(guān)系,有的則認(rèn)為二者關(guān)系密切。近年來(lái),關(guān)于小麥灌漿期干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)及灌漿特性多集中在不同品種、播期、施肥量、逆境、密度等的研究上,且多選用多穗型和中間型小麥品種進(jìn)行研究,而關(guān)于不同行距配置對(duì)分蘗成穗率低、單穗粒重高的大穗型小麥品種籽粒灌漿特征影響的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。為此,本試驗(yàn)探討了不同行距配置對(duì)大穗型小麥品種蘭考矮早八灌漿期間干物質(zhì)轉(zhuǎn)移及籽粒灌漿特性的影響,以期為進(jìn)一步提高該類品種產(chǎn)量提供依據(jù)。1材料和方法1.1供試小麥品種試驗(yàn)于2005-2006年在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)場(chǎng)(鄭州)進(jìn)行。試驗(yàn)地前茬為田菁掩青,土質(zhì)為砂壤土,0~30cm土層的土壤養(yǎng)分含量為:有機(jī)質(zhì)10.9g/kg,全氮0.78g/kg,堿解氮60.5mg/kg,速效磷31.2mg/kg,速效鉀92.2mg/kg。根據(jù)土壤養(yǎng)分測(cè)定結(jié)果和高產(chǎn)小麥養(yǎng)分需求,耕地前施純N118kg/hm2,P2O584kg/hm2,K2O113kg/hm2;拔節(jié)期結(jié)合澆水追施純N69kg/hm2。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),行距設(shè)5個(gè)水平,分別為10,15,20,25和30cm。供試小麥品種為單穗重2g左右的大穗型小麥品種蘭考矮早八,基本苗為375萬(wàn)株/hm2,3次重復(fù),小區(qū)面積20m2。10月15日播種,4月下旬灌水1次,5月份防治病蟲(chóng)害2次,其他栽培管理按高產(chǎn)麥田進(jìn)行。1.2測(cè)量?jī)?nèi)容和方法1.2.1穗干質(zhì)量及轉(zhuǎn)移指標(biāo)于小麥開(kāi)花期和成熟期在各小區(qū)內(nèi)選擇長(zhǎng)勢(shì)均勻的植株,每次取樣10株(不包括根系)。植株用水沖洗干凈后,分為葉片、莖鞘、穗等三部分(成熟期將穗分為籽粒和穗軸+穎殼兩部分),105℃下殺青15min,然后在75℃下烘至恒重,用1%天平稱其干質(zhì)量。轉(zhuǎn)移指標(biāo)根據(jù)以下公式進(jìn)行計(jì)算。干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量DMT(g/株)=開(kāi)花期營(yíng)養(yǎng)器官干質(zhì)量-成熟期營(yíng)養(yǎng)器官干質(zhì)量干物質(zhì)轉(zhuǎn)移效率DMTE(%)=(干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量/開(kāi)花期營(yíng)養(yǎng)器官干質(zhì)量)×100%轉(zhuǎn)移干物質(zhì)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率DMTP(%)=(干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量/粒重)×100%1.2.2莖穗多糖含量的測(cè)定開(kāi)花期每小區(qū)選取生長(zhǎng)一致且花期相同的主莖穗200個(gè),掛牌標(biāo)記。從花后5d開(kāi)始,每隔5d隨機(jī)取10個(gè)標(biāo)記主莖穗,于室內(nèi)取每穗中部小穗第一、二位花的籽粒20粒,共計(jì)200粒,105℃下殺青20min,然后在80℃下烘至恒重,1/10000天平稱重并折算成千粒重。1.2.3利用logistic方程以花后天數(shù)(t)為自變量,千粒重(Y)為依變量,用Logistic方程Y=K/(1+eA+Bt)進(jìn)行擬合。其中K為千粒重潛力值,A,B為常數(shù)。對(duì)Logistic方程求一階導(dǎo)數(shù)和二階導(dǎo)數(shù),得灌漿速率方程和次級(jí)灌漿參數(shù)。所得參數(shù)分別為:Tm為最大灌漿速率到達(dá)的時(shí)間,Vm為最大灌漿速率,T為灌漿持續(xù)天數(shù),Va為籽粒平均灌漿速率,T1,T2,T3分別為籽粒灌漿漸增期、快增期和緩增期持續(xù)天數(shù)。2結(jié)果與分析2.1莖劍及地上部總干質(zhì)量從表1可以看出,在開(kāi)花期,不同行距處理單株穗子干質(zhì)量無(wú)顯著差異;單株葉片干質(zhì)量在10,15和20cm行距處理間差異不顯著,而25和30cm處理間差異達(dá)顯著水平,其中以15cm行距處理的單株葉片最重,為1.41g/株,30cm行距處理的單株葉片最輕,為1.17g/株,二者相差0.24g/株;單株莖鞘及地上部總干質(zhì)量在不同行距處理間表現(xiàn)出相同的變化趨勢(shì),均以15cm行距處理最重,分別達(dá)3.10和6.51g/株,30cm行距處理最輕,分別為2.64和5.61g/株。在開(kāi)花期各處理植株各部位干質(zhì)量大小均表現(xiàn)為莖鞘>穗子>葉片。成熟期單株葉片和莖鞘干質(zhì)量在不同行距間的差異表現(xiàn)趨勢(shì)相同,即10,15和20cm行距處理間差異不顯著,25和30cm行距處理間的差異亦不顯著,但窄行距(10,15和20cm)處理與寬行距(25和30cm)行距處理之間的差異達(dá)顯著水平;單株地上部總干質(zhì)量以15cm行距為最大,達(dá)7.67g/株,并與20,25和30cm處理間的差異達(dá)顯著水平,與10cm行距無(wú)顯著差異。成熟期植株各部位干質(zhì)量由大到小的順序依次為籽粒>莖鞘>穗軸(包括穎殼)>葉片。2.2不同焦距下蘭考矮早八非籽粒器官轉(zhuǎn)移干物質(zhì)對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率的影響從表2可以看出,不同行距間非籽粒器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量(DMT)存在一定差異,其中,25cm行距處理的DMT最大,為1.36g/株,30cm行距處理的DMT最小,為0.86g/株,二者相差0.50g/株;葉片DMT在不同行距處理間差異不大;莖鞘DMT以15cm行距處理為最大,為0.76g/株,30cm行距處理最小,為0.53g/株;穗軸+穎殼的DMT以15cm行距處理最大,達(dá)0.05g/株,10和25cm行距處理最小,為0.02g/株。不同行距小麥的非籽粒器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)移效率(DMTE)以20cm行距處理為最高,30cm行距處理最低;葉片DMTE最高的是25cm行距處理,最低的是15cm行距處理;莖鞘DMTE以15cm行距處理最高,30cm行距處理最低;而穗軸+穎殼的DMTE以15cm行距處理最高,25cm行距處理最低。從整個(gè)植株看,不同行距配置條件下蘭考矮早八非籽粒器官轉(zhuǎn)移干物質(zhì)對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率(DMTP)以20cm行距處理為最大,隨著行距變窄或變寬,DMTP均變小,30cm行距處理較20cm行距處理的DMTP降低了18.42個(gè)百分點(diǎn)。葉片DMTP以25cm行距處理為最大,以15cm行距處理為最低;莖鞘DMTP以15cm行距處理最高,30cm行距處理最低;穗軸(包括穎殼)DMTP以15cm行距處理最大,10cm行距處理最小,二者相差1.14個(gè)百分點(diǎn)。由此可見(jiàn),不同行距配置對(duì)蘭考矮早八不同器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)移效率有不同的影響。2.3小麥籽粒干物質(zhì)積累規(guī)律從圖1可以看出,蘭考矮早八各行距處理籽粒灌漿進(jìn)程均呈S型曲線,表現(xiàn)出“慢-快-慢”的變化趨勢(shì),適宜用生長(zhǎng)曲線模擬。Logistic方程決定系數(shù)均大于0.99,經(jīng)F測(cè)驗(yàn)均達(dá)極顯著水平,擬合效果極好,可真實(shí)反映小麥籽粒干物質(zhì)積累過(guò)程。從圖1可以看出,花前20d不同行距處理間差異不大;之后,處理間差別逐漸變大,其中以20cm行距處理的籽粒增重最高,30cm行距處理最低。2.4最大灌漿速率不同行距處理對(duì)蘭考矮早八籽粒灌漿特征參數(shù)有一定的影響(表3)。K是理論上千粒重可能達(dá)到的最大值。從表3可以看出,不同行距間K值大小順序?yàn)?0cm>25cm>30cm>15cm>10cm,其中,20和25cm行距處理的K值接近;30和15cm行距的K值也相差不大。不同行距處理間的最大灌漿速率到達(dá)時(shí)間(Tm)和灌漿持續(xù)期(T)有一定差異。Tm和T均隨行距的增加而滯后,其中以15cm行距處理的Tm和T為最長(zhǎng),分別為19.7和43.8d,30cm行距處理的Tm和T為最短,分別為18.5和41.6d,二者分別相差1.2和2.2d。這可能與窄行距植株群體后期葉片衰老緩慢有關(guān)。最大灌漿速率(Vm)和平均灌漿速率(Va)均以20cm行距為最大,分別為2.58和1.21mg/(?！)。蘭考矮早八籽粒灌漿3個(gè)階段各處理平均表現(xiàn)為:緩增期(T3)=16.8d>快增期(T2)=13.5d>漸增期(T1)=12.4d。其中,以15cm行距處理的灌漿持續(xù)期為最長(zhǎng),T1,T2和T3分別比平均值延長(zhǎng)0.4,0.3和0.4d;以30cm行距處理的灌漿持續(xù)期為最短,T1,T2和T3分別比平均值縮短0.6,0.2和0.3d。3小麥品種的干物質(zhì)和熱價(jià)值的響應(yīng)小麥開(kāi)花時(shí)有相當(dāng)數(shù)量的貯藏性物質(zhì)以非結(jié)構(gòu)碳水化合物形式貯藏在莖稈等營(yíng)養(yǎng)器官中,在籽粒灌漿期間分解并轉(zhuǎn)移到籽粒。有研究表明,從開(kāi)花到成熟,葉片、葉鞘和莖稈的重量會(huì)降低30%。本試驗(yàn)結(jié)果表明,無(wú)論是在開(kāi)花期還是成熟期,葉片、莖鞘、穗軸+穎殼、籽粒及地上部干質(zhì)量均以15cm行距處理為最高,30cm行距處理為最低。小麥干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量、干物質(zhì)轉(zhuǎn)移效率和轉(zhuǎn)移干物質(zhì)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率因品種的遺傳差異和栽培措施等不同而變化。許為鋼等發(fā)現(xiàn),不同基因型小麥花前貯藏物質(zhì)的轉(zhuǎn)移能力存在著顯著的遺傳變異,隨著品種的演替,干物質(zhì)轉(zhuǎn)移效率從12%增加到37%,轉(zhuǎn)移干物質(zhì)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率從36%增加到64%。王月福等認(rèn)為,小麥不同器官DMT,DMTE,DMTP的大小不同,其中DMT和DMTP的大小順序?yàn)榍o鞘>穎殼+穗軸>葉片,而DMTE的大小順序?yàn)榉f殼+穗軸>葉片>莖鞘。而本研究與上述研究結(jié)果不盡一致,不同部位DMT和DMTP的大小順序?yàn)榍o鞘>葉片>穎殼+穗軸,而DMTE的大小順序?yàn)槿~片>莖鞘>穎殼+穗軸。這可能與試驗(yàn)所用品種類型不同有關(guān)。另外還發(fā)現(xiàn),行距對(duì)小麥地上部的DMT,DMTE,DMTP有一定的影響,其中以20cm行距處理為最高。許多學(xué)者研究了水分、播期、密度和氮肥對(duì)不同熟期、不同粒重小麥品種籽粒灌漿特性的影響。他們分別用Logistic方程、Richards方程和多項(xiàng)式擬合了小麥、水稻等作物籽粒鮮質(zhì)量、干質(zhì)量和體積變化,并對(duì)推導(dǎo)出的相關(guān)參數(shù)作了分析。研究認(rèn)為,粒重是一個(gè)受多重因素影響的復(fù)雜產(chǎn)量性狀,除遺傳因素、氣候因素外,栽培措施對(duì)小麥粒重影響也很大。在眾多籽粒灌漿參數(shù)中,K值是籽粒灌漿的最終結(jié)果,最能反映籽粒的灌漿狀況,它與結(jié)實(shí)率、籽粒充實(shí)度和千粒重呈顯著正相關(guān)。行