冬小麥節(jié)水高產(chǎn)栽培群體源性能特征及其調(diào)控機(jī)制.pdf

1、該研究以挖掘小麥全株光合潛力、同步提高產(chǎn)量和水分利用效率為目標(biāo),在水肥限制條件下,研究群體、個(gè)體、器官光合源的時(shí)空變化特征及其生理機(jī)制,突出非葉器官光合作用,揭示不同基因型不同光合器官光合性能的差異.并通過設(shè)置不同密度、灌水處理試驗(yàn),探索建立大群體、小葉形、高光效、低耗水群體結(jié)構(gòu)的節(jié)水高產(chǎn)、超高產(chǎn)栽培技術(shù)原理.主要結(jié)論如下:1節(jié)水省肥高產(chǎn)群體中,非葉器官占有較大的綠色面積,對產(chǎn)量具有突出貢獻(xiàn).開花期單莖非葉面積占單莖總綠色面積的60﹪以

2、上,群體綠色面積中非葉綠色面積也大于葉面積,且隨著灌水量減少或密度的增大,非葉器官面積所占比例增加.統(tǒng)計(jì)分析表明,開花后群體總綠色面積以及非葉器官面積均與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān).2小麥植株中葉與非葉器官氣孔與葉綠體結(jié)構(gòu)存在明顯差異,節(jié)水小麥后期非葉器官葉綠體結(jié)構(gòu)具有較高的穩(wěn)定性.電鏡觀察發(fā)現(xiàn),非葉器官表面氣孔密度、單個(gè)器官氣孔總數(shù)均低于旗葉葉片.各器官氣孔密度隨灌水減少呈增大趨勢,而單個(gè)器官氣孔總數(shù)水分處理間差異不明顯,非葉器官氣孔數(shù)目受水分

3、變化的影響較小.從氣孔大小來看,穗部器官(護(hù)穎、外稃、內(nèi)稃和芒)的氣孔略小于其它器官;就氣孔分布特征而言,穗部器官的氣孔較多分布在器官內(nèi)側(cè)(腹面或近軸面),有利于穗光合對籽粒呼吸釋放CO<,2>的重新固定.3節(jié)水栽培明顯提高非葉器官的PEP羧化酶活性,增加PEPC/RUBPC比值,增強(qiáng)后期的光合耐逆機(jī)能.與旗葉葉片相比,穗、穗下節(jié)間和葉鞘的葉綠素相對含量(SPAD值)、PSⅡ活性(F<,v>/F<,m>)、凈光合速率等相對較低,但光合功

4、能期較長,在灌漿后期能保持較高的光合活性.同時(shí),非葉器官氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率也低于葉片.開花后不同器官碳同化途徑酶活性與其光合速率基本呈同步變化趨勢.器官間比較,以穗部器官(護(hù)穎和外稃)PEPC活性最高,其次為穗下節(jié)間和旗葉鞘,而旗葉葉片的PEPC活性最低,水分脅迫下非葉器官PEPC活性呈上升趨勢;RUBPC活性以旗葉和外稃較高,穗下節(jié)間、旗葉鞘和護(hù)穎相對較低,且隨著灌水減少(或水分脅迫下),各器官RUBPC活性均有下降趨勢.灌漿期非葉器

5、官PEPC/RUBPC比值顯著大于旗葉葉片,且隨灌水次數(shù)減少(或水分脅迫下)表現(xiàn)出明顯的增加趨勢.4籽粒灌漿前期莖鞘和穗穎中積累大量果聚糖,并于灌漿后期迅速陣解、轉(zhuǎn)運(yùn),節(jié)水與高密度栽培促進(jìn)營養(yǎng)體果聚糖降解和向籽粒運(yùn)轉(zhuǎn).5群體穗/葉比(單位面積穗數(shù)與上三葉葉面積之比)是衡量小麥節(jié)水栽培庫源關(guān)系是否協(xié)調(diào)的適宜指標(biāo).綜合以上研究認(rèn)為,在適宜葉面積指數(shù)基礎(chǔ)上,擴(kuò)大群體中非葉綠色面積增加穗/葉比,是節(jié)水省肥條件下提高產(chǎn)量的重要機(jī)制.通過適當(dāng)增加基