董中東，張東志，陳若禮，趙太宇，況洋洋，詹克慧

(1．河南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，河南 鄭州450002;2．安徽濉溪縣豐田種業(yè)有限公司，安徽濉溪235100;3．安徽柳豐種業(yè)有限公司，安徽濉溪235100)

灌漿過程是小麥生長發(fā)育的最后階段，也是在一定的生態(tài)地區(qū)小麥個(gè)體發(fā)育、環(huán)境條件、栽培技術(shù)及栽培目標(biāo)的最終體現(xiàn)，是小麥子粒產(chǎn)量和品質(zhì)形成的關(guān)鍵時(shí)期．小麥子粒灌漿和物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)及其調(diào)控的相關(guān)研究已有很多，但多集中在不同栽培管理措施對(duì)其影響方面［1～6］．小麥灌漿期間干物質(zhì)積累和轉(zhuǎn)移除受播期、密度、干旱、氣象要素等環(huán)境因素影響外，品種特性對(duì)其有不同程度的影響［7～16］．高翔等［7］認(rèn)為，子粒的灌漿速率和干物質(zhì)積累量在子粒生長各階段均存在顯著的品種間差異．魏艷麗等［8］認(rèn)為，大穗型小麥營養(yǎng)器官花前儲(chǔ)存物質(zhì)對(duì)子粒庫的貢獻(xiàn)率遠(yuǎn)小于中穗型和多穗型小麥，且花后光合產(chǎn)物的分配也不夠合理，說明大穗型小麥源、流、庫性狀改良的產(chǎn)量潛力遠(yuǎn)高于中穗型和多穗型小麥．張斯梅等［9］研究認(rèn)為，大穗型小麥品種的單莖葉面積、干物質(zhì)積累量均大于多穗型和中間型，但最終產(chǎn)量表現(xiàn)為多穗型＞中間型＞大穗型．劉萬代等［10］認(rèn)為，不同穗型小麥品種葉片對(duì)子粒產(chǎn)量的貢獻(xiàn)存在差異，多穗型品種大于大穗型品種．孫花等［12］研究表明，不同熟期類型小麥品種子粒灌漿特性間存在差異，早熟品種灌漿期短，高峰期灌漿強(qiáng)度小、持續(xù)時(shí)間短，緩增期灌漿速率高于中、晚熟品種．這些研究大多單從小麥植株和子粒干物質(zhì)積累的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行分析，但不同類型品種在灌漿前的光合產(chǎn)物的累積量、光合能力、呼吸消耗以及轉(zhuǎn)移能力等方面均有差異，因此不足以完全搞清不同類型品種植株和子粒干物質(zhì)積累和轉(zhuǎn)移以及呼吸消耗的特點(diǎn)．并且小麥干物質(zhì)的測(cè)定一般是在烘干條件下進(jìn)行的，測(cè)定的植株和子粒干物質(zhì)能夠反映出不同時(shí)期的累積增加量，但在風(fēng)干條件下測(cè)定的結(jié)果，由于風(fēng)干需要6～10 d的自然干燥，鮮活的植株有一定呼吸消耗，同一時(shí)期風(fēng)干植株的干物質(zhì)測(cè)定值應(yīng)低于烘干的，其差異在一定程度上反映出不同品種在不同時(shí)期的呼吸消耗，子粒則因?yàn)樵谧匀桓稍锲陂g植株的營養(yǎng)物質(zhì)還會(huì)向其轉(zhuǎn)移，粒重會(huì)呈增加趨勢(shì)．因此，分析烘干和風(fēng)干條件下測(cè)定的植株和子粒干物質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化，有助于搞清不同類型品種植株和子粒干物質(zhì)積累和轉(zhuǎn)移以及呼吸消耗的特點(diǎn)，為品種的配套栽培技術(shù)制定和生產(chǎn)利用提供依據(jù)．

1 材料與方法

1．1 供試材料與試驗(yàn)設(shè)置

供試小麥品種為近年審定適宜于淮北地區(qū)種植的不同穗型的4個(gè)品種，即半冬性多穗型豫農(nóng)202、弱春性中穗大粒型平安7號(hào)、半冬性大穗型郯麥98和半冬性中穗型淮麥20．試驗(yàn)材料安排在安徽淮北市柳豐種業(yè)公司展示田中．土壤類型為兩合土，肥力均勻，中等偏上．小麥產(chǎn)量水平為7 500 kg·hm－2左右，播種期為2010 －10 －14，基本苗為255萬 ～300萬株·hm－2，無重復(fù)，16行區(qū)，行距20 cm，行長10 m．

1．2 小麥灌漿期間的氣象因子

小麥播種后，淮北地區(qū)少雨干旱，小麥的冬前生長階段、越冬期和開春后持續(xù)干旱．展示田于2010年12月上旬噴灌1次，于2011年3月下旬噴灌1次．淮北地區(qū)的干旱持續(xù)到2011－05－09，因干旱到4月底展示田小麥在午后出現(xiàn)卷葉，每天卷葉持續(xù)2～3 h，到2011－05－08 T 10:00，小麥就出現(xiàn)卷葉，每天持續(xù)5～6 h，2011－05－10降雨34．2 mm，確保了小麥灌漿期的水分供應(yīng)．

在2011－04－28—06－04的小麥灌漿期間，平均氣溫(21．5 ±3．7)℃，最高氣溫(27．5±4．4)℃，最低氣溫(15．7 ±3．9)℃，日較差(11．8 ±0．5)℃，濕度(58．9% ±3．5%)，日照時(shí)數(shù)282．8 h，降雨量43．8 mm，蒸發(fā)量 242．3(6．4 ± 2．0)mm，2011－05－09前小麥灌漿受到一定的干旱脅迫，2011－05－10后，耕層土壤含水量為18% ～20%，適宜灌漿需要，溫度、濕度和光照都比較適宜小麥灌漿需要．

1．3 測(cè)定指標(biāo)及其方法

2011－04－28，每個(gè)品種選生長一致且同處盛花期的主莖穗300個(gè)，并作標(biāo)記，自2011－05－05(開花后8 d)開始，每隔3 d剪取20個(gè)單莖的地上部分，隨機(jī)分2組，1組10株．1組稱鮮質(zhì)量后隨即放烘箱內(nèi)105℃殺青后，80℃烘干至質(zhì)量恒定;另1組稱鮮質(zhì)量后放在室內(nèi)自然風(fēng)干(前期9～10 d，后期6～7 d)后80℃烘干至質(zhì)量恒定．樣品干后用1%的天平分別稱取植株干質(zhì)量，穗干質(zhì)量、粒干質(zhì)量(穗干后脫粒，統(tǒng)計(jì)粒數(shù))，并計(jì)算單莖植株干質(zhì)量、單莖莖鞘葉干質(zhì)量(單莖植株干質(zhì)量－單穗干質(zhì)量)、單穗子粒干質(zhì)量、單穗穗、殼、葉干質(zhì)量(單穗干質(zhì)量－單穗子粒干質(zhì)量)和千粒質(zhì)量．

1．4 統(tǒng)計(jì)分析方法

利用直線回歸分析方法來研究單莖植株干質(zhì)量和莖鞘葉干質(zhì)量的動(dòng)態(tài)變化．

用Logistic方程擬合花后各品種子粒粒重變化規(guī)律［17］，以粒重為依變量，花后天數(shù)為自變量．Logistic方程表達(dá)式為:

式中，t為花后天數(shù)(開花日以t=0計(jì));W為子粒千粒重;K為理論子粒最大千粒重，a，b為待定參數(shù)．

灌漿次級(jí)參數(shù)表述:T為實(shí)際記錄灌漿持續(xù)天數(shù)/d，T1，T2，T3分別為漸增期、快增期、緩增期持續(xù)時(shí)間/d;R1，R2，R3分別為漸增期、快增期、緩增期灌漿速率;R為實(shí)際平均灌漿速率，Tmax為灌漿速率達(dá)最大時(shí)的時(shí)間/d，Rmax為最大灌漿速率．

數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析通過Excel和DPS軟件完成．

2 結(jié)果與分析

2．1 烘干和風(fēng)干條件下不同小麥品種植株干物質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化的差異

烘干和風(fēng)干條件下單莖植株干質(zhì)量隨灌漿時(shí)間的回歸分析結(jié)果列于表1．從表1中可以看出，單莖植株干質(zhì)量的動(dòng)態(tài)變化均呈極顯著的直線回歸關(guān)系，且風(fēng)干的回歸系數(shù)基本都大于烘干的回歸系數(shù)，說明在灌漿期間單莖植株干物質(zhì)呈均勻增加，但從測(cè)定值看出，最后4個(gè)時(shí)期(灌漿28 d后)的植株干質(zhì)量的增加較慢，說明灌漿28 d后植株已開始衰老，光合能力出現(xiàn)降低趨勢(shì)．從回歸系數(shù)可以看出，中穗大粒型品種平安7號(hào)的單莖植株干質(zhì)量日增加量較多，達(dá)0．057 9 g，其次是中穗型的淮麥20和大穗型品種郯麥98，分別為0．044 8和0．038 0 g，多穗型的豫農(nóng)202的日增加量最少，為0．029 2 g．從烘干和風(fēng)干條件下植株干物質(zhì)差異的動(dòng)態(tài)變化(圖1)可以看出，平安7號(hào)和郯麥98在不同時(shí)期差值變化較大，灌漿前16 d較高，以后較低，豫農(nóng)202和淮麥20變化不大．通過對(duì)烘干和風(fēng)干條件下單莖干質(zhì)量成對(duì)數(shù)據(jù)的差異比較發(fā)現(xiàn)，平安7號(hào)差異最大，為0．250 9 g，差異達(dá)極顯著水平，其次是豫農(nóng)202和郯麥98，分別為0．191 9和0．140 2 g，差異分別達(dá)極顯著和顯著水平，淮麥20最小，僅為0．038 5 g，差異不顯著．從烘干條件下的回歸截距看出，大穗品種郯麥98開花時(shí)積累的干物質(zhì)遠(yuǎn)高于其他類型品種．

2．2 烘干和風(fēng)干條件下不同小麥品種莖鞘葉干物質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化

烘干和風(fēng)干條件下單莖莖鞘葉干質(zhì)量隨灌漿時(shí)間的回歸分析結(jié)果列于表2．從表2中可以看出，除風(fēng)干條件下的平安7號(hào)外，其他的都呈極顯著的回歸關(guān)系，回歸系數(shù)均為負(fù)值，說明莖鞘從開花后的質(zhì)量是在降低，而不是增加，其質(zhì)量在開花前就達(dá)到了最大，在花后它要向子粒中轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)以及充當(dāng)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)耐ǖ溃L(fēng)干處理的回歸系數(shù)的絕對(duì)值要小于烘干處理的，表明其變化比烘干的要趨緩一些，從烘干條件下的回歸系數(shù)可看出，郯麥98轉(zhuǎn)移到子粒中的量最大，日轉(zhuǎn)移達(dá)0．042 1 g，其次是淮麥20和豫農(nóng)202，分別為0．025 7和0．023 6 g，平安7號(hào)最少，僅為0．011 7 g．

表1 烘干和風(fēng)干條件下不同小麥品種單莖植株干質(zhì)量(y)隨灌漿時(shí)間(x)的回歸方程Table 1 Regression equations of dry stem weight with grain filling day in different wheat cultivars with air-drying and oven-drying treatments

表2 烘干和風(fēng)干條件下不同小麥品種單莖莖鞘葉干質(zhì)量(y)隨灌漿時(shí)間(x)的回歸方程Table 2 Regression equations of dry weight for stem and leaf with grain filling day in different wheat cultivars with air-drying and oven-drying treatments

圖1 不同小麥品種烘干和風(fēng)干單莖干質(zhì)量差值的動(dòng)態(tài)變化Fig．1 Dynamic changes of difference of stem weight between air-drying and oven-drying treatments in different wheat cultivars

2．3 烘干和風(fēng)干條件下不同小麥品種子粒干物質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化

2．3．1 不同小麥品種在烘干條件下子粒千粒重的Logistic方程擬合 擬合Logistic曲線方程得到曲線方程的參數(shù)如表3．由表3可以看出，用Logistic曲線方程對(duì)不同品種的灌漿過程擬合效果均達(dá)極顯著水平，決定系數(shù)較大，均高于0．97，說明不同冬小麥品種的子粒增重過程均呈“S”形曲線增長，即開始增長緩慢，然后進(jìn)入快速增長階段，最后增長又趨于緩慢．平安7號(hào)理論千粒重最高，達(dá)51．151 6 g，其次是郯麥 98，也達(dá)到了 50．038 1 g，豫農(nóng)202 最低，為44．216 5 g．

表3 不同小麥品種Logistic曲線方程參數(shù)及其顯著性Table 3 Parameters of Logistic equations and their significance for different cultivars

2．3．2 不同小麥品種在烘干條件下的次級(jí)灌漿參數(shù) 進(jìn)一步對(duì)不同品種Logistic曲線方程次級(jí)灌漿參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，各品種的Logistic曲線方程的參數(shù)估計(jì)結(jié)果列于表4．從表4可以看出，不同小麥品種的灌漿持續(xù)時(shí)間為37～40 d，其中大穗型品種郯麥98的灌漿時(shí)間最長．從平均灌漿速率看，大粒型品種平安7號(hào)的灌漿速率最大，達(dá)到1．335 1 g·d－1，多穗型品種豫農(nóng) 202 最低，為 1．163 6 g·d－1．小麥灌漿過程可分漸增期、快增期和緩增期．大粒型品種平安7號(hào)在不同的灌漿時(shí)期表現(xiàn)出與其他品種不一樣的灌漿特點(diǎn)，其漸增期時(shí)間較長，緩增期時(shí)間明顯較短，但其緩增期的灌漿速率明顯高于其他品種，達(dá)到1．076 7 g·d－1，說明該品種在灌漿后仍保持較高的灌漿速率．

2．3．3 不同小麥品種烘干和風(fēng)干千粒重之間的差異 烘干和風(fēng)干千粒重之間的差異反映出植株在離體后營養(yǎng)物質(zhì)向子粒中轉(zhuǎn)移的能力，各品種烘干和風(fēng)干千粒重差異的動(dòng)態(tài)變化見圖2．從圖2可以看出，隨著灌漿時(shí)間的推移，烘干千粒重與風(fēng)干的差異越來越小，說明由于植株逐漸衰老，向子粒轉(zhuǎn)移的營養(yǎng)物質(zhì)也越來越少，到灌漿28 d后，二者差異很小．與其他品種不同，淮麥20在后期風(fēng)干過程中出現(xiàn)子粒中營養(yǎng)物質(zhì)明顯返流現(xiàn)象．通過對(duì)烘干和風(fēng)干千粒重成對(duì)數(shù)據(jù)的差異比較發(fā)現(xiàn)，豫農(nóng)202差異最大，為2．887 0 g，差異達(dá)極顯著水平，其次是郯麥 98和平安 7號(hào)，分別為 2．411 1 g和2．187 0 g，差異分別達(dá)極顯著水平，淮麥20最小，僅為1．250 3 g，差異不顯著．

表4 不同小麥品種的次級(jí)灌漿參數(shù)Table 4 Secondary parameters of grain filling for different wheat cultivars

圖2 不同小麥品種烘干和風(fēng)干子粒千粒重差值的動(dòng)態(tài)變化的差異Fig．2 Dynimic changes of difference of thousand-grain weight in air-drying and oven-drying treatments

3 結(jié)論與討論

小麥子粒產(chǎn)量是光合物質(zhì)生產(chǎn)、同化物運(yùn)輸分配和子粒發(fā)育對(duì)同化物利用等綜合作用的結(jié)果．開花時(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葉片、莖鞘和莖稈中，在子粒灌漿期間分解并向子粒轉(zhuǎn)移，對(duì)子粒質(zhì)量的貢獻(xiàn)率達(dá)1/3以上，其余是灌漿期間的光合產(chǎn)物，但不同類型品種間有差異［1］．從本試驗(yàn)結(jié)果可以看出，大穗型品種郯麥98開花時(shí)干物質(zhì)積累量最多，莖鞘葉向子粒中的日轉(zhuǎn)移量也最多，均遠(yuǎn)多于中穗和多穗品種，這與張斯梅等［9］的研究結(jié)果是一致的．中穗大粒型品種平安7號(hào)的單莖植株干質(zhì)量日增加量較多，其次是中穗型的淮麥20和大穗型品種郯麥98，多穗型的豫農(nóng)202的日增加量最少．從植株單莖質(zhì)量和莖鞘質(zhì)量在風(fēng)干和烘干條件下的變化可以看出，風(fēng)干條件下單莖質(zhì)量和莖鞘葉質(zhì)量的變化更加緩和，也即是風(fēng)干處理其回歸系數(shù)的絕對(duì)值較小．從單莖質(zhì)量和莖鞘葉質(zhì)量的回歸系數(shù)的大小也可以看出子粒干物質(zhì)的來源主要來自于莖稈(回歸系數(shù)大)．

不同類型小麥品種其干物質(zhì)變化各有特點(diǎn)，在生產(chǎn)中要結(jié)合不同品種的特點(diǎn)采取合理的措施，以達(dá)到高產(chǎn)的目的．平安7號(hào)的平均穗粒數(shù)39．3粒，最終的單穗粒重為1．93 g，測(cè)定的最高千粒重為49．04 g，理論千粒重達(dá)到 51．15 g，是一個(gè)典型的中穗大粒型品種．在灌漿期間，其單莖干物質(zhì)積累量和呼吸消耗量均較多，說明其單莖的光合產(chǎn)物較多．平均灌漿速率較高，但莖鞘葉干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量較少，表明其子粒干物質(zhì)的積累主要是依靠灌漿期間的光合產(chǎn)物．漸增期時(shí)間較長，緩增期時(shí)間明顯較短，但其緩增期的灌漿速率明顯較高．因此，在該品種的生產(chǎn)利用過程中，要?jiǎng)?chuàng)造良好的后期生長環(huán)境，特別是灌漿后期要確保其功能葉的活力，才能發(fā)揮其產(chǎn)量潛力．郯麥98的平均穗粒數(shù)50．4粒，最終的單穗粒重為2．55 g，測(cè)定的最高千粒重為49．12 g，理論千粒重達(dá)到 50．038 1 g，屬于大穗型或重穗型品種．其灌漿時(shí)間最長，在灌漿期間，單莖干物質(zhì)積累量和呼吸消耗量均屬中等，莖鞘葉干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量較多，說明其子粒干物質(zhì)的積累比其他品種需要較多的開花前貯藏的物質(zhì)．因此，在該品種的生產(chǎn)利用過程中，要保證開花前植株積累足夠的光合產(chǎn)物，也要在灌漿后期確保其功能葉的活力，以利于發(fā)揮其大穗的增產(chǎn)潛力．多穗型品種豫農(nóng)202的平均穗粒數(shù)38．7粒，最終的單穗粒重為1．72 g，測(cè)定的最高千粒重為43．20 g，理論千粒重達(dá)44．22 g．在灌漿期間，單莖干物質(zhì)積累量偏少，呼吸消耗量和莖鞘葉干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量中等，但植株?duì)I養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)移能力較強(qiáng)．因此，在該品種的生產(chǎn)利用過程中，應(yīng)注意構(gòu)建合理的群體結(jié)構(gòu)，要保證開花前植株積累足夠的光合產(chǎn)物，通過群體發(fā)揮其增產(chǎn)潛力．中穗型品種淮麥20，測(cè)定的平均穗粒數(shù)39．6粒，最終的單穗粒重為1．98 g，測(cè)定的最高千粒重為46．85 g，理論千粒重達(dá)到47．67 g．在灌漿期間，單莖干物質(zhì)積累量和莖鞘葉干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量中等，呼吸消耗量較少，但植株?duì)I養(yǎng)物質(zhì)向子粒轉(zhuǎn)移的能力較弱，而且在灌漿后期子粒中營養(yǎng)物質(zhì)出現(xiàn)明顯返流現(xiàn)象．因此，在該品種的生產(chǎn)利用過程中，應(yīng)注意協(xié)調(diào)產(chǎn)量三要素，保證合理的穗數(shù)和穗粒數(shù)，并適時(shí)收獲．

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