李艷慧 崔魯寧 賈帥帥 張玉梅 閆媛媛 鄭洪華 王書平

（山東圣豐種業(yè)科技有限公司 山東嘉祥 272400）

小麥作為中國(guó)第二大糧食作物，為人類營(yíng)養(yǎng)成分提供了20%以上的熱量和蛋白質(zhì)[1]，隨著糧食需求的增長(zhǎng)，糧食產(chǎn)量成為重要的育種目標(biāo)。構(gòu)成小麥產(chǎn)量的三個(gè)重要因素包括畝穗數(shù)、每穗粒數(shù)和千粒重[2]。

春化特性是指種子作物在苗期需要經(jīng)受一段時(shí)間的低溫處理才能開花結(jié)實(shí)的現(xiàn)象，是小麥品種的重要性狀，決定著小麥的種植范圍和栽培措施[3-4]。冬小麥在生長(zhǎng)過程中需要春化作用的刺激才能加速開花，進(jìn)而完成開花結(jié)實(shí)[5]。春化作用不僅是冬小麥從營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)轉(zhuǎn)變過程中必不可少的過程，而且對(duì)小麥后續(xù)的生長(zhǎng)發(fā)育及最終產(chǎn)量也起到重要的調(diào)節(jié)作用。春化過程所需的主要外界環(huán)境因素為低溫和光照，另外還需要適宜的水分、足夠的氧氣和糖類等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[5]。春化過程還會(huì)對(duì)小麥生理生化代謝產(chǎn)生不同程度的影響。研究表明，春化作用與植物莖尖中碳水化合物代謝聯(lián)系緊密[6]，蛋白質(zhì)代謝過程決定著植物低溫春化能否順利通過[7]，另外發(fā)現(xiàn)在低溫處理的中后期，胚中各種核酸含量隨著春化時(shí)間的延長(zhǎng)而增加[8]。本文作者在人工氣候室條件下探究不同春化時(shí)長(zhǎng)對(duì)小麥穗粒數(shù)的影響，為小麥人工氣候室加代及糧食增產(chǎn)提供新思路。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

為研究不同春化時(shí)間對(duì)小麥穗粒數(shù)的影響，2021年選擇半冬性小麥品種濟(jì)麥20為試驗(yàn)材料，設(shè)置23～40 d的春化時(shí)間階段并觀察各處理表型性狀，以確定濟(jì)麥20在4℃條件下完成正常生長(zhǎng)發(fā)育所需要的最短時(shí)長(zhǎng)。具體方法：將圣麥20種子鋪于放置濾紙的GM培養(yǎng)基上進(jìn)行萌發(fā)，每個(gè)處理20粒，將要發(fā)芽的在4℃低溫條件下（長(zhǎng)日照16 h、黑暗8 h）分批春化處理23 d、24 d、25 d、…、38 d、39 d、40 d（處理分別用V23、V24、V25…V40表示），然后將小麥幼苗移栽至溫室土壤中生長(zhǎng)至抽穗成熟。

1.2 試驗(yàn)管理

完成春化處理后移栽至溫室，因?yàn)樾←湽庹諘r(shí)間飽和點(diǎn)是16～18 h。光照時(shí)間要保障在16～18 h。春化階段結(jié)束后，在這個(gè)光照時(shí)長(zhǎng)范圍內(nèi)大部分品種可以在同一時(shí)間開花。晚上溫度7～9℃、白天溫度16～18℃，保持20 d左右。這段時(shí)間一定要控制好溫度，如果溫度過高幼苗就會(huì)旺長(zhǎng)，莖稈細(xì)弱，葉片窄長(zhǎng)，葉色淺綠，葉片較薄，長(zhǎng)勢(shì)較弱。這種情況下孕穗時(shí)間較短，抽穗后穗較小，后期也會(huì)出現(xiàn)倒伏現(xiàn)象。抽穗后白天溫度25～26℃、晚上溫度11～12℃保持2周。2周后白天溫度26～27℃、晚上溫度16～17℃，晚上不能超過20℃，一直到成熟。

小麥澆水一定要等到花盆的土壤接近干透后再澆水，澆水一定要澆透，澆水時(shí)水管要對(duì)著花盆的壁，花盆的土就不會(huì)被水沖成坑，水管放水的速度要慢，等盆里的水滿將要往下流時(shí)為最佳。及時(shí)發(fā)現(xiàn)病害，如白粉病、銹病和蟲害等，要及時(shí)打藥治理，不可造成危害，影響小麥正常生長(zhǎng)。

2 結(jié)果與分析

試驗(yàn)結(jié)果表明，春化時(shí)長(zhǎng)低于26 d的處理植株幾乎不能完成抽穗，而春化時(shí)長(zhǎng)在26 d及以上的植株可以完成正常抽穗。因此認(rèn)為濟(jì)麥20幼苗在4℃條件下完成春化所需要的最短時(shí)長(zhǎng)為26 d。

進(jìn)一步考查春化33～40 d處理在溫室條件下生長(zhǎng)至抽穗后的穗部生長(zhǎng)情況。發(fā)現(xiàn)33～40 d可以完成正常抽穗并且產(chǎn)生較多小穗數(shù)和穗粒數(shù)。進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)植株主分蘗的小穗數(shù)及穗粒數(shù)，發(fā)現(xiàn)在滿足春化需求的條件下，春化時(shí)間在33～40 d時(shí)圣麥20主分蘗的小穗數(shù)隨春化時(shí)間的延長(zhǎng)呈先上升再下降的趨勢(shì)（表1），春化38 d的植株生成的小穗數(shù)最多，而春化時(shí)間為36 d的植株小穗的穗粒數(shù)分布比較均勻（表2），產(chǎn)生的總穗粒數(shù)最多，因此認(rèn)為濟(jì)麥20在4℃環(huán)境下最適合的春化時(shí)間為36 d。

表1 不同春化時(shí)長(zhǎng)下圣麥20小穗數(shù)和穗粒數(shù)的差異

表2 不同春化時(shí)長(zhǎng)下每個(gè)小穗的穗粒數(shù)（單位：粒）

2022年國(guó)審小麥新品種

3 結(jié)論與討論

小麥為冬性作物，秋季種植、冬季生長(zhǎng)，開花的必要條件是要經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù)低溫，只有經(jīng)過足夠的持續(xù)低溫，小麥才能完成營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)到生殖生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)變。從試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，設(shè)置的春化時(shí)長(zhǎng)高于植物生長(zhǎng)發(fā)育所需的的最短時(shí)間26 d時(shí)，不同的春化時(shí)間仍會(huì)對(duì)小麥穗的發(fā)育產(chǎn)生影響，通過影響穗粒數(shù)進(jìn)而影響產(chǎn)量。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在保證基本的春化時(shí)長(zhǎng)后的1周左右時(shí)間，小穗數(shù)及穗粒數(shù)的變化不明顯，之后隨著時(shí)間的延長(zhǎng)穗粒數(shù)呈現(xiàn)先增加再減少的趨勢(shì)，這可能是因?yàn)椴煌夯瘯r(shí)長(zhǎng)會(huì)影響小麥莖尖發(fā)育進(jìn)而影響穗粒數(shù)[2]。另外從數(shù)據(jù)來看，穗粒數(shù)和小穗數(shù)隨著春化時(shí)長(zhǎng)的改變而變化，說明小麥產(chǎn)量一般是由多性狀甚至多基因影響的，穗粒數(shù)的改變和小穗數(shù)也緊密相關(guān)。小穗數(shù)和穗粒數(shù)的變化并不是呈現(xiàn)完全的正相關(guān)，這說明春化小麥除了需要最低的春化時(shí)長(zhǎng)外，還需要最適宜的春化環(huán)境與時(shí)長(zhǎng)，否則就會(huì)出現(xiàn)個(gè)別小穗不結(jié)實(shí)的現(xiàn)象。