氮-鉀水平對專用小麥籽粒品質形成的生理影響.pdf

1、氮、鉀素是作物必需的大量礦質元素，土壤氮、鉀不足限制了小麥籽粒產量的提高和品質的改善。理解專用小麥籽粒品質形成的生理機制及氮、鉀調控原理，對深化小麥品質生理生態(tài)研究和指導專用小麥調優(yōu)栽培具有重要的理論意義和應用前景。本研究于2003～2005小麥生產年度，以蛋白質含量差異的兩個冬小麥品種寧麥9號(低蛋白)和揚麥10號(中蛋白)為材料，研究了不同氮、鉀素施肥水平下小麥籽粒品質形成、光合特性、物質運轉和相關酶活性的變化規(guī)律，明確了氮、鉀施肥

2、水平對中、弱筋小麥籽粒品質形成的生理調控作用，為深化和拓展小麥籽粒品質生理生態(tài)、指導專用小麥調優(yōu)栽培提供了理論基礎和技術途徑。 1.增施氮、鉀明顯提高了試驗小麥籽粒蛋白質及其組分含量、延長了面團穩(wěn)定時間，提高了濕面筋含量和沉降值，對醇溶蛋白和谷蛋白的影響大于對清蛋白和球蛋白的影響。施氮還顯著提高了籽粒的谷/醇比；而施鉀對兩小麥品種籽粒蛋白質谷/醇比的影響年度間有所差異。施鉀對揚麥10號籽粒蛋白質含量的提高作用大于寧麥9號。氮鉀互

3、作極顯著提高了籽粒蛋白質含量，降低淀粉含量和對其他品質指標的影響不顯著。發(fā)現(xiàn)提高開花期葉片含鉀量是施鉀提高籽粒蛋白質含量的生理原因；提高開花期葉片氮、鉀營養(yǎng)并保持適宜的氮/鉀比，是提高產量并維持適宜籽粒蛋白質含量等品質指標的營養(yǎng)生理基礎。 2.施鉀顯著提高了花前儲存物運轉和花后同化物的積累，有利于提高籽粒產量。球蛋白和醇溶蛋白是鉀素提高籽粒蛋白質含量的主要基礎，也是施鉀降低谷/醇比的生理原因。增施鉀肥提高了開花期葉片含鉀量，進而

4、顯著促進了兩小麥品種花前儲存氮素向籽粒的運轉和揚麥10號的花后氮素積累，但對寧麥9號花后氮素積累的作用較小?；ㄇ皟Υ娴氐倪\轉與花后氮素積累分別是施鉀提高寧麥9號和揚麥10號籽粒蛋白質含量的重要生理原因，其不同源自花后氮素積累對開花期葉片含鉀量反應的差異。提高光能轉化效率是氮、鉀施肥提高產量和蛋白質含量的能量基礎，中蛋白品種揚麥10號籽粒蛋白質含量的提高不僅依賴儲存氮素的運轉，還較多地依賴花后氮同化。 3.提高開花期葉片氮、鉀含

5、量并保持適宜的氮/鉀比，是氮、鉀施肥提高蛋白質合成關鍵酶活性進而提高籽粒蛋白質積累的生理原因。適宜的開花期葉片氮/鉀比顯著提高了旗葉SPS(磷酸蔗糖合成酶)和籽粒SS(蔗糖合成酶)活性——氮鉀配施提高“源”同化物供應和“庫”轉化能力的生理原因，進而顯著提高了籽粒淀粉及其組分產量。灌漿中期SS/SPS活性比可以小幅調控小麥成熟期淀粉特性，寧麥9號成熟期籽粒總淀粉含量還受灌漿前期SS/SPS活性比的影響。較高的開花期葉片氮、鉀營養(yǎng)并維持適宜

6、的氮/鉀比提高了籽粒SSS(可溶性淀粉合成酶)和GBSS(束縛態(tài)淀粉合成酶)活性，是氮鉀配施提高“庫”中直、支鏈淀粉轉化能力和產量的生理保證。調控灌漿初期和后期GBSS/SSS活性比能小幅調控小麥籽粒淀粉特性。弱筋小麥寧麥9號GBSS和SSS顯著高于中筋小麥揚麥10號是其淀粉含量較高的生理原因。 4.增施鉀肥提高了開花期葉片含鉀量，進而顯著或極顯著提高了SOD(超氧化物歧化酶)活性、極顯著降低了MDA(丙二醛)含量和灌漿后期葉綠素的分解

7、及凈光合速率的下降——延緩衰老，因而極顯著增加了花后同化量。說明較高的開花期葉片含鉀量是施鉀延緩衰老、增加花后同化和增產的生理原因。氮、鉀施肥增加了葉面積指數(shù)、葉綠素含量、光能捕獲效率和凈光合速率，說明較高的開花期葉片氮、鉀營養(yǎng)和適宜的氮/鉀比是協(xié)調光反應與暗反應(即促進光合同化)的生理基礎，也是氮代謝的能量保證。適當增施氮、鉀肥能使葉片保持較高的開花期氮、鉀含量和適宜的比例，進而顯著提高葉綠素α光化學效率(將光能轉化為CO<,2>還原

8、力的能力)。因此，較高的開花期氮、鉀含量并維持適宜的氮/鉀比，是光合碳、氮代謝能量保證的生理基礎。中蛋白品種揚麥10號的光能轉化與利用效率強于低蛋白品種寧麥9號，較高的LAI和F<,v>F<,m>、F<,v>F<,o>、F<,v>’/F<,m>’、F<,PSⅡ>等葉綠素熒光特性是保證揚麥10號較高能量需求的生理基礎。 綜上所述，提高小麥開花期葉片氮、鉀營養(yǎng)水平并保持適宜的氮/鉀比，是氮、鉀施肥顯著提高小麥旗葉凈光合速率、光合(C