花后開放式增溫對小麥籽粒形成的影響及其生理機(jī)制.pdf

1、由于人類活動的加劇，溫室氣體排放量的增加，全球氣候正在變暖。據(jù)專家分析20世紀(jì)全球平均氣溫已經(jīng)上升了0.74℃，并預(yù)計到2100年將上升1.8-4.0℃。我國未來20-100年地表氣溫也將明顯升高，預(yù)計到2020年全國平均氣溫將較1961-1990年的平均氣溫增加1.3-2.1℃，到2050年將增加1.5-2.8℃。有關(guān)氣候變暖對我國糧食生產(chǎn)影響的報道較多，但這些研究多基于模型預(yù)測和歷史資料分析得出或在封閉和半封閉的條件下完成，其試驗(yàn)條

2、件與氣候變暖的特征并非完全吻合。小麥作為我國第三大糧食作物，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。研究氣候變暖對小麥的影響具有重要意義。灌漿結(jié)實(shí)期為小麥關(guān)鍵生育時期，受溫度變化影響較大。以往的研究主要是針對高溫脅迫，有關(guān)氣候變化對花后小麥的影響研究較少。為此，筆者借鑒國外先進(jìn)的紅外輻射加熱技術(shù)，設(shè)計了一套田間開放式增溫系統(tǒng)(T-FACE)，應(yīng)用于花后小麥籽粒形成的研究，取得了一些初步結(jié)果。
　　 1、T-FACE系統(tǒng)可使7.01m2范圍內(nèi)小

3、麥的冠層溫度和花后不同階段的溫度均勻增加，且能較模擬未來氣候變暖不同幅度的溫度升高。但該系統(tǒng)的增溫效果會受到氣流的影響，實(shí)際增溫幅度往往達(dá)不到設(shè)定值。在丹陽地區(qū)，使用該系統(tǒng)對花后的小麥進(jìn)行增溫，最高增溫程度可使灌漿結(jié)實(shí)期的平均溫度提高2.1℃。
　　 2、花后開放式增溫降低了小麥的穗粒數(shù)、粒重和單穗產(chǎn)量，以全天高水平增溫處理（AH）的降低幅度最大，穗粒數(shù)下降11.1％（鎮(zhèn)麥5號）和12.3％(揚(yáng)麥16)，粒重下降9.2％（鎮(zhèn)麥5

4、號）和11.0％(揚(yáng)麥16)。增溫小麥灌漿時間縮短和平均灌漿速率降低是粒重降低的重要原因。增溫對強(qiáng)弱勢粒的影響存在品種間的差異，鎮(zhèn)麥5號兩者均表現(xiàn)為強(qiáng)勢粒＜弱勢粒，而揚(yáng)麥16灌漿時間表現(xiàn)為強(qiáng)勢粒＜弱勢粒，平均速率則表現(xiàn)為強(qiáng)勢粒＞弱勢粒，品種間表現(xiàn)為鎮(zhèn)麥5號＜揚(yáng)麥16。
　　 3、花后開放式增溫促進(jìn)了小麥葉片和莖鞘花前貯藏物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)，其中耐熱品種鎮(zhèn)麥5號的轉(zhuǎn)運(yùn)量和轉(zhuǎn)運(yùn)率顯著高于不耐熱品種揚(yáng)麥16，并且均以倒二葉轉(zhuǎn)運(yùn)量最大和轉(zhuǎn)運(yùn)率最

5、高;增溫提高了小麥灌漿前期（花后0-10天）營養(yǎng)器官的可溶性糖含量，而降低了灌漿中后期（開花10天以后）營養(yǎng)器官的可溶性糖含量，并以全天增溫3℃(AH)處理的增幅和降幅最大;增溫促進(jìn)了小麥葉片花前氮素的轉(zhuǎn)運(yùn)，而對莖鞘花前氮素的轉(zhuǎn)運(yùn)無明顯影響。
　　 4、花后開放式增溫對灌漿前期旗葉的葉綠素含量無明顯影響，但顯著降低了灌漿中后期的葉綠素含量，其中葉綠素a含量降低3.46％-14.79％（鎮(zhèn)麥5號）和4.95％-20.46％（揚(yáng)麥1

6、6），葉綠素b含量降低了5.92％-21.15％（鎮(zhèn)麥5號）和14.64％-30.77％(揚(yáng)麥16)，且對葉綠素b的影響明顯大于葉綠素a，對鎮(zhèn)麥5號的影響明顯大于揚(yáng)麥16。增溫提高了灌漿前期旗葉的凈光合速率及相關(guān)指標(biāo)(氣孔導(dǎo)度變大，胞間二氧化碳濃度、蒸騰速率、Fv/Fo、ΦPSⅡ和ETR等），降低了灌漿中后期的凈光合速率及相關(guān)指標(biāo)，其前期的增幅與中后期的降幅均表現(xiàn)為全天增溫處理＞夜間增溫處理，前期的增幅鎮(zhèn)麥5號＞揚(yáng)麥16、中后期的降幅鎮(zhèn)