陳 韜
(平輿縣農業技術推廣站 河南平輿463400)
小麥是世界三大糧食作物之一,其產量高低對糧食安全極為重要[1]。灌漿期是小麥籽粒充實的過程,營養物質向籽粒運輸,是決定小麥產量和品質的關鍵時期[2]。除遺傳因素外,環境因素對小麥灌漿有著不可忽視的影響。水分是小麥生長發育必不可少的環境因子之一,土壤缺水形成干旱,破壞作物體內正常生理代謝,破壞正常的生長發育,從而限制產量和品質的形成。晁漫寧等[3]研究表明,灌漿期干早脅迫顯著降低籽粒長寬、千粒重、飽滿度和植株結實率等,影響產量形成,并減少籽??偟矸酆?,降低淀粉直支比。袁蕊等[4]研究表明,干旱脅迫下,小麥葉片凈光合速率降低、小麥光合代謝物下降,造成小麥長勢變弱,地上部分生物量、產量也隨之下降。因此,本試驗研究干旱脅迫對小麥產量和品質的影響,為小麥高產抗旱栽培提供理論參考。
試驗供試品種為洛旱12,半冬性,中熟,株高76 cm左右,株型半緊湊,穗粒數32.3粒,千粒重42.5 g。高感條銹病、葉銹病、白粉病,感黃矮病。蛋白質含量14.87%,面粉濕面筋含量30.4%,沉降值23.8 mL,吸水率55.6%,穩定時間1.9 min。
試驗于2018年進行。試驗采用盆栽,盆直徑30 cm、高度26 cm,每盆裝土5.5 kg。施N量1.75 g/盆,施P2O5量1.05 g/盆,施KCl量1.05 g/盆,定植6株,設置正常供水(對照)和干旱脅迫2個水分處理。從小麥花后用稱重法控制澆水,一直到灌漿結束,正常供水土壤含水量為80%,干旱處理為35%。每個處理種20盆。
1.3.1 小麥籽粒性狀的測定 分別在花后10 d、20 d、30 d和40 d取下小麥種子,用游標卡尺測定籽粒長度和寬度,在烘箱中于80℃下烘干,稱量單粒重。
1.3.2 產量及產量構成因素的測定 小麥成熟時,每處理取5盆計產,調查穗數、每穗粒數、千粒重(種子含水率為13%),按盆計產。
1.3.3 小麥籽粒品質的測定 使用瑞士波通Perten DA7200型近紅外分析儀測定各供試材料的籽粒蛋白質、吸水率、濕面筋、穩定時間和出粉率。
采用Excel 2010統計和計算數據,采用SPSS 24.0進行差異顯著性分析。
由附圖可知,小麥籽粒千粒重隨花后天數的增加呈逐漸增加的變化趨勢,且干旱處理均顯著低于對照,花后10 d、20 d、30 d和40 d分別比對照低13.69%、15.64%、17.63%和15.44%;小麥籽粒長度隨花后天數的增加呈先上升后下降的變化趨勢,在花后10 d時,干旱處理和對照沒有顯著差異,花后20 d、30 d和40 d均顯著低于對照,分別比對照低11.57%、18.32%和20.48%;小麥籽粒寬度變化趨勢和對照相似,干旱處理均顯著低于對照,花后10 d、20 d、30 d和40 d分別比對照低17.89%、15.53%、15.60%和14.98%。
由表1可知,灌漿期干旱顯著降低小麥穗數、穗粒數、千粒重和產量,其中,穗數比對照降低13.82%,粒數降低4.45%,千粒重降低5.04%,產量降低8.24%。
干旱脅迫顯著影響了灌漿期籽粒的品質。由表2可知,干旱處理蛋白質含量顯著降低8.96%,吸水量沒有顯著差異;干旱處理的濕面筋含量顯著高于對照,高出3.30%,干旱處理沉降值相比對照顯著降低3.53%,穩定時間沒有顯著差異;出粉率降低10.44%。
小麥花后籽粒物質積累一方面是生育前期積累的物質向籽粒運輸,另一方面是功能葉光合作用合成的物質直接運輸到籽粒中,干旱脅迫下小麥葉片氣孔導度下降,凈光合速率、蒸騰速率降低,影響植株正常的光合作用,使得運輸到小麥籽粒的干物質含量降低[5]。趙吉平等[6]研究表明,受干旱脅迫,小麥株高以及小區產量呈下降趨勢,不同類型小麥的株高、小區產量、抗旱指數存在顯著差異性。本研究結果表明,灌漿期干旱顯著降低了小麥籽粒千粒重、籽粒長度、籽粒寬度以及產量,可能是由于干旱導致功能葉片含水量下降,導致干物質形成和籽粒物質運輸受阻,另一方面,小麥籽粒主要物質含量是淀粉,高溫可能導致淀粉合成的關鍵酶活性受到抑制,從而使淀粉形成受到影響,降低小麥籽粒干物質含量。
表2 灌漿期干旱對小麥籽粒品質的影響
灌漿期干旱是影響小麥產量和品質的主要氣候因素,通常與各種環境因素互作影響小麥品質。灌漿期尤其是早期干旱對小麥產量影響較大,高溫脅迫對小麥品質的影響不僅取決于品種間的抗熱能力差異,很大程度上還取決于灌漿期不同階段所遇到的溫度條件。灌漿期間,由于高溫使小麥灌漿期縮短、籽粒物質積累量減少,從而對籽粒中物質轉化產生影響,導致蛋白質、淀粉等物質含量發生變化[7]。本研究結果表明,小麥籽粒蛋白質含量、沉降值和出分率顯著下降,濕面筋含量顯著增加,可能是由于干旱使得物質轉化能力受到阻礙,影響小麥品質。因此,在生產中,我們需要科學合理地補水灌溉,增加小麥籽粒產量,有效的改善小麥品質。