短日照誘導(dǎo)對(duì)小豆籽粒品質(zhì)的影響

董偉欣，張彥立，任　帥，謝　潁，劉　明，魏　巖，張?jiān)鲁?，路?zhàn)遠(yuǎn)

(1 河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，河北省作物生長(zhǎng)調(diào)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 保定 071001；2 內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000)

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短日照誘導(dǎo)對(duì)小豆籽粒品質(zhì)的影響

董偉欣1，張彥立1，任帥1，謝潁1，劉明1，魏巖1，張?jiān)鲁?，路戰(zhàn)遠(yuǎn)2

(1 河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，河北省作物生長(zhǎng)調(diào)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 保定 071001；2 內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000)

[摘要]【目的】 探討不同生育時(shí)期短日照誘導(dǎo)對(duì)小豆籽粒品質(zhì)的影響?！痉椒ā?以小豆早熟品種白紅2號(hào)和晚熟品種唐山紅小豆為試驗(yàn)材料，于出苗-分枝、分枝-開花和出苗-開花3個(gè)生育時(shí)期進(jìn)行短日照(10 h光/14 h暗)誘導(dǎo)，研究其對(duì)小豆籽粒品質(zhì)的影響?！窘Y(jié)果】 2個(gè)小豆品種出苗至開花和鼓粒至成熟期的時(shí)間均較對(duì)照(自然光照)提前，白紅2號(hào)的處理Ⅰ(出苗-分枝)、處理Ⅱ(分枝-開花)開花至結(jié)莢期分別提前3和1 d，所需積溫和累積日照時(shí)數(shù)減少，處理Ⅲ(出苗-開花)延遲1 d；唐山紅小豆3個(gè)處理的開花至結(jié)莢期及2個(gè)品種結(jié)莢至鼓粒期的時(shí)間都延遲，所需積溫和累積日照時(shí)數(shù)增加。白紅2號(hào)各處理的籽粒長(zhǎng)、籽粒寬、單粒質(zhì)量、單粒體積及千粒質(zhì)量較對(duì)照升高，但差異不顯著；唐山紅小豆處理Ⅱ(分枝-開花)的籽粒長(zhǎng)、籽粒寬和單粒體積較對(duì)照稍有增加，其余處理都降低，單粒質(zhì)量和千粒質(zhì)量各處理都降低，其中處理Ⅰ(出苗-分枝)和處理Ⅲ(出苗-開花)與對(duì)照差異顯著，處理Ⅱ(分枝-開花)與對(duì)照差異不顯著。2個(gè)品種的發(fā)芽率較對(duì)照升高且晚熟品種更明顯。經(jīng)短日照處理后，2個(gè)小豆品種籽粒中的可溶性糖、蛋白和總氨基酸含量有不同程度的降低，白紅2號(hào)的淀粉含量較對(duì)照升高，唐山紅小豆降低，但差異均不顯著；不同生育時(shí)期經(jīng)短日照誘導(dǎo)后的累積日照時(shí)數(shù)與2個(gè)小豆品種籽粒中的可溶性糖和蛋白含量極顯著正相關(guān)，與總氨基酸含量顯著正相關(guān)，與白紅2號(hào)籽粒中的淀粉含量達(dá)到顯著相關(guān)，而與唐山紅小豆籽粒中的淀粉含量相關(guān)性不顯著?！窘Y(jié)論】 短日照誘導(dǎo)使2個(gè)小豆品種在不同生育時(shí)期的積溫和累積日照時(shí)間不同，籽粒品質(zhì)下降，分枝-開花這一生育時(shí)期對(duì)小豆籽粒品質(zhì)的影響最大。

[關(guān)鍵詞]小豆；短日照；積溫；日照時(shí)數(shù)；籽粒品質(zhì)

小豆作為我國(guó)六大食用豆類之一，不僅富含蛋白質(zhì)、鈣、磷、鐵、B族維生素和多種氨基酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而且還對(duì)腫瘍、便秘、腳氣、下痢和利尿具有治療效果。小豆雖然被視為小作物，但在亞洲血統(tǒng)人群的食物組成以及國(guó)際食用豆類貿(mào)易中占有重要地位[1]。但是小豆作為我國(guó)雜糧中的一員，沒有被人們所重視,因而發(fā)展比較緩慢，近年來我國(guó)培育的小豆新品種屈指可數(shù)且產(chǎn)量低、品質(zhì)性狀較差，與現(xiàn)代社會(huì)需求不相適應(yīng)[2]。光周期調(diào)控是一種重要的栽培手段，可以通過調(diào)控光周期來調(diào)節(jié)作物的生育周期。小豆是一種典型的短日照作物，在出苗至開花期具有很強(qiáng)的感光性[3]，因此采用不同生育時(shí)期短日照處理來縮短小豆的全生育期以研究小豆品質(zhì)的變化值得探討。

作物籽粒的品質(zhì)與環(huán)境條件密切相關(guān)，曹衛(wèi)星等[4]研究發(fā)現(xiàn)，小麥在抽穗至成熟期間日均氣溫每升高1 ℃，蛋白質(zhì)含量提高0.44個(gè)百分點(diǎn)，沉淀值增加1.09 mL；在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段，光輻射強(qiáng)度的提高可增加籽粒蛋白質(zhì)含量；在生殖生長(zhǎng)階段，光輻射強(qiáng)度與蛋白質(zhì)含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。土壤水分對(duì)小麥品質(zhì)有十分重要的作用，有研究表明，土壤水分過多容易造成小麥根部硝酸鹽濃度的降低而使氮素供應(yīng)不足，引起根系早衰或者影響光合作用和降低物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而降低小麥籽粒品質(zhì)[5]。郭天財(cái)?shù)萚6]研究表明，日照相對(duì)不足，影響強(qiáng)筋小麥的光合強(qiáng)度和碳水化合物的積累，蛋白質(zhì)含量相對(duì)得到提高。玉米在不同生育時(shí)期都有一個(gè)適宜的日照時(shí)數(shù)，特別是乳熟至成熟期光照不足，對(duì)籽粒品質(zhì)影響更大[7]。播期和密度的改變也會(huì)使作物籽粒的品質(zhì)發(fā)生變化，如李新強(qiáng)等[8]研究發(fā)現(xiàn)，晚播和低種植密度有利于提高冬小麥氨基酸、蛋白質(zhì)的含量。

由以上研究可見，以往的研究者都著重探討自然環(huán)境條件對(duì)作物籽粒品質(zhì)的綜合作用，但通過單一成分短日照誘導(dǎo)來研究小豆在不同生育時(shí)期所需積溫和日照時(shí)數(shù)對(duì)籽粒品質(zhì)的影響卻鮮見報(bào)道。因此，本研究采用不同熟性小豆品種作為供試材料，在不同生育時(shí)期進(jìn)行短日照誘導(dǎo)，探究其每一生育階段所需積溫和累積日照時(shí)數(shù)對(duì)小豆籽粒外在品質(zhì)及內(nèi)在品質(zhì)的影響，旨在為小豆生育期結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)以及通過適期播種來提高小豆的產(chǎn)量和品質(zhì)提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

小豆早熟品種白紅2號(hào)和晚熟品種唐山紅小豆，由河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所提供。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2012-2013年在河北農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)試驗(yàn)基地進(jìn)行，設(shè)置自然光照(CK)、處理Ⅰ(10 h光/14 h暗，出苗-分枝)、處理Ⅱ(10 h光/14 h暗，分枝-開花)、處理Ⅲ(10 h光/14 h暗，出苗-開花)4種處理，處理Ⅰ-Ⅲ每天18:00用黑紅布遮光，次日早晨08:00揭開。田間種植采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，小區(qū)面積5 m×1.5 m，每個(gè)小區(qū)種植3行，行距40 cm，株距15 cm。待種子完全成熟后，每個(gè)小區(qū)單獨(dú)收獲，將收獲后的種子在陰涼處通風(fēng)干燥后測(cè)定其種子質(zhì)量。

1.3測(cè)定指標(biāo)與方法

1.3.1氣象資料2012-2013年6-10月份的溫度和日照時(shí)數(shù)由保定市氣象局提供，均溫為小豆出苗至開花、開花至結(jié)莢、結(jié)莢至鼓粒和鼓粒至成熟期每日溫度的平均值，積溫為出苗至開花、開花至結(jié)莢、結(jié)莢至鼓粒和鼓粒至成熟期每日溫度的加權(quán)。

1.3.2千粒質(zhì)量及單粒質(zhì)量每個(gè)處理選取均勻的小豆籽粒1 000粒，準(zhǔn)確稱其質(zhì)量；將千粒質(zhì)量除以1 000即得單粒質(zhì)量；種子的長(zhǎng)、寬用游標(biāo)卡尺測(cè)量其最長(zhǎng)和最寬處。

1.3.3單粒體積采用排水法測(cè)單粒體積，在量筒中裝入一定體積水，將均勻一致的小豆種子40粒放入量筒，升高的液面就是40粒小豆種子的體積，然后再折算成一粒種子的體積。

1.3.4發(fā)芽率選取均勻一致的小豆籽粒，放入加有一定水分的培養(yǎng)皿中，置于合適溫度和濕度的培養(yǎng)箱中，2 d后觀察發(fā)芽情況并統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率。

1.3.5可溶性糖和淀粉含量取研磨樣品0.5 g，用體積分?jǐn)?shù)80%乙醇浸提，蒽酮比色法[9]測(cè)定可溶性糖和淀粉的含量。

1.3.6可溶性蛋白含量稱取研磨碎的小豆樣品0.1 g，用蒸餾水浸提，混勻后 4 000 r/min離心，考馬斯亮藍(lán)G-250法[10]測(cè)定可溶性蛋白含量。

1.3.7總氨基酸含量用總氨基酸試劑盒(購(gòu)自南京建成生物工程研究所)測(cè)定。

1.4數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)采用DPS v7.0進(jìn)行數(shù)據(jù)平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、顯著性測(cè)算，對(duì)不同處理的累積日照時(shí)數(shù)與籽料品質(zhì)間的關(guān)系進(jìn)行相關(guān)性分析，用Excel 2003制圖。

2結(jié)果與分析

2.1短日照誘導(dǎo)對(duì)小豆各生育期日均溫和積溫的影響

由表1可知，短日照誘導(dǎo)使2個(gè)小豆品種出苗至開花和鼓粒至成熟期的時(shí)間提前，積溫減少；但白紅2號(hào)的處理Ⅲ(出苗-開花)開花至結(jié)莢期延遲，積溫增加；唐山紅小豆各處理開花至結(jié)莢和結(jié)莢至鼓粒期的時(shí)間延遲，積溫增加；短日照誘導(dǎo)對(duì)日均溫的影響不大。

白紅2號(hào)出苗至開花期的3個(gè)處理較對(duì)照分別提前3，1和5 d，積溫分別減少82.3，25.7和137.7 ℃；開花至結(jié)莢期的處理Ⅰ(出苗-分枝)、處理Ⅱ(分枝-開花)較對(duì)照分別提前3和1 d，積溫分別減少69.4和24.8 ℃，而處理Ⅲ(出苗-開花)開花至結(jié)莢期延遲1 d，積溫增加35.3 ℃；結(jié)莢至鼓粒期3個(gè)處理分別較對(duì)照延遲3，5和2 d，積溫分別增加86.7，119.4和59.8 ℃；鼓粒至成熟期3個(gè)處理分別較對(duì)照提前3，5和11 d，積溫分別減少59.5，112.7，239.1 ℃(表1)。

表 1　短日照誘導(dǎo)對(duì)小豆不同生育期日均溫和積溫的影響

續(xù)表 1　Continued table 1

唐山紅小豆出苗至開花期的3個(gè)處理較對(duì)照分別提前12，8和14 d，積溫分別減少330.2，220.7和385.6 ℃；開花至結(jié)莢期的3個(gè)處理分別較對(duì)照延遲4，3和4 d ，積溫分別增加140.9，109.2和142.7 ℃；結(jié)莢至鼓粒期的3個(gè)處理分別較對(duì)照延遲2，2和0 d，積溫分別增加65.1，52.7和29 ℃；鼓粒至成熟期的3個(gè)處理分別較對(duì)照提前6，18和23 d，積溫分別減少63.5，284.6和368 ℃(表1)。

2.2短日照誘導(dǎo)對(duì)小豆各生育期日均日照時(shí)數(shù)和累積日照時(shí)數(shù)的影響

表2為短日照誘導(dǎo)下小豆各生育期的日均日照時(shí)數(shù)和累積日照時(shí)數(shù)。

表 2　短日照誘導(dǎo)對(duì)小豆不同生育期日均日照時(shí)數(shù)和累積日照時(shí)數(shù)的影響

由表2可知，短日照誘導(dǎo)使2個(gè)小豆品種出苗至開花和鼓粒至成熟期的時(shí)間提前，累積日照時(shí)數(shù)減少；但白紅2號(hào)的處理Ⅲ(出苗-開花)開花至結(jié)莢期延遲，累積日照時(shí)數(shù)也減少；唐山紅小豆各處理開花至結(jié)莢和結(jié)莢至鼓粒期的時(shí)間延遲，累積日照時(shí)數(shù)增加；短日照誘導(dǎo)對(duì)不同生育時(shí)期的日均日照時(shí)數(shù)影響不大。

2個(gè)小豆品種出苗至開花期的累積日照時(shí)數(shù)分別較對(duì)照減少9，0，29 h和61，47，81 h；白紅2號(hào)開花至結(jié)莢期的處理Ⅰ(出苗-分枝)和處理Ⅱ(分枝-開花)較對(duì)照提前3和1 d，累積日照時(shí)數(shù)減少12和20 h，處理Ⅲ(出苗-開花)開花至結(jié)莢期較對(duì)照延遲1 d，累積日照時(shí)數(shù)卻減少3 h，唐山紅小豆各處理與對(duì)照相比累積日照時(shí)數(shù)分別增加11，1和4 h；短日照誘導(dǎo)使2個(gè)小豆品種結(jié)莢至鼓粒期的累積日照時(shí)數(shù)分別增加0，37，3 h和51，41，23 h，鼓粒至成熟期累積日照時(shí)數(shù)分別減少5，39，25 h和30，83，73 h。

2.3短日照誘導(dǎo)對(duì)小豆籽粒外觀品質(zhì)的影響

2.3.1千粒質(zhì)量由圖1可以看出，不同生育時(shí)期短日照誘導(dǎo)使早熟小豆品種白紅2號(hào)的千粒質(zhì)量升高，但各個(gè)處理與對(duì)照相比差異均不顯著；而晚熟品種唐山紅小豆的千粒質(zhì)量降低，其中處理Ⅰ(出苗-分枝)和Ⅲ(出苗-開花)與對(duì)照相比差異達(dá)到顯著水平，處理Ⅱ(分枝-開花)降低不明顯。說明不同生育時(shí)期短日照誘導(dǎo)對(duì)千粒質(zhì)量的影響因品種而異。

2.3.2籽粒質(zhì)量由表3可見，白紅2號(hào)的3個(gè)處理與對(duì)照相比籽粒長(zhǎng)無明顯差異，籽粒寬、單粒質(zhì)量及單粒體積升高，但差異均不顯著，萌發(fā)率較對(duì)照分別升高6.7%，8.3%和2.5%。短日照誘導(dǎo)對(duì)唐山紅小豆的籽粒長(zhǎng)也無明顯影響，但與對(duì)照相比，處理 Ⅱ (分枝-開花)的籽粒寬顯著升高，處理 Ⅰ (出苗-分枝)降低不明顯，處理 Ⅲ (出苗-開花)則顯著降低；處理 Ⅰ (出苗-分枝)和 Ⅲ (出苗-開花)的單粒質(zhì)量顯著降低，處理 Ⅱ (分枝-開花)降低不明顯；處理 Ⅱ (分枝-開花)的單粒體積升高，處理 Ⅰ (出苗-分枝)和 Ⅲ (出苗-開花)降低，但差異均不顯著；3個(gè)處理的萌發(fā)率較對(duì)照分別升高 19.1%，6.6%和19.1%。

圖 1　短日照誘導(dǎo)對(duì)小豆千粒質(zhì)量的影響

品種Cultivars處理Treatment籽粒長(zhǎng)/cmGrainlength籽粒寬/cmGrainwidth單粒質(zhì)量/gSinglegrainweight單粒體積/cm3Singlegrainvolume發(fā)芽率/%Germinationpercentage白紅2號(hào)Baihong#2CK0.662a0.526a0.110a0.106a42.5Ⅰ0.665a0.554a0.125a0.111a49.2Ⅱ0.654a0.533a0.113a0.108a50.8Ⅲ0.674a0.529a0.118a0.117a45.0唐山紅小豆TangshanHongxiaodouCK0.596ab0.487b0.111a0.083a51.7Ⅰ0.591ab0.471bc0.095b0.074a70.8Ⅱ0.620a0.517a0.102ab0.089a58.3Ⅲ0.579b0.453c0.082c0.072a70.8

注：同一品種同列數(shù)據(jù)后標(biāo)不同小寫字母表示經(jīng)新復(fù)極差法檢驗(yàn)在P=0.05水平上差異顯著。

Note：Different lowercase letters indicate statistical significance atP=0.05 level by DMRT.

2.4短日照誘導(dǎo)對(duì)小豆籽粒內(nèi)在品質(zhì)的影響

2.4.1可溶性糖含量從圖2可以看出，與對(duì)照相比，白紅2號(hào)各個(gè)處理的可溶性糖含量均顯著降低，其中處理Ⅱ(分枝-開花)降幅最大，其次是處理Ⅲ(出苗-開花)，處理Ⅰ(出苗-分枝)降幅最小；唐山紅小豆各個(gè)處理的可溶性糖含量也呈下降趨勢(shì)，但差異均不顯著。

2.4.2淀粉含量由圖3可知，與對(duì)照相比，白紅2號(hào)各處理籽粒的淀粉含量升高，但差異均不顯著，其中處理Ⅰ(出苗-分枝)增幅最大，其次是處理Ⅲ(出苗-開花)，處理Ⅱ(分枝-開花)增幅最?。惶粕郊t小豆各處理籽粒的淀粉含量與對(duì)照相比降低，但差異均不顯著，其中處理Ⅲ(出苗-開花)降幅最大，處理Ⅰ(出苗-分枝)降幅最小。

圖 2　短日照誘導(dǎo)對(duì)小豆籽粒中可溶性糖含量的影響

圖 3　短日照誘導(dǎo)對(duì)小豆籽粒中淀粉含量的影響

2.4.3可溶性蛋白含量由圖4可知，不同生育時(shí)期短日照誘導(dǎo)使2個(gè)小豆品種籽粒的可溶性蛋白含量有不同程度降低，與對(duì)照相比，2個(gè)品種處理Ⅱ(分枝-開花)的可溶性蛋白含量降幅最大且差異顯著，其次是處理Ⅰ(出苗-分枝)，早熟品種差異顯著，晚熟品種差異不顯著，處理Ⅲ(出苗-開花)降幅最小且差異均不顯著。

圖 4　短日照誘導(dǎo)對(duì)小豆籽粒中可溶性蛋白含量的影響

2.4.4總氨基酸含量由圖5可知，不同生育時(shí)期短日照誘導(dǎo)使早熟小豆品種白紅2號(hào)的籽?？偘被岷可杂薪档停珶o明顯影響，而使晚熟品種唐山紅小豆籽粒中的總氨基酸含量顯著降低，且處理Ⅱ(分枝-開花)降幅最大，處理Ⅲ(出苗-開花)次之，處理Ⅰ(出苗-分枝)降幅最小，說明不同生育時(shí)期短日照誘導(dǎo)對(duì)晚熟品種籽粒中的總氨基酸含量影響較大，且苗齡越大影響越顯著。

圖 5　短日照誘導(dǎo)對(duì)小豆籽粒中總氨基酸含量的影響

由表4可知，經(jīng)不同短日照誘導(dǎo)處理后的累積日照時(shí)數(shù)與2個(gè)小豆品種籽粒中的可溶性糖和可溶性蛋白含量極顯著正相關(guān)，與總氨基酸含量顯著正相關(guān)，與早熟品種白紅2號(hào)籽粒中的淀粉含量顯著相關(guān)，而與晚熟品種唐山紅小豆籽粒中的淀粉含量相關(guān)性不顯著。這說明日照長(zhǎng)度與籽粒品質(zhì)密切相關(guān)且日照長(zhǎng)度在不同生育時(shí)期所發(fā)揮的作用也不同。

表 4　經(jīng)不同生育時(shí)期短日照誘導(dǎo)處理后的累積日照時(shí)數(shù)與小豆籽粒品質(zhì)的相關(guān)性分析

注：*和**表示小豆經(jīng)短日照誘導(dǎo)處理后的累積日照時(shí)數(shù)與籽粒品質(zhì)的相關(guān)性分別達(dá)到P=5%和P=1%顯著水平。

Note：* and ** indicate the correlations between cumulative sunshine duration and grain quality are significant at levels ofP=5% andP=1%,respectively.

3討論

3.1環(huán)境條件對(duì)小豆籽粒外在品質(zhì)的影響

作物籽粒的外在品質(zhì)是反映作物種子質(zhì)量?jī)?yōu)劣的重要指標(biāo)，不同日照處理對(duì)籽粒質(zhì)量及形態(tài)特征有不同的影響。韓天富等[11]研究表明，長(zhǎng)日照條件下大豆的單株莢數(shù)、莢粒數(shù)增多，百粒質(zhì)量下降；張衛(wèi)星等[12]研究顯示，水分對(duì)水稻的籽粒面積、長(zhǎng)度及千粒質(zhì)量有明顯影響，水分虧缺影響籽粒長(zhǎng)寬比、面積、粒質(zhì)量和比粒重，籽粒形態(tài)性狀、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素均隨水分虧缺的加重而有不同程度下降。本研究發(fā)現(xiàn)，短日照誘導(dǎo)后小豆早熟品種的千粒質(zhì)量升高，而晚熟品種的千粒質(zhì)量降低，白紅2號(hào)的籽粒長(zhǎng)、寬、單粒質(zhì)量及單粒體積均升高，唐山紅小豆的籽粒長(zhǎng)、寬和單粒體積在處理Ⅱ(分枝-開花)下升高，其他處理均降低，短日照誘導(dǎo)使2個(gè)品種的萌發(fā)率升高且晚熟品種萌發(fā)更快。推測(cè)原因可能為早熟品種成熟快，接受長(zhǎng)日照的時(shí)間比較長(zhǎng)，籽粒積累干物質(zhì)較快，而晚熟品種成熟晚且對(duì)短日照比較敏感，所以對(duì)籽粒形態(tài)及千粒質(zhì)量的影響也較大，也可能是籽粒中某些酶活性的升高促使其發(fā)芽加快，其機(jī)理還需證實(shí)。

3.2短日照誘導(dǎo)對(duì)小豆籽粒品質(zhì)的影響

溫度對(duì)作物籽粒品質(zhì)有著十分重要的影響。曹廣才等[13]研究發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)含量與抽穗至成熟期間的平均日均溫呈正相關(guān)；吳東兵等[14]研究發(fā)現(xiàn)，灌漿過程中的平均日均溫與不同熟期類型小麥品種蛋白質(zhì)含量和面筋含量呈正相關(guān)關(guān)系；另有研究發(fā)現(xiàn)，小麥開花至成熟的日平均溫度與籽粒蛋白質(zhì)含量正相關(guān)，即日平均溫度越高，籽粒蛋白質(zhì)含量越高，日平均溫度越低，籽粒蛋白質(zhì)含量越低[15]；小麥開花至成熟期間的日平均溫度是影響小麥品質(zhì)的首要因子，其次是日溫差，再次是降雨量和日照時(shí)數(shù)[6,16-17]；小麥籽粒淀粉含量與開花成熟期的日均溫呈二次曲線的相關(guān)關(guān)系[18-19]；潘潔等[20]的研究也證實(shí)，小麥籽粒淀粉含量隨著開花至成熟期日均溫的升高線性遞減。本研究表明，短日照誘導(dǎo)使2個(gè)小豆品種全生育期的積溫和累積日照時(shí)數(shù)減少，但在不同的生育時(shí)期表現(xiàn)不同，在出苗至開花期及鼓粒至成熟期的積溫和累積日照時(shí)數(shù)減少，在開花至結(jié)莢期及結(jié)莢至鼓粒期的積溫和累積日照時(shí)數(shù)卻增加，而2個(gè)小豆品種在短日照誘導(dǎo)下的日均溫和日均日照時(shí)數(shù)較對(duì)照卻變化不大。短日照誘導(dǎo)使2個(gè)小豆品種在不同生育階段的積溫和累積日照時(shí)數(shù)不同，導(dǎo)致2個(gè)小豆品種籽粒中的可溶性糖、蛋白、淀粉以及總氨基酸含量有不同程度的降低，可以看出這與前人的研究結(jié)果不盡相同。不同生育時(shí)期積溫和日均日照時(shí)數(shù)的變化對(duì)作物籽粒的影響不同，這可能與小豆不同生育時(shí)期的需求有關(guān)，本研究只針對(duì)短日照下積溫和日照時(shí)數(shù)的變化對(duì)小豆籽粒品質(zhì)的影響，不同因素之間的相互作用對(duì)小豆籽粒品質(zhì)變化的影響研究則更少，因此，以后的研究應(yīng)注重各個(gè)影響因素之間的互作效應(yīng)，結(jié)合各生態(tài)區(qū)域的氣溫、日照和栽培措施等條件，探究目前生產(chǎn)上限制小豆籽粒品質(zhì)的主要因素，通過生態(tài)環(huán)境以及栽培措施的共同作用來提高小豆籽粒品質(zhì)，滿足人們對(duì)雜糧品質(zhì)的需求。

3.3短日照誘導(dǎo)所累積的日照時(shí)間對(duì)小豆籽粒品質(zhì)的影響

作物籽粒品質(zhì)同時(shí)也受日照時(shí)間長(zhǎng)短的影響。曹廣才等[21]研究表明，小麥籽粒蛋白質(zhì)含量與日照時(shí)間呈負(fù)相關(guān)，小麥開花至成熟期隨著日照時(shí)間的減少蛋白質(zhì)含量增加，說明光照時(shí)間對(duì)小麥籽粒蛋白質(zhì)形成的影響在生育后期也起著重要作用；英國(guó)科學(xué)家Blanche等[22]的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)光照不足時(shí)，光合速率降低，導(dǎo)致籽粒中糖分含量積累減少，蛋白質(zhì)含量增加。另有研究報(bào)道，延長(zhǎng)抽穗光周期可明顯提高小麥籽粒蛋白質(zhì)含量，長(zhǎng)日照處理的小麥蛋白質(zhì)含量平均值為22%，明顯高于短日照處理[23]。此外，白寶璋[24]的研究表明，光照對(duì)蛋白質(zhì)及氨基酸的形成也有影響。本研究發(fā)現(xiàn)，不同生育時(shí)期短日照誘導(dǎo)使2個(gè)小豆品種的花期提前，日照時(shí)間縮短，開花至成熟期的日照時(shí)間也減少，籽粒中的可溶性糖含量、蛋白含量、淀粉以及總氨基酸含量都有不同程度的降低且晚熟品種唐山紅小豆受短日照的影響更大，原因可能是日照時(shí)間的縮短導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累減少，所以在栽培技術(shù)的改良上，晚熟小豆品種需要適當(dāng)搶時(shí)早播，以適當(dāng)延長(zhǎng)光照時(shí)間，提高籽粒品質(zhì)，至于日照時(shí)間是否是影響小豆籽粒品質(zhì)的主要因素之一，還需進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證。

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Effects of short-day photoperiod on grain quality of adzuki bean

DONG Wei-xin1,ZHANG Yan-li1,REN Shuai1,XIE Ying1,LIU Ming1,WEI Yan1,ZHANG Yue-chen1,LU Zhan-yuan2

(1CollegeofAgronomy,AgricultualUniversityofHebei,KeyLaboratoryofCropGrowthRegulationofHebeiProvince,Baoding,Hebei071001,China；2InnerMongoliaAcademyofAgriculturalandAnimalHusbandrySciences,Huhehaote,Neimenggu010000，China)

Abstract:【Objective】 This study investigated the effects of short-day photoperiod inducement at different growth stages on grain quality of adzuki beans.【Method】 Early maturing variety of Baihong #2 and late maturing variety of Tangshan Hongxiaodou were used to study the effects of short-day photoperiod inducement (10 h light and 14 h dark) at seedling to branching stage,branching to flowering stage, and seedling to flowering stage on grain quality of adzuki beans.【Result】 Short-day photoperiod inducement resulted in advance of seeding to flowering time and seed-filling to maturity stage time of both varieties ahead.Treatment Ⅰ (seedling to branching stage) and treatment Ⅱ (branching to flowering stage) shorted the flowering to podding stage time of Baihong #2 by 3 d and 1 d,respectively.The required accumulated temperature and sunshine duration decreased.Treatment Ⅲ (seedling to flowering stage) delayed the period by 1 d.All three treatments delayed from flowering to podding stage of Tangshan Hongxiaodou and podding to seed-filling stage of both varieties and required accumulated temperature and sunshine duration increased.Grain length,grain width,single grain weight,single grain volume and thousand-grain weight of Baihong #2 were increased with insignificant difference.Grain length,grain width,and single grain volume of Tangshan Hongxiaodou were increased by treatment Ⅱ while other treatments decreased these indexed.Treatments Ⅰ and Ⅲ caused significant difference in single grain weight and thousand-grain weight.Germination rates of both varieties were increased and the late maturing variety had more significant effects.Soluble sugar,protein and total amino acid contents in adzuki bean seeds of both varieties decreased,the starch content of Baihong #2 increased while that of Tangshan Hongxiaodou decreased with insignificant difference.The cumulative sunshine duration of life in adzuki bean under different growth stages short-day photoperiod inducement had extremely significant positive correlation with soluble sugar and protein content,significant positive correlation with total amino acid content and significant correlation with starch content of Baihong #2.It had no significant correlation with starch content of Tangshan Hongxiaodou.【Conclusion】 Required accumulated temperature and sunshine duration of two adzuki bean varieties were different at different growth stages under the treatment with short-day photoperiod inducement. Treatment Ⅱ (branching to flowering stage) had the largest effects on grain quality.

Key words:adzuki bean;short-day photoperiod;accumulated temperature;sunshine duration;grain quality

DOI：網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間:2016-04-0709:0010.13207/j.cnki.jnwafu.2016.05.004

[收稿日期]2014-09-26

[基金項(xiàng)目]國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31271653)

[作者簡(jiǎn)介]董偉欣(1983-)，女，河北石家莊人，在讀博士，主要從事作物栽培生理學(xué)研究。E-mail：dongweixin.yuxin@163.com[通信作者]張?jiān)鲁?1964-)，男，河北滄州人，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事小豆栽培生理研究。E-mail：Zhangyc1964@126.com

[中圖分類號(hào)]S521.01

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

[文章編號(hào)]1671-9387(2016)05-0020-09

網(wǎng)絡(luò)出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20160407.0900.008.html