溝播對耐鹽小麥品種青麥6號干物質(zhì)積累及籽粒灌漿的影響

薛遠(yuǎn)賽，劉義國，張玉梅，師長海，林 琪，蓋偉玲

(青島農(nóng)業(yè)大學(xué)，山東省旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)重點試驗室，旱作節(jié)水創(chuàng)新團隊，山東青島 266109)

溝播對耐鹽小麥品種青麥6號干物質(zhì)積累及籽粒灌漿的影響

薛遠(yuǎn)賽，劉義國，張玉梅，師長海，林 琪，蓋偉玲

(青島農(nóng)業(yè)大學(xué)，山東省旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)重點試驗室，旱作節(jié)水創(chuàng)新團隊，山東青島 266109)

為探討溝播對鹽堿地小麥的增產(chǎn)機理，明確適合鹽堿地小麥的溝播方式，以小麥耐鹽品種青麥6號為試驗材料，設(shè)置平播(CK)、溝播兩行(T1)、溝播三行(T2)三種處理，研究了溝播對鹽堿地小麥干物質(zhì)積累與分配及灌漿速率的影響。研究表明，溝播較平播可顯著提高鹽堿地小麥旗葉的可溶性糖含量及籽粒的灌漿速率，其中，T2處理的效果最明顯。T2處理與其余處理相比顯著降低了花前營養(yǎng)器官貯藏同化物的轉(zhuǎn)運量、轉(zhuǎn)運效率及其對籽粒產(chǎn)量的貢獻率，但顯著提高花后干物質(zhì)積累量及其對籽粒產(chǎn)量的貢獻率。T2處理提高了干物質(zhì)在莖鞘+葉片、穗軸+穎殼及籽粒中的積累量。溝播處理較平播均能顯著提高穗數(shù)和產(chǎn)量，其中T2處理的產(chǎn)量達(dá)到了7 988.35 kg·hm-2。因此認(rèn)為，溝內(nèi)三行播種可作為鹽堿地小麥較為合理的播種方式。

溝播;鹽堿地小麥;干物質(zhì)積累;灌漿速率;產(chǎn)量

土壤鹽漬化是限制農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要非生物脅迫因素之一。中國目前有0.4億hm2以上鹽漬化土壤，占可耕地面積的25%[1-4]。伴隨著人口的增長、工業(yè)的發(fā)展及不合理的施肥灌溉，土壤次生鹽漬化不斷加劇，耕地面積持續(xù)減少[5-7]。如何使作物在鹽堿地上穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)是我國乃至世界亟待解決的農(nóng)業(yè)問題。

溝播是小麥的一種重要播種方式。研究表明，溝播可提高鹽堿地土壤含水量，減少水分散失，提高水分利用效率[8-9]。溝播可引鹽上壟，降低溝內(nèi)土壤的含鹽量，優(yōu)化土壤耕層水鹽分布，降低鹽脅迫對作物的危害[10-11]。溝播可顯著提高鹽堿地作物的干物質(zhì)積累量，大幅增加產(chǎn)量[12-13]。但目前關(guān)于溝播效應(yīng)的研究多為土壤水分和鹽分動態(tài)變化，而對溝播條件下鹽堿地小麥干物質(zhì)積累及灌漿速率的變化鮮有研究報道。筆者選取耐鹽性品種青麥6號為試驗材料，探究溝播對鹽堿地小麥的干物質(zhì)積累、分配及灌漿速率的影響，以期為鹽堿地小麥高產(chǎn)栽培提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設(shè)計

供試小麥為耐鹽品種青麥6號，由青島農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥遺傳與育種試驗室提供。試驗在東營市現(xiàn)代畜牧業(yè)示范區(qū)進行。試驗地耕層含全氮1.58 g·kg-1、速效磷20.63 mg·g-1、堿解氮61.62 mg·g-1、速效鉀61.56 mg·g-1和有機質(zhì)8.67 mg·g-1，pH 7.85，含鹽量2.8 g·kg-1。

試驗設(shè)置三個處理：(1)對照(CK)，小麥平播，行距20 cm；(2) T1處理，溝內(nèi)(播種)兩行小麥，壟距50 cm，壟高20 cm，壟寬30 cm，溝寬20 cm,溝內(nèi)行距20 cm，平均行距25 cm；(3) T2處理，溝內(nèi)播種三行小麥，壟距60 cm，壟高20 cm，壟寬30 cm，溝寬30 cm，溝內(nèi)小麥行距15 cm，平均行距20 cm。各小區(qū)面積為180 m2(9 m×20 m)。采用隨機區(qū)組設(shè)計，重復(fù)3次。溝播處理利用溝播機一次性完成開溝、施肥、播種、覆土、鎮(zhèn)壓等。播前底施為復(fù)合肥750 kg·hm-2(N-P2O5-K2O=18-18-8)，拔節(jié)期追施尿素(含氮量 46.2%)300 kg·hm-2。播種日期為2014年10月18日, 三個處理的基本苗分別為180萬、144萬和180萬株·hm-2。

1.2 取樣與測定方法

1.2.1 可溶性糖含量的測定

在小麥開花期選取生長一致、具有代表性的100個植株進行標(biāo)記，于花后每7 d取一次干凈的旗葉，每次取20片，采用蒽酮比色法[12]測定其可溶性糖含量。

1.2.2 灌漿速率的測定

選取開花期長勢基本相同的植株標(biāo)記，花后每7 d每個小區(qū)取樣10穗，每穗選取中部小穗籽粒10粒，105 ℃殺青15 min，然后80 ℃烘干至恒重，稱重并計算灌漿速率。

1.2.3 小麥干物質(zhì)的測定

在小麥開花期和成熟期取長勢相同、有代表性的植株20株，按葉、莖+葉鞘、穗軸+穎殼和(或)籽粒分開，放在烘箱中105 ℃殺青30 min，80 ℃烘干至恒重，稱干重，每個處理重復(fù)3次。

營養(yǎng)器官干物質(zhì)運轉(zhuǎn)與分配計算方法[13]：

花前貯藏干物質(zhì)轉(zhuǎn)運量=開花期營養(yǎng)器官干重-成熟期營養(yǎng)器官干重;

花前營養(yǎng)器官貯藏干物質(zhì)轉(zhuǎn)運效率=花前營養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運量/開花期營養(yǎng)器官干重×100%

花前貯藏干物質(zhì)對籽粒產(chǎn)量的貢獻率=花前貯藏干物質(zhì)轉(zhuǎn)運量/成熟期籽粒干重×100%

花后干物質(zhì)積累量=成熟期籽粒干物質(zhì)量-花前貯藏干物質(zhì)轉(zhuǎn)運量

花后干物質(zhì)積累對籽粒產(chǎn)量的貢獻率=花后干物質(zhì)積累量/成熟期籽粒干重×100%

1.3 小麥產(chǎn)量及構(gòu)成的測定

于小麥成熟期在田間調(diào)查每個小區(qū)的有效穗數(shù)和穗粒數(shù)，各小區(qū)選取完整的4 m2小麥，收獲后風(fēng)干、脫粒，測千粒重和產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2007處理數(shù)據(jù)和圖表，用SAS 9.3進行統(tǒng)計分析和差異性顯著性檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 溝播對鹽堿地小麥旗葉可溶性糖含量的影響

各處理旗葉的可溶性糖含量均先增后降，均在花后14 d達(dá)到最大值(表1)。在整個灌漿期間，溝播處理的可溶性糖含量高于CK， T1與T2處理間差異不大，但在小麥產(chǎn)量提升的關(guān)鍵時期灌漿中后期，T2處理的可溶性糖含量高于其余處理。這表明溝播有利于鹽堿地小麥在灌漿時期可溶性糖的合成和積累，以T2處理表現(xiàn)最佳。

2.2 溝播對鹽堿地小麥籽粒灌漿速率的影響

由圖1以看出，各處理的灌漿速率均呈現(xiàn)單峰變化趨勢。灌漿前期平播的灌漿速率大于溝播處理，T2處理最小。隨著生育進程的推進，三個處理的灌漿速率均逐漸增大，在灌漿中期溝播處理的灌漿速率超過平播，以T2處理最大，此后溝播處理的灌漿速率一直高于平播。說明溝播能夠促進鹽堿地小麥灌漿中后期的籽粒灌漿，有利于產(chǎn)量的形成。

表1 不同處理對小麥旗葉可溶性糖含量的影響

Table 1 Effects of different treatments on the content of soluble sugar in flag leaf of wheat

mg·g-1

同列數(shù)值后不同小寫字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)。下表同。

Different lower-case letters in the same column indicate significant differences among the treatments at 0.05 level.The same as in other tables.

圖1 不同處理對小麥籽粒灌漿速率的影響

表2 不同處理對小麥花后干物質(zhì)分配量和花后積累量的影響

Table 2 Effect of different treatments on dry matter allocation and post anthesis accumulation in wheat

處理Treatment花前營養(yǎng)器官貯藏同化物Drymatterinvegetativeorgansassimilatepreanthesis轉(zhuǎn)運量Translationamount/(kg·hm-2)轉(zhuǎn)運效率Translationrate/%貢獻率Contributionrate/%花后干物質(zhì)Drymatterafteranthesis積累量Accumulationamount/(kg·hm-2)貢獻率Contributionrate/%CK2834．61a21．41a39．76a4294．20c60．24abT12630．53a19．09a34．32ab5034．78ab65．68aT22622．30a17．42ab32．83ab5366．05a67．17a

2.3 溝播對鹽堿地小麥干物質(zhì)積累和轉(zhuǎn)運的影響

由表2可知，小麥產(chǎn)量形成主要依賴花后干物質(zhì)積累，其中，溝播處理的花后干物質(zhì)積累量及其對籽粒產(chǎn)量的貢獻率高于CK，而CK的花前營養(yǎng)器官貯藏同化物轉(zhuǎn)運量、轉(zhuǎn)運效率及其對籽粒產(chǎn)量的貢獻率均高于其余處理。T2處理花后干物質(zhì)積累量及其對籽粒產(chǎn)量的貢獻率均最高，說明其最有利于鹽堿地小麥花后干物質(zhì)生產(chǎn)，從而有助于提高產(chǎn)量。

2.4 溝播對鹽堿地小麥成熟期干物質(zhì)在不同器官分配的影響

由表3可以看出，T2處理下小麥成熟期干物質(zhì)在莖鞘和葉片、穗軸和穎殼、籽粒的分配量均大

于其余處理，干物質(zhì)在莖鞘和葉片的分配比例也最高，但在穗軸和穎殼的分配比例最小。CK、T1處理的干物質(zhì)在籽粒的分配比例最高，莖鞘+葉片次之。說明T2處理在促進莖鞘+葉片、穗軸+穎殼、籽粒的干物質(zhì)積累的同時，也提高了莖鞘+葉片、穎軸+穎殼中干物質(zhì)的殘留。

2.5 溝播對鹽堿地小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

溝播對鹽堿地小麥的穗數(shù)和產(chǎn)量影響較大，對穗粒數(shù)和千粒重影響不顯著(表5)。穗數(shù)和產(chǎn)量表現(xiàn)為T2>T1>CK，三個處理間產(chǎn)量差異均顯著，而兩個溝播處理間穗數(shù)差異不顯著，說明溝播的增產(chǎn)效應(yīng)主要是因為增加了小麥穗數(shù)。

表3 不同處理對小麥成熟期干物質(zhì)在不同器官分配的影響

Table 3 Effect of different treatments on dry matter distribution in different organs of wheat

處理Treatment莖鞘+葉片Stem+sheath+leaf數(shù)量Amount/(kg·hm-2)比例Ratio/%穗軸+穎殼Spikeaxis+glume數(shù)量Amount/(kg·hm-2)比例Ratio/%籽粒Grain數(shù)量Amount/(kg·hm-2)比例Ratio/%CK6993．51c39．89a3410．17ab19．45a7128．81b40．66aT17631．53b40．56a3519．20a18．70a7665．31ab40．74aT28658．95a42．41a3770．29a18．47a7988．35a39．12a

表4 不同處理對小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

Table 4 Effects of different treatments on yield and yield components of wheat

處理Treatment穗數(shù)Spikes/(104·hm-2)穗粒數(shù)Grainsperspike千粒重1000?grainweight/g產(chǎn)量Yeild/(kg·hm-2)CK653．49b28．0a38．96a7128．81cT1688．53ab28．4a39．20a7665．31bT2718．06a28．2a39．45a7988．35a

3 討 論

鹽堿地的水鹽動態(tài)對小麥的生長發(fā)育具有重要的影響，適當(dāng)?shù)乃挚纱龠M小麥旗葉中可溶性糖含量的積累及籽粒灌漿速率的提高[14-15]，鹽脅迫條件下小麥旗葉的可溶性含量及籽粒的灌漿速率會顯著降低[16-17]。本研究發(fā)現(xiàn)，在灌漿期間T2處理的小麥旗葉可溶性糖含量均高于其余處理，尤其在灌漿中后期T2處理仍保持了較高的可溶性糖含量。灌漿速率是影響作物產(chǎn)量的重要因素。一般來講，灌漿速率、灌漿持續(xù)期與作物產(chǎn)量呈正相關(guān)[18]。本試驗中，各處理的灌漿速率在前期均較低，灌漿峰值出現(xiàn)較早，但T2處理與其余處理相比有較長的灌漿持續(xù)期和在灌漿的中后期保持較大灌漿速率，這與前人研究結(jié)果不盡相同。這首先與鹽脅迫條件下小麥的生育期較短相關(guān)。此外，溝播可顯著提高了土壤水分含量，降低溝內(nèi)土壤全鹽含量，從而有利于小麥植株生長發(fā)育和光合作用，促進同化物合成、積累及其向籽粒的轉(zhuǎn)運，這與張 凱等[19]的研究結(jié)果一致。

小麥葉片等營養(yǎng)器官在開花前儲存的碳水化合物在花后會部分向籽粒轉(zhuǎn)移與分配，因而是小麥產(chǎn)量形成的物質(zhì)來源之一[20-23]。本研究中，T2處理的花前營養(yǎng)器官貯藏同化物轉(zhuǎn)運量、轉(zhuǎn)運效率及其對籽粒產(chǎn)量的貢獻率均低于其余處理，其花后干物質(zhì)積累量及其貢獻率則顯著高于其余處理，產(chǎn)量也顯著高于其他處理，表明了較高的花后干物質(zhì)積累量及其對籽粒產(chǎn)量的貢獻率才是溝播小麥產(chǎn)量增加的重要原因，這與屈會娟等[24]研究結(jié)果一致。有研究認(rèn)為，逆境脅迫會導(dǎo)致小麥干物質(zhì)積累量的下降，影響干物質(zhì)在各器官的轉(zhuǎn)移與分配[25]。本研究表明，T2處理的干物質(zhì)在各器官積累量均最高，但其干物質(zhì)在莖鞘+葉片的分配比例最高，這與姜麗娜等[26]得出干物質(zhì)在籽粒的分配比例最高的結(jié)論不盡相同。究其原因，一是與脅迫條件不同有關(guān)，鹽脅迫影響干物質(zhì)向籽粒的轉(zhuǎn)運；二是溝播可影響土壤中的水鹽動態(tài)，改善了小麥生存環(huán)境。從小麥產(chǎn)量構(gòu)成看，T2處理與其余處理相比顯著提高了穗數(shù)，但對穗粒數(shù)和千粒重影響不顯著，說明溝播主要是通過增加穗數(shù)來提高小麥產(chǎn)量的。

總體來看，相比于平播，溝播具有改善灌漿期小麥碳源、提高灌漿速率、促進了花后干物質(zhì)積累及向籽粒的轉(zhuǎn)運與分配的作用，有助于小麥高產(chǎn)，尤以T2處理效果明顯，但不同的溝壟比例是否可以持續(xù)提高小麥產(chǎn)量，有待進一步試驗驗證。

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Effects of Furrow Sowing on Dry Matter Accumulation and Grain Filling in Salt Tolerant Cultivar Qingmai 6

XUE Yuansai,LIU Yiguo,ZHANG Yumei,SHI Changhai,LIN Qi,GAI Weiling

(College of Qingdao Agricultural University，Shandong Key Laboratory of Dryland Farming Technology，Dry Land Water-saving Farming Innovation Team，Qingdao, Shandong 266109，China)

In order to study the mechanism of increasing yield of wheat in saline alkali land, with Qingmai 6 as material, three sowing models, the flat sowing(CK), furrow sowing(T1), furrow sowing three lines(T2) were conducted.The effects of different furrow sowing models on dry matter accumulation and distribution of dry matter and grain filling rate of wheat in saline alkali land were studied.The results showed that the soluble sugar content of flag leaf and grain filling rate were significantly increased in saline alkali soil, and the effect of T2 was the most significant.Compared to other treatments, T2 significantly reduced the transport rate and grain contribution rate from vegetative organs assimilate pre anthesis, but significantly increased dry matter accumulation and contribution rate to grain after anthesis.T2 increased the dry matter accumulation in leaf and stem, and sheath and spike, and glume and grain.Compared with flat sowing, furrow sowing could significantly increase the number of spikes and yield.Of them, the yield of T2 treatment reached 7 988.35 kg·hm-2.Thus, the experiment showed that the three line trench(T2) can be used as reasonable sowing method for saline wheat cultivation.

Furrow sowing; Wheat in saline alkali land; Dry matter accumulation; Grain filling rate; Yield

2016-05-04

2016-05-22

山東省旱地作物水分高效利用高校優(yōu)秀科研創(chuàng)新團隊資金資助項目；山東省自主創(chuàng)新專項(2014ZZCX07401-5)；國家糧食豐產(chǎn)科技工程項目(2013BAD07B06-3)

E-mail：1247974327@qq.com

蓋偉玲(E-mail:gaiweiling@163.com)

時間：2016-12-07

S512.1；S312

A

1009-1041(2016)12-1651-06

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1359.S.20161207.1751.030.html