药隔、减数分裂、开花期低温对小麦产量的影响与补救研究

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国长江中下游冬麦区受全球气候变暖的影响,倒春寒的发生趋于频繁,严重影响和制约了小麦安全生产。为研究春季低温对小麦生长发育和产量的影响,试验于2013-2015年在扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室试验场和人工智能温室进行,以春性品种扬麦16与半冬性品种徐麦30为供试品种,研究药隔期、减数分裂期和开花期春季低温发生后对小麦产量及其构成因素的影响,分析相关生理特性的变化以及小麦冻害发生后施用尿素恢复肥对产量及其构成因素的调控作用,以期为大面积小麦生产遭遇春季低温后减灾抗灾、实现高产稳产提供理论依据和技术支撑。试验主要结果如下:1.药隔期(昼/夜5/-3℃)、减数分裂期(昼/夜8/-1℃)、开花期(昼/夜12/4℃)低温胁迫后对小麦产量影响显著,胁迫时间越长,减产越重。药隔期(5/-3℃)低温胁迫导致穗粒数的降低是产量下降的主要原因,其次是穗数的减少。减数分裂期(8/-1℃)和开花期(12/4℃)低温胁迫后,每穗粒数下降对产量影响最大,其次为千粒重减轻。品种间徐麦30产量降幅大于扬麦16。2.药隔期低温胁迫使可能成穗的弱势分蘖不能成穗,显著降低了茎蘖成穗率和成熟期穗数,且随胁迫时间的延长影响越重;减数分裂期和开花期低温胁迫处理对成熟期穗数影响不显著。药隔期低温主要降低基部第1、II节间长度,减数分裂期低温主要降低穗下节间长度。药隔期、减数分裂期低温致花粉活力下降,退化小穗数增加,每穗粒数下降,穗长变短,株高变矮。3.药隔期低温胁迫当天,扬麦16和徐麦30植株叶片产生应激效应,SOD、POD、CAT酶活性和MDA含量均显著高于自然对照,处理结束后5d应激效应仍然存在,10d后酶活性和MDA含量接近对照水平,植株恢复生长。减数分裂期和开花期低温胁迫后Od、5d、10d保护酶活性及MDA含量变化趋势与药隔期基本一致,仅变化幅度有差异。4.药隔、减数分裂、开花低温胁迫加速了植株叶片早衰,叶片光合功能显著下降。药隔期低温24h和48h处理结束后5d叶片SPAD值降低,胁迫结束后10d SPAD又有所上升,但仍低于对照,而低温胁迫72h处理结束后0-10dSPAD值持续下降;减数分裂期与开花期低温处理后SPAD值持续下降,处理结束后10d显著低于自然生长对照。药隔期、减数分裂期和开花期低温胁迫后,剑叶SPAD值、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率在花后7d即显著低于自然生长对照,以后持续到花后28d均显著低于对照。胞间CO2浓度也在花后7d-28d一直显著高于对照。药隔期、减数分裂期和开花期低温胁迫加速花后剑叶早衰,光合物质生产量降低,籽粒灌浆物质减少,严重影响粒数和粒重。5.低温胁迫后及时适量地施用补救肥在一定程度上能有效地挽回产量损失,随着肥料用量的增加挽回效果越好。药隔期、减数分裂期轻度冻害发生后施用适量尿素恢复肥产量挽回显著,产量可恢复至接近自然生长产量水平。药隔期低温胁迫后施用尿素恢复肥主要促进每穗粒数和穗数增加,减数分裂期低温胁迫后施用尿素恢复肥主要促进每穗粒数和粒重的增加,从而挽回产量损失。
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