灌水量对强筋小麦旗叶衰老和籽粒发育特性的调控效应及其生理基础

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该研究于2018-2020年在冀东平原昌黎县施各庄村试验基地进行。两年度试验均以中麦998、中麦1062为供试材料,分别设置春不灌水(W0)、春灌300(W300)、春灌600(W600)m3·hm-23个灌溉水平和春不灌水(W0)、春灌225(W225)、春灌450(W450)m3·hm-23个灌溉水平。探究减少灌水量对强筋小麦旗叶衰老特性、产量和蛋白质含量形成的生理基础和影响机制,明确该地区强筋小麦节水高效生产的最适灌水量,为实现冀东平原节水高产优质的栽培模式提供一定的理论依据。主要试验结果如下:(1)随灌水量的减少,产量下降,蛋白质含量升高,蛋白质产量降低。中麦998和中麦1062在W450处理下穗数和穗粒数均最大,且产量最高。两品种的蛋白质含量均于W0处理下最高;蛋白质产量均于W0处理下最低,且2018-2019年度,中麦1062处理之间差异显著。(2)随灌水量的减少,干物质积累量降低,处理间差异达到显著水平;灌水量对2个小麦品种花后粒重比的增加和叶重比的下降有显著影响;氮素积累量降低,中麦998三个处理之间差异显著;中麦998和中麦1062旗叶中C含量和根系中N含量逐渐降低,随开花天数的增加,旗叶C含量均表现为先升高后降低的趋势;根系和旗叶中N含量逐渐降低,籽粒N含量逐渐升高。灌水量与旗叶、根系、籽粒中N含量表现出显著相关关系。(3)随灌水量的减少,植株衰老时间加快,旗叶叶绿素含量降低;花后14-21d叶绿素a和叶绿素b降解速率最快;过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性呈先增后降的变化趋势,峰值出现时间提前;旗叶丙二醛(MDA)、脱落酸(ABA)含量逐渐升高,籽粒灌浆中后期增量显著。综上,适度减少灌水量可以延长旗叶内衰老有关物质、激素和酶峰值出现的时间,有效提高叶片的持绿性,延缓小麦衰老时间,改善库源器官中碳、氮的吸收和转移,维持较高的花后干物质、氮素积累量和转运效率,在稳定产量的基础上,有效提高强筋小麦籽粒蛋白质含量和水分利用率,初步实现在减少水资源浪费的同时,协同提高强筋小麦的产量和蛋白质含量的目的。
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