在干旱和半干旱雨养农业区,水分亏缺是小麦产量受到限制的主要因素之一。小麦产量的形成可以看作是植株体内同化物在源-库-流转运和累积的结果。小麦产量的形成主要来源于花后光合同化产物通过长距离运输到达籽粒进行灌浆,但是花前叶片(源)中蔗糖、淀粉和茎鞘中储存性的果聚糖也是小麦籽粒灌浆的主要同化物之一,尤其对对旱区小麦产量形成有重要的意义。通过遗传育种、栽培管理等措施可使产量大幅提高,但是弱势粒的灌浆不充分仍是产量形成的重要限制性因素。适度干旱被认为可以促进同化物的转运,产生补偿效应,进而提高产量,但是适度干旱胁迫对同化物转运积累及其对强弱势粒灌浆的影响和产量的关系并不完全清楚。本研究从作物产量形成的源-库-流角度来探索不同干旱胁迫对小麦同化物代谢的过程及同化物向强弱势粒转运的影响,来明确干旱对产量的形成的影响及机制。本试验于2018年10月至2019年6月在中国科学院水土保持研究所室外防雨大棚下进行盆栽种植。试验以小麦品种长旱58为研究材料,从小麦开花后的第10 d起开始进行不同程度干旱处理,设置了正常水分水平(WW)、轻度干旱胁迫(MD)及重度干旱胁迫(SD)三个水分处理,旨在研究适度干旱胁迫对同化物转运的影响及其与弱势粒灌浆的关系,为节水生产,高产栽培和育种提供理论依据,主要结论如下:1.在源端,小麦旗叶在灌浆期轻度干旱胁迫能维持叶片良好的水分状况和气孔开度,稳定电子传递效率,维持较高的光合能力,在生理层面提高了叶片中蔗糖-淀粉合成酶的活性,从而使叶片的同化物合成能力增强。叶片可溶性糖含量相对于正常水分水平提高了5.40%～11.29%。茎鞘在灌浆期轻度干旱胁迫增强茎鞘中果聚糖水解酶的活性,加强了茎鞘同化物向库(籽粒)的转运,使茎鞘(源)同化物的转运率增加,茎鞘干物质相对于正常水分水平降低了5.40%～15.06%。而重度干旱胁迫条件下,旗叶光合特征参数、蔗糖-淀粉含量及相关酶活性和茎鞘干物质的量相对于正常水分水平均显著降低。其中,在花第35天,旗叶光合速率(Pn)相对于正常水分水平降低了65.19%。2.在库端,小麦灌浆期轻度干旱胁迫增加库(籽粒)中蔗糖-淀粉合酶的活性,加速库(籽粒)的灌浆,促进弱势粒灌浆,使得源(叶片)合成的光合同化物不断转运至库(籽粒),以淀粉的形式在库(籽粒)中积累,从而提高了小麦籽粒质量,增加了小麦的产量。其中,弱势粒可溶性糖和淀粉含量相对于正常水分水平分别增加了7.47%～9.61%和0.43%～9.54%。而重度干旱胁迫条件下,籽粒质量、籽粒蔗糖-淀粉含量及相关酶活性相对于正常水分水平均显著降低。其中,弱势粒淀粉含量相对于正常水分水平降低了14.03%～17.91%。综上,小麦灌浆期轻度干旱胁迫增强了源(叶片)蔗糖-淀粉合成酶的活性,使源的同化物合成能力维持较高水平。改善了茎鞘(源)对同化物的动员,提高了流的运输能力,加快源(叶片)中的同化物向库(籽粒)转运,提高库(籽粒)中淀粉合酶的活性,从而促进同化物在库中的积累。通过促进弱势粒的灌浆,增加了籽粒重量,从而使得产量得到提高,表现出一定的补偿效应。此外,轻度干旱胁迫,小麦叶片气孔关闭,蒸腾速率降低,水分的耗散减少,从而提高了水分利用效率,具有一定的节水效益。而重度干旱胁迫严重抑制了源(叶片)的合成能力,使得茎鞘(源)中积累的同化物转运不畅,限制籽粒灌浆,从而使得产量降低。