溫光敏兩系雜交小麥綿雜麥168冠層結構與灌漿特性研究

歐俊梅 王治斌 李生榮 周 強 陶 軍 任 勇

(四川省綿陽市農業科學研究所，四川 綿陽 621023)

小麥冠層結構影響群體光能利用、光合產物分配和庫源關系等，與產量關系密切。傅兆麟等[14]研究表明，在一定范圍內葉面積與產量密切相關，同時發現[15]高產小麥品種灌漿中期到灌漿結束，有較高的葉面積指數。雷振生等[16]報道，不同產量型品種葉面積指數不同，低產型品種葉面積指數較低。同時，小麥籽粒灌漿生理特性是影響籽粒產量的一個重要生理性狀，對它的研究可為籽粒產量目標的制定及育種策略的抉擇提供重要依據。本試驗在前人研究的基礎上，主要對溫光敏兩系雜交小麥的灌漿參數及冠層結構與粒重相關關系進行了探討，為溫光敏兩系雜交小麥的選育和栽培提供參考依據。

1 材料和方法

2006至2007年，選用溫光敏雜交小麥綿雜麥168，對照品種川麥107，隨機區組設計，重復3次，小區面積6.7m2，行距26.7cm。試驗在四川省綿陽市農科所育種試驗田進行。每個品種標記花期一致的標準穗80穗,于開花后5d到成熟，每5d取樣一次，每品種10個穗，每穗取中部小穗。105℃殺青30min，80℃ 烘至衡重稱重。測定籽粒干物質積累量[9]。在小麥灌漿前、中、后三個不同的時期，采用Digital Plangt Canopy Imager CI-110，測定葉面積指數、平均葉角及透光系數。每次測定30個不同的點以保證數據正確反映品種的特性。

以開花后天數(t)為自變量，千粒重(Y)為因變量，用Logistic方程Y=K/(1+eA+Bt)對子粒生長過程進行擬合。其中，K為最大生長量上限(最后的千粒重)，t為開花后天數，A、B 為系數。求一階導數得灌漿速率方程：V (t)=KBeA+Bt/(1+eA+Bt)2。由此推導出次級灌漿參數：平均灌漿速率R(g/d )、灌漿持續天數T(d)、最大灌漿速率Rmax(g/d )和灌漿速率達最大的時間Tmax(d) 。同時估算漸增期、快增期和緩增期的灌漿持續天數Tl、T2、T3和各階段的平均灌漿速率Rl、R2、R3，令Logistic的t →0， 得起始生長勢Co=K/(1+eA)，表示受精子房的生長潛勢[10]。利用干物質積累曲線方程，灌漿速率方程研究灌漿模型參數和各灌漿階段參數，全部計算均用Microsoft Excel。

2 結果與分析

2．1 籽粒干物質積累模型

對參試品種籽粒干物質積累進行曲線模型擬合，結果表明：綿雜麥168與對照品種川麥107均以Logistic曲線方程Y=K/(1+ eA+Bt)擬合較好，相關系數達0.99，決定系數高達0.99以上(見表1)。

表1 品種籽粒干物質積累擬合方程及相關值、決定系數

2.2 籽粒干物質積累規律

小麥干物質積累表現為前期慢，中期快，后期慢的變化規律，溫光敏兩系雜交小麥干物質增長在前期與川麥107相當，但在中期，雜交小麥的干物質增長較川麥107快，整個灌漿過程中，雜交小麥的干物質增幅都比川麥107要高，且達到快速增長的時間要早。

2.3 籽粒灌漿速度變化規律

綿雜麥168與川麥107的灌漿速率變化均呈正態曲線(如圖1所示)，開花后15d前籽粒灌漿速度逐漸上升，速度緩慢，之后迅速增加，在24d左右達到高峰，然后又緩慢。從表2可以看出，綿雜麥168漸增期比川麥107短1d，漸增期的灌漿速率比川麥107高，綿雜麥168的快增期同樣比川麥107短，灌漿速率高，與此相反，雜交小麥的緩增期比對照略長。雜交小麥快增期的灌漿速率分別是漸增期和緩增期的2.02和3.51倍。雜交小麥達到最大灌漿速率比對照早，強度要大。總灌漿持續時間雜交小麥比川麥107短3.3d。從表中可以看出，雜交小麥綿雜麥168的最大千粒重比對照高，灌漿持續時間短，究其原因是雜交小麥的起始生長勢高，在整個灌漿期灌漿速率高，干物質積累快。因此，不同的品種籽粒干物質積累的差異，主要取決于灌漿期特別是中前起期灌漿速度的快慢。

表2 不同灌漿階段灌漿參數

圖1 小麥籽粒灌漿速率變化規律

2.4 不同灌漿階段灌漿參數與粒重的相關關系

從不同階段灌漿參數與粒重的相關分析可以看出(表3)，最大灌漿速率，快增期和緩增期速率與粒重呈顯著正相關，達最大灌漿速率的時間，漸增期持續天數與粒重呈顯著的負相關。因此，提高漸增期和快增期灌漿速率，可縮短庫容建成時間，從而縮短漸增期天數，由此可見，提高漸增期和快增期速率對提高小麥粒重尤為重要。

表3 不同灌漿階段灌漿參數與粒重相關系數

2.5 不同時期冠層結構與粒重的關系

通過對灌漿前中末三個時期冠層結構調查(如表4所示)可以看出，綿雜麥168的葉面積指數除初期比對照低以外，中期和末期均比對照高，平均葉角比川麥107低，透光系數在灌漿初期和末期均比照高，中期略低。因此，綿雜麥168株葉型緊湊，通風透光好，光合作用強，有利于灌漿干物質的積累，所以整個灌漿過程千粒重始終高于川麥107。

表4 不同灌漿期冠層結構各性狀數據

3 討論

文獻資料表明，雜交小麥的千粒重普遍存在正優勢[1-4]，石素云認為，雜交小麥各階段增幅明顯高于普通小麥，到達籽?？焖僭鲩L的時間較早，且持續時間長[5]；蔣紀蕓報道，雜交小麥成熟較晚，高溫來臨時仍有較強生長勢[6]；劉仲齊的研究結果表明，T型雜交小麥灌漿特性表現為前慢后快[7]；張建誠等對CHA雜交小麥的灌漿優勢規律研究認為，雜種和親本的灌漿平均速度、灌漿持續期與千粒重均呈正相關[8]。王竹林在分析K型雜交小麥籽粒灌漿特性研究中指出，絕大多數雜交種前期灌漿速率低于高親甚至低于低親，中期灌漿速率大幅度提高，部分雜交種可超過高親。本研究表明：溫光敏兩系雜交小麥綿雜麥168在整個灌漿過程中干物質增幅和灌漿速率都比川麥107高，且達到快速增長的時間要早。導致上述差異的原因可能與試驗取材不同或本地小麥生長所處的生態條件有關。溫光敏兩系雜交小麥的灌漿期干物質增長呈“S”曲線，表現為前期慢，中期快，后期慢的變化規律。雜交小麥各階段增幅明顯高于普通小麥，到達籽粒快速增長的時間較早，這一結果同石素云的雜種小麥灌漿研究相似。灌漿速率變化呈單峰曲線，雜交小麥的最大千粒重比對照高，灌漿持續時間短，究其原因是雜交小麥的起始生長勢高，在整個灌漿期灌漿速率高，尤其是漸增期和快增期速率相對較高，干物質積累相對較快。因此，不同的品種籽粒干物質積累的差異，主要取決于灌漿期特別是中前起期灌漿速度的快慢。這一結果與前人研究相似[9]。

關于小麥籽粒灌漿特性與粒重的關系，迄今已有較多報道．但尚未形成統一的結論。張建誠等對CHA雜交小麥的灌漿優勢規律研究認為，雜種和親本的灌漿平均速度、灌漿持續期與千粒重均呈正相關[8]。謝令琴等認為，灌漿持續時間、快增期灌漿速率和時間、緩增期灌漿速率和時間對粒重作用顯著[13]。本研究從不同階段灌漿參數與粒重的統計分析表明：小麥最大灌漿速率，快增期和緩增期速率，達最大灌漿速率的時間，漸增期持續天數是影響粒重的重要參數。因此提高漸增期和快增期速率對提高小麥粒重尤為重要。通過對冠層生理特性的研究，綿雜麥168株葉型緊湊，葉面積系數高，透風透光好，光合作用強，有利于灌漿干物質的積累。源、庫的協調是小麥獲得高產的生理基礎[11]，采用精量播種，充分發揮雜交小麥營養生長優勢[12]，達到高產的目的。因此，在高產育種過程中，應將提高灌漿速率尤其是快增期灌漿特性、選擇株型緊湊、通風透光好作為選擇指標。

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