低溫脅迫對不同拔節進程冬小麥光合特性的影響

付琳 厲輝 張文山 生媛 韓順英

影響冬小麥生長的因素有很多，整體類型十分復雜，例如光照時間與強度、空氣濕度、重金屬污染情況等。而在這其中影響最為顯著的部分，便是環境溫度條件。過低的溫度會嚴重損害冬小麥的內部結構，導致生長效果受到負面影響，造成凍害減產的問題。因此，需要針對低溫脅迫影響冬小麥光合特性的原理進行分析，才能夠找到預防或解決措施，為糧食安全打下堅實的基礎。

1 試驗應用材料以及策略構成

1.1 設計流程

本次試驗使用河南省的主要種植品種，即鄭麥366進行種植操作。試驗將通過盆栽應用方式進行，盡可能保證基礎的條件穩定，并提高試驗可靠性。試驗應用土壤類型為大田冬小麥、夏玉米輪種品種，主要構成類型為沙壤土。內部有機質含量為14.10克/公斤，全類型氮含量為0.99克/公斤，內部堿化氮含量為89.2毫克/公斤，高效率磷元素含量為29.90毫克/公斤，高效率鉀元素含量為90.60毫克/公斤，土壤酸堿度處在7.8范圍內。進行種植時，內部水含量需要維持在24.63%左右，操作人員還應當將土壤進行風干操作，并將其與肥料成分進行混合，裝入聚乙烯材料的試驗桶內，達到良好的應用效果。試驗桶需要裝入約7.0公斤的土壤材料，并在底部進行鉆孔，使內部氣體能夠與外部進行交換。隨后，將桶體埋入試驗區域，并將其與大田持平，在11月進行播種操作，盡可能在3葉期階段完成定苗。通常情況下，每盆需要留苗30株左右，確保試驗能夠正常進行。試驗時間規劃需要對應冬小麥拔節狀態進行分配，初期5天、中期10天、后期15天。在處理過程中需要針對氣溫條件進行設定，分別為-3℃、-5℃、-7℃。完成氣溫設置后，還應當加入自然情況模擬部分，使溫度下降曲線能夠符合相應標準，進一步完善試驗效果。處理長度約一晚，低溫脅迫解除后，應當進行取樣操作，并將冬小麥轉移到室外區域，促使其自然成熟，為以后的進一步觀測做準備。實驗地塊由東向西，根據冬小麥拔節期的差異階段進行了相應的處理，包括CK、T1、T2、T3四個部分。其中T1、T2、T3分別為初期、中期、后期，對應低溫狀態-3℃、-5℃、-7℃，每次處置應當加入3個重復流程，盡可能提高試驗準確性。

1.2 光合作用數據測定

針對冬小麥的光合作用情況測定需要使用便攜式裝置，如LI-6400型號。在測定過程中，應當針對葉片的光合作用效果以及內部、外部氣體交換狀態進行分析，并根據相應的冬小麥使其進行葉片功能測定，相關形式包括純凈光合效率、氣孔內部導出速度、細胞間隙二氧化碳濃度、蒸發速度等。

1.3 基礎產量與干物質轉運效率測定

試驗人員需要在冬小麥進入收獲階段后，再進行考種的操作。相關項目內容包括每盆穗量、莖稈整體重量、每千粒重量、每盆總產量等。研究團隊需要在冬小麥的每一階段時期各取3株樣本，并使用去離子水進行清洗，達到良好的分析效果。在進行晾干階段后，將根莖、葉片、鞘進行分割，使其能夠應用在4個方面。最后，將每一部分放入烘烤箱內，設置105℃溫度條件進行烘烤，達到殺青1.5小時的目標。在完成殺青后，繼續應用75℃進行烘干，時間為12小時左右。在全階段結束后，應當每過1小時進行一次承重，當差值低于5%的情況下，停止進行烘干操作，并測定相應的小麥結構干質量，得出其轉運效率。

1.4 實驗數據處理方案

本次試驗利用SPSS系列軟件進行相應的分析操作，盡可能保證基礎可靠性和科學性。同時，還需要利用Duncan`s多樣化因素分析系統進行數據檢查，分析存在的顯著性關系，最后使用Excel進行試驗作圖。

2 結果情況分析

2.1 低溫脅迫對光合效率的影響

隨著冬小麥種植時期的進一步發展，除-7℃的溫度條件以外，其他狀態下的冬小麥整體光合效率發展具有單峰現象，在揚花期達到了巔峰后開始出現下降。另外，進行低溫脅迫處理的冬小麥整體光合作用顯著低于對照組，同時下降趨勢隨著溫度的降低而逐漸加快，在-7℃的溫度條件下達到了極限。根據數據顯示，各時期的冬小麥光合作用衰減幅度排序為中期>后期>初期。

2.2 低溫脅迫對氣孔導出程度的影響

對照處理組的冬小麥在不同時期內部氣孔導出程度均在揚花期達到了巔峰狀態，隨后開始在灌漿階段下降。如果在初期應用-3℃進行處理，將會使氣孔導出程度上升至揚花期階段后開始下跌。應用-5℃進行處理，將會導致中期階段氣孔導出程度出現最大幅度的降比。應用-7℃進行操作時，冬小麥氣孔導出程度將會在中期開始直線下降。因此，冬小麥各階段氣孔導出程度下降幅度大小為中期>后期>初期。

2.3 低溫脅迫對冬小麥細胞間隙二氧化碳濃度的影響

在不同發展階段中，冬小麥細胞間隙的二氧化碳濃度將會在拔節期達到巔峰，隨后出現顯著下降。在這種情況下，雖然灌漿期內二氧化碳濃度出現了回升趨勢，然而整體差異性的顯著程度仍然較低。在拔節階段中，3種低溫環境條件都會使細胞間隙的二氧化碳濃度出現升高現象，-3℃條件下，二氧化碳濃度與對照組一致。-5℃條件下，各階段濃度較上一條件出現了一定程度的升高。-7℃環境條件下，細胞間隙二氧化碳濃度進一步加強。因此，各階段二氧化碳上升幅度大小分別為中期>后期>初期。

2.4 低溫脅迫對蒸發效率的影響

在拔節期間遇到低溫脅迫問題后，冬小麥的葉片蒸發效率將會在揚花階段達到巔峰，并在其他時期出現下跌趨勢。進行-3℃環境溫度處理時，整體變化趨勢與對照組具有一致性。進行-5℃和-7℃環境溫度處理時，整體蒸發效率進一步下跌。因此，能夠發現溫度越低的情況下，蒸發效率便越差。根據下跌情況進行分析，整體幅度大小排列為中期>后期>初期。

3 綜合結論

根據試驗情況能夠發現，冬小麥的光合作用受環境溫度的影響效果較為顯著，相應條件的變化將會直接降低光合器官的基礎功能，導致出現凍害減產的問題。本次試驗的過程中，能夠發現冬小麥各階段遇到低溫環境條件都會導致光合作用效率受損，與其他研究結果具有一致性。冬小麥的光合效率下跌程度不僅僅與低溫條件的嚴重程度有關，同時還與其所處的時期階段有著較為密切的聯系。在相同的溫度條件下，拔節中期的冬小麥對于低溫條件的敏感度較高，容易產生凍害問題。由于光合作用的效率屬于冬小麥的生長基礎，因此如果出現低溫脅迫問題，會導致冬小麥的葉片氣孔出現收縮，進一步降低整體光合效率，嚴重阻礙內部干物質合成規模，引起冬小麥產量受損的現象。通過本次試驗能夠發現，冬小麥的蒸發效率在面臨低溫條件狀態時，拔節與灌漿階段的時間段會出現較為嚴重的損害現象。由于蒸發效率受損會導致冬小麥內部的營養物質運輸受到阻礙，因此光合底物的傳導效率也會出現一定程度的降低現象。氣孔屬于冬小麥進行水分和二氧化碳交換的重要區域，由于氣孔導出程度受到了蒸發效率的影響，導致出現了下跌趨勢，因此內部細胞間隙的二氧化碳濃度也出現了上升。但是，需要注意二氧化碳上升的基礎細節。如果二氧化碳濃度與氣孔導出程度發生了共同下降，則光合作用的降低主要原因與氣孔因素無關。如果二氧化碳的濃度出現了單獨上升，那么光合作用降低的原因與氣孔因素存在著一定的關聯。本次試驗中，冬小麥的細胞間隙二氧化碳濃度在拔節期出現了上升的趨勢，而其他階段僅僅具有波動變化，表明光合作用的下降因素主要與氣孔因素有關。低溫條件對冬小麥的產量影響主要表現在整體穗數降低、莖稈重量下降、千粒重量下降等。因此能夠發現，冬小麥在不同的時期階段中遇到低溫脅迫問題，均會導致內部生理功能效果以及光合效率受到損傷。但不同時期階段的受損情況存在著差異性，本次研究為相關脅迫機制的分析提供了良好的參考資料。

4 結束語

通過研究低溫脅迫對冬小麥各生長時期的影響效果進行分析，能夠深入了解相應的作用機理，并為預防凍害情況提供了可靠的參考資料，有利于整體生產活動的進一步進行。相關人員應當根據低溫條件對冬小麥的影響效果，采取相應的處理措施，提高整體產量和質量。