花后弱光对小麦产量和蛋白质品质的影响及氮素调控研究

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1、山东农业大学博士学位论文花后弱光对小麦产量和蛋白质品质的影响及氮素调控研究姓名：陈二影申请学位级别：博士专业：作物栽培学与耕作学指导教师：王振林20120614山东农业大学博十学位论文中文摘要我国黄淮冬麦区在小麦开花后常受阴雨寡照的影响，且小麦生产中存在群体过大，小麦生育后期群体内光照不足等问题，严重影响了小麦的产量和籽粒的品质。因此，本研究选用不同穗型和筋型的两品种，通过设置花后不同时期遮光、不同强度遮光和氮肥调节措施从农艺、生理和生化性状上系统研究花后弱光对小麦籽粒产量和蛋白质品质的影响及其生理基础。进一步明确花后弱光下，小麦生长发育的生理生化的变化，阐明了

2、通过调节氮肥施用时期缓解这种不利影响的作用途径及生理、生化机制。主要研究结果如下：1花后不同时期遮光下小麦籽粒蛋白质品质变化的研究小麦籽粒花后不同时期遮光均提高了两不同筋型小麦品种籽粒蛋白质及各组分的含量。在两小麦品种中，小麦籽粒灌浆前期遮光对醇溶蛋白的影响更为显著，降低了麦谷蛋白和醇溶蛋白的比值；籽粒灌浆中期遮光对麦谷蛋白的影响更为显著，提高了麦谷蛋白和醇溶蛋白的比值。这与小麦籽粒醇溶蛋白在籽粒灌浆前期形成，而麦谷蛋白在籽粒灌浆中后期形成有关。两筋型小麦品种谷蛋白大聚合体(GMP)的含量在籽粒灌浆期内均呈先降低后增加的趋势，在花后21天达到最低值。在小麦两生长

3、季内，强筋小麦品种济南17(JNl7)GMP的含量在整个籽粒灌浆期内均高于中筋小麦品种泰农18(TNl8)。说明强筋小麦品种JNl7的优质特性与其较高的GMP含量有关。小麦花后各时期遮光处理均显著提高了籽粒GMP的含量。在小麦花后0-21天，籽粒灌浆前期遮光处理对GMP含量的影响更为显著，而花后21．35天，灌浆中期和后期遮光处理的作用更为显著，两品种表现相同的趋势。小麦籽粒灌浆期不同时期遮对GMP的粒度分布有着显著的影响。小麦籽粒灌浆前期遮光显著提高了籽粒小粒径的GMP颗粒所占的体积、数目和表面积百分比，降低了大粒径GMP颗粒所占的比例，而籽粒灌浆中期和后期遮

4、光则表现出相反的趋势。说明GMP颗粒的形成对籽粒灌浆前期的弱光非常敏感，而在籽粒灌浆中期和后期短期的弱光处理则有助于加速大粒径GMP颗粒形成的超聚合过程，促进大粒径的GMP颗粒的形成。两筋型小麦品种各亚基均在花后14天开始积累，小麦籽粒灌浆各阶段遮光处理对各亚基的起始形成时间无显著影响，但均显著提高了籽粒各亚基的含量，且在籽粒灌浆后期差异更为显著。小麦花后不同时期遮光处理均提高了O一2l天以前小麦籽粒总亚基花后弱光对小麦产量和蛋白质品质的影响及氮素调控研究及各亚基的积累量，但降低了花后21．35天以后籽粒总亚基的积累量，两品种表现趋势一致。两小麦品种Glu．AI

5、、Glu—BI和Glu．D1位点上的各亚基含量和积累量均随小麦籽粒灌浆进程呈逐渐增加的趋势，在花后35天时达最大值。强筋小麦品种JNl7的Glu．A1位点上l亚基的含量在整个籽粒灌浆期内均高于中筋小麦品种TNl8的1亚基含量。小麦籽粒中HMW-GS的含量与粒径<10gm和<100gm的GMP颗粒的体积百分比呈显著的负相关，与粒径>100pan的GMP颗粒呈显著的正相关。在遮光条件下，大粒径GMP颗粒的体积形成提高了籽粒中HMW-GS的含量。2花后不同强度遮光下小麦生长发育及机理的研究小麦花后轻度遮光通过小麦自身的补偿机制提高了两穗型小麦品种的籽粒产量，而中度和重

6、度遮光均则显著降低了籽粒产量。在遮光条件下，小麦植株的补偿效应随着遮光强度的增强而逐渐降低，且多穗型品种JNl7的补偿效应要高于大穗型品种TNI$。小麦花后不同强度遮光均显著降低了两穗型小麦品种籽粒的最大灌浆速率，但推迟了两小麦品种最大籽粒灌浆速率形成的时间。小麦花后各强度遮光提高了多穗型品种JNl7籽粒灌浆持续期，但降低了大穗型品种TNl8籽粒灌浆持续期。小麦花后不同强度遮光均显著降低了花后干物质的积累，且随遮光强度的提高，花后干物质降低的幅度增大，两品种表现趋势一致。小麦花后中度和重度遮光均显著提高了花前同化物质向籽粒中的转运及对籽粒的贡献，而小麦花后轻度遮

7、光处理则提高了花后小麦花后同化物质的积累及对籽粒的贡献。小麦花后轻度遮光处理显著提高了两小麦品种的上三叶的单叶净光合速率，而重度遮光处理均显著降低了两小麦品种上三叶单叶的净光合速率。小麦花后中度遮光处理显著降低了小麦旗叶的单叶净光合速率，但提高了倒二和倒三叶的光合速率。小麦花后不同强度遮光均降低了籽粒灌浆前期的叶面积指数，但提高了籽粒灌浆后期叶面积指数，两穗型小麦品种表现趋势一致。小麦花后重度遮光均提前了两穗型小麦品种的最大叶面积指数的形成时间。小麦花后轻度遮光提高了多穗型小麦品种JNl7的冠层底部和大穗型品种TNIg冠层上部叶面积所占的比例，而花后中度和重度遮

8、光处理则均提高了两品种冠