温光敏两系杂交小麦绵杂麦168冠层结构与灌浆特性研究

欧俊梅 王治斌 李生荣 周 强 陶 军 任 勇

(四川省绵阳市农业科学研究所，四川 绵阳 621023)

小麦冠层结构影响群体光能利用、光合产物分配和库源关系等，与产量关系密切。傅兆麟等[14]研究表明，在一定范围内叶面积与产量密切相关，同时发现[15]高产小麦品种灌浆中期到灌浆结束，有较高的叶面积指数。雷振生等[16]报道，不同产量型品种叶面积指数不同，低产型品种叶面积指数较低。同时，小麦籽粒灌浆生理特性是影响籽粒产量的一个重要生理性状，对它的研究可为籽粒产量目标的制定及育种策略的抉择提供重要依据。本试验在前人研究的基础上，主要对温光敏两系杂交小麦的灌浆参数及冠层结构与粒重相关关系进行了探讨，为温光敏两系杂交小麦的选育和栽培提供参考依据。

1 材料和方法

2006至2007年，选用温光敏杂交小麦绵杂麦168，对照品种川麦107，随机区组设计，重复3次，小区面积6.7m2，行距26.7cm。试验在四川省绵阳市农科所育种试验田进行。每个品种标记花期一致的标准穗80穗,于开花后5d到成熟，每5d取样一次，每品种10个穗，每穗取中部小穗。105℃杀青30min，80℃ 烘至衡重称重。测定籽粒干物质积累量[9]。在小麦灌浆前、中、后三个不同的时期，采用Digital Plangt Canopy Imager CI-110，测定叶面积指数、平均叶角及透光系数。每次测定30个不同的点以保证数据正确反映品种的特性。

以开花后天数(t)为自变量，千粒重(Y)为因变量，用Logistic方程Y=K/(1+eA+Bt)对子粒生长过程进行拟合。其中，K为最大生长量上限(最后的千粒重)，t为开花后天数，A、B 为系数。求一阶导数得灌浆速率方程：V (t)=KBeA+Bt/(1+eA+Bt)2。由此推导出次级灌浆参数：平均灌浆速率R(g/d )、灌浆持续天数T(d)、最大灌浆速率Rmax(g/d )和灌浆速率达最大的时间Tmax(d) 。同时估算渐增期、快增期和缓增期的灌浆持续天数Tl、T2、T3和各阶段的平均灌浆速率Rl、R2、R3，令Logistic的t →0， 得起始生长势Co=K/(1+eA)，表示受精子房的生长潜势[10]。利用干物质积累曲线方程，灌浆速率方程研究灌浆模型参数和各灌浆阶段参数，全部计算均用Microsoft Excel。

2 结果与分析

2．1 籽粒干物质积累模型

对参试品种籽粒干物质积累进行曲线模型拟合，结果表明：绵杂麦168与对照品种川麦107均以Logistic曲线方程Y=K/(1+ eA+Bt)拟合较好，相关系数达0.99，决定系数高达0.99以上(见表1)。

表1 品种籽粒干物质积累拟合方程及相关值、决定系数

2.2 籽粒干物质积累规律

小麦干物质积累表现为前期慢，中期快，后期慢的变化规律，温光敏两系杂交小麦干物质增长在前期与川麦107相当，但在中期，杂交小麦的干物质增长较川麦107快，整个灌浆过程中，杂交小麦的干物质增幅都比川麦107要高，且达到快速增长的时间要早。

2.3 籽粒灌浆速度变化规律

绵杂麦168与川麦107的灌浆速率变化均呈正态曲线(如图1所示)，开花后15d前籽粒灌浆速度逐渐上升，速度缓慢，之后迅速增加，在24d左右达到高峰，然后又缓慢。从表2可以看出，绵杂麦168渐增期比川麦107短1d，渐增期的灌浆速率比川麦107高，绵杂麦168的快增期同样比川麦107短，灌浆速率高，与此相反，杂交小麦的缓增期比对照略长。杂交小麦快增期的灌浆速率分别是渐增期和缓增期的2.02和3.51倍。杂交小麦达到最大灌浆速率比对照早，强度要大。总灌浆持续时间杂交小麦比川麦107短3.3d。从表中可以看出，杂交小麦绵杂麦168的最大千粒重比对照高，灌浆持续时间短，究其原因是杂交小麦的起始生长势高，在整个灌浆期灌浆速率高，干物质积累快。因此，不同的品种籽粒干物质积累的差异，主要取决于灌浆期特别是中前起期灌浆速度的快慢。

表2 不同灌浆阶段灌浆参数

图1 小麦籽粒灌浆速率变化规律

2.4 不同灌浆阶段灌浆参数与粒重的相关关系

从不同阶段灌浆参数与粒重的相关分析可以看出(表3)，最大灌浆速率，快增期和缓增期速率与粒重呈显著正相关，达最大灌浆速率的时间，渐增期持续天数与粒重呈显著的负相关。因此，提高渐增期和快增期灌浆速率，可缩短库容建成时间，从而缩短渐增期天数，由此可见，提高渐增期和快增期速率对提高小麦粒重尤为重要。

表3 不同灌浆阶段灌浆参数与粒重相关系数

2.5 不同时期冠层结构与粒重的关系

通过对灌浆前中末三个时期冠层结构调查(如表4所示)可以看出，绵杂麦168的叶面积指数除初期比对照低以外，中期和末期均比对照高，平均叶角比川麦107低，透光系数在灌浆初期和末期均比照高，中期略低。因此，绵杂麦168株叶型紧凑，通风透光好，光合作用强，有利于灌浆干物质的积累，所以整个灌浆过程千粒重始终高于川麦107。

表4 不同灌浆期冠层结构各性状数据

3 讨论

文献资料表明，杂交小麦的千粒重普遍存在正优势[1-4]，石素云认为，杂交小麦各阶段增幅明显高于普通小麦，到达籽粒快速增长的时间较早，且持续时间长[5]；蒋纪芸报道，杂交小麦成熟较晚，高温来临时仍有较强生长势[6]；刘仲齐的研究结果表明，T型杂交小麦灌浆特性表现为前慢后快[7]；张建诚等对CHA杂交小麦的灌浆优势规律研究认为，杂种和亲本的灌浆平均速度、灌浆持续期与千粒重均呈正相关[8]。王竹林在分析K型杂交小麦籽粒灌浆特性研究中指出，绝大多数杂交种前期灌浆速率低于高亲甚至低于低亲，中期灌浆速率大幅度提高，部分杂交种可超过高亲。本研究表明：温光敏两系杂交小麦绵杂麦168在整个灌浆过程中干物质增幅和灌浆速率都比川麦107高，且达到快速增长的时间要早。导致上述差异的原因可能与试验取材不同或本地小麦生长所处的生态条件有关。温光敏两系杂交小麦的灌浆期干物质增长呈“S”曲线，表现为前期慢，中期快，后期慢的变化规律。杂交小麦各阶段增幅明显高于普通小麦，到达籽粒快速增长的时间较早，这一结果同石素云的杂种小麦灌浆研究相似。灌浆速率变化呈单峰曲线，杂交小麦的最大千粒重比对照高，灌浆持续时间短，究其原因是杂交小麦的起始生长势高，在整个灌浆期灌浆速率高，尤其是渐增期和快增期速率相对较高，干物质积累相对较快。因此，不同的品种籽粒干物质积累的差异，主要取决于灌浆期特别是中前起期灌浆速度的快慢。这一结果与前人研究相似[9]。

关于小麦籽粒灌浆特性与粒重的关系，迄今已有较多报道．但尚未形成统一的结论。张建诚等对CHA杂交小麦的灌浆优势规律研究认为，杂种和亲本的灌浆平均速度、灌浆持续期与千粒重均呈正相关[8]。谢令琴等认为，灌浆持续时间、快增期灌浆速率和时间、缓增期灌浆速率和时间对粒重作用显著[13]。本研究从不同阶段灌浆参数与粒重的统计分析表明：小麦最大灌浆速率，快增期和缓增期速率，达最大灌浆速率的时间，渐增期持续天数是影响粒重的重要参数。因此提高渐增期和快增期速率对提高小麦粒重尤为重要。通过对冠层生理特性的研究，绵杂麦168株叶型紧凑，叶面积系数高，透风透光好，光合作用强，有利于灌浆干物质的积累。源、库的协调是小麦获得高产的生理基础[11]，采用精量播种，充分发挥杂交小麦营养生长优势[12]，达到高产的目的。因此，在高产育种过程中，应将提高灌浆速率尤其是快增期灌浆特性、选择株型紧凑、通风透光好作为选择指标。

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