孕穗期受渍对小麦生理指标及产量构成因素的影响

刘会宁 朱建强

摘要：通过设置不同受渍历时（4、8、12 d 3个水平）和不同降渍历时（3、6 d 2个水平），将2个试验因素相互耦合构成受渍-降渍6个处理，大田正常水分管理（保持田间持水量的70%～80%）设为对照（CK），共7个处理，研究了孕穗期不同处理对郑麦9023的生理指标及产量构成因素的影响。结果表明，孕穗期受渍时间与地下水下降时间交互处理中仅处理A7（受渍12 d、降渍6d）对小麦单株有效穗数有极显著影响，其他处理无显著影响，各处理对实粒数、千粒质量影响较大。总体上，受渍历时越长，地下水埋深的时间越久，各产量因素受胁迫影响的程度就越严重。随着受渍历时和地下水埋深时间的延长，小麦叶绿素含量降低，丙二醛（MDA）含量增加。本试验结果可为江汉平原小麦田间水分管理提供一定参考。

关键词：小麦;受渍;地下水位;生理指标;产量;产量构成因素

中图分类号：S512.101   文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2022）08-0083-04

漬害在我国南方冬麦区，特别是长江中下游稻麦两熟耕作区，由于地下水位过高或土壤排水不良，每隔2～3年发生1次，严重影响小麦籽粒的形成、灌浆与成熟、产量与品质。小麦渍害从苗期到开花灌浆期均可发生。前人在这些时期做过许多相关的产量性状、生理方面及防御措施的研究。李金才等研究孕穗期湿害对小麦灌浆特性及产量的影响，表明湿害对主穗和分蘖穗的伤害机理并不相同，对主穗而言湿害主要影响主穗粒质量，对分蘖穗则影响分蘖穗穗粒数[1]。李金才等研究渍水逆境对冬小麦不同生育期受害率及经济产量的影响，结果表明，不同品种产量、相对受害率差异均达极显著水平，孕穗期渍水逆境对产量影响最大，其次是灌浆期和拔节期，苗期渍水对产量影响最小[2]。李金才等还研究了孕穗至灌浆期土壤渍水对冬小麦N、P、K含量和积累量的影响，结果表明，孕穗期土壤渍水逆境显著影响根系对N、P的吸收和运转，而对K吸收与运转影响较小;灌浆期渍水逆境不仅影响根系对N、P、K的吸收，同时影响N、P在地下与地上器官的运转，但对K素在小麦体内的运转与分配影响较小[3]。张正华等研究渍害对小麦生长发育的措施，提出预防渍害的一些措施，如搞好农田基本建设，搞好连片种植，高标准开好田间“三沟”等[4]。同时，前人也研究了不同地下水位对小麦的影响，刘战东等研究不同地下水埋深对冬小麦需水量的影响，结果表明渍水逆境使小麦有氧呼吸减弱，缺氧呼吸增加，吸收能力下降，抑制了小麦根系主动吸收[5]。在长江中下游地区小麦开花灌浆期受涝渍胁迫尤为突出，持续时间长，对优质小麦的生产造成不利的影响。扬花灌浆期是决定最终小麦产量和品质的关键时期，但受害时，功能叶早衰，灌浆时间变短，千粒质量下降，产量下降，品质变劣[6-7]。前人的研究集中在单纯的渍水条件对小麦生长发育和产量效应以及产量形成、品质构成、生理方面的影响等[8-11]。虽然他们的研究为农业生产实践提供了很好的指导，但还没有人研究小麦孕穗期受渍历时和降渍历时耦合对其产量构成性状及叶绿素含量、丙二醛含量的影响。因此本研究选用在湖北省大面积推广的小麦品种郑麦9023，研究孕穗期不同受渍历时和降渍历时耦合对其产量及产量构成因素、叶绿素含量、丙二醛含量等的影响，旨在为生产上适时预防和减轻渍害提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料与设计

试验从2018年3月开始在长江大学农学院实习基地水泥测筒区进行。以长江中下游地区广泛推广种植的郑麦9023为试材。测筒封底，面积0.44 m2、深115 cm、内径71 cm。测筒中土壤为中壤土，取自旱地，按等容重分层回填，播种前施复合肥 （N、P2O5、K2O含量均为17%） 20 g、过磷酸钙 15 g、尿素6 g，至拔节孕穗期追施尿素8.35 g。2018年3月29进行灌水，设置2个因素（受渍历时设置4、8、12 d等3个水平;降渍历时设置3、6 d等2个水平），2个试验因素相互耦合构成受渍-降渍6个处理（表1）。受渍结束后，按不同降渍时间将地下水位降至80 cm以下，以大田正常水分管理（保持田间持水量的70 %～80 %）的测筒为对照（CK），共7个处理，每处理重复4次，完全随机区组设计。降渍结束取相应处理的叶片和根系（取混合样）测定叶绿素和丙二醛（MDA）含量。小麦成熟后考种、分筒计产。

1.2 测定项目与方法

1.2.1 有效穗数调查 成熟后，随机抽取每个测筒中长势基本一致的小麦20株，调查有效穗数（以每穗结4粒种子作为有效穗的标准），然后计算其平均值。

1.2.2 实粒数调查 成熟后，调查选定的20株小麦实粒数，然后计算其平均值。

1.2.3 千粒质量测定 成熟后，每个测筒的小麦单独收获、脱粒、晒干，水分控制在（13±0.5）%内，先根据四分法原理取样3份，然后分别用数粒仪数 1 000 粒，再用电子天平称质量，取样本间差异不超过3%的2个样品的平均值。

1.2.4 产量测定 成熟后，每个测筒的小麦单独收获、脱粒、晒干，控制水分在（13±0.5）%内，再用电子天平称质量，计算产量。

1.2.5 叶绿素含量测定 每次受涝完成和降渍当天测定，取0.2 g叶片用丙酮、乙醇（体积比为 2 ∶1）浸泡，置于暗环境下24 h，然后用分光光度计在645、663 nm处比色。

1.2.6 丙二醛含量测定 每次受涝完成和降渍当天测定，分别将1 g小麦叶片和根系研磨，移入离心管离心得上清液。取2 mL上清液加2 mL TBA沸水浴15 min于600 nm处比色。

1.2.7 相对湿害指数 在成熟期，每测筒剔除有边际效应的植株，随机取生长基本一致的植株5株，按常规方法考察穗粒数、千粒质量、有效穗数和单株产量，用下面公式分别计算其湿害指数。

RIR=（Vc-Vt）/Vc×100%。

式中：RIR为相对湿害指数（%）;Vc为对照筒小麦各产量构成因素平均值;Vt为处理组各产量构成因素平均值（g/0.44 m2）。

1.3 统计分析方法

先用Microsoft Excel软件进行原始数据整理及绘制生理指标变化趋势，然后用DPS软件分析各个处理间的产量、产量构成因素及生理指标之间的差异性。

2 结果与分析

2.1 不同处理对产量及产量构成因素的影响

由表2可知，除A7处理单株有效穗数和对照相比极显著降低外，其他各处理的单株有效穗数与对照均无显著差异，表明孕穗期受渍时间与地下水下降时间交互处理中仅A7处理（受渍12 d、降渍 6 d）对小麦单株有效穗数有极显著影响，其他处理无明显影响。受渍4 d的实粒数与对照相比无显著性差异，受渍8 d及受渍12 d的实粒数与对照相比均有显著差异，其中受渍12 d、降渍6 d的实粒数与对照差异达极显著水平，实粒数少了近12 粒。除受渍4 d、降渍3 d的处理外，其他各处理的千粒质量与对照均有显著差异，其中受渍8、12 d的千粒质量与对照相比差异达到极显著水平。受渍12 d、降渍6 d时，其千粒质量与对照相比减少了 16.1 g。除受渍4 d、降渍3 d的处理外，其他各处理的产量与对照均有显著差异，其中受渍8、12 d的千粒质量与对照相比达到极显著水平。受渍12 d、降渍6 d时，其测筒产量减少了 193.2 g，折合减产292.9 kg/667 m2。

2.2 不同处理下各产量要素的相对湿害指数

由表3可知，在受渍8 d内，单株有效穗数的湿害指数总体变化不大，在-0.2 %～1.5 %波动，至受渍12 d后，其波动范围介于4.1 %～7.7 %;受渍4 d的实粒数湿害指数均在10 %以内，超过4 d后，湿害指数逐渐增大，至受涝8 d时达到22 %。孕穗期受渍对千粒质量影响最大，其次是实粒数。通过受渍历时、水位下降时间与产量的回归方程（y=-12.17t1-8.07t2+335.19，R=0.975**，St1=-0.81，St2=-0.27）可以看出，受渍历时对产量的影响居第1位，水位下降时间其次。

2.3 不同处理对叶绿素和丙二醛含量的影响

2.3.1 不同处理对丙二醛（MDA）含量的影响 植物逆境下受伤害与活性氧的累积有关，膜脂过氧化会产生诸多如丙二醛（MDA）、脂质过氧化物、乙烷等化合物。MDA是膜脂过氧化反应最重要的产物之一，它可以反映膜脂过氧化及植物抗逆境的能力。由图1可知，涝渍胁迫下，小麦叶片MDA含量随受涝时间增长而显著升高，受涝4 d，8 d的MDA含量与对照相比达到显著水平，受涝12 d的MDA含量与对照相比差异达到极显著水平;根系 MDA含量在短时间受涝时会缓慢增加，受涝8 d后快速增加，至受涝12 d时达到最大值，并与对照有极显著性差异。

2.3.2 不同处理对叶绿素含量的影响 叶绿素含量对光合作用意义重大。涝渍胁迫下，叶绿素含量随受涝历时的增加而减少，短时间受涝减少速度较慢，至受涝8 d后，减少的速度加快;受涝8 d后各处理的叶绿素含量与对照相比差异均达到极显著水平。

3 结论与小结

孕穗期受渍时间与地下水下降时间交互处理中仅A7处理（受渍12 d、降渍 6 d）对小麦单株有效穗数有极显著影响，其他处理无明显影响;对实粒数、千粒质量影响较大。总体来说，受渍历时越长，各产量指标受胁迫影响的程度就越严重。受渍4 d的实粒数与对照相比无显著性差异，受渍8 d及受渍12 d的实粒数与对照相比均有显著差异，其中受渍12 d、降渍6 d的实粒数与对照相比差异达极显著水平，饱满粒数少了近12 粒。 除受渍4 d、降渍 3 d 的处理外，其他各处理的千粒质量、产量与对照均有显著差异，其中受渍8、12 d的千粒质量、产量与对照相比差异达到极显著水平。受渍12 d、地下水下降时间为6 d时，小麦千粒质量与对照相比减少了 16.1 g，产量减少了近200 g。

在受渍8 d内，单株有效穗数总体变化不大，一般在-0.2 %～1.5 %波动，至受渍12 d时，其波动值显著增大，到达4.1 %～7.7%;不同水位下降过程中，受渍4 d的实粒数湿害指数均在10 %以内，超过4 d后，相对湿害指数进一步增大，至受渍12 d时相对湿害指数的平均值为26 %左右。通过受渍历时、水位下降时间与产量关系（y=-12.17t1-8.07t2+335.19，R=0.975**，|St1|=0.81，|St2|=0.27）可以看出，受涝历时、水位下降时间与产量呈极显著负相关;受渍历时对产量的影响居第1位，水位下降时间其次。

小麦叶片MDA含量随受涝历时的增加而增加，受涝4、8 d的MDA含量与对照相比达到显著水平（P<0.05），受涝12 d与对照相比差异达到极显著水平;根系 MDA含量在短时间受涝下会缓慢增加，8 d后速率变快，至受涝12 d时与对照差异达到极显著水平（P<0.01）。 小麦在涝渍胁迫下，叶绿素含量随着受涝历时的增加而减少，短时间受涝时减少的速度较慢，至受涝8 d后，减少的速度加快;受涝8 d后所有处理的叶绿素含量与对照相比差异均达到极显著水平。

參考文献：

[1]李金才，魏凤珍，余松烈，等. 孕穗期湿害对小麦灌浆特性及产量的影响[J]. 安徽农业大学学报，1999，26（1）：89-94.

[2]李金才，常 江，魏凤珍. 小麦湿害生理及其与小麦生产的关系[J]. 植物生理学通讯，1997，33（4）：304-312.

[3]李金才，魏凤珍，张文静. 渍水逆境对冬小麦经济产量的影响[J]. 安徽农业科学，2003，31（3）：346-347.

[4]张正华，何雪英. 渍害对小麦生长发育的影响及预防措施[J]. 湖北农业科学，1991，30（8）：12-13.

[5]刘战东，肖俊夫，牛豪震，等. 地下水埋深对冬小麦和春玉米产量及水分生产效率的影响[J]. 干旱地区农业研究，2011，29（1）：29-33.

[6]曹 旸，蔡士宾，朱 伟，等. 国内外麦类作物耐湿性研究进展[J]. 国外农学（麦类作物），1996（6）：48-49.

[7]朱旭彤，胡业正，马平福，等. 小麦抗湿性研究：Ⅰ. 小麦湿害的临界期[J]. 湖北农业科学，1993，32（9）：3-7.

[8]鲍晓鸣. 小麦耐湿性的鉴定时期及鉴定指标[J]. 上海农业学报，1997，13（2）：32-38.

[9]李金才，魏凤珍，余松烈，等. 孕穗期渍水对冬小麦根系衰老的影响[J]. 应用生态学报，2000，11（5）：723-726.

[10]曹 旸，蔡士宾，吴兆苏，等. 小麦耐湿性的遗传特性研究[J]. 江苏农业学报，1995，11（2）：11-15.

[11]中川元兴. 小麦耐湿性遗传研究[J]. 育种学杂志，1958，7（3）：198-200.