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拔节期孕穗期双期低温对小麦叶片光合特性的影响【字数:6917】

2024-02-25 14:28编辑: www.jxszl.com景先生毕设
:拔节期和孕穗期是小麦生长发育的关键时期,主要形成冬小麦的小花和有效穗数。光合作用是小麦对低温最敏感的生理过程之一。本研究以两个耐低温水平不同的小麦品种徐麦30(耐低温型)和扬麦16(低温敏感型)为对象,分别于拔节期和孕穗期模拟自然温度日变化规律进行不同低温水平的小麦盆栽试验。系统分析了拔节期、孕穗期及拔节孕穗双期互作分别对小麦叶片光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和胞间CO2浓度(Ci)的动态变化和各指标之间的关系。结果表明在拔节期和孕穗期,Pn随低温持续时间的延长呈先降低后升高的趋势,且光合速率随低温处理温度降低而降低。小麦叶片Gs与Tr呈正相关,小麦叶片气孔导度随低温处理温度降低而降低。影响光合速率的主要因素是小麦的气孔导度。小麦叶片胞间CO2浓度随低温处理温度的降低而降低。低温处理对徐麦30孕穗期净光合速率的影响大于拔节期净光合速率,对于扬麦16拔节期净光合速率的影响大于孕穗期净光合速率的影响。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words2
引言2
1 材料与方法2
1.1试验设计 2
1.2光合指标测定 3
1.3数据处理与分析3
2 结果与分析3
2.1低温对净光合速率(Pn)的影响3
2.2低温对气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)的影响 4
2.3低温对胞间CO2浓度(Ci)的影响 6
3 讨论与小结 6
致谢7
参考文献 7
拔节期孕穗期双期低温对小麦叶片光合特性的影响
引言
在全球变暖的背景下,极端天气不断增加,导致区域性低温事件频发。在我国黄淮海地区,春季低温一般发生在3月到4月中旬,倒春寒发生时期正处于小麦拔节期和孕穗期双期,其引发的低温是影响小麦生长发育的主要灾害之一。拔节期的冬小麦正处于幼穗分化的关键时期,小麦分蘖也迅速向有效和无效两极分化,该阶段主要增加冬小麦的小穗和小花数[1],空气温度4℃以下便对幼穗造成严重伤害,减少小花数的分化,使可孕小花数下降,最终导致产量降低[23]。孕穗期处于四分体形成的关键时期,低于0℃的温度对 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ¥351916072
小麦旗叶和幼穗造成严重伤害,导致后期干物质生产和穗发育缓慢,严重的将停滞或死亡[4]。拔节期到抽穗前是小麦一生中生长速度最快、生长量最大的时期,穗叶茎等器官同时并进,叶面积及茎穗的长度和体积成倍增加,因此这段时期发生极端低温胁迫,对小麦将发生不可逆的伤害[5]。
光合作用是形成产量的重要生理过程,也是对低温最为敏感的生理过程之一。作物光合特性通常以光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度等气体交换参数反映[6],叶绿素含量和叶片荧光参数也是反映作物光合特性十分重要的指标。低温胁迫导致叶绿体部分基粒溶解,叶绿体被膜及类囊体层膨胀或解体,降低叶片中叶绿素含量[7]。低温胁迫还降低卡尔文循环酶、ATP合成酶、以及Rubico再生酶、过氧化物歧化酶的活力,同时影响气孔开闭,进而影响CO2 的固定。有学者研究了拔节期和孕穗期低温处理下不同品种的光合生理指标差异,研究结果表明光合速率、蒸腾速率、叶片气孔导度、胞间CO2浓度可作为评价小麦品种春季抗寒性的生理指标[8]。Farquhar等人认为低温使作物的光合速率下降,主要原因是低温使气孔开放程度变小,空气中CO2不能正常进入细胞间隙导致[9,10]。李俊等[11]研究结果表明作物的气孔导度、净光合速率与其抗寒性呈显著正相关关系。Devacht等学者认为,低温胁迫条件下叶片的最大净光合速率和气孔导度降低[12],而叶片的胞间CO2浓度含量却有可能增加[13]。
之前已有学者对低温环境下小麦叶片光合特性的机理进行了大量研究,但是已有研究均是基于冰箱或人工霜箱,温度的设置是基于恒定的白天/夜间处理温度,并没有考虑自然条件下的温度日变化规律;另外,已有研究大多仅考虑单个时期低温对小麦叶片光合特性的影响,较少研究多个时期均发生低温后小麦叶片光合特性的变化规律[14]。
本试验模拟自然条件下的日温度变化,明确小麦叶片光合特性对拔节期、孕穗期以及拔节期和孕穗期双期不同低温水平的响应规律,为低温胁迫下小麦的安全生产及适应性栽培措施的制定提供一定的理论依据。
1材料与方法
1.1试验设计
试验时间:2017~2018年
试验地点:江苏省如皋市白蒲镇朱家桥村国家信息农业工程技术中心试验基地(120.33°E, 32.23°N)。
试验设施:全自动人工气候室。
供试品种:徐麦30(耐寒性较强)和扬麦16(耐寒性较弱)。
低温处理时期:拔节期、孕穗期、拔节期和孕穗期
低温处理水平:T1 (Tmin/max/avg,6/16/11 ℃)、T2 (Tmin/max/avg,2/8/2 ℃)、T3 (Tmin/max/avg,4/6/1 ℃)、T4 (Tmin/max/avg,6/4/1 ℃)
低温持续时间:4天
低温处理方式:低温处理前,将小麦放在外界的自然环境中生长。当小麦生长到某一处理时期时,将长势均匀一致的小麦放入人工气候室中进行为期4天的低温处理,低温处理结束后,将小麦移出人工气候室,继续在外界环境中生长至成熟。
人工气候室内的环境设置:人工气候室内采用卤素灯进行补光以确保小麦生长不受光的限制。为了使人工气候室内的温度日变化能够尽量符合真实自然条件下的温度日变化规律,气候室内的温度控制采用分段式温度控制方法,即在每天中午12:0015:00保持最高温度,上午04:0006:00保持最低温度,其余时间段的温度在最高温度与最低温度之间渐变。
此外,本试验中供试的土壤为黄棕壤土,土壤养分含量为有效氮150.41mg∙kg1,有效磷57.84 mg∙kg1,速效钾96.32 mg∙kg1。每桶播种小麦25粒,三叶期每桶留苗10株。桶的直径为30cm,高25 cm。小麦播种前每桶施用尿素(纯氮含量为46.4%)1.77 g、过磷酸钙(P2O5含量为14%)6.29 g、氯化钾(K2O含量为60%)1.64 g,拔节期施尿素追肥1.77g,其他管理措施如灌水、病虫害防治等同当地高产栽培管理措施,以确保桶栽小麦生长不受水分和病虫草害等的限制。为减少气候室内各方位光温的差异保持每桶小麦受光温均匀,在低温处理期间,每天对内、外侧的小麦进行位置互换。

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