拔节期干旱胁迫对冬小麦光合特性、生长发育及产量影响研究

论文摘要

本文采用盆栽试验的方法,通过在冬小麦拔节期设立对照（CK）、轻度干旱（G1）、中度干旱（G2）及重度干旱（G3）四个不同水分等级,观测不同干旱处理下的冬小麦光合特性、植株形态、灌浆速率及产量指标的变化,全面系统地研究拔节期干旱胁迫对冬小麦拔节期至成熟期的光合特性、生长发育及产量的影响。研究结果表明,拔节期不同程度干旱对冬小麦各项生长指标均有一定程度的抑制作用。主要研究结果如下:（1）干旱胁迫下冬小麦净光合速率显著降低。拔节期、抽穗期和灌浆期这三个时期的Pn日均值都为CK≈G1>G2>G3,G1和G2在三个发育期都呈现出“双峰型”模式;G3则是不明显的“单峰型”模式。干旱等级越重,冬小麦净光合速率日均值越低。（2）冬小麦蒸腾速率与干旱等级为极显著负相关关系。G1、G2和G3在各个时期均呈现出“双峰型”模式。Tr日均值在三个时期均表现为CK>G1>G2>G3,但CK与G1无极显著差别,G2与G3相比CK具有极显著差异。随着冬小麦生长发育的进行,不同处理间Tr的差距越来越小。（3）各处理的WUE日变化大多都呈现类似“M”型的“双峰值”特点,部分呈现“单峰型”或“三峰型”。G1与G2的冬小麦在拔节期至灌浆期的WUE随着干旱程度的加重而逐渐增加。三个时期的WUE日均值总体表现为G1≥G2≥CK>G3。整个发育期G3都要显著低于其他处理。G1和G2相比较CK略有上升。（4）拔节期、抽穗期和灌浆期Gs日均值均为CK>G1>G2>G3,干旱等级加重,冬小麦气孔导度日均值降低。拔节期时各处理差距最大,成熟期和灌浆期各干旱处理与CK的差距逐渐缩小,表明随着发育期推进,拔节期干旱胁迫对冬小麦Gs的影响在逐渐弱化。（5）冬小麦的Ci与干旱等级存在极显著负相关,干旱等级增加,Ci值极显著降低。三个时期的Ci日均值总体表现为CK>G1>G2>G3。干旱等级越重,Ci日均值越低。G1与CK在三个发育期无显著差距,G2与G3在拔节期干旱胁迫后Ci值迅速降低,与CK差距较大,抽穗期时G3与CK差距进一步增加,但灌浆期时,各干旱处理与CK的差距大幅缩小。冬小麦光合作用所有指标均随着发育期推进表现出了对干旱逆境的适应性。（6）干旱胁迫会造成冬小麦叶面积显著减少、株高显著降低、茎粗显著减小、根系干重显著减小、次生根数减少及根冠比升高。拔节期干旱对冬小麦植株形态影响贯穿于拔节期至成熟期间的每一个发育期,根冠比在抽穗期后表现出了适应性,冬小麦根冠比则自拔节期后逐渐缩短各处理差距,表明干旱胁迫对冬小麦地上部分影响大于根系。这也体现了干旱逆境对冬小麦植株形态影响较大,除次生根及根冠比外其他植株形态指标难以恢复。（7）干旱会造成冬小麦扬花期滞后,且不同处理的差异显著。CK的扬花始期大约在4月11日左右,G1为4月13日,G2为4月16日,G3则为时间最晚的4月18日。轻度干旱对比对照扬花始期滞后约2天,中度干旱滞后5天左右,而重度干旱则滞后约7天。G1、G2与G3的灌浆持续期分别相比对照平均减少约2.2天、6.46天及10.36天。这表明干旱胁迫会减少冬小麦灌浆持续期,这也使得干旱等级较重的冬小麦出现早熟现象。干旱提高了冬小麦平均灌浆速率。G3的平均灌浆速率约为0.93mg/grain·d,为各处理最大值,G2与G1较为接近,平均速率都为0.91mg/grain·d,CK则是0.87mg/grain·d,为各处理最低值。干旱与灌浆最大速率成反比。CK的灌浆最大速率为1.43mg/grain·d,G1为1.36mg/grain·d,G2 为 1.25 为 mg/grain·d,而 G3 则是最低 1.21mg/grain·d。CK、G1、G2及G3最大灌浆速率距花后天数分别约为23.33天、21.83天、21天和18.97天。这说明干旱胁迫会造成最大灌浆速率距花后天数提前,G1、G2与G3分别提前约1.5天、2.33天及4.36天。（8）干旱等级与单株小穗数、单穗粒数、不孕小穗率、千粒重及单株粒重之间均存在极显著相关关系,其中与单株小穗数、单穗粒数、千粒重及单株粒重为极显著负相关关系,与不孕小穗率为极显著正相关关系。干旱等级越高,单株小穗数、单穗粒数、千粒重及单株粒重均极显著降低,而不孕小穗率则显著升高。G1千粒重达到36.64g,略高于CK的36.51g,G2与G3平均分别为31.55g和28.28g,三种干旱处理的冬小麦千粒重相比较对照的降低率分别是-0.36%、13.58%和22.53%,当干旱程度达到G3时,冬小麦千粒重最低。干旱等级与冬小麦单株粒重存在负相关关系。CK单株粒重平均达到1114mg左右,G1单株粒重达到856.64mg,G2为619.01mg,G3平均480.19mg。G1相比较CK减产率约15.48%,G2较CK减产约38.92%,G3较CK减产约52.62%。

论文目录

致谢

摘要

Abstract

1 文献综述

1.1 安徽省干旱灾害

1.1.1 干旱的定义与分类

1.1.2 安徽省干旱情况及成因

1.2 安徽省冬小麦生育期划分

1.3 干旱对冬小麦的影响

1.3.1 干旱对冬小麦植株形态的影响

1.3.2 干旱对冬小麦光合特性的影响

1.3.3 干旱对冬小麦粒重与灌浆速率的影响

1.3.4 干旱对冬小麦根系的影响

1.3.5 干旱对冬小麦产量及产量构成要素的影响

1.4 不足之处及未来展望

2 引言

3 研究材料与方法

3.1 研究区域概况

3.2 研究内容与技术路线

3.2.1 研究内容

3.2.2 技术路线

3.3 研究方法及试验设计

3.3.1 研究资料

3.3.2 试验设计

3.3.3 模拟干旱处理

3.3.4 测定项目与方法

3.4 数据分析

4 结果与分析

4.1 干旱胁迫对冬小麦净光合速率的影响

4.1.1 干旱胁迫对冬小麦拔节期净光合速率的影响

4.1.2 冬小麦抽穗期旗叶净光合速率对不同干旱逆境的响应

4.1.3 不同干旱等级下的冬小麦灌浆期旗叶净光合速率变化

4.2 不同干旱胁迫下的冬小麦叶片蒸腾速率变化

4.2.1 干旱胁迫对冬小麦拔节期旗叶蒸腾速率影响

4.2.2 冬小麦抽穗期旗叶蒸腾速率对不同干旱逆境的响应

4.2.3 不同干旱等级下的冬小麦灌浆期旗叶蒸腾速率变化

4.3 干旱胁迫对冬小麦旗叶水分利用效率的影响

4.3.1 干旱胁迫对冬小麦拔节期旗叶水分利用效率的影响

4.3.2 冬小麦抽穗期水分利用效率对不同干旱逆境的响应

4.3.3 不同干旱等级下的冬小麦灌浆期旗叶水分利用效率的变化

4.4 不同干旱胁迫下的冬小麦气孔导度变化

4.4.1 干旱胁迫对冬小麦拔节期旗叶气孔导度影响

4.4.2 冬小麦抽穗期旗叶气孔导度对不同干旱逆境的响应

4.4.3 不同干旱等级下的冬小麦灌浆期旗叶气孔导度变化

2的影响'> 4.5 干旱胁迫对冬小麦胞间CO₂的影响

2的影响'> 4.5.1 干旱胁迫对冬小麦拔节期旗叶胞间CO₂的影响

2对不同干旱逆境的响应'> 4.5.2 冬小麦抽穗期旗叶胞间CO₂对不同干旱逆境的响应

2的变化'> 4.5.3 不同干旱等级下的冬小麦灌浆期胞间CO₂的变化

4.6 干旱胁迫下冬小麦光合特性指标的相关性分析

4.6.1 干旱胁迫下冬小麦拔节期光合特性指标的相关性

4.6.2 不同干旱胁迫下冬小麦抽穗期光合特性指标的相关性

4.6.3 不同干旱胁迫下冬小麦灌浆期光合特性指标的相关性

4.7 冬小麦植株形态对干旱胁迫的反应

4.7.1 干旱胁迫下的冬小麦叶面积变化

4.7.2 冬小麦株高在干旱逆境下的变化

4.7.3 干旱胁迫对冬小麦茎粗的影响

4.7.4 干旱逆境下的冬小麦根系干重的分析

4.7.5 不同干旱胁迫下的冬小麦次生根数量变化

4.7.6 干旱条件下冬小麦根冠比的变化

4.7.7 不同干旱胁迫下冬小麦植株形态指标的相关性

4.8 干旱胁迫下的冬小麦灌浆速率分析

4.8.1 干旱胁迫下的冬小麦灌浆速率变化

4.8.2 干旱胁迫下的冬小麦灌浆速率指标相关性

4.9 干旱胁迫对冬小麦产量及产量构成要素的影响

4.9.1 干旱胁迫对冬小麦单株小穗数的影响

4.9.2 干旱胁迫下冬小麦不孕小穗率的变化

4.9.3 干旱胁迫对冬小麦单穗粒数的影响

4.9.4 冬小麦千粒重对不同干旱胁迫的响应

4.9.5 不同干旱胁迫对冬小麦单株粒重的影响

4.9.6 不同干旱胁迫下冬小麦各产量指标的相关性

5 结论及展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

作者简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李威

导师: 蒋跃林

关键词: 干旱胁迫,冬小麦,光合特性,植株形态,灌浆速率,产量

来源: 安徽农业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 气象学,植物保护,农作物

单位: 安徽农业大学

分类号: S512.11;S423

DOI: 10.26919/d.cnki.gannu.2019.000621

总页数: 96

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拔节期干旱胁迫对冬小麦光合特性、生长发育及产量影响研究

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