樊明+楊濱齊+李紅霞+張雙喜+劉旺清+裘敏+方亮+魏亦勤

摘要：在同一環(huán)境條件下對(duì)不同生態(tài)類型春小麥品種的光合生理特性進(jìn)行比較，結(jié)果表明，各品種間葉綠素含量、光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和胞間CO2濃度等光合生理指標(biāo)存在明顯差異，青春38旗葉的葉綠素含量相對(duì)最高、光合速率相對(duì)最大，寧春50號(hào)的蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度相對(duì)最大、胞間CO2濃度值相對(duì)最高;各品種間農(nóng)藝性狀也存在一定差異。

關(guān)鍵詞：春小麥;生態(tài)類型;光合生理;葉綠素;光合速率;蒸騰速率;氣孔導(dǎo)度

中圖分類號(hào)： S512.1+20.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2015）04-0087-02

收稿日期：2014-06-05

基金項(xiàng)目：國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)小麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（編號(hào)：CARS-03）;國(guó)家科技支撐計(jì)劃（編號(hào)：2011BAD35B03）;寧夏自然科學(xué)基金（編號(hào)：NZ12260）。

作者簡(jiǎn)介：樊 明（1979—），男，寧夏平羅人，碩士，助理研究員，從事小麥育種和栽培研究。E-mail：fm45@sina.com。

通信作者：魏亦勤，碩士，研究員，從事小麥遺傳育種研究。E-mail：yqwei@163.com。

人們?cè)耘嘧魑锏哪康闹皇菫楂@得更多的光合產(chǎn)物。光合作用是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的核心，是農(nóng)作物產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)，而光合速率是光合作用強(qiáng)弱的指標(biāo)。有研究表明，不同生態(tài)類型小麥品種之間的光合速率差異很大[1-3]，在光合生理方面表現(xiàn)也有所不同。在一定環(huán)境條件下，選育具有較高光合效率的小麥品種，是實(shí)現(xiàn)小麥增產(chǎn)最有效的途徑[4-5]。國(guó)內(nèi)外對(duì)小麥光合特性有很多研究，但在寧夏引黃灌區(qū)有關(guān)不同生態(tài)類型小麥品種同一環(huán)境下的光合生理特性差異研究尚不多見(jiàn)。本試驗(yàn)在寧夏引黃灌區(qū)，對(duì)不同生態(tài)類型小麥品種的光合生理特性差異進(jìn)行研究，分析不同品種在產(chǎn)量因素構(gòu)成和主要光合生理特性等方面存在的差異，以期為小麥引種、高光效品種選育、育種材料選擇和栽培技術(shù)研究提供一定理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試小麥品種為我國(guó)不同春播麥區(qū)的主栽品種，生態(tài)區(qū)域劃分參照文獻(xiàn)[6]。供試材料為5個(gè)小麥品種，分別為龍麥33，適宜在東北春麥區(qū)的黑龍江北部及內(nèi)蒙古呼倫貝爾地區(qū)種植;青春38，適宜在西北春麥區(qū)的青海省東部農(nóng)業(yè)區(qū)及柴達(dá)木灌區(qū)種植;農(nóng)麥2號(hào)，適宜在北部春麥區(qū)的內(nèi)蒙古巴彥淖爾市、呼和浩特市、鄂爾多斯市種植;寧春50號(hào)，適宜在西北春麥區(qū)的寧夏引黃灌區(qū)中上肥力水平田塊種植;寧春4號(hào)，適宜在西北春麥區(qū)的寧夏引黃灌區(qū)、內(nèi)蒙古河套灌區(qū)種植。其中，寧春4號(hào)為對(duì)照材料。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2012年在寧夏農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)作物研究所小麥試驗(yàn)地進(jìn)行，緯度為38.25°N，經(jīng)度為106.24°E，海拔1 117 m。試驗(yàn)材料于3月6日播種，7月12日收獲。在6月26日小麥灌漿期分別測(cè)定旗葉片中部的葉光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率和葉綠素含量。旗葉光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率等用英國(guó)PPSystems公司產(chǎn)CIRAS-1型便攜式光合作用系統(tǒng)儀測(cè)定，測(cè)定時(shí)間為晴天09：00—11：00，在大氣CO2濃度為330～360 mg/kg，光合有效輻射為（1 150±50） μmol/（m2·s）進(jìn)行;旗葉葉綠素含量使用日本產(chǎn)SPAD-502 Plus葉綠素計(jì)測(cè)定。每個(gè)試材測(cè)定重復(fù)5次，取平均值。收獲期對(duì)每個(gè)試材進(jìn)行取樣，進(jìn)行室內(nèi)常規(guī)考種。

1.3 數(shù)據(jù)處理

圖表采用Excel 2003進(jìn)行整理。

2 結(jié)果與分析 2.1 不同生態(tài)類型春小麥旗葉的葉綠素含量

由圖1可見(jiàn)，不同小麥品種在灌漿期葉綠素含量差異較大，青春38葉綠素含量相對(duì)最高，SPAD值為50.9，較對(duì)照寧春4號(hào)葉綠素含量高2.4;農(nóng)麥2號(hào)葉綠素含量相對(duì)最低，SPAD值為42.1，與青春38葉相差8.8，存在明顯差異。

2.2 不同生態(tài)類型春小麥旗葉的光合速率

周竹青等發(fā)現(xiàn)，光合速率與葉綠素含量成顯著正相關(guān)關(guān)系[7-9]。由圖2可見(jiàn)，在同一環(huán)境條件下，不同生態(tài)類型小麥品種旗葉的光合速率值不同，其變化規(guī)律與葉綠素含量變化規(guī)律基本趨于一致，存在明顯差異;青春38的光合速率相對(duì)最大，為14.95 μmol/（m2·s），其次是龍麥33;農(nóng)麥2號(hào)光合速率相對(duì)最小，為10.70 μmol/（m2·s）;對(duì)照寧春4號(hào)光合速率為13.39 μmol/（m2·s）?？梢?jiàn)，葉片葉綠素含量高有利于維持葉片較高的光合效率。

2.3 不同生態(tài)類型春小麥旗葉的蒸騰速率

葉片蒸騰速率反映小麥植株體內(nèi)水分代謝狀況和對(duì)水分的利用效率[4-5]。由圖3可見(jiàn)，不同生態(tài)類型小麥品種旗葉的蒸騰速率差異明顯，其變化規(guī)律和光合速率有所不同：寧春50號(hào)蒸騰速率最大，為14.14 mmol/（m2·s）;其次是寧春4號(hào)、青春38和農(nóng)麥2號(hào);龍麥33的蒸騰速率最小，為 12.05 mmol/（m2·s），比對(duì)照寧春4號(hào)低 1.53 mmol/（m2·s）。

2.4 不同生態(tài)類型春小麥旗葉的氣孔導(dǎo)度

由圖4可見(jiàn)，不同生態(tài)類型小麥品種的旗葉氣孔導(dǎo)度變化規(guī)律和蒸騰速率變化規(guī)律趨于一致，蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度相適應(yīng);不同小麥品種間的氣孔導(dǎo)度存在差異，寧春50號(hào)氣孔導(dǎo)度最大，其次是寧春4號(hào)、青春38和農(nóng)麥2號(hào);龍麥33的氣孔導(dǎo)度最小，為461.1 mmol/（m2·s）。

2.5 不同生態(tài)類型春小麥旗葉的胞間CO2濃度

胞間CO2濃度高低對(duì)旗葉葉片光合物質(zhì)的轉(zhuǎn)化有著直接影響，過(guò)高或過(guò)低的胞間CO2濃度都影響葉片的氣孔開(kāi)度，不利于葉片進(jìn)行光合轉(zhuǎn)化[1，5]。由圖5可見(jiàn)，不同小麥品種旗葉胞間CO2濃度不同，寧春50號(hào)最高，胞間CO2濃度為279.50 mg/kg;其次是農(nóng)麥2號(hào)，胞間CO2濃度為 275.00 mg/kg;青春38最低，胞間CO2濃度為248.29 mg/kg，較對(duì)照寧春4號(hào)低18.38 mg/kg。

2.6 不同生態(tài)類型春小麥穗部的農(nóng)藝性狀

由表1可見(jiàn)，龍麥33的株高最高，為115 cm，其次是青春38;青春38的穗長(zhǎng)最長(zhǎng)，為10.1 cm，較對(duì)照寧春4號(hào)長(zhǎng) 1.0 cm;青春38的穗粒數(shù)最多，為40.8粒，其次是龍麥33，為39.6粒，寧春4號(hào)最少，僅為35.2粒;寧春4號(hào)的千粒質(zhì)量最大，為43.6 g，其次是寧春50號(hào)和農(nóng)麥2號(hào)，分別為42.9、40.6 g，青春38千粒質(zhì)量相對(duì)最小，比寧春4號(hào)小 10.3 g，這可能是由于青春38較其他品種生育期偏晚，灌漿后期干熱風(fēng)對(duì)籽粒干物質(zhì)的積累有影響。

表1 不同生態(tài)類型小麥品種穗部的農(nóng)藝性狀

品種 株高

（cm） 穗長(zhǎng)

（cm） 結(jié)實(shí)小穗

（個(gè)） 不結(jié)實(shí)小穗

（個(gè)） 穗粒數(shù)

（粒） 穗粒質(zhì)量

（g） 千粒質(zhì)量

（g） 籽粒顏色

寧春4號(hào) 89 9.1 17.0 2.4 35.2 1.9 43.6 紅

龍麥33 115 9.7 18.6 3.5 39.6 1.7 38.5 紅

農(nóng)麥2號(hào) 91 9.4 17.3 1.5 38.1 2.2 40.6 白

寧春50號(hào) 91 9.7 17.2 2.5 35.8 1.8 42.9 紅

青春38 105 10.1 19.2 3.1 40.8 1.6 33.3 紅

3 結(jié)論與討論

在同一光照環(huán)境下，不同生態(tài)類型小麥品種旗葉的葉綠素含量、光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和胞間CO2濃度等光合生理特性差異明顯。葉綠素含量是小麥品種自身決定的，是反映光合能力的一個(gè)重要指標(biāo)[5，7]，直接影響光合速率的大小。龍麥33和青春38葉綠素含量相對(duì)較高，其光合速率也相對(duì)較高。蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度相適應(yīng)，表現(xiàn)為同一變化

趨勢(shì)，這與王小兵等研究結(jié)論[2]相同。

本試驗(yàn)僅能反映在同一生態(tài)環(huán)境條件下不同生態(tài)類型小麥品種間光合反應(yīng)的差異，不同小麥品種在寧夏引黃灌區(qū)同一生態(tài)環(huán)境條件下的光合生理特性和千粒質(zhì)量直接之間的相關(guān)性還不是很明顯，這在寧夏引黃灌區(qū)還不足以確定不同生態(tài)類型小麥品種的生態(tài)適應(yīng)性和高產(chǎn)潛力。因此，對(duì)不同生態(tài)類型小麥品種整個(gè)灌漿過(guò)程中的光合生理特性變化規(guī)律及產(chǎn)量構(gòu)成等還有待進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]潘瑞熾. 植物生理學(xué)[M]. 4版.北京：高等教育出版社，2001：55-99.

[2]王小兵，李元清，崔國(guó)惠，等. 不同類型小麥品種（系）光合生理特性差異研究[J]. 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技，2011（2）：31-32，35.

[3]張玲麗，王 輝，馮 毅，等. 不同類型高產(chǎn)小麥品種產(chǎn)量形成特點(diǎn)及其生理特性分析[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2003，21（2）：122-125.

[4]董 鉆，沈秀瑛. 作物栽培學(xué)總論[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2000：114-128.

[5]王 忠. 植物生理學(xué)[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1999：65-183.

[6]趙廣才. 小麥高產(chǎn)創(chuàng)建[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2014.

[7]周竹青，朱旭彤，王維金. 不同類型小麥品種（系）光合生理指標(biāo)差異及其相互關(guān)系[J]. 麥類作物學(xué)報(bào)，2002，22（1）：39-42.

[8]惠紅霞，許 興，李樹(shù)華，等. 幾個(gè)春小麥新品系的光合生理特性及其和寧春4號(hào)的比較[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2001，10（4）：25-29.

[9]李樹(shù)華，惠紅霞，許 興. 寧夏春小麥光合性能的初步研究[J]. 寧夏農(nóng)林科技，2000（1）：9-13.