馮 帆

(楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院 生物工程分院，陜西 楊凌 712100)

小麥?zhǔn)俏覈?guó)重要的糧食作物之一。近年來(lái)，小麥主產(chǎn)區(qū)干旱危害頻發(fā)，尤其是小麥開(kāi)花前后因氣候干燥、降雨量少、土壤蒸散較大造成的土壤干旱脅迫，造成小麥千粒重顯著下降，致使小麥產(chǎn)量低而不穩(wěn)，對(duì)小麥生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響[1～2]。小麥千粒重主要取決于花后籽粒灌漿的進(jìn)行情況，明確干旱脅迫對(duì)小麥籽粒灌漿的影響以及采取相關(guān)措施緩解干旱脅迫對(duì)小麥灌漿的不良影響，對(duì)促進(jìn)我國(guó)主產(chǎn)區(qū)小麥生產(chǎn)具有實(shí)際應(yīng)用意義。

磷、鉀是植物生長(zhǎng)過(guò)程中必需的營(yíng)養(yǎng)元素，可有效提高植物抗逆性[3～4]。我國(guó)北方小麥生產(chǎn)中重要的“一噴三防”栽培技術(shù)措施，其中重要成分之一為磷酸二氫鉀，因其具有較好的抗逆性，對(duì)提升小麥灌漿期抗旱具有明顯效應(yīng)，因此以外源噴施的形式被大范圍應(yīng)用[5]，但關(guān)于不同水分條件下外源噴施磷酸二氫鉀對(duì)小麥籽粒灌漿的影響尚不明確。西農(nóng)979是我國(guó)大面積推廣種植的小麥品種之一，筆者研究在小麥灌漿期設(shè)置不同土壤水分處理，同時(shí)外源噴施磷酸二氫鉀，測(cè)定西農(nóng)979不同粒位籽粒灌漿情況及可溶性總糖、淀粉含量的變化，研究干旱脅迫下外源噴施磷鉀肥對(duì)小麥千粒重形成的影響及其機(jī)理。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

該試驗(yàn)于2017-2018年在西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院標(biāo)本區(qū)防雨棚內(nèi)進(jìn)行，供試小麥品種為西農(nóng)979。采取盆栽試驗(yàn)，盆上口徑為28 cm，下口徑為20 cm，盆高為26 cm，每盆裝過(guò)篩鮮土25 kg(供試土壤取自0～20 cm耕層土壤)。每盆播種30粒小麥種子，出苗后進(jìn)行定苗，每盆留苗12株。播種前每盆分別施用尿素3.90 g、磷酸二氫鉀1.30 g。

小麥生長(zhǎng)過(guò)程進(jìn)行人工控水，開(kāi)花前土壤水勢(shì)保持在-20～-30 kPa，開(kāi)花后設(shè)置2種水分處理：①干旱((15 cm土層處土壤水勢(shì)為-60～-70 kPa)；②正常(15 cm土層處土壤水勢(shì)為-20～-30 kPa)。在盆中安裝水勢(shì)測(cè)定探頭，采用SWP-100型便攜式土壤水勢(shì)測(cè)定儀于每天10:00-11:00對(duì)盆中土壤水勢(shì)進(jìn)行測(cè)定，當(dāng)讀數(shù)低于各處理設(shè)計(jì)值時(shí)，適當(dāng)澆水使讀數(shù)保持在設(shè)定范圍內(nèi)。

在兩種水分處理下，各設(shè)置2個(gè)外源噴施處理：①PK：開(kāi)花期向穗部噴施30 mmol·L-1KH2PO4，噴施量為750 kg·hm-2；②CK：噴施同量的清水為對(duì)照。分別在開(kāi)花期及花后10 d進(jìn)行噴施，共2次，每次連續(xù)噴施2 d。試驗(yàn)共計(jì)4個(gè)處理，每處理30盆，重復(fù)3次。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

在開(kāi)花期選定同一天開(kāi)花的麥穗進(jìn)行掛牌標(biāo)記。自開(kāi)花后每隔7 d進(jìn)行取樣，每次5個(gè)穗，于110℃殺青30 min后60℃烘至恒重。將小麥籽粒分為強(qiáng)勢(shì)粒和弱勢(shì)粒[6]，分別測(cè)定強(qiáng)、弱勢(shì)粒千粒重。將不同粒位籽粒磨粉后采用蒽酮比色法測(cè)定可溶性總糖含量，殘?jiān)?jīng)高氯酸兩次提取后采用蒽酮比色法測(cè)定糖含量，折合計(jì)算出淀粉含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)使用Microsoft Excel軟件進(jìn)行整理，采用SAS 8.0軟件進(jìn)行分析，使用Origin 9.0軟件進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)強(qiáng)、弱勢(shì)粒千粒重的影響

由圖1得出，各處理下不同粒位籽粒千粒重隨開(kāi)花后時(shí)間推移呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，且強(qiáng)勢(shì)粒千粒重高于弱勢(shì)粒千粒重?；ê笸寥栏珊堤幚泶蠓冉档蛷?qiáng)、弱勢(shì)粒的千粒重，而外源噴施磷鉀肥能促進(jìn)千粒重的增加。正常水分條件下外源噴施磷鉀肥可明顯增加弱勢(shì)粒千粒重，但對(duì)強(qiáng)勢(shì)粒千粒重?zé)o較大影響；干旱條件下外源噴施磷鉀肥可明顯提高強(qiáng)、弱勢(shì)粒千粒重，其中前者千粒重提升幅度更大。

2.2 不同處理對(duì)強(qiáng)、弱勢(shì)粒可溶性總糖含量的影響

圖2表明，四種處理下各粒位籽?？扇苄钥偺呛侩S開(kāi)花后時(shí)間推移而降低，且花后全過(guò)程強(qiáng)勢(shì)粒中可溶性總糖含量高于弱勢(shì)粒。干旱條件下強(qiáng)勢(shì)?？扇苄钥偺呛吭诨ê?5 d下降至零，弱勢(shì)?？扇苄钥偺呛吭诨ê?8 d下降至零，即強(qiáng)勢(shì)粒灌漿時(shí)間長(zhǎng)于弱勢(shì)粒?；ê笸寥栏珊堤幚砜擅黠@降低灌漿前中期強(qiáng)、弱勢(shì)籽?？扇苄钥偺呛?，外源噴施磷鉀肥對(duì)干旱條件下灌漿中后期強(qiáng)、弱勢(shì)籽?？扇苄钥偺呛烤哂性黾幼饔?，對(duì)其他時(shí)期無(wú)明顯影響。

2.3 不同處理對(duì)強(qiáng)、弱勢(shì)粒淀粉含量的影響

由圖3得出，不同處理各粒位籽粒淀粉含量在花后呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢(shì)，強(qiáng)勢(shì)粒淀粉含量高于弱勢(shì)粒。不同粒位籽粒淀粉含量對(duì)水分處理反應(yīng)不同，灌漿前中期土壤干旱處理對(duì)強(qiáng)勢(shì)粒淀粉含量無(wú)明顯影響，而在灌漿后期具有降低作用；灌漿中后期干旱處理降低弱勢(shì)粒淀粉含量。不同水分處理下外源噴施磷鉀肥對(duì)強(qiáng)勢(shì)粒淀粉含量無(wú)明顯影響，但可增加灌漿中后期弱勢(shì)粒淀粉含量。

3 結(jié)論與討論

小麥生育后期有目的的實(shí)施“一噴三防”技術(shù)措施可以有效的預(yù)防或減輕病蟲(chóng)害，提高小麥抗逆性，延長(zhǎng)灌漿時(shí)間，達(dá)到保證產(chǎn)量的目標(biāo)[5,7]。現(xiàn)階段“一噴三防”技術(shù)措施中常用的噴施液體中包括殺蟲(chóng)劑、殺菌劑、葉面肥和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等，其中葉面肥常使用適宜濃度的磷酸二氫鉀溶液，可增強(qiáng)小麥在灌漿期對(duì)干旱、高溫等氣象災(zāi)害的抗性。前人研究發(fā)現(xiàn)，小麥生育后期葉面噴施適量磷酸二氫鉀溶液可顯著提高千粒重和籽粒產(chǎn)量，對(duì)小麥花后抗高溫、抗旱性能也具有顯著提升作用[8]。筆者研究發(fā)現(xiàn)，外源噴施磷鉀肥有利于籽粒灌漿的進(jìn)行，可有效促進(jìn)籽粒中可溶性總糖積累及淀粉形成，為千粒重的提高打好基礎(chǔ)。

小麥籽粒灌漿時(shí)期是產(chǎn)量形成的關(guān)鍵時(shí)期，主要影響籽粒千粒重[3,9-10]。前人研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)境發(fā)生變化時(shí)禾谷類作物粒重的變化主要發(fā)生在弱勢(shì)籽粒上，而強(qiáng)勢(shì)籽粒粒重相對(duì)較為穩(wěn)定[11～12]，筆者研究獲得了類似的結(jié)果。與強(qiáng)勢(shì)籽粒相比，弱勢(shì)籽粒對(duì)水分變化的敏感性更高，千粒重降低幅度更大。同時(shí)，外源噴施磷鉀肥對(duì)小麥灌漿及千粒重的影響也存在明顯的粒位效應(yīng)，較大影響和調(diào)控了弱勢(shì)籽粒灌漿，對(duì)強(qiáng)勢(shì)籽粒影響較小。

較多研究表明，環(huán)境條件對(duì)冬小麥產(chǎn)量形成具有顯著影響，其中灌漿期干旱主要通過(guò)影響籽粒灌漿特性進(jìn)而影響籽粒千粒重[10,13]。筆者研究發(fā)現(xiàn)，冬小麥開(kāi)花期前后土壤干旱脅迫抑制了小麥籽粒灌漿的進(jìn)行，縮短了灌漿持續(xù)時(shí)間，對(duì)籽粒千粒重具有明顯降低作用。外源噴施磷鉀肥可緩解干旱對(duì)小麥灌漿的抑制作用，對(duì)灌漿過(guò)程具有一定的調(diào)控作用，并在不同水分處理下表現(xiàn)出較為明顯的粒位效應(yīng)。正常水分處理下，外源噴施磷鉀肥僅僅對(duì)弱勢(shì)粒灌漿具有促進(jìn)作用，但在干旱條件下大幅度促進(jìn)強(qiáng)、弱勢(shì)粒灌漿的進(jìn)行，提高強(qiáng)、弱勢(shì)粒千粒重。從粒重形成的角度分析，干旱脅迫對(duì)籽粒中可溶性總糖的積累和淀粉合成具有抑制作用，外源噴施磷鉀肥可促進(jìn)籽粒中可溶性總糖積累，提高底物含量，促進(jìn)淀粉合成，從而緩解干旱脅迫對(duì)籽粒灌漿的抑制作用，表現(xiàn)為小麥籽粒千粒重的提高。