孕穗期低温对小麦干物质积累与分配的影响
：低温胁迫是影响作物生长发育及产量的主要的环境因素之一。近些年来，受气候变化的影响，小麦出现低温倒春寒的可能性逐渐增大，低温致小麦减产的问题引起了更多的关注。本研究通过在人工气候室实施自然温度日变化规律下不同低温处理的小麦盆栽试验，明确孕穗期不同低温水平、不同低温持续时间对小麦干物质积累与分配的影响。结果表明，随低温程度的增加，小麦旗叶光合速率、气孔导度降低，胞间CO2浓度先降低后升高。总干重随低温水平和低温持续时间的增加均显著降低。孕穗期低温提高了小麦茎杆和叶片的分配指数，降低了穗的分配指数。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言3
1 材料与方法 4
1.1 试验材料 4
1.2 试验设计 4
1.3 人工气候室环境设置 4
1.4 测试指标及方法 4
2 结果与分析 4
2.1 孕穗期低温对小麦旗叶光合作用的影响 4
2.2 孕穗期低温对小麦干物质积累的影响 5
2.3 孕穗期低温对小麦地上部不同器官分配指数的影响 7
3 讨论 9
3.1 孕穗期低温对小麦光合作用的影响 9
3.2 孕穗期低温对小麦干物质积累的影响 9
3.3 孕穗期低温对小麦地上部干物质分配的影响 10
致谢 10
参考文献 10
孕穗期低温对小麦干物质积累与分配的影响
引言
引言 小麦是全世界最重要的粮食作物之一，其种植范围广泛。近年来，小麦生产供不应求，据估计，到2050年全球人口将达到90亿，对小麦的需求必须提高60%[1]。全球气候变化使得高温胁迫对作物的影响越来越受到作物学家的关注。虽然，近20年来气候变化导致全球变暖，春霜冻发生次数有减少的趋势，但是霜冻害问题仍然存在，而且有些年份霜冻危害仍相当严重。这主要是由于霜冻是因冷空入侵导致突然降温而引起的一种历时较短的农业气象灾害，与长期气候趋势并不同步[2]。
低温胁迫是影响植物生长和作物生产力，造成农作物产量损失的温度胁迫之一[36
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]。在澳大利亚、新西兰北部以及地中海地区，抽穗后低温给小麦生产造成了极大的损失[79]。据估计，澳大利亚小麦长期平均产量10%的损失是由于霜冻造成的[10]。在中国，小麦抽穗后几乎不发生霜冻害，而在早春特别是小麦拔节以后，短期低温天气较为普遍，给小麦生产造成了极大的损失[11]。例如，霜冻发生严重的年份，超过3.5万亩的作物发生冻害，在一些省份，产量损失达30%~50%。因此，低温胁迫是我国乃至全球小麦生产所面临的一个重大挑战。
本研究通过在人工气候室实施自然温度日变化规律下不同低温处理的小麦盆栽试验，明确孕穗期不同低温水平、不同低温持续时间对小麦干物质积累与分配的影响。本研究结果为减轻孕穗期低温对我国小麦生产的影响提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
采用春性品种扬麦16（V1）和半冬性品种徐麦30(V2)作为试验材料。
1.2 试验设计
本试验于2014~2015年在如皋实验基地进行。于全自动人工气候室实施自然温度日变化规律下孕穗期不同低温水平、低温持续时间的小麦盆栽试验。供试品种为扬麦16（春性）和徐麦30（半冬性）；温度设置为T1（6℃/16℃），T2（2℃/12℃），T3（2℃/8℃）、T4（6℃/4℃）；3个低温持续时间为2天(D1)、4天(D2)、6天(D3)。
1.3 人工气候室环境设置
人工气候室中采用分段式温度控制方法，每天12:0015:00保持最高温，04:0006:00保持最低温，其余时间段在最高温与最低温之间渐变，从而使得人工气候室内的温度日变化能够尽量符合自然条件下的温度日变化规律。另外，控制人工气候室中的湿度和CO2浓度，使其与外界大气环境保持一致。
1.4 测试指标及方法
从出苗开始，依次记载小麦的叶龄和主要生育期，并于主要生育期进行破坏性取样，测定小麦不同器官的干重。在上午9点至11点用便携式光合仪LI6400测定叶片光合作用测定旗叶光合速率、气孔导度、胞间CO2。
2 结果与分析
2.1 孕穗期低温对小麦旗叶光合作用的影响
低温胁迫导致小麦旗叶光合速率下降，且光合速率随低温水平及低温持续时间的增加而降低。低温处理2 d，扬麦16 T2、T3、T4处理旗叶光合速率和气孔导度分别较对照下降了12%、34%、84%和11%、42%、95%，胞间CO2浓度则较对照分别下降了0%、11%、38%；低温处理4d，扬麦16 T2、T3、T4处理旗叶光合速率和气孔导度较对照分别下降了23%、35%、85%和42%、53%、90%，胞间CO2浓度较对照分别降低了6%、7%、8%；低温处理6 d，扬麦16 T2、T3、T4处理旗叶光合速率和气孔导度较对照分别下降了26%、31%、83%和43%、48%、90%，胞间CO2浓度则较对照分别降低了20%、4%、16%。
低温处理2 d，徐麦30 T2、T3、T4处理旗叶光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度较对照分别下降了15%、32%、84%，44%、64%、96%，13%、20%、48%；低温处理4d，徐麦30 T2、T3、T4处理旗叶光合速率和气孔导度较对照分别下降了19%、38%、87%和43%、56%、82%，而胞间CO2浓度则分别提高了5%、20%、33%；低温处理6 d，徐麦30 T2、T3、T4处理旗叶光合速率和气孔导度较对照分别下降了15%、33%、87%和46%、61%、91%，胞间CO2浓度较对照分别下降了9%、12%、16%。
表1 孕穗期低温对小麦旗叶光合参数的影响
Table1 The effect of cold stress on photosynthetic parameters of flag leaf during booting stage
光合参数
Photosynthetic
处理
Treatment
处理后的天数
Days after start of treatment
parameters
1
2
3
4
5
6
Amax
V1T1
23.81
23.22
24.48
24.18
23.41
24.07
(μmol m2 s1)
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言3
1 材料与方法 4
1.1 试验材料 4
1.2 试验设计 4
1.3 人工气候室环境设置 4
1.4 测试指标及方法 4
2 结果与分析 4
2.1 孕穗期低温对小麦旗叶光合作用的影响 4
2.2 孕穗期低温对小麦干物质积累的影响 5
2.3 孕穗期低温对小麦地上部不同器官分配指数的影响 7
3 讨论 9
3.1 孕穗期低温对小麦光合作用的影响 9
3.2 孕穗期低温对小麦干物质积累的影响 9
3.3 孕穗期低温对小麦地上部干物质分配的影响 10
致谢 10
参考文献 10
孕穗期低温对小麦干物质积累与分配的影响
引言
引言 小麦是全世界最重要的粮食作物之一，其种植范围广泛。近年来，小麦生产供不应求，据估计，到2050年全球人口将达到90亿，对小麦的需求必须提高60%[1]。全球气候变化使得高温胁迫对作物的影响越来越受到作物学家的关注。虽然，近20年来气候变化导致全球变暖，春霜冻发生次数有减少的趋势，但是霜冻害问题仍然存在，而且有些年份霜冻危害仍相当严重。这主要是由于霜冻是因冷空入侵导致突然降温而引起的一种历时较短的农业气象灾害，与长期气候趋势并不同步[2]。
低温胁迫是影响植物生长和作物生产力，造成农作物产量损失的温度胁迫之一[36
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]。在澳大利亚、新西兰北部以及地中海地区，抽穗后低温给小麦生产造成了极大的损失[79]。据估计，澳大利亚小麦长期平均产量10%的损失是由于霜冻造成的[10]。在中国，小麦抽穗后几乎不发生霜冻害，而在早春特别是小麦拔节以后，短期低温天气较为普遍，给小麦生产造成了极大的损失[11]。例如，霜冻发生严重的年份，超过3.5万亩的作物发生冻害，在一些省份，产量损失达30%~50%。因此，低温胁迫是我国乃至全球小麦生产所面临的一个重大挑战。
本研究通过在人工气候室实施自然温度日变化规律下不同低温处理的小麦盆栽试验，明确孕穗期不同低温水平、不同低温持续时间对小麦干物质积累与分配的影响。本研究结果为减轻孕穗期低温对我国小麦生产的影响提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
采用春性品种扬麦16（V1）和半冬性品种徐麦30(V2)作为试验材料。
1.2 试验设计
本试验于2014~2015年在如皋实验基地进行。于全自动人工气候室实施自然温度日变化规律下孕穗期不同低温水平、低温持续时间的小麦盆栽试验。供试品种为扬麦16（春性）和徐麦30（半冬性）；温度设置为T1（6℃/16℃），T2（2℃/12℃），T3（2℃/8℃）、T4（6℃/4℃）；3个低温持续时间为2天(D1)、4天(D2)、6天(D3)。
1.3 人工气候室环境设置
人工气候室中采用分段式温度控制方法，每天12:0015:00保持最高温，04:0006:00保持最低温，其余时间段在最高温与最低温之间渐变，从而使得人工气候室内的温度日变化能够尽量符合自然条件下的温度日变化规律。另外，控制人工气候室中的湿度和CO2浓度，使其与外界大气环境保持一致。
1.4 测试指标及方法
从出苗开始，依次记载小麦的叶龄和主要生育期，并于主要生育期进行破坏性取样，测定小麦不同器官的干重。在上午9点至11点用便携式光合仪LI6400测定叶片光合作用测定旗叶光合速率、气孔导度、胞间CO2。
2 结果与分析
2.1 孕穗期低温对小麦旗叶光合作用的影响
低温胁迫导致小麦旗叶光合速率下降，且光合速率随低温水平及低温持续时间的增加而降低。低温处理2 d，扬麦16 T2、T3、T4处理旗叶光合速率和气孔导度分别较对照下降了12%、34%、84%和11%、42%、95%，胞间CO2浓度则较对照分别下降了0%、11%、38%；低温处理4d，扬麦16 T2、T3、T4处理旗叶光合速率和气孔导度较对照分别下降了23%、35%、85%和42%、53%、90%，胞间CO2浓度较对照分别降低了6%、7%、8%；低温处理6 d，扬麦16 T2、T3、T4处理旗叶光合速率和气孔导度较对照分别下降了26%、31%、83%和43%、48%、90%，胞间CO2浓度则较对照分别降低了20%、4%、16%。
低温处理2 d，徐麦30 T2、T3、T4处理旗叶光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度较对照分别下降了15%、32%、84%，44%、64%、96%，13%、20%、48%；低温处理4d，徐麦30 T2、T3、T4处理旗叶光合速率和气孔导度较对照分别下降了19%、38%、87%和43%、56%、82%，而胞间CO2浓度则分别提高了5%、20%、33%；低温处理6 d，徐麦30 T2、T3、T4处理旗叶光合速率和气孔导度较对照分别下降了15%、33%、87%和46%、61%、91%，胞间CO2浓度较对照分别下降了9%、12%、16%。
表1 孕穗期低温对小麦旗叶光合参数的影响
Table1 The effect of cold stress on photosynthetic parameters of flag leaf during booting stage
光合参数
Photosynthetic
处理
Treatment
处理后的天数
Days after start of treatment
parameters
1
2
3
4
5
6
Amax
V1T1
23.81
23.22
24.48
24.18
23.41
24.07
(μmol m2 s1)
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