叶面喷施磷钾对小麦籽粒灌浆及生理过程的影响

作     者：梁子龙 

作者单位：西北农林科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张保军;刘杨

授予年度：2016年

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

主      题：磷酸二氢钾 籽粒灌浆 冬小麦 干旱胁迫 

摘      要：粒重是小麦产量构成因素之一,显著影响小麦产量。在小麦单位面积产量日益提高、由高产向超高产的过渡中,千粒重的提高日渐重要。在小麦生育后期,“一喷三防是重要的调控手段,能预防及防治小麦病虫害、干热风等灾害,显著提高小麦粒重。磷酸二氢钾是小麦“一喷三防的重要组成部分,在小麦籽粒灌浆期喷施磷酸二氢钾能够显著提高小麦粒重。但是关于磷酸二氢钾调控小麦粒重形成及籽粒灌浆的机理,以及不同水分条件下磷酸二氢钾对小麦籽粒灌浆的调控效应,目前均不明确。基于此,本研究选择穗型不同的小麦品种(系),在开花期分别喷施磷酸二氢钠、氯化钾、磷酸二氢钾,观测不同处理不同粒位籽粒灌浆情况,同时测定籽粒内源激素含量、旗叶抗氧化系统活性、籽粒以及茎鞘中碳水化合物含量的变化,探讨磷、钾调控小麦籽粒灌浆的生理机制;除此之外,模拟大田干旱情况进行盆栽试验,于小麦灌浆期内进行两种土壤水分处理(正常供水和干旱胁迫),开花期喷施磷酸二氢钾,研究不同水分条件下磷酸二氢钾对小麦籽粒灌浆的影响。研究结果表明:(1)不同粒位籽粒灌浆具有相似规律,强势粒粒重、平均籽粒灌浆速率和最大灌浆速率均显著大于弱势粒,且籽粒灌浆速率前期表现为强势粒大于弱势粒,后期则表现为弱势粒大于强势粒。叶面喷施磷、钾对强势粒的灌浆无显著影响,但其显著促进弱势粒的灌浆。各元素发挥作用的时期并不相同,钾主要作用于灌浆前期,能显著提高该时期弱势粒的粒重和最大灌浆速率,以及平均灌浆速率;而磷从灌浆中后期起才开始起作用,显著影响灌浆中后期弱势粒粒重和活跃灌浆天数。小麦开花后单株茎鞘干重呈现出先增加后下降的趋势,与同化物转运和籽粒灌浆进程密切相关。叶面喷施磷、钾显著影响单株茎鞘干重的变化,钾可显著降低灌浆前期单株茎鞘干重,但后期无明显变化,反映出钾促进灌浆前期同化物向籽粒中的运输,但影响后期茎鞘同化物向穗部运输的持续性;磷对灌浆前期茎鞘同化物积累和运输无显著影响,但可减缓后期单株茎鞘干重的降低趋势。不同叶面喷施处理下旗叶净光合速率表现出与单株茎鞘干重相同的规律。叶面喷施磷、钾对强势粒中IAA、Z+ZR、ABA含量及ETH释放速率均无显著性影响;喷施磷对弱势粒内源激素含量及ETH释放速率无明显作用,喷施钾可显著提高小麦弱势籽粒中Z+ZR、ABA含量,显著降低ETH释放速率,但对IAA含量无显著影响。叶面喷施磷可显著提高小麦灌浆中后期旗叶的SOD、POD、CAT酶活性、减少MDA含量、增大旗叶SPAD值,延缓旗叶的衰老;喷施钾则与之相反,促进旗叶衰老。叶面喷施显著影响小麦的粒重及产量,但对单位面积穗数及每穗粒数无明显作用。叶面单独喷施磷对粒重和产量无显著性影响,喷施钾可显著增加粒重及产量,主要原因为磷、钾作用于小麦灌浆的时期不同,磷作用于灌浆后期而钾作用于灌浆前期,因而钾对粒重及产量的影响更大。在磷和钾的相互作用下,磷酸二氢钾显著提高了小麦粒重,进而显著提高小麦产量。(2)干旱胁迫显著降低小麦籽粒灌浆速率、缩短灌浆持续时间,进而显著减轻小麦粒重。在正常水分条件下,外源喷施磷酸二氢钾对强势籽粒灌浆无显著影响,但显著促进弱势粒灌浆,提高其粒重。干旱胁迫下,外源喷施磷酸二氢钾显著促进强势粒、弱势粒灌浆,显著提高了二者粒重。干旱胁迫显著抑制了茎鞘中同化物向籽粒中的转运,而外源磷酸二氢钾显著促进了同化物向籽粒中的转运,增加籽粒中淀粉含量,有效缓解干旱胁迫对小麦籽粒灌浆的抑制作用,提高了小麦粒重。