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黄淮麦区小麦品种春化发育特性及冬前积温的调控效应研究

作　者: 杨宗渠
导　师: 尹钧
学　校: 河南农业大学
专　业: 作物栽培学与耕作学
关键词: 小麦春化作用苗穗期幼穗分化叶龄指数二棱期热时间冬前积温光能利用率
分类号: S512.1
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

小麦是我国重要的粮食作物,随着种植业结构的调整,“九五”末与“十五”初小麦种植面积出现较大幅度的下降,而国内消费量及消费水平有增无减,小麦供需安全出现较严峻的局面,提高单产、确保总产成为保障我国粮食安全的重要途径。因此,提高小麦对光温水资源的利用能力,增加光合产物的积累、提高单产,对于提高小麦产量和生产效益具有重要意义。小麦生产系统包括品种、环境和技术。小麦生长发育与环境条件之间的关系,包括环境对小麦生育需求满足的程度和小麦对环境的适应和资源利用程度,是小麦丰产高效生产的基础,也是减少栽培技术投入、减轻灾害损失、获得高产的重要途径。因此,确定适宜的品种与播种期,确立合理的群体结构,协调群体和个体发育,高效利用光温资源、最大限度地发挥品种增产潜力,就成为强化品种、资源环境和栽培技术的有机结合,实现小麦高产、高效和生态安全生产的重要问题。本研究以黄淮麦区大面积推广的29个品种为试验材料,采用室内春化处理和田间分期播种的方法,对黄淮麦区小麦品种进行了春化发育分类,研究了不同春化处理和冬前积温对小麦生育期、穗分化发育进程的影响,探讨了冬前积温对光能利用率的调控作用。其主要研究结果如下:1、黄淮麦区不同小麦品种的春化发育特性春化处理后不同品种的苗穗期、出苗期至幼穗分化二棱期的天数均随春化时间的延长而有不同程度的缩短,但不同品种间存在较大差异。以苗穗期平均值和变异系数、幼穗分化至二棱期所需天数的平均值和变异系数以及未经春化处理的出苗至二棱期天数为指标进行聚类分析,取相异性指标10,将参试品种分为春型、半冬型和冬型3大类群;取相异性指标5,又将春型分为2类、半冬型分为2类,共可细分为春性、弱春性、半冬型偏春性、半冬型偏冬性和冬型5个类型。5个春化发育类型中,春性品种和弱春性品种不经春化处理也可正常完成幼穗分化过程,春性品种春化反应微弱,0d、10d、20d和30d春化处理的苗穗期变异系数5%左右。弱春性品种的春化反应强于春性品种,不同春化处理的苗穗期变异系数在8%左右。半冬型偏春性品种的春化反应比弱春性品种强,不同春化处理的苗穗期变异系数18%左右,正常幼穗分化需要10d 0～2℃的低温。半冬型偏冬性品种的春化反应又强于半冬型偏春性品种,不同春化处理的苗穗期变异系数25%左右,0～2℃的低温达到20d才能完成正常的幼穗分化。冬型品种的春化反应更强,不同春化处理的苗穗期变异系数在30%以上,正常幼穗分化需要30d 0～2℃的低温。2、不同发育特性小麦品种叶片与小穗原基分化的同步关系小麦小穗原基分化对应的叶龄和叶龄余数受冬前积温和前期低温的影响较大,不同冬前积温和春化处理的叶龄指数则较为稳定,不同春化发育特性小麦品种的叶龄指标品种间差异大于冬前积温和春化处理之间的差异。表明主茎叶龄与小穗原基分化的对应关系受生态因子及栽培条件的影响较大,不宜将叶龄作为冬前壮苗的形态指标,而叶龄指数和小穗原基分化之间存在确定的量化关系,且主要由品种特性决定。春性品种进入二棱期和护颖分化期的叶龄指数分别在40%～45%和51%～58%,弱春性品种进入二棱期和护颖分化期的叶龄指数分别为45%～51%和57%～62%,半冬型偏春性品种进入二棱期和护颖分化期的叶龄指数分别在50%～55%和60%～64%,半冬型偏冬性品种进入二棱期和护颖分化期的叶龄指数分别为55%～59%和63%～67%。3、冬前积温对小麦品种幼穗分化的调控效应小麦的幼穗分化进程既取决于品种特性,又受到冬前积温的影响。随冬前积温的减小,不同幼穗分化时期所需的累积GDD减少,冬前积温对小麦幼穗分化的影响主要表现在单棱期和二棱期,护颖分化期之后幼穗分化受冬前积温的影响较小,冬型品种幼穗分化累积GDD对冬前积温最敏感,半冬型偏冬性品种次之,弱春性品种则对冬前积温不敏感。不同春化发育特性品种的小穗原基分化对温度的需求不同,对于春性和弱春性品种,14℃以上GDD不能满足幼穗正常发育的需求,而对14℃以下GDD有相对稳定的需求,当14℃以下GDD分别达到232～264和236～280时,幼穗可正常分化进入二棱始期;对于半冬型偏春性品种和半冬型偏冬性品种而言,12℃以上GDD不能满足幼穗正常发育的需求,而对12℃以下GDD的需求比较稳定,分别达到252～262和261～268之后,幼穗分化可正常进入二棱始期。4、冬前积温对小麦光能利用率的调控效应冬前积温对不同品种的光能利用率有显著影响。弱春性品种兰考矮早8冬前积温572℃、半冬型偏冬性品种周麦18冬前积温688℃,利于获得冬前壮苗,生育期内有较高的LAI,截获太阳辐射的比例大,分蘖成穗多,生育后期群体光合速率较高;冬前积温对Fv/Fm无显著影响,但兰考矮早8的冬前积温688℃和572℃以及周麦18冬前积温688℃的Fv/Fo及孕穗期到灌浆初期的qP值和ETR,均大于冬前积温462℃。两个类型的光能利用率,在播种至起身随冬前积温的减少而减小,起身至灌浆中期,以兰考矮早8冬前积温572℃和周麦18冬前积温688℃最高。播种到起身光能利用率低下是全生育期光能利用率低的原因之一,兰考矮早8冬前积温572℃、周麦18冬前积温688℃时,冠层群体和籽粒的光能利用率最高。在明确了不同品种春化发育特性的基础上,根据幼穗分化至二棱始期的适宜温度上限,以越冬期幼苗幼穗分化二棱始期并达到壮苗标准为依据,参考常年的日均温资料计算出不同地区在越冬期达到适宜的幼穗发育阶段所需的累积生长度日(GDD),可确定不同小麦品种在不同地区的适宜播种期。

全文目录

摘要  7-9
第一章文献综述  9-29
  1 国内外研究现状  9-16
    1.1 小麦品种的生产力与生态环境和技术的关系  9-11
    1.2 小麦春化发育特性  11-14
      1.2.1 不同春化发育类型幼穗分化对温度的需求  11-12
      1.2.2 器官发生与春化发育特性的关系  12-13
      1.2.3 春化发育特性与抗寒性的关系  13-14
    1.3 小麦的光能利用率  14-16
  2 研究的目的意义和技术路线  16-19
  参考文献  19-29
第二章黄淮麦区小麦品种的春化发育特性  29-44
  1 材料与方法  30
  2 结果分析  30-40
    2.1 春化处理对不同小麦品种苗穗期的影响  30
    2.2 春化处理对幼穗分化的影响  30-33
    2.3 品种类型的聚类分析  33-35
    2.4 不同春化发育类型的幼穗分化进程  35-40
      2.4.1 春型、半冬型和冬型品种幼穗分化进程的差异  35-37
      2.4.2 5个春化发育类型品种的幼穗分化进程  37-40
  3 讨论  40-41
  参考文献  41-44
第三章不同发育特性小麦品种叶片与小穗原基分化的同步关系  44-56
  1 材料与方法  45
    1.1 试验时间、地点  45
    1.2 试验材料  45
    1.3 试验方法  45
      1.3.1 试验设计  45
      1.3.2 春化处理方法  45
      1.3.3 观察测定项目与数据分析方法  45
  2 结果分析  45-51
    2.1 不同冬前积温叶片出生与小穗原基分化的关系  45-47
    2.2 春化处理对叶片出生与小穗原基分化关系的影响  47-51
  3 讨论  51-52
  参考文献  52-56
第四章冬前积温对不同春化发育特性小麦品种幼穗分化的效应  56-69
  1 材料与方法  57-58
    1.1 试验时间、地点  57
    1.2 试验材料  57
    1.3 试验方法  57-58
      1.3.1 试验设计  57
      1.3.2 春化处理方法  57
      1.3.3 测定项目与方法  57-58
  2 结果分析  58-64
    2.1 不同冬前积温处理的幼穗分化进程  58-60
    2.2 前期低温对小麦幼穗分化进程及不同穗分化期累积GDD的影响  60-64
  3 讨论  64-66
  参考文献  66-69
第五章冬前积温对小麦光能利用率的调控效应  69-83
  1 材料与方法  70-71
    1.1 试验材料与地点  70
    1.2 试验方法  70
    1.3 测定项目与方法  70-71
  2 结果分析  71-78
    2.1 冬前积温对越冬期幼苗个体发育的影响  71
    2.2 冬前积温对群体动态和冠层透光率的影响  71-75
    2.3 冬前积温对光合特性的影响  75-77
      2.3.1 群体光合速率  75-76
      2.3.2 荧光动力学参数  76-77
    2.4 不同冬前积温处理的光能利用率  77-78
  3 讨论  78-80
  参考文献  80-83
主要研究结论  83-85
英文摘要  85-89
致谢  89-90
博士研究生在读期间发表和投稿的论文  90

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