温度及土壤含水量对冬小麦生长习性及返青率的影响
温度及土壤含水量对冬小麦生长习性及返
青率的影响
第41卷第5期
2010年5月
东北农业大学
JournalofNortheastAgriculturalUniversity 41f51:9-13
Mav2010
温度及土壤含水量对冬小麦生长习性及返青率的影响
于晶,孟健男,曾俨,苍晶,李卓夫
(1.东北农业大学生命科学学院,哈尔滨150030;2.东北农业大学农学院,哈尔滨150030)
摘要:以抗寒性不同的冬小麦品种"东农冬麦1号"和"济麦22"为试验材料,研究土壤含水量及低温交叉
逆境下两个材料的生长习性及返青情况.结果表明,生长习性与温度及土壤含水量无关,在不同温度及不同土壤
含水量下东农冬麦1号植株均匍匐于地面生长,济麦22均直立于地面生长;返青率与土壤含水量及温度直接相
关,含水量在25%左右最适于返青,随着经历低温时间的延长及温度的降低,返青率略有下降,幅度在60%,
100%.在一定幅度范围内,温度与返青率呈极显着正相关,含水量与返青率呈负相关.研究结果可为指导大田
冬小麦封冻前及春季返青前浇灌提供理论依据.
关键词:冬小麦;温度;土壤含水量;生长习性;返青率
中图分类号:$512.1+1文献标志码:A文章编号:1005—9369(2010)05—0009—05 EffectoftemperatureandsoilmoistureonwinterwheatmOrphOgenesis
andoverwintersurvivalrate/YuJing',MENGJiannan',ZENGYan',CANGJing',LI
Zhuofu(1.CollegeofLifeSciences,NortheastAgriculturalUniversity,Harbin150030,China;2.
CollegeofAgriculture,NortheastAgriculturalUniversity,Harbin150030,China) Abstract:Chillingandsoilmoisturearetwoecologicalfactorscausingenvironmentalstressin
plants.Thepresentworkisaimedtostudytheinfluenceofthetwostressconditionsintwovarietiesof
wheat(TriticumaesUvumL.)(Dongnongdongmail,coldtolerant;Jimai22,semitoleranttocoldness).The
resultsshowedthatvariouslevelsofsoilmoistureandtemperaturehadlittleaffectinmOrphogenesjs,
DongnongdongmailhadaprostrategrowthhabitbutJimai22keptupright;Incontrast,theoverwinter
survivalrateweredirectlyrelatedtosoilmoistureandtemperature,25%ofsoilmoisturewasthemost
suitableforwheatgrowth,therewasaslightdeclineinoverwintersurvivalrateintherangeof60%-100%
duringthetemperaturedecreaseandextensionoftime.Theoverwintersurvivalratewasnegatively
correlatedwithwatercontentandtemperatureinourexperimentalrange.Itmayprovideatheoreticalbasis
tofieldirrigationbeforeandduringwinter.
Keywords:winterwheat;temperature;soilmoisture;morphogenesis;overwintersurvivalrate
低温对植物的伤害表现为冷害和冻害两种类
型,冷害是0?以上低温对植物的伤害,包括直接
破坏细胞原生质活性的直接伤害和引起细胞代谢失
常的间接伤害,冻害是0?以下低温使植物组织内
结冰而引起的伤害,包括细胞内结冰和细胞间隙结
冰伤害『l1.不同植物种类,同种植物的不同品种对 低温的抗性不同,在可承受的低温下植物体内会发 生许多生理生化变化【2_3吸诱导抗寒基因或抗冻蛋白 的形成来适应低温逆境l,但随着低温的不断下降 及低温时间的延长,植物便会死亡,因此,通过植
物受低温胁迫后恢复生长的能力(返青率)可以直接 来判断其抗寒能力阎.
收稿日期:2009—12—31
基金项目:东北农业大学创新团队项目(CXZO03);东北农业大学科学研究基金项
目(2008)
作者简介:于晶(1981一),女,讲师,博士,研究方向为植物生理生化及分子生物
学.E-mail:yujing1981@126.corn 通讯作者:苍晶,教授,博士生导师,研究方向为植物生理生化.E-mail:cangjing2003@163.oom ?
10?东北农业大学第41卷
2007年,冬小麦品种东农冬麦1号在黑龙江
省高寒地区育成,并通过了品种审定,该品种抗寒 性极强,可以在黑龙江省等寒地(最低温度一3O?) 存活,但是,由于黑龙江省不仅冬季严寒,风大,
而且降雪量年际问不平衡,若雪少则易造成冬季麦 苗裸露田间,被风吹干而死亡,如果遇秋冬和返青 期土壤含水量不适宜(过高或过低),就会在很大程 度上影响返青率.为确保东农冬麦1号能够安全越 冬,有必要对其土壤含水量和低温双重逆境胁迫进 行综合深入研究.目前对东农冬麦1号的研究主要 集中在对低温的抗性上[9-11,对不同胁迫之问的相互
关系以及交叉适应的机制还所知甚少.本研究通过
比较不同抗寒品种东农冬麦1号,济麦22(对照)品
种在不同土壤含水量及低温逆境胁迫下返青率的情 况,探讨植物对不同胁迫交叉适应的可能机制,确 定春季田间最适返青的土壤含水量,为指导大田冬 小麦封冻前及春季返青前浇灌提供理论依据. 1材料与
方法
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1.1试验材料与种植
供试冬,J,麦材料为东农冬麦1号(D)和济麦22(J), 由东北农业大学小麦育种室提供.种子精选后于 2008年9月9日室外盆栽播种,盆栽用土取自东 北农业大学实验田,黑土.播深5em,株距1em, 坐水种植,施基肥量与正常大田常规种植一致.盆 栽材料3种土壤含水量(30%,35%,25%,30%, 20%,25%)处理,每个处理10盆.3d测定一次土 壤(分蘖节附近)含水量,使土壤水分一直保持在上 述3个含量范围内.
1.2试验方法
1.2.1幼苗外部形态及生长习性
越冬期不同温度下观察幼苗外部形态,并对试 验材料的幼苗生长习性进行目测评定. 1.2.2返青率调查
分别记录小麦盆栽材料越冬期温度稳定5d降 至一10,一15?,一15,一20?,一2O,一25:和一25,一30
?后,在昼夜温度15?/10oC恢复培养及次年春季 缓慢升温时的盆栽返青率,并以同时期大田种植材 料的返青率为参照.
1.2.3数据记录及统计
分析
定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析
采用Excel2003完成数据处理,DPS3.01软 件进行方差分析和相关性分析.
2结果与分析
2.1麦苗外部形态及生长习性
小麦抗寒性与麦苗的生长状态有关.匍匐型 (叶片全部匍匐于地面)是抗寒性强的类型;半匍匐 型(叶片尖端与地面接触,叶身离开地面)具有中等 抗寒性;半直立型(叶片全部离开地面,但不完全直 立)具有较弱的抗寒性;直立型(叶片全部直立)是抗 寒性弱的类型.两个冬小麦品种越冬期生长状态有 很大的差异.东农冬麦1号叶片全部匍匐于地面, 济麦22叶片尖部着地,叶身直立(见图版I).两个 品种均2,3个分蘖,在低温一10—15?时,叶片均 呈深绿色,两者直观上无差异;在低温一15~_20 时东农冬麦1号叶片仅叶尖部略黄,而济麦22叶 片明显黄化;在低温一20—25cI二及一25,30?时东 农冬麦1号仅叶片尖端干枯,而济麦22叶片几乎 全部黄枯.
2.2返青率
在气温连续5d通过一10—15?,一15,2O?, 一
2O~-25?及一25—3OcI=时,分别将室外盆栽材料 转移至室内(15~C/10?)恢复培养,调查返青情况, 并于次年春季调查缓慢升温的盆栽及大田返青率 (见表1).恢复生长15d后的麦苗状态见图版?, ?
图版I越冬期东农冬麦1号(D)与济麦22(J)麦苗生长状态 PlateIWheatgrowthstateofDongnongdongmailandJimai22inwintering
第5期于晶等:温度及土壤含水量对冬小麦生长习性及返青率的影响.
11.
—30 Dongnongdong—?25
麦
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0~2
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OhOh
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Oh
注:按照Tukey测验(cL=0.05),标以相同字母的值差异不显着.—— Note:Valuesfollowedbythesameletterdenotenosignificantdifferenceat0.05levelacc.rdin
gt.Tukeytest.
a,c,e,东农冬麦1号,土壤含水量分别为37.6%, 25.9%,22.3%;b,d,卜济麦22,土壤含水量分别为32-3%,27.3%,24,5%.
,,.一D.ng"ongd.ngmajl,s.ilmoistuFeis376%,
25.9%,22-3%,respectively;b
,d,f-Jimai22,s】啪.jslurejs32_3%27-'3%,24.5% respectively.
图版?东农冬麦1号(D)与济麦22(J)恢复生长15d的麦苗状态(-10—15qC) Plate?WheatstateofDongnongdongmailandJimai22afterrecoverygrowth15d(一 1O,15?)
T,
,,
东农冬孝,土壤含水量分别为36.I%,29.4%,25.5%Ib,d,f_济麦22,土壤含水量分别为34.1%,30.2%,24.8%0,'一Dongnongdongi,.imoistureis36?l%,29.4%,25.5%spectively;b,d,f-Jimai22,s.ilm.isturei
s34.1%,3o.2%,2.8%spectjvelv 图版?东农冬麦1号(D)与济麦22(J)恢复生长15d的麦苗状态(,1520?) Plate?wheatstate.fD.ngn.ngd.ngmailandJimai22afterrec0verygrowth15d(-
15一20?1
一
一
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叽卟一
一
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一
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东北农业大学第4l卷
a,c,e一东农冬麦1号,土壤含水量分别为35.8%,25.8%,20.3%;b,d,f-为济麦22,土壤含水量分别为34.1%,25.8%,21.5%
a,c,e—Dongnongdongmai1,soilmoistureis35.8%,25.8%,20_3%,respectively;b,d,f-Jimai22,so
ilmoistureis34.1%,25-8%,21.5%,respectively
图版?东农冬麦1号(D)与济麦22(J)恢复生长15d的麦苗状态(一20—25?及一
25—30?)
PlateIVWheatstateofDongnongdongmailandJimai22afterrecoverygrowth15d(-20--25
?and一25-一30oC)
一
lO—l5?低温后的麦苗在昼夜15~C/IO?温度 下恢复生长15d时,两个材料均已返青,不同的土 壤含水量麦苗返青情况有很大差异.土壤含水量高, 返青苗长势弱,济麦22烂根极为严重,存活率低; 土壤含水量正常或偏低时,返青麦苗长势好,根壮 叶茂(见图版V—a).从整体来看,东农冬麦1号的 长势在3种土壤含水量下均好于济麦22(见图版?). 一
15—2O?低温后的麦苗在15~C/IO?温度下恢复生 长15d时,不论土壤含水量高低,济麦22均烂根, 无一返青,而东农冬麦1号在含水量适中及偏低时 能够返青,且低含水量处理的返青率高于适中含水 量处理(见图版?),其根系生长旺盛(见图版V—b), 但地上部分长势比一1o~一15?降温下生长的麦苗陧. 一
20—25?及一25,30?低温后的麦苗在15qC/ 10?温度下恢复生长15d时东农冬麦1号和济麦 22均未返青(见图版?),且各含水量处理的济麦22 均烂根,而东农冬麦1号无烂根现象(见图版V—c), 约30d后东农冬麦1号开始返青.麦苗越过冬季 后,在次年春季缓慢升温条件下,济麦22均未返 青,东农冬麦1号正常返青.试验表明,小麦越冬 期经同样低温后,经缓慢升温过程的返青率要显着 高于突然增至高温的返青率;随着温度的降低,返 青时间逐渐延长,返青率下降.综上所述,无论土
壤含水量在什么范围内,济麦22越冬的极限温度都 在一l5?左右,而东农冬麦1号在一30?左右的越冬 条件下仍可以正常返青.相关性分析表明,温度与 返青率呈显着正相关,相关系数为0.91;土壤含水 量与返青率呈负相关,相关系数为一0.18. a:一10~一15?;b:一15-一20C;c:一20,一25oCand一25,一30oC
图版V不同温度及不同含水量下东农冬麦1号(D)与济麦 22(J)的比较
PlateVComparisonofDongnongdongmmlandJimai22
indifferenttemperatureanddifferentsoilmoisture
3讨论与结论
小麦能否安全越冬主要取决于品种(即基因型) 的抗寒性,但也受外界环境及栽培措施等其他因素 影响.对于同一小麦品种来说,抗寒性与其播期, 第5期于晶等:温度及土壤含水量对冬小麦生长习性及返青率的影响
播量及播深有关,还与光照,温度,土质和墒情, 肥料的施用种类及多少有关【】21.小麦品种的抗寒性 可通过直接目测越冬期小麦形态而初步测定,即抗 寒性强的品种植株匍匐于地面生长,抗寒性弱的品 种植株直立于地面生长;也可以通过第二年返青情 况直接判定,即经过严冬后存活的小麦比例多少. 本试验通过外部形态及返青率同时证实了东农冬麦 1号的抗寒性极强,济麦22的抗寒性中等,两种方 法互相验证,结果非常可靠.土壤含水量影响小麦 的返青率.目前,对麦田含水量与小麦抗寒性关系 的研究尚不系统.本试验通过盆栽控制土壤含水量 的方法初步证明:土壤水分超过30%会导致返青期
)或偏 的小麦严重烂根;土壤含水量中等(25%左右
低(2O%左右),有利于小麦返青,根系生长旺盛;
但土壤水分偏低时,麦苗长势弱于土壤含水量中等
时的情况;但土壤含水量过低,则麦苗会旱死.至
于土壤水分含量低到什么程度会导致小麦不能返青,
还需进一步研究.此外,小麦在越冬期经历的温度
不同对返青的影响也很大.本试验通过土壤含水量
与温度的联合分析表明,在不同土壤含水量下,小
麦越冬后的返青率均随温度的不断降低而逐渐下降,
且返青时间相应延长.关于小麦返青的土壤临界水
分,气温以及它们之间的关系正在进一步探讨.
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