小麦籽粒灌浆参数变异及与粒重的相关性分析

小麦籽粒灌浆参数变异及与粒重的相关性分析
韩占江;郜庆炉;吴玉娥;薛香;娄季霞
【摘要】以5个小麦品种为材料,采用Logistic模型拟合籽粒灌浆过程,对籽粒灌
浆参数与粒重的相关性进行分析.结果表明,灌浆参数在不同灌浆阶段存在显著差异,渐增期持续持续时间(T1)和缓增期持续时间(T3)变异系数较大,最大灌浆速率出现时间(Tmax)、灌浆持续期(T)、快增期持续时间(T2)则相对稳定;最大灌浆速率(Rmax)、平均灌浆速率(R)、快增期灌浆速率(R2)变异系数较小,相对稳定,渐增期灌浆速率(R1)和缓增期灌浆速率(R3)的变异系数较大,易受影响;T和R与千粒重呈极显著正
相关,对千粒重(Y)作用较大,R的作用大于T;灌浆持续时T、R、R2和T2、R3和T3对Y作用显著.因此,可通过选育高平均灌浆速率(R)、高快增期灌浆速率(R2)的品种,配套适当的栽培措施来协调灌浆速率与灌浆持续时间的矛盾,达到增加粒重的目的.【期刊名称】《种子》
【年(卷),期】2008(027)006
【总页数】4页(P27-30)
【关键词】小麦;灌浆参数;粒重;变异;相关性
【作者】韩占江;郜庆炉;吴玉娥;薛香;娄季霞
【作者单位】河南科技学院,河南新乡,453003;河南科技学院,河南新乡,453003;河
南科技学院,河南新乡,453003;河南科技学院,河南新乡,453003;河南科技学院,河南新乡,453003
【正文语种】中文
【中图分类】S512.1
在高产条件下，穗粒重是增产的关键，有研究表明，穗粒重的提高与穗粒数和千粒重均有明显相关，随着生产水平的提高，提高粒重显得尤为重要［1］。

关于小麦千粒重与籽粒灌浆特性的关系，迄今已有许多报道，但结论尚不一致，前人研究多集中于灌浆过程描述和一般的数学模型拟合方面，这些研究为探索小麦灌浆规律提供了参考，但是通过系统相关分析，研究不同阶段灌浆特性以及主要灌浆参数的相关性，目前尚少见报道［2～9］。

本试验在大田生产条件下，用Logistic模型［10，11］拟合小麦籽粒灌浆过程，并计算出主要灌浆参数，系统研究了各灌浆
参数的相关性及其对粒重的作用，探讨籽粒灌浆规律，为实现小麦高产稳产提供理论依据。

1.1 供试材料
选用河南省近年大面积推广的小麦品种豫麦34(国审麦980015)、豫麦49(原名温麦6号，国审麦20000006)、周麦16(国审麦2003029)、郑麦9023(国审麦2003027)和百农矮抗58(国审麦2005008)作为材料。

1.2 试验方法
试验在河南科技学院的试验场进行，田间管理同一般高产大田。

按照小麦生育时期进行田间调查，小麦抽穗时，每个小麦品种选择同一天抽穗的植株600株做标记。

小麦开花后，在此600株中选择株高和长势一致，绿叶数相当，无病虫害且同一
天开花的200～300株植株进行挂牌标记。

小麦开花后第5天开始取样，以后每5天取1次，直到成熟。

每次取10个单茎，称穗鲜重，每穗分别取两列小穗中部5个小穗，每小穗取基部2个籽粒，共取100粒，测定百粒鲜重、剩余籽粒鲜重，
然后在105℃下杀青30 min，于80℃下烘至恒重，称各部分干重。

以开花后天数(t)为自变量，千粒重(y)为因变量，用Logistic模型y=k/(1+ae－bt)进行拟合，其中k为最大千粒重，t为开花天数，a、b为待定系数，对logistic
方程求一阶导数，得灌浆速率方程:
将整个灌浆持续期T代入上式，得平均灌浆速率R
然后对logistic方程求二阶导数得:
得方程极值点:
达到最大灌浆速率的时间Tmax=lna/b;
最大灌浆速率Rmax=Vmax=kb/4;
对logistic方程求三阶导数，得曲线的两个拐点:
灌浆过程分3个阶段:灌浆渐增期、快增期和缓增期，t1之前为渐增期，t1～t2为快增期;t2～T为缓增期。

R为籽粒平均灌浆速率、T为灌浆持续天数、T1、T2、
T3、R1、R2、R3分别表示3个阶段灌浆持续时间和灌浆速率。

1.3 数据分析
用Excel和SPSS软件对数据进行分析。

2.1 小麦籽粒灌浆过程的模拟
图1结果表明，5个小麦品种灌浆过程均呈“慢－快－慢”的趋势，以Logistic
模型Y=K/(1+ae－bt)进行拟合，达到显著水平，说明Logistic模型可以准确的反映小麦灌浆过程。

2.2 小麦籽粒灌浆参数的变异
从表1可知，从灌浆持续时间看，渐增期时间(T1)和缓增期时间(T3)变异系数大，变异系数分别为13.49和19.42，说明籽粒在灌浆过程中，二者易受年际、栽培措施和环境因素影响而波动，最大灌浆速率出现的时间(Tmax)、灌浆持续时间(T)、
快增期时间(T2)的变化相对较小;从灌浆速率看，渐增期灌浆速率(R1)和缓增期灌浆速率(R3)的变异系数较大，尤其是缓增期灌浆速率(R3)达到27.52，说明易受年际、栽培措施和环境影响。

最大灌浆速率(Rmax)、平均灌浆速率(R)、快增期灌浆速率(R2)变异系数较小，相对稳定。

2.3 小麦籽粒主要灌浆参数与千粒重的相关关系
从表2可知，灌浆持续天数(T)、平均灌浆速率(R)与千粒重呈极显著正相关，表明二者对千粒重作用重大，而平均灌浆速率(R)的作用大于灌浆速率持续时间(T)。

其它参数与千粒重的相互关系均未达到显著水平;平均灌浆速率(R)与灌浆持续天数(T)之间则呈极显著负相关。

上述结果表明，平均灌浆速率(R)是影响千粒重最重要的
参数，其次是灌浆持续天数(T)。

2.4 小麦灌浆阶段参数与千粒重的相互关系
小麦各段灌浆参数与千粒重的相关关系见表3。

由表3可知，在各阶段灌浆指标中，快增期时间(T2)、快增期灌浆速率(R2)、缓增期时间(T3)、缓增期灌浆速率(R3)均与千粒重的作用较大，而渐增期灌浆速率(R1)、渐增期时间(T1)与千粒重无显著作用，其它灌浆参数关系较为复杂，渐增期时间(T1)与渐增期灌浆速率(R1)呈显著负相关;快增期时间(T2)与快增期灌浆速率(R2)、缓增期时间(T3)、缓增期灌浆速率(R3)均为极显著负相关;快增期灌浆速率(R2)与缓增期时间(T3)、缓增期灌浆速率(R3)为极显著负相关;缓增期时间(T3)与缓增期灌浆速率(R3)也是极显著负相关。

由此可见，快增期时间(T2)、快增期灌浆速率(R2)比缓增期时间(T3)、缓增期灌浆速率(R3)对千粒重的影响作用更大。

3.1 稳定或适当延长灌浆持续天数，提高灌浆速率对提高粒重有重要意义
灌浆速率和灌浆持续天数与粒重的关系目前尚有争论［2～9］，有研究认为，小
麦粒重与籽粒灌浆速率呈正相关，而与灌浆持续时间关系不大［2］。

本试验结果表明，平均灌浆速率R和灌浆持续天数T与千粒重均呈显著正相关，同时，平均
灌浆速率(R)和持续天数(T)对千粒重具有决定性的作用。

但R和T之间却呈极显著的负相关。

因此，由于气候等因素的限制，合理避开不良气候对籽粒灌浆造成的影响，在北部冬麦区确定栽培策略时，应把重点放在提高灌浆速率上，稳定或适当延长灌浆持续时间。

3.2 提高渐增期灌浆速率对增加粒重尤为重要
蔡庆生［2］研究认为，小麦灌浆渐增期主要是籽粒形成和胚乳细胞分裂阶段，此阶段对粒重的形成很重要。

刘丰明［3］研究认为，提高小麦灌浆渐增期的灌浆速率和时间对提高粒重至关重要。

研究结果表明，T2、R2、T3、R3是影响千粒重
的4个主要参数。

快增期灌浆速率密切相关。

但在北部冬麦区生产条件下，快增
期灌浆速率和持续天数的变异系数较小，提高快增期灌浆速率和持续天数难度较大，而渐增期灌浆速率的变异系数较大，在生产中，提高渐增期灌浆速率将利于缩短库容建成所需时间，有利于加速进入快增期，提高快增期灌浆速率，保证粒重的提高。

3.3 减少缓增期灌浆特性波动是增加粒重的关键
结果表明，缓增期灌浆速率和持续天数变异系数较大，是造成粒重不稳定的主要生理原因，这主要由于小麦灌浆后期干热风高温逼熟所致，这是导致小麦品种粒重不稳的内在原因，也是增加粒重的主攻方向。

在增加渐增期灌浆速率的基础上，增加缓增期灌浆速率，延长其持续时间，特别是减少缓增期灌浆速率与持续天数的波动性是增加粒重的关键。

3.4 高粒重品种的选育与科学合理的栽培措施
小麦的产量由穗数、穗粒数和粒重3个要素构成。

在穗数和穗粒数一定的条件下，小麦的粒重对产量起着至关重要的作用。

小麦粒重的决定因素可以表示为:平均灌
浆速率×灌浆持续时间。

但小麦是夏收作物，种植制度还要考虑下茬作物。

因此，不宜通过延长灌浆持续时间来满足增加粒重的需要，而应通过提高灌浆速率来实现籽粒增重，把平均灌浆速率作为品种选育的重要指标。

从栽培角度讲，可以通过适期早播，保证或适当延长灌浆持续时间;通过水肥等运筹提高灌浆速率、调节灌浆
持续时间。

【相关文献】
［1］河南省小麦高稳优低研究推广协作组.小麦穗粒重研究［M］.北京:中国农业出版社，1995:1
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［2］蔡庆生，吴兆苏.小麦子粒生长各阶段干物质积累量与粒重的关系［J］.南京农业大学学报，1993，16(1):27 －32.
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