小麦倒伏的茎秆特征及对产量与品质的影响

图 1 不同小麦品种倒伏植株的株高和节间长度特征 Fig. 1 Characteristics of plant height and internode length of lodged pl ants
品种 V arieties
表 1 不同小麦品种倒伏植株的茎秆节间长度与比例 Table 1 Length of internodes and its ratio to plant l ength of lodged plants
发生茎秆倒伏进行了研究, 分析其茎秆性状特征, 明确倒伏后对产量和品质的影响, 以期为小麦高 产优质栽培提供依据。
收稿日期: 2005-06-14 修回日期: 2005-08-20 基金项目: 江苏省科技厅 资助项目( BK 2002205、BC2003303) ; 江苏 省教育厅 资助项目( M K 0310074) ; 江 苏省农业
供试品种( 系) 选用株高和茎秆性状不同的秦 麦 11 ( QM 11) 、扬 麦 12 号 ( YM 12) 、甘 春 20 ( GC20) 、02-166、黑小麦 ( HXM ) 和 03-661, 随 机 区组种植。栽培措施为施氮肥 180 kg/ hm2, 氮肥 运筹为基肥∶拔节肥= 5∶5; 基施 P2O 5、K 2O 各 120 kg / hm2。基本苗 150 万/ hm2, 10 月 3 日播种, 小区面积 15 m2, 重复 3 次。花后 10 d 因风雨影响 各品种部分发生倒伏, 在其中选择自然倒伏( 倾斜 角度大于 45 度) 与不倒伏( 倾斜角度小于 5 度) 两 类植株进行性状观测和分析。 1. 2 测定项目与方法 1. 2. 1 植株形态特征观测 成熟期各处理取 20 个单茎, 测量茎秆每节间长度及重心高度。 1. 2. 2 产量及产量结构测定 于倒伏后每隔 5 d 取 10 个单茎, 统计粒数, 剥取籽粒分部位烘干称 重, 成熟期每处理取 20 个单茎测定单穗产量。 1. 2. 3 籽粒品质测定 成熟期取样, 采用瑞典 Foss 公司生产的近红外分析仪测定籽 粒蛋白质 含量、湿面筋含量和沉淀值, 采用双波长法测定籽 粒支链淀粉与直链淀粉含量, 二者总和为总淀粉 含量。
倒伏是小麦高产优质的限制因素之一, 倒伏 的严重度及对产量和品质造成的损失与作物生长 环境和倒伏的发生时期有关。国内外学者对作物 的抗倒伏性进行了广泛深入的研究[ 1～5] , 提出株 高、茎粗和根冠比与抗倒性呈显著相关, 降低株高 是提高抗倒伏性的最有效措施[ 2～4] , 基部茎粗、单 位节间干重和壁厚度与倒伏性呈显著负相关[ 6] ; 基部第一节间长度和单茎根重显著影响小麦品种 的抗倒力[ 7] , 节间短、茎壁厚的茎秆和发达的根系 是抗倒伏品种的基本形态[ 8] , 节间长、茎壁薄的茎 秆抗倒性差, 同时抗倒性与根系在土壤中的固定 强度有关系。麦类作物抗倒伏品种维管束面积、茎 组织厚度和木质化程度、直径明显大于不抗倒伏 品种[ 9] 。倒伏对小麦产量和品质有显著影响, 且与
和占节间总长的比例较大时植株较抗倒伏[ 6, 7] 。本
研 究结果( 表 1) 表明, 倒伏植株的节间总长均比 未倒伏植株长, 与株高变化趋势相一致。除扬麦 12 号外, 倒伏植株的穗下节间所占节间总长的比 例、穗长与穗下节间之和占株高的比例小于未倒
伏的植株, 从相对值上进一步说明穗下节间较长 的个体有利于抗倒。除扬麦 12 号外, 倒伏植株的 重心高度均比未倒伏植株高, 可见较高的重心高 度不利于抗倒, 株高过高, 可使植株的重心增高, 受力的力臂增大, 外力力矩增大, 当外力力矩大于 植株的抗折力矩时, 即发生倒伏。对不同株高小麦 品种而言, 降低重心高度有利于抗倒, 但植株穗型 偏大时, 植株重心高度亦会上升, 如扬麦 12 号品 种, 未倒伏植株成熟期单穗重为 1. 54 g, 比倒伏植 株高出 28. 57% , 其未倒伏植株重心高度虽比倒 伏植株高 10. 36% , 但由于株高矮于倒伏植株, 结 果未发生倒伏。
ZHU Xin-kai, WANG Xiang-ju, GUO Kai-quan, GUO Wen-shan, FENG Chao-nian, PENG Yong-xin
( Jiangsu Provincial K ey Lab of Crop G enet ics and Physiology/ Wheat R esearch Instit ut e, Y angzhou U niversit y, Y angzh ou, Jiangsu 225009, Ch ina)
关键词: 小麦; 茎秆; 倒伏; 产量; 品质 中图分类号: S 512. 1; S 318 文献标识码: A 文章编号: 1009-1041( 2006) 01-0087-06
Stem Characteristics of Wheat with Stem Lodging and Effects of Lodging on Grain Yield and Quality
三项工程资助项目。 作者简介: 朱新开( 1968- ) , 男, 副教授, 博士, 主要从事麦类作物营养生理和优质高产高效栽培技术研究。
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麦 类 作 物 学 报
26 卷
1 材料与方法
本试验于 2003～2004 年在扬州大学农学院 江苏省作物遗传生理重点实验室试验场进行, 试 验田前茬为水稻, 土质为沙壤土, 土壤肥力中等。 1. 1 试验设计
摘 要: 选用 6 个株高不同的小麦品种, 在自然倒 伏条件下, 研究籽粒形成期倒伏 植株的茎秆性状、倒伏对 产量和品质的影响。结果表明, 矮秆、基部节间较短、重心高度较低、穗下节间较长且株高构成指 数大的植株有 利于抗倒伏。小麦在籽粒形成期倒伏对产量 、品质均有较大的影响, 表现为产量下降, 籽粒中蛋白质含量、湿面 筋含量、沉降值有所上升, 但蛋白质产量下降 , 支链淀粉、直链淀粉和总淀粉含量亦下降。
2. 1. 4 基部茎节性状 试验结果( 表 3) 表明, 供 试的 6 个品种中基部第一节间茎秆粗度均表现为 倒伏植株大于未倒伏植株, 其中 3 个品种倒伏与 未倒伏植株间差异达显著水平; 基部第二节间粗 度表现为倒伏植株多小于未倒伏植株, 其中 4 个 品种倒伏与未倒伏植株间差异达显著水平; 但茎 秆壁厚与单位长度重量则表现为倒伏植株小于未
ing-resistance. Stem lodg ing at grain f orm at ion st age could sig nificant ly raise prot ein content , w et g luten content and sediment at ion value, but decrease grain yield and protein y ield, and decrease amylose, amylopect in and st arch cont ent as w ell. Key words: Wheat ; Stem ; L odg ing; Yield; Qualit y
倒伏植株, 两类植株间差异多达极显著水平。说明 基部第一、二节间的壁厚、单位长度重量更能反映 出植株的抗倒能力, 而粗度可作为参考指标在生
1期
产中应用。
朱新开等: 小麦倒伏的茎秆特征及对产量与品质的影响
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
注: 品种内显著性分析, 大写字母为 0. 01 水平, 小写字母为 0. 05 水平。下同。 ote: V alues wit h diff erent let t ers in t he sam e column are signif icant ly diff erent ( P< 0. 05 and 0. 01) , T he same is as in the f ollow ing tables.
麦类作物学报 2006, 26( 1) : 87～92 Jour nal of T r iticeae Cr ops
小麦倒伏的茎秆特征及对产量与品质的影响
朱新开, 王祥菊, 郭凯泉, 郭文善, 封超年, 彭永欣
( 扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/ 扬州大学小麦研究所, 扬州 225009)
倒伏时间有相关关系[ 1 0, 11] , 一般表现为开花期发 生的严重倒伏对穗粒数和千粒重均影响较大, 灌 浆期发生的倒伏对穗粒数影响不大, 但倒伏后造 成田间郁闭、茎叶相互遮掩、通风透光差、病害发
生加重, 影响了小麦的正常灌浆, 导致千粒重降低 而减产。后期倒伏容易发生穗发芽现象, 引起籽粒 皱缩而使容重一般降低 8% 左右。同时倒伏后籽 粒氮含量比对照提高 3% ～20% , 对小麦的磨粉 品质也有不良影响, 而对烘烤品质影响不大甚至 还有正向效应[ 6] , 但对其它品质性状的影响研究 较少。本试验对不同基因型小麦品种籽粒形成期
Abstract: L odging is one of t he key lim it at ion fact ors in high yield w heat product ion. T he stem charact ers
of plants lodged on t he 10t h day aft er anthesis and the ef fects of lodging on grain yield and quality in six variet ies w ere st udied in t his paper. T he result s show ed t hat plant s w ith short st em and low gravit y center, short basal internodes, long peduncle and high plant height component index w ere benef icial t o lodg-
2 结果与分析
2. 1 不同小麦品种倒伏的植株性状表现 2. 1. 1 株高和节间长度 图 1 表明, 所有试验品 种无论是高秆品种还是矮秆品种均表现为株高较 高的单株易倒伏, 这与前人研究的结果基本一 致[ 2] , 说明适当降低株高, 可以提高植株抗倒性。 进 一步分析( 图 1) 表明, 倒伏植株与不倒伏植株 相比, 基部第一、二、三、四节间均表现为较长, 而 穗下节间除扬麦 12 号以外, 节间长度均表现为倒 伏植株小于未倒伏植株, 即植株倒伏主要由于中 下部节间长度过长引起。由此可见, 株高、基部节 间、穗下节间长与倒伏关系密切, 而且株高、基部 节间长度与倒伏呈正相关关系, 高度较矮且基部 节间较短的植株有利于抗倒伏。 2. 1. 2 节间长度配比 前人研究认为小麦穗下 节间长度占节间总长的比例和穗下节间与穗长之
2. 1. 3 株高构成指数 从表 2 可以看出, 株高构 成指数( I ) 表现为未倒伏植株大于倒伏植株, 即未 倒伏植株穗下节间( L 1) 和倒 2 节间( L 2) 长 度较 长。而各节间长度构成指数( I 1 、I 2、I 3 和 I 4 ) 多表 现为未 倒伏植株高于 倒伏植株, 且 处理间 I1 、I 2 和 I 4 差异多达到显著或极显著水平, I 3 差异不显 著。综合来看, 株高和各节间构成指数高低可反应 出植株抗倒能力的强弱, 株高构成指数大, 植株抗 倒能力强, 但与植株自身高度的关系不一, 即株高 较高并不意味着 I 亦高, 抗倒性就好。如黑小麦倒 伏植株的株高为 108. 3 cm, I 为0. 452, 而未倒伏 植株的株高为 101. 82 cm , I 为0. 526; 秦麦 11 倒 伏植株的株高为 96. 98 cm, I 为0. 488 cm , 未倒伏 植株的株高为 91. 43 cm, I 为0. 537, 黑小麦未倒 伏植株的株高高于秦麦 11 倒伏植株的株高, 但株 高构成指数前者大于后者, 即用株高构成指数来 反映倒伏状况可能比用株高来衡量更为准确。