维普资讯 http://www.cqvip.com 河南农业科学 干旱胁迫下冬小麦灌浆特性分析 吴少辉，高海涛，王书子，段国辉，吕树作 （ｈ３阳农业科学研究所，洛阳４７１０２２） 摘要：在干旱胁迫条件下，以豫西地区种植的６个主要小麦品种为试验材料。用Ｌｏｇｉｓｔｉｃ方程 对籽粒灌浆过程拟合，并推导出一系列次级参数，用相关与逐步回归等分析方法对不同灌浆参 数与粒重关系进行分析。结果表明，干旱条件下籽粒灌浆速率对小麦粒重形成作用显著，而灌 浆持续时间与粒重形成无显著相关关系，特别是提高渐增期和快增期灌浆速率对提高粒重尤 为重要。 关键词：冬小麦；干旱胁迫；粒重；灌浆 Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｇｒａｉｎ Ｆｉｌｌｉｎｇ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ ｏｆ Ｗｉｎｔｅｒ Ｗｈｅａｔ ｕｎｄｅｒ Ｄｒｙ Ｓｔｒｅｓｓ ＷＵ Ｓｈａｏ－ｈｕｉ，ＧＡＯ Ｈａｉ—ｔａｏ，ＷＡＮＧ Ｓｈｕ—ｚｉ，ＤＵＡＮ Ｇｕｏ－ｈｕｉ，ＬＵ Ｓｈｕ—ＺＨＯ （Ｌｕｏｙａｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｌｕｏｙａｎｇ Ｈｅｎａｎ ４７１０２２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｄｒｙ ｓｔｒｅｓｓ，ｔｈｅ ｇｒａｉｎ ｆｉｌｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｏｆ ｓｉｘ ｍａｉｎ ｗｉｎｔｅｒ ｗｈｅａｔ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ｐｌａｎｔ— ｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｗｅｓｔ ｏｆ Ｈｅｎａｎ ｐｒｏｖｉｎｃｅ ｗｅｒｅ ｍｏｄｅｌｅｄ ｗｉｔｈ Ｌｏｇｉｓｔｉｃ ｅｑｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｉｎｆｅｒｉｏｒ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ、Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｇｒａｉｎ ｆｉｌｌｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｇｒａｉｎ ｗｅｉｇｈｔｓ ｗａｓ ａｎａｌ— ｙｓｅｄ ｕｓｉｎｇ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｔｅｐｗｉｓｅ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ、Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｇｒａｉｎ ｆｉｌｌｉｎｇ ｒａｔｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｇｒａｉｎ ｗｅｉｇｈｔ，ｂｕｔ ｇｒａｉｎ ｆｉｌｌｉｎｇ ｄｕｒａｔｉｏｎ ｄｉｄｎ’ｔ ｒｅｌａｔｅ ｔｏ ｔｈｅ ｇｒａｉｎ ｗｅｉｇｈｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ、Ｉｔ ｗａｓ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｔｏ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｇｒａｉｎ ｗｅｉｇｈｔ ｂｙ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｇｒａｉｎ ｗｅｉｇｈｔ ｆｉｌｌｉｎｇ ｒａｔｅ ｉｎ ｇｒａｄｕａｌ ｉｎ— ｃｒｅａｓｉｎｇ ｐｅｒｉｏｄ ａｎｄ ｑｕｉｃｋ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｐｅｒｉｏｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｗｉｎｔｅｒ ｗｈｅａｔ；Ｄｒｙ ｓｔｒｅｓｓ；Ｇｒａｉｎ ｗｅｉｇｈｔ；Ｇｒａｉｎ ｆｉｌｌｉｎｇ 粒重是决定小麦产量高低的主要因素之一， 有关小麦粒重与籽粒灌浆特性的研究，国内外已 有很多报道【１－４］，但尚未形成统一的结论。一般 认为粒重与灌浆速率呈正相关，与灌浆持续时间 的灌浆过程用Ｌｏｇｉｓｔｉｃ方程进行拟合，并着重分 析一系列次级参数与粒重的关系，为旱地小麦品 种的选育及高产栽培技术体系的建立提供科学依 据。 无显著相关［２－－３ ；也有人认为灌浆持续天数与粒 重呈正相关 Ｊ，同时这些研究多侧重于人工灌溉 １材料与方法 １．１供试材料 条件下小麦的灌浆持续期、灌浆速率与粒重关系， 而对干旱条件下小麦籽粒灌浆特性与粒重关系研 究较少。豫西麦区２／３的小麦分布于丘陵、坡地 及山区旱地上，干旱是小麦增产的主要原因， 特别是后期干热风对粒重的形成影响极大。笔者 试验于１９９９～２０００年度在洛阳农科所旱地 试验田内进行。供试品种为晋麦５４、豫麦４８号、 洛旱２号、豫麦４９号、豫麦１８号，整个生育期内 不进行人工灌溉。试验年度内的气候特点：小麦 生育前期雨水充足，降雨量达１４７ ｍｍ，占整个生 试图在前人研究的基础上，对小麦在干旱条件下 收稿日期：２００１—１２—１０ 作者简介：吴少辉（１９７２一），女，本科，助理研究员，主要从事小麦旱地育种工作。 ・ ８ ・ 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００２年第９期 育期降水量的９４．６％，后期（３～５月份）降雨量仅 ８．３ ｍｍ，是近１０年来降雨量最少的一年，后期 又遭受大风沙暴的影响。 １．２试验方法 灌浆缓增期。Ｔｌ、Ｒｌ、Ｔ２、Ｒ２、Ｔ３、Ｒ３分别表示３ 个阶段的灌浆持续时间（ｄ）和阶段灌浆速率（ｇ／干 粒・ｄ），用相关分析、逐步回归分析对灌浆参数与 粒重关系进行统计分析。 ２结果与分析 ２．１ 干旱条件下小麦籽粒灌浆模型 在小麦开花期选择花期一致，长相、长势、穗 子大小基本相同，无病虫危害的单茎２００个挂牌 标记，从开花后５天开始取样，以后每隔３天取样 一次，直至完熟，每品种每次取样１０穗带回室内， 小麦开花后天数与粒重关系可配合Ｌｏｇｉｓｔｉｃ 方程生长曲线，其方程参数见表１。各方程的决 每穗取中部小穗第一、二花位的籽粒１０粒，共 １００粒，然后立即放在１０５℃的高温下，１５ ｍｉｎ后 定系数（Ｒ ）在０．９６５８～０．９９１２，均达到极显著水 降至８０℃烘干至恒重，用１／１０ ０００天平称重。 平，这说明，干旱条件下小麦灌浆符合Ｌｏｇｉｓｔｉｃ生 以开花后天数（Ｔ）为自变量，干粒重（Ｙ）为依 长规律。由表１可知，小麦籽粒灌浆期相对较短， 变量，用Ｌｏｇｉｓｔｉｃ方程Ｙ＝Ｋ／（１＋ａｅ－ｂ ）对籽粒生 在供试品种中最长的也只有３０天，在小麦的整个 长过程进行拟合，其中Ｋ为最大生长量上限，ａ、ｂ 灌浆过程中，快增期相对较长，并且此期灌浆速率 为常数，同时，推导出灌浆参数：籽粒最大灌浆速 也较大，使籽粒在灌浆期较短的情况下仍能达到 率Ｒ （ｇ／干粒・ｄ），灌浆持续天数Ｔ（ｄ）；灌浆全 较高的干粒重。这一点符合河南省小麦籽粒灌浆 过程划分为３个阶段：灌浆渐增期、灌浆快增期、 具有的“时间短、速度快、变幅大”的特点。 表１干旱条件下小麦籽粒生长过程的Ｌｏ￣ｓｔｉｃ方程参数和阶段参数 ２．２干旱条件下小麦灌浆参数变化趋势 表２小麦灌浆参数变化 干旱条件下小麦灌浆参数和阶段灌浆参数变 化见表２。利用平均数表示参数的集中趋势，标 准差表示离散程度，变异系数表示稳定性。由表 ２可以看出。在干旱栽培条件下，渐增期灌浆速率 Ｒ，、缓增期灌浆速率Ｒ３和持续时间Ｔ３的变异系 数较大，其它参数变异系数较小，Ｒｌ、Ｔ３变幅相对 较小，变异系数大说明在灌浆过程中易受环境的 影响而波动，这与河南的气候特点是相符的，在小 麦灌浆后期往往遭受干热风、干旱等不利因素有 关，另外也与品种特性有关。 ・ ９ ・ 维普资讯 http://www.cqvip.com 河南农业科学 ２．３小麦粒重形成的灌浆参数分析 对干旱条件下籽粒灌浆参数与粒重的相关分 析表明（表３），平均灌浆速率Ｒ与粒重的相关系 数为０．９０１８，达极显著水平；最大灌浆速率Ｒ 。 与粒重的相关系数为０．４７７６，Ｔ 和平均灌浆时 间与粒重呈负相关，其它参数均未达显著水平。 说明最大灌浆速率Ｒ ，平均灌浆速率Ｒ是影响 粒重形成的主要因素，而灌浆持续时间则对粒重 影响不显著。 对粒重的作用十分明显，而且其作用明显大于Ｔ 对粒重的影响 表３灌浆参数与粒重的相关系数 项目 Ｔ一 Ｒ一 Ｔ Ｒ Ｔ— １ Ｒ— —０．５１３９ １ Ｔ Ｒ Ｙ ０．５５０４ —０．３１０３ —０ ０７９１ —０．３５４７ １ ０．６００９ ０ ４７７６ —０．４４５６ —０．０１５８ １ ０．９０１８“ ２．４ 不同灌浆阶段的灌浆特性分析 粒重与灌浆参数的关系通过逐步回归分析所 得的方程为： Ｙ＝０．１５１５Ｔ＋２６．６１２Ｒ＋５．６９２４ 从不同灌浆阶段所得的灌浆参数与粒重的相 关分析可以看出（表４）：３个阶段的灌浆速率Ｒ，、 Ｒ２、 均与粒重呈正相关，其中渐增期灌浆速率 Ｒ，和快增期灌浆速率Ｒ２与粒重的相关系数分别 为０．５８３９，０．６８５５，是影响粒重的两大因素，各阶 段的灌浆持续时间与粒重均无显著相关关系。 从方程知，当Ｒ固定时，Ｔ增加１天，则千粒 重可增加０．０１５１５ ｇ；在Ｔ固定时，Ｒ每增加０．１ 个单位，则千粒重可增加２．６６１２ ｇ。由此可见，Ｒ 表４阶段灌浆参数与粒重的相关系数 ３讨论 ３．４ 由于河南省小麦籽粒灌浆后期易受干旱、干 热风、病虫害等不利因素的影响，致使缓增期的时 间和灌浆速率变幅相当大，因而千粒重常常不稳 定。这是影响河南省小麦进一步高产的障碍，所以 在栽培中注意采取相应的措施，协调灌浆速率与 ３．１干旱条件下小麦籽粒灌浆速率是影响粒重 的主要因素，而持续时间对粒重的影响不大。因 此，将灌浆速率作为产量性状的一个重要选择指 标是可行的。 持续期的矛盾，降低缓增期时间和缓增期速率年 度间变幅，来保证灌浆顺利进行，通过增加粒重而 达到高产的目的。 参考文献： ３．２蔡庆生认为：从籽粒的生长发育角度考虑， 籽粒生长第一阶段（渐增期）主要是籽粒形成和胚 乳细胞阶段，此阶段对粒重形或尤为重要。 本试验结果进一步表明，此阶段的灌浆速率与粒 重呈显著相关（表４），所以在育种工作中，不能忽 视渐增期灌浆速率对千粒重的影响。 ３．３张晓龙认为：小麦籽粒生长最快（渐增期）阶 段的干物质积累速度快，积累量大，提高这一阶段 的干物质积累速率、延长这一阶段的持续时间均 可提高粒重，本试验也得到基本一致的结果。所 以，在生产过程中可通过选育平均灌浆速率和快 增期灌浆速率均高的品种，使之与河南的气候特 点相适应，从而使籽粒在较短灌浆时间内积累较 多的干物质。 ・ ［１］蔡庆生，吴兆苏．小麦籽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． ［２］ 张晓龙．小麦品种籽粒灌浆的研究【Ｊ］．作物学报，１９８２，８ （２）：８７—９２． ［３］周竹青，朱旭彤．不同粒重小麦品种（系）灌浆特性分析［Ｊ］． 华中农业大学学报。１９９９，１８（２）：１０７—１１０． 【４］刘丰明，陈明灿，郭香风．高产小麦粒重形成的灌浆特性分 析［Ｊ］．麦类作物，１９９７，１７（６）：３８—４１． ［５］龚学臣．冬麦春播灌浆特性的研究［Ｊ］．麦类作物，１９９９，１９ （２）：２４—２７． ［６］王理信．在作物干物质积累的动态模拟中如何合理利用Ｌｏ， ｇｉｓｔｉｃ方程［Ｊ］．农业气象，１９８６，７（１）：１４ ［７］王福亭．农业试验设计与统计分析［Ｊ］．北京：农村读物出版 社．１９９３． １０ ・
