小麦生长过程中的温度与温度对产量构成因素的协调

小麦生长过程中的温度与温度对产量构成因素的协调

1小麦对植物抗冻性的影响对0以下温度下植物组织的伤害，称为冻伤，然后相互交织。其中与农业生产关系密切的冻害是霜害。冻害常引起植物组织结冰,因而使植物受伤甚至死亡。随着冬季低温的来临、小麦抗寒锻炼的进行,细胞内亲水性胶体增加,自由水含量则相对减少,这样有利于植物抗冻性的加强。可见,植物组织忍耐冻害的程度与其含水量密切相关。小麦呼吸作用减弱,消耗糖分少,能使物质代谢沿着适应抗寒性的途径变化。淀粉水解加强,可溶性糖含量增多,它的含量与植物抗寒性之间呈正相关。2细胞内冻结的危害结冰伤害有两种:一种是细胞间结冰,一种是细胞内结冰。前者结冰伤害的主要原因是原生质过度脱水,破坏蛋白质分子,原生质凝固变性,同时也破坏了细胞器,同化作用和异化作用不可逆地停止了。其次是冰晶膨大对细胞所造成的机械压力,使细胞变形。再者,当温度骤然回升冰晶融化时,细胞壁易恢复原状,而原生质尚来不及吸水膨胀,有可能被撕裂损伤。细胞内结冰一般是先在原生质内结冰,后在液泡内结冰。伤害的主要原因是机械损害,胞内冰晶体破坏原生质结构,首先表现为膜伤害,致使细胞不能正常进行的物质代谢。细胞内结冰对细胞所造成的伤害较严重。冻害的造成是由于小麦品种抗寒性不强,所以研究小麦的冻害生理要先了解小麦的抗寒生理。为什么抗寒性强的品种在同样的低温下冻害造成的损失小?这与该品种的细胞结构有一定的关系。丁钟荣的研究表明,叶鞘电阻值大小能反映小麦品种抗寒性的强弱,电阻值大的,即电导率小、细胞内物质浓度大的品种抗寒性强。我们据多年的冻害记载经验,对小麦冻害的类型与分级进行了研究,冻害类型包括冬季冻害和早春冻害。冬季冻害首先是叶片冻害,外部症状表现明显,冻害严重时出现死蘖死苗。分蘖受冻死亡的顺序是先小蘖,后大茎,再主茎,最后冻死分蘖节。早春冻害主要表现在主茎、大分蘖和幼穗受冻,叶片轻度干枯,外部症状表现不明显。幼穗受冻死亡的顺序为先主茎,后大蘖,冻后小麦出现的分蘖,成穗质量比冬前分蘖差,表现为穗型小,穗粒数少,千粒重下降,一般千粒重减少2~6g。这与赵立尚等的研究结果基本相同。3提高植物抗冻性的方法3.1抗冻锻炼植株的抗冻性小麦生长进入秋季后,随着气温的降低,小麦体内发生一系列适应低温的生理生化变化,通过体内变化提高抗冻能力,这种逐步形成抗冻能力的过程叫抗冻锻炼。经过抗冻锻炼的植株其抗冻性明显增强。其主要原因有:(1)降低了细胞含水量,减少了胞内结冰对细胞所造成的伤害,组织含水量减少其抗冻性越强。(2)积累了大量的保护物质,主要是植物体内可溶性糖含量增加,其次是脂肪、蛋白质以及核酸含量含量也增加。(3)脱落酸含量增加,而吲哚乙酸和赤霉酸含量减少,由于激素的调节,降低了小麦的代谢作用,有利于保护物质的积累。同时有利于锻炼的温度延续时间越长,锻炼效果越大,这一点可以解释为什么温度突然下降会造成较大损失。3.2生长延迟剂主要是通过喷施一些化学药物来控制生长和提高抗冻能力。通过对天然激素和生长延缓剂与抗冻关系的研究发现,赤霉酸可以降低抗冻性,而生长延缓剂能抑制赤霉酸的合成,在小麦上用矮壮素与其他生长延缓剂来提高抗冻性研究已经成熟。3.3提高抗冻能力其一是及时播种、培土、控肥、通气,促进幼苗健壮,防止徒长,增强素质,提高抗冻能力。其二是合理施肥,提高钾肥比例,增施厩肥和采用绿肥压青。这些措施都能提高越冬作物和早春作物抵御严寒的能力。再者是在寒流霜冻来临前进行冬灌、熏烟、盖草,以抵御严寒的袭击。4抗冻剂的选育抗寒性是很复杂的数量性状,而其与丰产性一般呈负相关,通过简单的品种间杂交难以育成抗寒性强而产量高的品种。基于它具有多基因决定的复杂特性,在分别进行冬春和春冬小麦杂交以后,一般可以观察到F1抗寒性减弱的现象。在选择繁殖条件时要考虑到这一点,要避免在F1发生冻害,因为在F1表现抗寒性差的植株,其后代中可能分离出高度抗冻的植株。在进行品种间杂交时用抗寒的材料作母本较为有利,采用阶梯杂交、双列选择交配法、轮回选择法等可选育出抗寒性强的品种。在前苏联品种中Ulyanovka和Mironovskaya808是最抗霜冻的品种。春化作用所要求的时间和抗寒性之间有关系。要求较长春化时间的基因型一般比要求较短春化时间的基因型显示更为可靠的抗寒性,但这两个性状并不相等,而且它们的关系也不是同方向的。如果我们能够知道一个和抗寒性有关的形态性状,问题将会变得很简单。人们一度认为在匍匐的生长习性和抗寒性之间存在着紧密相关。但Ruskowski和Jaworska用500个品种进行比较试验,得出结论认为虽然冬季匍匐生长习性有某些好处,但并不能根据它对抗寒性进行选择。生理生化研究也已发现了植物体内所含的有些特质含量与它的抗寒性有一定的关系,如硫氢基含量及其变化和抗寒性有关。又据Oglezneva的研究,水溶性氮化合物的相对数量与白蛋白的较高比例和抗寒性有关。5春化、春化时间对小麦幼苗抗寒性的影响我们培育一个品种是在不同的环境条件下经过多年的气候锻炼形成对此环境具有了很好的适应性,小麦抗寒性也是这样。说到抗寒性一定要说到小麦对低温的反应,人们根据它度过春化阶段而进入穗分化阶段所需低温的强弱和时间的长短将小麦品种划分为3个基本类型:冬性品种、半冬性品种、春性品种。冬性品种通过春化阶段要求的温度一般在0~3℃,经历时间为35d以上。温度较高,时间较短都会延缓春化速度。这类品种未经春化处理,春播不能抽穗。这类品种冬季幼苗生长匍匐,耐寒性好,分蘖力强。春性小麦品种通过春化阶段要求的温度一般在0~20℃,经历时间5~15d。这类品种对温度的反应不敏感,在正常情况下,种子不经春化处理,春季播种也能正常抽穗结实。这类品种如秋播过早,容易在冬前生长过旺而遭冻害。它幼苗直立生长,耐寒性较差,分蘖力弱。半冬性品种通过春化阶段要求的温度一般在0~7℃,经历时间15~35d,它的基本特性介于上述二者之间。据豫北地区在小麦生长季“两长一短”(生育期较长,幼穗分化时间长,子粒形成和灌浆时间短)的气候特点,适宜种植抗旱、抗寒、分蘖力较强的半冬性品种,晚茬种植弱春性品种如郑9023、豫麦34等。豫北地区2005年春季发生的大面积的小麦冻害即是选种上的不科学、不对路造成的,应引以为戒。但苗果园等研究了不同小麦品种春化反应与抗寒性关系表明,同一品种经不同低温春化时间处理后幼苗的抗寒性不同,且随着春化时间的延长,抗寒性增强,适宜春化时间处理幼苗的抗寒性最强;在小麦生长发育过程中,要求较长低温春化时间的品种,抗寒性不一定强,但抗寒性强的品种,要求的春化时间一般较长;低温春化特性与抗寒性是品种的两种特性,低温春化有利于小麦抗寒性的形成。6根据抗寒性评价冬季品种的方法6.1早播期冻害品种冬季幼苗生长匍匐、耐寒性好、分蘖力强、苗色深绿、大多数叶上腊质较重,春季幼苗起身缓慢,表现大蘖成穗、穗下茎较长、叶下披,在豫北地区表现群体小,这类品种冬性较强,早播不易产生冻害。反之,冬季幼苗生长较直立、耐寒性弱、分蘖力弱、苗色浅绿、茎蘖叶生长繁茂,春季幼苗起身迅速,表现大小蘖共同成穗、穗下茎较短,在豫北地区表现群体小,这类品种春性较强,早播易产生冻害。介于二者之间的是半冬性品种,这类品种适宜在黄淮麦区种植,能达到高产优质。6.2分期早播法鉴定春性的意义经多年培育出的新品系,为了有针对性地进行参试和示范推广,准确判定品系的冬春性至关重要。我们经过试验,总结出在秋季用分期早播法来鉴定新选育品系的冬春性,具体做法是:分别在9月底以前、10月5号左右分两期把选育出的品系进行小区播种,时间尽量提早,冬前和春后均可进行评价、判定。判定标准依上所述。7讨论7.1重视冬性品种抗寒性冬小麦引入黄淮麦区以后产量不如半冬性品种产量高,且产量构成因素中下降较为严重的是群体穗数。按道理说,冬小麦引入黄淮麦区后,冬季温度应适于它的生长发育,单株穗数应比较多,从而达到群体变大,但实际情况正好相反。我们在极度低温下对不同特性品种进行抗寒性观察记载并进行了分析研究认为,品种抗寒性与品种冬春性是两个概念,且二者有不可逆的相关关系,冬性品种具有较强的抗寒性,较大程度上是因为培育它的环境所决定的。许多年的育种经验表明,小麦受冻害的程度与品种发育阶段有最大的相关关系,而不是品种的抗寒性。7.2小麦品种抗寒性研究齐付国等为了研究冠菌素对提高小麦抗寒性的效果和机理,用1μmol/L浓度的冠菌素对生长在20和4℃条件下的冬小麦和春小麦分别进行处理后,测定和分析了小麦相对生长速率、根冠比、叶绿素、可溶性糖和谷胱甘肽等一些与抗寒相关的生理指标的变化。结果表明,冠菌素在低温条件下可以使小麦根冠比和叶绿素含量增加,促进糖和谷胱甘肽的积累,降低膜透性,从而增强小麦的抗寒能力。孙金月等选用强抗寒小麦品种(R-025、中品94-19、品83-1、品83-2、品83-3、米罗诺夫808)和不抗寒小麦品种(中国春、冬103)经抗寒锻炼后,研究了富含羟脯氨酸糖蛋白(HRGP)在小麦抗寒锻炼过程中的变化及其与抗寒性的关系。结果表明,幼苗体内的游离脯氨酸、细胞壁结合的羟脯氨酸和糖蛋白含量发生了明显的变化。游离脯氨酸含量比未经抗寒锻炼处理时增加5~32倍,细胞壁结合的羟脯氨酸含量比对照增加1.77~2.17倍,糖蛋白含量比对照增加4.68~9.72倍,而不抗寒小麦品种(中国春、冬103)增加量较小。脯氨酸积累进程各个品种间差异比较大,品83-1、品83-2积累较快,抗寒锻炼第21d时达到最高峰