外源丁酸对干旱胁迫下大麦产量及品质的影响.pdf

新疆农业科学():./.外源丁酸对干旱胁迫下大麦产量及品质的影响向 莉王 仙董裕生 郭小玲方伏荣陈智军马艳明苗 雨(.新疆农业科学院奇台麦类试验站新疆奇台.新疆农业科学院粮食作物研究所乌鲁木齐.新疆农业科学院农作物品种资源研究所乌鲁木齐)摘 要:【目的】研究外源丁酸对不同程度干旱胁迫下大麦生育期、农艺性状及产量和品质的影响为大麦抗旱研究提供科学依据【方法】以新啤 号为材料采用水分处理和 氨基丁酸处理两因素试验设计比较分析干旱胁迫下外源丁酸对大麦生育期、农艺性状和产量、品质的差异【结果】外源丁酸拌种处理对出苗期、抽穗期没有影响开花期喷施对成熟期有一定的影响成熟期略有推迟 干旱胁迫处理下对出苗期没有影响抽穗期和成熟期均提前 外源丁酸对干旱胁迫下大麦基本苗差异不显著对最高总茎数、成穗数、分蘖成穗率差异显著株高、穗长、穗粒数、千粒重均随着外源丁酸处理而不断增加外源丁酸处理能提高干旱胁迫下大麦的产量拌种、花期喷洒、拌种 花期喷洒 种丁酸施用技术可分别减少大麦受旱损失的 、和 外源丁酸可提高直链淀粉的比例但对蛋白质含量无显著影响【结论】外源丁酸拌种可增加大麦的总茎数和总穗数喷洒则可提高千粒重 拌种和花期喷施均可以提高干旱胁迫下大麦的产量、抗旱性和直链淀粉比例关键词:大麦外源丁酸干旱胁迫农艺性状产量中图分类号:文献标志码:文章编号:()收稿日期():基金项目:国家大麦青稞产业技术体系()新疆农业科学院青年科技骨干创新能力培养项目()作者简介:向莉()女新疆福海人高级农艺师硕士研究方向为大麦遗传育种与栽培().通信作者:马艳明()女新疆奎屯人研究员博士研究方向为麦类作物种质资源().苗雨()男新疆奇台人高级农艺师研究方向为大麦遗传育种与栽培().引 言【研究意义】干旱胁迫对作物产量影响因素较复杂 新疆属于温带大陆性气候气温温差较大日照时间充足降雨量少对大麦籽粒碳水化合物积累有利是我国生产优质大麦的主要产区 大麦是麦芽啤酒工业的重要原料开展生长调节剂辅助大麦生长发育的研究对发展新疆大麦生产具有重要意义【前人研究进展】在小麦生育后期施用植物激素对小麦的保水力、叶绿素含量、蒸腾速率等有积极作用 丁酸()是一种重要的短链饱和脂肪酸在植物生长中与生物体的新陈代谢有着密切的联系作为重要的介质参与到生物体的能量转化和代谢过程中还与植物体的气孔开放、离子运输及逆境生理有密切的联系 拌种或喷施丁酸可以改善植株生长状况、增强作物抗逆性有着高效、显著的调节效应 干旱胁迫对大麦籽粒产量和品质的稳产性影响较大 小麦在灌浆期如果遇到干旱胁迫光合速率将会受到严重抑制、最终导致籽粒产量下降 干旱胁迫使灌浆期水稻的籽粒产量下降下降的程度与受胁迫的轻重和持续时间密切相关籽粒产量随着灌浆速率的降低而减少【本研究切入点】各种农作物的灌浆成熟期如果遇到干旱胁迫将严重影响作物产量如何应用化学物质调控和提高作物的抗逆性已成为热点研究问题 新疆因气候干旱少雨大麦产量不稳、品质有待提高 需研究外源丁酸对干旱胁迫下大麦农艺性状和产量、品质的影响以提高干旱区大麦产量、品质和抗旱性【拟解决的关键问题】研究播新新疆疆农农业业科科学学第 卷前拌种和花期喷施外源丁酸对不同程度干旱胁迫处理下啤酒大麦生育期、农艺性状、产量及品质的影响确定丁酸的最佳施用方式为外源丁酸辅助提高大麦抗旱性提供理论依据 材料与方法 材 料试验于 年在新疆农业科学院奇台麦类试验站进行海拔 前茬作物为春小麦土质为壤土肥力水平中等供试大麦品种为新啤 号 方 法 试验设计采用两因素裂区试验设计水分处理()设 个梯度全生育期正常灌水(全水)轻度干旱(拔节期、抽穗期、灌浆期)中度干旱(拔节期、抽穗期)重度干旱(拔节期)极重度干旱(不灌水)氨基丁酸设 个处理 为无丁酸处理 为丁酸拌种(/)为喷施丁酸(/)为丁酸拌种 喷施丁酸(/)在大麦播种前进行丁酸拌种处理开花期进行丁酸喷施处理喷施标准是喷施均匀不下滴小区长 宽 面积 行距为 密度为 粒/设 次重复 试验于 月 日小区播种机开沟人工播种播种深度 开沟时带磷酸二铵 /月 日于大麦 叶 心期施入尿素 /滴灌灌水 月 日用有效成分 的苯磺隆/、有效成分含量 的唑啉草酯 /对水 混合喷雾防除杂草 月 日用阿立卡 /防治金针虫、负泥虫危害 测定指标播种后随机取 行观测记载大麦生育期(播种期、出苗期、抽穗期、成熟期)小区定点一行调查基本苗、最高总茎数成穗数 收获前将定点取样进行室内考种测定株高、主穗粒数、主穗长度、结实小穗数和千粒重等小区收获后脱粒、称重、测产 各试验小区分别取样 用近红外分析仪测定蛋白质含量 数据处理采用 作图、制 表 和 数 据 分 析处理 结果与分析 丁酸处理对大麦生育期的影响研究表明所有处理小区的出苗期均为 月 日抽穗期 月 日至 月 日成熟期 月 日至 月 日 灌水处理、的抽穗期分别为 月 日 月 日 月 日 月 日 月 日成熟期分别为 月 日、月 日、月 日、月 日和 月 日 随着干旱程度加重大麦的抽穗期和成熟期都有不同程度的缩短在同等水分条件下丁酸拌种()、丁酸喷洒()和拌种 喷洒()个处理的抽穗期与无丁酸()的对照相同因此拌种和喷洒丁酸不影响抽穗期喷洒丁酸()可延长轻度受旱大麦的成熟期完全灌水()时从 月 日延长了轻度干旱()时从 月 日延长了 中度干旱()时从 月 日延长了 但受旱严重(和)时喷洒丁酸对大麦的成熟期没有影响丁酸拌种加喷洒处理()与单独喷洒()的延长天数一致丁酸拌种不影响生育期花期喷洒丁酸可延长中度受旱大麦的成熟期()但对严重受旱大麦的生育期无影响 图 丁酸处理对大麦分蘖成穗和株高的影响研究表明丁酸拌种()后可显著增加基本苗、最高总茎数、成穗数、分蘖成穗率:拌种后 种水分处理的平均基本苗为 株/较对照()的 株/增加 平均最高总茎数 株/比 对 照 的 株/提 高 成穗数 穗/比对 照 的 穗/提高 分蘖成穗率 比对照 提高 株高 比对照的 提高了 未达到显著水平 丁酸花期喷洒()与对照相比成穗数和分蘖成穗率分别提高了 和 丁酸拌种 喷洒()与对照相比分蘖成穗数显著提高了 成穗数显著提高了 丁酸拌种主要促进最高总茎数和总穗数丁酸喷洒则提高了分蘖成穗率拌种加喷洒()的效果要优于拌种()和喷洒()图 表 第 期向 莉等:外源丁酸对干旱胁迫下大麦产量及品质的影响表 不同灌水次数和丁酸处理下分蘖成穗和株高变化 水分处理 测定值 平均基本苗(/).平均.比对照 增减.最高总茎数(/).平均.比对照 增减.成穗数(/).平均.比对照 增减.分蘖成穗率().平均.比对照 增减.株高().平均.比对照 增减.新新疆疆农农业业科科学学第 卷图 不同干旱胁迫和外源丁酸处理下大麦抽穗期、成熟期变化 图 丁酸拌种()和花期喷洒()下大麦株高和成穗的效应变化 ()()丁酸拌种和喷洒对大麦产量要素的影响研究表明丁酸拌种和喷洒后对主穗粒数、千粒重和产量有促进作用 丁酸拌种后主穗粒数较对照极显著增加了 主穗长度极显著增加了 千粒重显著增加了 丁酸喷洒后主穗粒数极显著增加了 主穗长度极显著增加了 千粒重极显著增加了 拌种 喷洒()的产量为 /较对照产量 /极显著增加 只拌种或只喷洒的增产幅度分别为 和 拌种 喷洒()在主穗长度、主穗粒数和千粒重方面促进作用大于拌种()和喷洒()丁酸拌种可增加主穗粒数丁酸喷洒可增加主穗长度和千粒重拌种和喷洒可较大幅度地提高大麦产量 图 表 丁酸拌种和喷洒对大麦品质的影响研究表明丁酸拌种有增加直链淀粉比例而降低支链淀粉比例的趋势但未达到显著水平喷洒丁酸后直链淀粉 较对照 提高了 拌种和喷洒丁酸对 葡聚糖含量和蛋白质含量的影响不显著 喷洒丁酸有提高直链淀粉比例而降低支链淀粉的效果 图 表 图 丁酸拌种()和花期喷洒()下大麦产量要素的效应 ()()第 期向 莉等:外源丁酸对干旱胁迫下大麦产量及品质的影响表 不同灌水次数和丁酸处理下大麦产量要素变化 水分处理 测定值 平均 主穗长度().平均.比对照 增减.主穗粒数.平均.比对照 增减.千粒重 ().平均.比对照 增减.产量(/).平均.比对照 增减.图 丁酸拌种()和花期喷洒()下大麦产量要素的效应 ()()新新疆疆农农业业科科学学第 卷表 不同灌水次数和丁酸处理后的大麦成分变化 水分处理 测定值 平均 直链淀粉含量().平均.比对照 增减.支链淀粉().平均.比对照 增减.蛋白质().平均.比对照 增减.葡聚糖含量 ().平均.比对照 增减.丁酸拌种和喷洒对大麦抗旱性的影响研究表明丁酸拌种()、丁酸喷洒()和丁酸拌种 喷洒()的产量与对照()相比分别增加了 、和 正常灌水条件下拌种和喷洒丁酸有可增产 大麦灌水 次、次、次和 次与充分灌水 相比产量受旱减少百分数分别为 、和 平均减产 同等水分条件下丁酸拌种()后减产率分别下降至 、和 平均减产 丁酸喷洒()后减产率分别下降至、平均减产 丁酸拌种 喷洒()后减产率分别为 、平均减产 相对于无丁酸的对照减产率 丁酸拌种、丁酸喷洒、丁酸拌种 喷洒 种处理分别少减产 、和 的产量受旱损失在各种水分条件下(、)丁第 期向 莉等:外源丁酸对干旱胁迫下大麦产量及品质的影响酸拌种和丁酸喷洒能促进最高总茎数、成穗数、主穗长度、主穗粒数、千粒重这是丁酸提高受旱大麦产量的原因总茎数和成穗数方面丁酸拌种效果要优于丁酸喷洒而在促进主穗长和千粒重方面丁酸喷洒优于丁酸拌种穗粒数方面拌种和喷洒效果基本一致 拌种作用于大麦生长发育的早期而喷洒作用于后期 图 图 注:对照、丁酸拌种、丁酸喷施、丁酸拌种和喷洒:图 外源丁酸拌种和喷洒下大麦抗旱性变化 讨 论干旱胁迫使大麦生育期缩短分蘖数、株高、穗长、单株穗数、穗粒数、成穗数、千粒重降低对成穗数的影响最大对千粒重的影响最小 氨基丁酸作为一种植物生长调节剂可以控制各种植物的生长发育杨娜等得出结论通过用 氨基丁酸对小麦进行叶喷处理可以增加小麦穗粒数和产量 于力尧等对干旱胁迫下的甜瓜通过喷施不同浓度的 氨基丁酸来研究幼苗生长研究结果表明 氨基丁酸能够缓解干旱胁迫对幼苗造成的抑制和伤害能够有效地促进干旱胁迫下幼苗的生长 谷海涛等研究发现在孕穗期干旱胁迫下施用不同浓度 氨基丁酸能够提高籽粒产量、产量构成因素以及籽粒干物质积累量等喷施 氨基丁酸浓度的增加会使籽粒产量、产量构成因素、籽粒干物质量积累先升高后降低 小麦在灌浆期如果遇到干旱胁迫光合速率将会受到严重抑制、最终导致籽粒产量下降 干旱胁迫使灌浆期水稻的籽粒产量下降下降的程度与受胁迫的轻重和持续时间密切相关籽粒产量随着谨浆速率的降低而减少 各种农作物的灌浆成熟期都是需水量最大的时期此期如果遇到干旱胁迫将严重影响作物产量 在干旱胁迫下大麦的成穗数随着干旱程度的增强成穗数的波动较大而基本苗和最高总茎数基本没有变化大麦的株高、穗长、主穗数、千粒重在干旱胁迫下逐渐降低经过 氨基丁酸处理能够缓解干旱胁迫带来的影响 干旱胁迫对大麦籽粒产量和品质的稳产性影响是巨大的 研究表明外源丁酸拌种处理对出苗期、抽穗期没有影响开花期喷施对成熟期有一定的影响成熟期略有推迟 干旱胁迫处理下对出苗期没有影响抽穗期和成熟期均提前 外源丁酸对干旱胁迫下大麦基本苗显著不差异对最高总茎数、成穗数、分蘖成穗率差异显著株高、穗长、穗粒数、千粒重均随着外源丁酸处理而不断增加外源丁酸处理能提高干旱胁迫下大麦的产量 结 论外源丁酸拌种处理对出苗期、抽穗期没有影新新疆疆农农业业科科学学第 卷响开花期喷施对成熟期有一定的影响成熟期略有推迟 干旱胁迫处理下对出苗期没有影响抽穗期和成熟期均提前 外源丁酸对干旱胁迫下大麦基本苗显著不差异对最高总茎数、成穗数、分蘖成穗率差异显著株高、穗长、穗粒数、千粒重均随着外源丁酸处理而不断增加外源丁酸处理能提高干旱胁迫下大麦的产量拌种、花期喷洒、拌种 花期喷洒 种丁酸施用技术可分别减少大麦受旱损失的 、和 外源丁酸可提高直链淀粉淀粉的比例但对蛋白质含量无显著影响 正常灌水条件下拌种和喷洒丁酸有可增产 外源丁酸对正常灌水的大麦也有一定的增产作用喷施丁酸也有提高直链淀粉比例而降低支链淀粉比例的作用参考文献()刘宪锋傅伯杰 干旱对作物产量影响研究进展与展望地理学报():():唐晓川张元成钟秀丽等 水杨酸和 萘乙酸浸种对冬小麦幼苗抗旱性的影响 中国农业气象():.():傅华龙何天久吴巧玉 植物生长调节剂的研究与应用 生物加工工程():():陈健辉李荣华郭培国等 干旱胁迫对不同耐旱性大麦品种叶片超微结构的影响 植物学报():():房文静张雪芬郑有飞 冬小麦灌浆期干旱对灌浆速率的影响 中国农业气象():():马宇巴图吕二锁等 大麦育种与栽培技术研究现状分析 北方农业学报():():李楠楠李彤彤侯春燕等 氨基丁酸在植物抵抗逆境胁迫中的作用 植物生理学报 ():():杨娜伍宏 叶喷 氨基丁酸对小麦产量和品质的影响 中国粮油学报():():于立尧姚琪李彭丽 外源 氨基丁酸对干旱胁迫下甜瓜幼苗生长的影响 上海交通大学学报(农业科学版)():()():谷海涛贾琰张博 孕穗期干旱胁迫下外源 氨基丁酸对寒地粳稻籽粒氮素形成及产量的影响 华北农学报():():第 期向 莉等:外源丁酸对干旱胁迫下大麦产量及品质的影响 (.):【】【】【】【】:()():().().()().