陕西省旱地小麦品种产量及相关性状演化研究

发布时间：2017-03-19 23:05

  本文关键词：陕西省旱地小麦品种产量及相关性状演化研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：选择1940s到2010s之间陕西省先后推广种植的八个不同年代旱地冬小麦品种作为研究材料,于2010-2014年连续四个生长季内,设置灌水和干旱处理,进行田间试验与盆栽试验,结合室内分析,系统研究陕西省不同年代旱地小麦品种产量及产量构成、不同光合器官对粒重贡献率、叶片光合特性、根系生长等相关性状的演化特征,综合得到以下结论:1陕西省旱地冬小麦产量随种植年代的推移显著增加。在连续四年的田间试验内,陕西省旱地冬小麦的平均产量,从1940s农家种的3278 kg·ha-1,增加到2010s的5356 kg·ha-1,年均遗传增益0.65%,增幅显著。其中灌水处理下产量增幅较大,遗传增益显著高于干旱处理。2千粒重和收获指数的增加是陕西省旱地冬小麦产量的提升的最直接原因。2010-2014连续四年的田间试验中,随着过去八十年的品种更替进程,陕西省旱地冬小麦千粒重和收获指数增加显著,直接促进了产量的提高。但收获指数仍未达到理想值,导致小麦产量增幅受限。成熟期地上部生物量和单位面积籽粒数较为稳定。受干旱影响,小麦单位面积穗数和穗粒数受限,千粒重也有一定幅度的下降,尤以1980s以后的品种受影响更为明显,这是干旱下产量遗传增益降低的直接原因。3现代品种花前(孕穗期)旗叶净光合速率和叶面积指数的增加与产量提高紧密相关,花后不同品种的叶光合特征与产量相关性相对不明显。在2010-2011和2011-2012两个试验年份内,随着矮秆基因的引入,陕西省旱地小麦株高显著降低,2000s以后推广种植的品种株高在80 cm左右,接近理想株高。尽管小麦株高的降低没有显著影响冠层平均叶倾角,但矮化进程中,现代品种孕穗期冠层叶面积指数显著高于早期品种。加上旗叶净光合速率和旗叶面积的优势,现代品种在孕穗期较早期品种有明显的单叶光合和冠层结构优势。这有利于现代品种在花前累积更高的地上部生物量,用于花后向籽粒中转移。在花后3天和20天,虽然旗叶面积仍有随品种更替而增加的趋势,但是现代品种在旗叶净光合速率和叶面积指数方面的优势消失,花后光合特征与产量之间没有显著相关关系。4花前茎秆贮存干物质转运效率和花后穗部对穗粒重的贡献率随品种更替呈明显上升趋势。在2012-2013和2013-2014连续两个生长季内,花后叶片对穗粒重的贡献率随种植年代推移有一定下降趋势,而花前茎秆贮存干物质在花后的转运量和转运效率均随品种更替而呈上升趋势,穗部对籽粒重量的贡献率也随种植年代显著增加,最高可达50%以上。这利于现代小麦在花后叶片衰老后,仍能维持较高的碳水化合物来源。另外,穗部对籽粒的贡献率受水分影响较小,是较为稳定的光合源。现代品种花前和花后在不同光合源上的显著优势,都有益于促进品种更替过程中产量的增加。5陕西省旱地小麦的根系生长特征并没有随种植年代推移表现出规律性变化,水分消耗特征也较为稳定。2010-2011和2011-2012两年的田间和盆栽试验结果均表明,陕西省旱地冬小麦品种开花期和成熟期的根系大小在种植年代之间虽有波动,但整体相对稳定。在干旱条件下,2000s以后推广种植的现代品种,其花期的根长、根表面积可能会一定程度上高于早期品种,但这种现象主要集中于0-40 cm的表层土层,表层土层内剧烈的水分蒸散消弭了品种之间生育期内耗水总量。耗水总量的稳定和产量的显著提高,决定了陕西省旱地小麦的水分利用效率随种植年代推移而上升的趋势。但也正由于总耗水特征的稳定,限制了水分利用效率的增加幅度。田间试验条件下,干旱处理造成的轻度水分胁迫使得根系生长反超灌水处理,根重、根长和根表面积均显著高于灌水处理,尤以成熟期表现最明显。盆栽条件下重度干旱水分胁迫则明显抑制了根系生长,使得单株根重显著降低。6陕西省旱地小麦产量受旱后下降幅度随种植年代推移而增大,对水分胁迫的敏感性呈上升趋势;成熟期根系生长对水分胁迫的敏感性则从1950s到2010s显著降低,现代品种受旱后根系增加幅度较小。于1940s种植的农家种,在产量和根系生长方面均表现出对干旱较低的敏感性,具有更好的调节能力。
【关键词】：旱地小麦 品种更替 性状演变 抗旱稳产
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S512.1
【目录】：

• 中文摘要6-8
• abstract8-14
• 第一章 绪论14-23
• 1.1 研究背景、目的及意义14-15
• 1.2 国内外研究进展15-21
• 1.2.1 品种改良过程中小麦产量性状变化15-16
• 1.2.2 品种更替对小麦株高的影响16
• 1.2.3 叶片光合作用对于小麦产量构成的影响16-18
• 1.2.4 地上部非叶器官对于产量构成的影响18-19
• 1.2.5 小麦根系生长与水分利用的关系19-21
• 1.3 研究目标与内容21-23
• 1.3.1 研究目标21
• 1.3.2 研究内容21-22
• 1.3.3 技术路线22-23
• 第二章 材料与方法23-30
• 2.1 试验地概况23-24
• 2.2 试验材料24-25
• 2.3 试验设计25-26
• 2.3.1 田间试验25-26
• 2.3.2 盆栽试验26
• 2.4 测定项目与方法26-29
• 2.4.1 测产与考种26-27
• 2.4.2 叶片光合特征测定27
• 2.4.3 花后不同光合器官对穗粒重的贡献率测定27-28
• 2.4.4 根系生长特征测定28-29
• 2.4.5 耗水及水分利用效率测定29
• 2.5 数据统计与分析29-30
• 第三章 陕西省不同年代旱地冬小麦品种产量及产量构成因素分析30-42
• 3.1 前言30
• 3.2 结果分析30-40
• 3.2.1 试验年份内降雨分布及其对产量的影响30-31
• 3.2.2 品种更替中籽粒产量的变化31
• 3.2.3 不同年代旱地冬小麦品种的产量构成因素31-32
• 3.2.4 不同年代旱地冬小麦品种产量构成因素与产量的关系32-40
• 3.3 讨论40-41
• 3.4 小结41-42
• 第四章 陕西省不同年代旱地冬小麦品种叶片光合特性研究42-52
• 4.1 前言42
• 4.2 结果分析42-49
• 4.2.1 不同年代旱地冬小麦品种旗叶光合特征42-44
• 4.2.2 不同年代旱地冬小麦品种冠层结构特征44-46
• 4.2.3 旱地冬小麦品种旗叶光合和冠层结构特征与产量的关系46-49
• 4.3 讨论49-51
• 4.4 小结51-52
• 第五章 不同年代旱地冬小麦品种花后不同光合器官对穗粒重的贡献52-67
• 5.1 前言52-53
• 5.2 结果分析53-64
• 5.2.1 不同年代旱地冬小麦品种花期株高及单茎质量53-54
• 5.2.2 包穗、剪叶对不同年代旱地冬小麦品种穗粒数和穗粒重的影响54-58
• 5.2.3 花后不同光合器官对旱地冬小麦品种穗粒重的贡献率58-60
• 5.2.4 不同年代旱地冬小麦品种花前茎秆贮存干物质对穗粒重的贡献60-62
• 5.2.5 穗、叶对穗粒重的贡献率与各生物学特征关系62-64
• 5.3 讨论64-66
• 5.4 小结66-67
• 第六章 陕西省不同年代旱地冬小麦品种根系特征及水分利用效率演化研究67-82
• 6.1 前言67-68
• 6.2 结果分析68-79
• 6.2.1 不同年代旱地冬小麦品种根重分布特征及根冠比68-72
• 6.2.2 不同年代旱地冬小麦品种根长、根表面积分布特征72-76
• 6.2.3 不同年代旱地冬小麦品种根系生长对水分的敏感性比较76-77
• 6.2.4 不同年代旱地冬小麦品种水分利用特征77-79
• 6.3 讨论79-81
• 6.4 小结81-82
• 第七章 结论与展望82-85
• 7.1 研究的主要结论82-83
• 7.2 研究的创新点83
• 7.3 研究的不足之处83
• 7.4 今后的研究设想83-85
• 参考文献85-99
• 致谢99-100
• 作者简介100

【参考文献】

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1 李成龙;水分胁迫对小麦碳同化物分配及穗部显微结构的影响[D];西北农林科技大学;2007年

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本文编号：256723