小麥寬幅精播增產(chǎn)的生理及分子機(jī)制研究.pdf

1、小麥?zhǔn)俏覈?guó)乃至全世界重要的糧食作物之一，我國(guó)存在人口多，耕地少的嚴(yán)峻形勢(shì)，近幾年來(lái)，我國(guó)對(duì)糧食的需求不斷增長(zhǎng)，而耕地面積不斷減少，兩者矛盾日益尖銳，解決此矛盾的關(guān)鍵在于小麥單產(chǎn)的提高，因此如何在有限耕地的情況下提高小麥的產(chǎn)量對(duì)于確保糧食安全有重要意義。小麥高產(chǎn)栽培專家余松烈院士總結(jié)多年的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出了寬幅精播的小麥新型高產(chǎn)栽培模式。該技術(shù)目前已經(jīng)較為成熟，經(jīng)過(guò)各農(nóng)業(yè)部門廣泛推廣證明，冬小麥應(yīng)用寬幅精播模式條件下籽粒產(chǎn)量顯著提高，應(yīng)

2、用該種植模式高產(chǎn)田預(yù)計(jì)可以達(dá)到12000．0 kg/hm2。2010年在我國(guó)北方冬麥區(qū)采用寬幅精播的小麥栽培模式獲得了大面積單產(chǎn)的最高紀(jì)錄。在寬幅精播模式獲得成功的同時(shí)，很多學(xué)者為探討該種植模式增產(chǎn)的機(jī)理進(jìn)行了大量的研究,但是，這些研究主要調(diào)查了植株表型以及測(cè)定一些生理指標(biāo)，對(duì)于寬幅精播模式顯著增產(chǎn)的形成機(jī)制缺乏系統(tǒng)的研究，注重于高產(chǎn)攻關(guān)以及示范推廣，這樣制約了寬幅精播技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。因此，本試驗(yàn)另選角度，以氮素代謝為突破口，在寬幅精

3、播(WP)與常規(guī)播種(CP)兩種模式下設(shè)置三種不同的氮素濃度，對(duì)比冬小麥（濟(jì)麥22）植株硝酸含量、氮代謝關(guān)鍵酶活性（NR、GS）及其相關(guān)基因(硝酸轉(zhuǎn)運(yùn)、同化基因)表達(dá)情況，研究小麥寬幅精播模式增產(chǎn)的機(jī)制。
　　1、在本試驗(yàn)條件下，隨著培養(yǎng)基中硝態(tài)氮的濃度提高，小麥植株根冠比下降，各項(xiàng)表型指標(biāo)由顯著增長(zhǎng)趨于平緩，且寬幅精播種植模式相比于常規(guī)種植模式在本試驗(yàn)所測(cè)定的表型上具有優(yōu)勢(shì)，小麥寬幅精播種植模式相比于常規(guī)種植模式能更好的適應(yīng)并利

4、用培養(yǎng)基中高濃度的硝態(tài)氮。綜合試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)，可以得出，生長(zhǎng)環(huán)境中過(guò)低、過(guò)高濃度的硝態(tài)氮不利于小麥的根系發(fā)育，小麥的生長(zhǎng)受到抑制，因此本試驗(yàn)條件下，小麥幼苗生長(zhǎng)的適宜氮素濃度應(yīng)在1mmol/L~10mmol/L之間，寬幅精播種植模式在較高的氮素濃度水平下小麥植株發(fā)育優(yōu)勢(shì)顯著。
　　2、在本試驗(yàn)條件下，隨著培養(yǎng)基中硝態(tài)氮的濃度提高，小麥根硝酸含量不斷升高，過(guò)高的氮素濃度都造成了硝態(tài)氮在植株體內(nèi)積累，寬幅精播模式相比于常規(guī)種植模式能夠更

5、有效的將植株吸收的硝態(tài)氮同化利用。寬幅精播模式下，小麥植株根、葉表現(xiàn)出較高的硝酸還原酶活性，而谷氨酰胺合成酶活性在根葉中表現(xiàn)出相反的趨勢(shì)。根中NR活性由急劇下降趨于穩(wěn)定，低氮條件下葉中NR活性過(guò)低，而高氮條件下根NR活性受到抑制。
　　3、寬幅精播模式相比于常規(guī)播種模式，小麥植株根、葉硝酸轉(zhuǎn)運(yùn)基因的相對(duì)表達(dá)量在不同氮素濃度下變化不一，但總體表達(dá)上調(diào)；根、葉硝酸還原酶、同化酶基因的相對(duì)表達(dá)量升高，其中在低氮條件下葉中TaGS1基因的