臭氧脅迫對不同小麥品種產(chǎn)量、品質(zhì)和抗倒性的影響.pdf

1、目前近地層大氣背景空氣中的臭氧(O3)濃度超過敏感作物的傷害閾值(40 nL L-1)，已經(jīng)對植物產(chǎn)生肉眼可見的傷害。小麥被認為是對臭氧脅迫較為敏感的作物之一。臭氧脅迫使小麥籽粒產(chǎn)量明顯下降，但對小麥品質(zhì)和抗倒性的影響報道較少，這種影響是否因品種而異則更不清楚。本研究依托自然光氣體熏蒸平臺，于2014～2015年采用Chokwang、Clark、寧7840和青紫1號4個冬小麥供試品種，設(shè)置對照（約10 nL L-1，CK）和高濃度臭氧(

2、100 nL L-1，O3)處理，研究小麥產(chǎn)量形成、物質(zhì)生產(chǎn)與分配、葉片生理指標、養(yǎng)分吸收、籽粒品質(zhì)和抗倒性對臭氧脅迫的響應(yīng)及其品種間差異，以期為未來高濃度臭氧條件下最小化臭氧對小麥的傷害提供依據(jù)。主要結(jié)論如下:
　　1、臭氧脅迫使所有小麥品種籽粒產(chǎn)量平均下降58％，其中Chokwang、Clark、寧7840和青紫1號分別下降49％、51％、66％和65％。臭氧脅迫導致的產(chǎn)量損失主要與每穗粒數(shù)(-21％)特別是千粒重大幅下降(-

3、47％)有關(guān)，而單位面積穗數(shù)無顯著變化。臭氧與品種互作對最終產(chǎn)量、每穗粒數(shù)和千粒重的影響分別達0.05、0.1和0.01顯著水平。
　　2、與對照相比，臭氧脅迫使四個小麥品種成熟期地上部生物量平均下降28％，其中Chokwang、Clark、寧7840和青紫1號分別下降18％、24％、38％和34％，均達極顯著水平。臭氧脅迫使小麥葉片生物量增加（+22％，P＜0.01），使麥穗生物量大幅下降(-50％，P＜0.01)，但對莖鞘生物

4、量影響較小。從物質(zhì)分配看，臭氧脅迫使四個小麥品種葉片、莖鞘占地上部總生物量的比例平均分別增加71％、43％，但使麥穗所占比例平均下降44％，均達極顯著水平。臭氧與品種互作對上述參數(shù)的影響多達顯著或極顯著水平。
　　3、Chokwang、Clark和寧7840頂三葉各期生理測定表明，臭氧脅迫使供試小麥各期倒1、倒2、倒3葉葉片傷害指數(shù)平均分別為4.2、7.0、7.9，均以寧7840各葉位最大。臭氧脅迫使小麥頂三葉SPAD值和葉綠素總

5、量分別下降38-80％和22-77％，降幅隨著葉位下降明顯增加。與之相反，臭氧脅迫使頂三葉丙二醛和抗壞血酸含量分別增加25-78％和20-27％。除LBS外，臭氧與品種互作對小麥頂三葉葉片性狀多有顯著影響。
　　4、四個供試品種成熟期各器官N、P、K、Ca、Mg、 Cu、Fe、Mn、Zn元素濃度測定結(jié)果表明，臭氧脅迫使葉片、莖鞘和籽粒元素濃度均呈增加趨勢，增幅分別為3-103％、3-68％和9-33％。臭氧脅迫使籽粒各元素積累量平

6、均下降51-60％，但使葉片和莖鞘部分平均分別增加28-145％和7-74％，均達極顯著水平。計算各器官元素累積量占總累積量的比例，臭氧脅迫使籽粒中元素比例平均下降41-70％，使葉片（Ca除外）、莖鞘（Mg除外）各元素分配比例平均分別增加24-226％、5-127％。臭氧與品種互作對上述參數(shù)多有顯著影響。
　　5、臭氧脅迫使四個小麥品種籽粒體積大幅下降(-30％)，這主要與籽粒寬度(-16％)和厚度(-17％)顯著下降有關(guān)，而籽

7、粒長度的降幅相對較小(-8％)。臭氧脅迫使籽粒蛋白質(zhì)濃度平均增加21％，這主要與球蛋白(+35％)和醇溶蛋白(+41％)濃度的大幅增加有關(guān)，而清蛋白和球蛋白濃度無顯著變化。臭氧脅迫使氨基酸總量、必需氨基酸總量和非必需氨基酸平均增加25-27％。臭氧脅迫導致籽粒總淀粉下降(-9％)主要與支鏈淀粉顯著下降(-12％)有關(guān)，而直鏈淀粉含量不降反增(+6％)。臭氧與品種互作對籽粒長、寬和厚度、蛋白質(zhì)和氨基酸組分含量有顯著或極顯著影響。
　

8、　6、臭氧脅迫使四個小麥品種籽粒出粉率和硬度平均分別下降18％和10％，但使?jié)衩娼詈统两抵捣謩e增加18％和17％，均達極顯著水平。臭氧脅迫使面粉峰值粘度、低谷粘度、最終粘度和反彈值平均分別增加10％、18％、17％和13％，但使稀懈值平均降低9％，均達極顯著水平。臭氧與品種互作對出粉率、濕面筋、沉降值以及峰值時間均有顯著影響。
　　7、臭氧脅迫對小麥基部倒3、倒4和倒5節(jié)間倒伏指數(shù)的影響因品種而異:Chokwang和Clark平均