昼夜不对称增温影响冬小麦品质的机理研究

全球气候变暖已是不争的事实。研究指出，近40年来全球陆地表面平均夜温的增幅高达0.84℃，而平均昼温的增幅仅为0.28℃。这不啻说明，伴随着剧烈的气候变化，全球昼夜增温亦存在着显著的不对称差异，它势必会给农业、特别是粮食生产带来巨大冲击。本研究拟采用自行研制的开放式田间增温系统，选择高、中、低3种不同筋力的冬小麦品种，开展昼夜不对称增温的人工控制实验。结合小麦关键生育期及灌浆阶段的同位素示踪、生理生化分析等实验技术等，研究昼夜不对称增温对麦株碳氮代谢过程及籽粒蛋白质和淀粉的含量、组分、积累特性及面粉加工品质的影响，以期明确昼夜不对称增温影响冬小麦品质的机理，预估未来气候变化、特别是不对称增温条件下我国小麦品质的演变趋势，旨在为我国各级农业领导部门制定未来适应性政策、策略和措施提供科学依据。

针对全球变暖存在的昼夜不对称增温的现实，通过田间开放式增温系统，设置夜间增温（NW:18:00-次日6:00）、白天增温（DW:6:00-18:00）和全天增温（AW）三种增温处理，采用弱筋冬小麦品种扬麦13和强筋冬小麦品种徐麦31为材料，研究昼夜不对称增温条件下冬小麦的生长发育、产量和品质的变化，并探索冠层反射光谱和产量的关系。主要结论如下：.1、不对称增温处理影响了冬小麦的生长发育。3种增温处理使两品种冬小麦的生育时期提前，其中AW处理提前天数最多，其次为DW，最后为NW；拔节期提前天数最多。AW和DW显著提高了冬小麦的叶绿素含量，NW降低了叶绿素含量。AW和DW处理冬小麦植株干物质累积量均显著提高，NW处理使扬麦13干物质累积量降低了11.02%，徐麦31则增加了6.07%。.2、3种增温处理提高了扬麦13和徐麦31叶片、茎秆和籽粒的含氮量，其中AW和DW处理增加幅度最大。昼夜不对称增温条件下冬小麦叶片和茎秆的可溶性总糖和蔗糖含量均低于CK。昼夜不对称增温均显著降低了孕穗期冬小麦叶片的糖氮比，AW的叶片糖氮比最低。.3、DW和AW显著提高冬小麦的产量，但NW处理降低扬麦13产量13.19%，提高徐麦31产量1.58%。增温主要是通过增加穗数而使冬小麦增产。昼夜不对称增温处理均降低了籽粒总淀粉含量，提高了籽粒直链淀粉的含量，直/支比呈上升趋势。增温均显著提高了球蛋白和醇溶蛋白含量，降低了谷/醇比。不同的增温处理可以增加杨麦13和徐麦31两品种的沉淀值、湿面筋含量和面团形成时间，但显著降低了面团的稳定时间。.4、由冠层反射光谱可见光波段建立的Vari-Green、NDGI、NDVI(560,680)、P_Area560等光谱参数可以较好的拟合扬麦13和徐麦31两种不同筋力小麦叶片含氮量的变化情况。孕穗期为最佳产量估测时期，P_Depth560、NDVI(560,450)、RVI(560,450)与产量的相关性一直保持极显著水平，可用于冬小麦估产。