遮荫对冬小麦形态、生理和谷物产量的影响外文翻译资料

 2022-11-26 07:11

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毕业论文

英文翻译

原文标题 Effects of shading on morphology, physiology and grain yield of winter wheat

译文标题 遮荫对冬小麦形态、生理和谷物产量的影响

遮荫对冬小麦形态、生理和谷物产量的影响

Huawei Li a , Dong Jiang a,lowast; , Bernd Wollenweber b , Tingbo Dai a , Weixing Cao a

a华南作物生理与生态重点实验室，农业部/信息农业高新技术重点实验室，江苏省南京农业大学，南京210095，中国

b奥胡斯大学遗传与生物技术系、flakkebjerg研究中心，DK 4200斯莱格思，丹麦

摘要：本实验对冬小麦品种扬麦158（YM 158耐荫和YM）y）扬麦11（YM11，不耐荫）在拔节至成熟期进行遮荫处理，处理包括三种遮荫程度，即总辐射（S0）的92% (S1), 85% (S2) 和 77% (S3)。相比S0，YM 158在S1和S2处理中，YM11在S1处理中产量增加， S2 和 S3处理中，YM 11 减产率分别为 2.3% and 6.7%，YM158在S3处理中减产率为5.9%，产量的减少程度远低于光强的减弱。遮荫处理中，叶面积指数、穗柄间节长度，上部叶片叶面积和叶绿素含量增加，更利于光捕获。遮荫改变了冠层光质，增加了散射和蓝光，减少了红光。遮荫改变光利用率例如削弱叶绿素a/b值和非光化学猝灭速率，增加PSII和PSI (ETR)之间的电子传输和PSII (ФPSII)的量子产率，同时光系统II的光化学效率在暗适应下无明显变化。相比之下，只有在处理S3中两个品种的旗叶光合碳利用(Pn)减小。下部叶片较旗叶对弱光的耐受性好，多数情况下，倒数第二、三叶的光合速率增加。遮荫增加了从营养器官到籽粒的干物质再分配。讨论了形态和生理特征对遮荫的反应，这一反应与对照小麦品种产量的变化有关。

关键词：干物质再分配、色素、光合作用、遮荫、冬小麦、光利用率

1 介绍

由于气溶胶，空气污染和人口密度增加，光照变暗或遮荫（全球辐射减少，即直接太阳辐射和大气散射辐射之和）已成为世界许多地区作物生产的主要挑战（(Mu et al., 2010）。研究表明，在25°N和45°N之间，全球辐射每十年减少多达1.4-2.7％（Stanhill and

Cohen, 2001; Forster et al., 2007; Ramanathan and Feng, 2009）。长江下游平原（占中国小麦总面积的15％）是一个具有较大规模行业的地区，因此潜在的高空气污染风险较大。它也是受影响最严重的地区之一，已经观察到每十年减少超过6％的辐射（Chen et al., 2005;Qian et al., 2007）。

光照变暗或遮荫不仅减少了辐射，而且增加了散射（Sinclair et al., 1992; Rochette et al.,1996; Gu et al., 1999; Greenwald et al., 2006），并改变了光谱（Grant et al., 1996; Bell et al., 2000）。散射光被植物更好的利用（Sinclair et al., 1992; Rochette et al.,1996;Guetal.,1999,2002），可以抵消部分直接辐射，实际上增强叶片二氧化碳吸收能力、光合作用强度和植物的生长（Healey et al., 1998; Gu et al., 1999, 2002; Cohan et al.,2002）。同时，随着遮荫强度的增加，蓝光（400-500nm）增加，而红光（600-700nm）降低（Bell et al., 2000），这可能影响两个生理参数（如光合作用 和叶绿素合成（Blackwell, 1966））以及植物形态（如主要发育（Barnes and Bugbee, 1992），分蘖外观（Casal，1988）和气孔导度（MunznerandVoigt,1992;Zandomeni and Schopfer, 1993; Furuya et al., 1997））。

辐射变化影响光合光照和碳利用效率，最终将影响总粮食产量（Bell et al., 2000; Jiang et al., 2002; Greenwald et al., 2006; Zhang et al., 2007）。在任何发育阶段应用的遮荫显著损害了小麦叶片的净光合作用（Wang et al., 2003; Mitchell et al., 2006; Acreche et al., 2009; Mu et al., 2010）叶绿体功能(BurkeyandWells,1991）和光系统II（PSII）活性的抑制（Mu et al.，2010）。已经发现在这些条件下，叶绿素含量增加，叶绿素a/b值降低（Zhangetal.，1995; Hikosaka，1996; Evans and Poorter，2001; Dai et al.，2009）。因此，为了提高PSII反应中心的光利用效率，增加了光收集复合物中天线色素的比例（Dai et al.，2009）。然而，这一策略并不普遍，因为叶绿素含量的下降（Mu et al.，2010），其他品种的叶绿素a/b值增加（Jiang et al.，2004）。

在确定作物生产的约束条件下，冠层光合速率被认为比单叶光合作用（Pn）更为重要（Zelitch，1982）。有趣的是，由于遮荫在冠层水平的光合速率的降低小于单叶水平（Mu et al.，2010）。这可能与不同光照条件下的有效适应能力有关（Boardman, 1977; Schulze and

Caldwell, 1994）。例如，在遮荫下观察到更长和更薄的植物，叶片面积增加和枝条比例增加（Pearcy，2007）。此外，由于阳光照射的叶片通常接受漫射和直射辐射，而较低的遮荫叶子则受到更多的漫射光，所以在植物冠层内分布不同的轻质部分（Spittersetal.，1986）。因此，较低的光照水平对于较低的叶子而言是常见的，这是更耐荫的（Stanhill and Cohen，2001），并且可以比直接辐照更有效地使用漫射（Guetal.，1999）。例如，下叶的Pn增加部分补偿旗叶的Pn减少，这可能导致小麦冠层光合作用的轻微降低（Mu et al.，2010）。然而，在该研究中，没有证据表明在遮荫下小麦冠层的漫射光和光质量分数的空间变化。

在我们以前的实验（Mu et al.，2010）中，应用相对较重的遮光处理（占总辐射的22％或33％），谷粒产量的降低低于辐射降低。因此，我们假设由于形态学改变和轻馏分变化引起的高效光捕获，低遮蔽可能不会降低甚至可能会增加小麦籽粒产量。然后在田间试验中对这一假设进行了测试，其遮荫密度处理比以前的研究低得多（Mu et al.，2010），以及两个对比的冬小麦（Triticum aestivum L.）品种在遮荫耐受性方面不同。因此，本研究的目的是：（1）测试小麦籽粒产量对不同密度遮荫的性能，（2）探讨形态和生理特征对遮阳的反应，（3）揭示 粮食产量表现与低遮蔽密度下形态和生理性状的反应关系。

2 材料和方法

2.1 实验设计

实验于2007-2008中国江苏省南京（32°07N and 118°62°E）年南京农业大学江浦实验站，潮湿，半热带气候下进行。年平均气温15℃，降水约1000mm，太阳辐射4540MJm -2 y -1。土壤含有1.67gkg -1有机物，126.8gkg -1，N，119.8gkg -1 Olsen-P和108.6gkg -1 K 2 O。 选择耐荫小麦杨麦158（YM 158）和敏感品种杨麦11（YM 11）（Mu等，2010）。杨麦158号是杨麦11号的父母之一，也是杨麦11的轮回父母。播种日期为2007年11月6日，1周后出现。苗密度为160m -2，行空间为25cm。播种前施用120kgNha -1，60kgP 2 O 5 ha -1和120kgK 2 Oha -1的剂量，另外120kgNha -1在当地小麦管理实践之后的连接（2008年3月26日）上穿着。分别于2008年4月25日和30日观察了开花期和到期日。

不同层白色聚乙烯筛网覆盖在小麦冠层顶部，从接合到成熟，提供三个遮蔽处理，即屏幕的一层，两层和三层遮蔽，其中约8％（S1），15％（S2 ）和23％（S3）分别在冠层上方的全面辐射。没有设置遮荫作为对照（S0）。他的屏幕距离地面超过180厘米，以确保良好的通风，并且足够大,完全覆盖相应的遮荫图。我们实验位置的日最大值，最小值和平均温度，降雨量和日照时数如图1所示。气象数据由自动气象站（CM10，Camp-bell Scientific，USA）记录。实验是以遮荫作为主要情节和小麦品种的分裂图设计作为子图，每个重复三个。 每个地块的大小为3mtimes;4m。

2.2 测量和方法

使用附在HOBO H8数据记录仪（Onset Computer Corp.,Bourne, USA）上的热传感器，小时冠昼夜的温度记录在平均冠层高度的三分之二处。计算有效积温（EATge;10°C），作为从加入到开花期，从开花期到成熟期的日平均气温和10℃之间的差异的加权和。 如果日平均气温低于10℃，则EAT记录为0℃。

使用Sunscan冠层分析系统（Delta-T Devices Ltd.，Cambridge，UK）记录扩散与总辐射的比（D / T）。用四通道手持式光谱仪（SpectroSense2，Skye Instruments Ltd.，Powys，UK）测量光谱，使用蓝色（B，400-500nm），绿色（G，500-600nm）和红色光（R，600-700nm）。还记录了光合有效辐射（PAR，400-700nm）。计算出蓝光（B / PAR），红光（R / PAR）和绿光（G / PAR）的比例。在清晨的9:30和11:00之间，D / T和光谱的所有测量值在10和20 DAA之间。

每个地块分为两个块，一个用于采样和主要测量，另一个用于谷物产量测定。标记在同一天开花的均匀分蘖用于单叶Pn和叶绿素荧光参数（CFP）的取样和测量。根据Mu等人，从9月30日至11日00分，从开花期开始，测定前三叶叶片净光合速率（Pn）和叶片叶绿素（Chl）荧光参数（CFP）（2010年）。

收集了20个标记的茎，并分离成旗叶，倒数第二叶和其余的叶子部分以及相应的节间。测量每个叶片的每个节间和面积的长度。然后将一半样品在80℃下干燥直到恒重，以获得干燥的叶片和节间质量。将另一批茎的前三个叶分离并在液氮中冷冻至少2小时，然后在-40℃下储存，直至分析叶绿素浓度。在成熟期收获了三十个峰值，以记录每千克千粒重的核数。在收获时，每个地块的最终产量记录块的中心数量为4m 2，记录每公顷的穗数，然后收获以获得最终的谷物产量（任何枯萎的谷物被忽视）。

将半克新鲜切片称重，然后在25ml含有等体积的柠檬酸和无水乙醇的提取溶液中温育。 在黑暗中完全提取后，根据Arnon（1949）比色分析叶色素（Chl a/b）。根据Tan等人计算干物质的再次吸收（2008年）。

这里，作为在开花期和成熟期的干物质重量的差异，将在开花期之前储存的营养材料中的干物质的量重新分配到谷粒中的谷物（RAP，mgstem -1）。相应地，开花后储存在营养器官中并再分配成谷粒的干物质的量（APA，mgstem -1）计算为开花后和开花期最大干物质重量的差异。计算RAP对谷物干物质（CRAP，％）的贡献，作为RAP在成熟期的最终谷物质量的百分比，而APA对谷物干物质（CAPA，％）的贡献则以APA的百分比计算为最终 谷物质量。

2.3 统计

对所有数据进行单因素方差分析（ANOVA），采用Duncans多范围检验法，用SPSS统计软件（SPSS 10.0）确定处理间或品种间差异的显著性

3.结果

3.1 遮荫下小

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