来源:《农业环境科学学报》年06期
作者:金丽惠1,冯茜1,潘仕球2,苗淑杰1,乔云发1*
单位:1.南京信息工程大学应用气象学院;2.桂林市气象局
摘要
为探究全球气候变暖背景下冬小麦生长发育情况,通过全生育期增温,研究温度升高对冬小麦叶片保护酶活性和产量的影响。年11月,在南京信息工程大学农业气象试验站进行框栽试验,以常温为对照(CK),以开放式增温装置模拟大气增温1.5℃(eT)条件,以在南移的黑龙江黑土、北移的海南砖红壤和江苏南京黄棕壤上生长的冬小麦为研究材料,以成熟期小麦株高、单穗粒数、千粒质量等指标体现生长量的变化,以拔节期和开花期冬小麦叶片的叶绿素(SPAD)和丙二醛(MDA)含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性等指标表征保护酶系统的变化。结果表明:全生育期增温使生长在黄棕壤、黑土和砖红壤上的小麦叶绿素含量分别显著减少了9.51%、19.03%和4.60%,使开花期MDA含量分别显著增加了10.59%、14.83%和13.72%,说明增温通过影响光合作用和膜脂过氧化衰减了叶片功能使开花期叶片SOD、POD和CAT活性显著升高,这表明冬小麦叶片在增温条件下仍保持了较高的抗氧化能力。相关性分析表明,开花期MDA含量、POD活性与产量指标呈显著负相关(P0.05)。此外,全生育期增温显著降低了生长在黄棕壤和黑土上冬小麦的株高、单穗粒数和千粒质量,最终导致产量分别减少33.86%和16.53%,然而黑土上生长的冬小麦各参数对增温的响应程度低于黄棕壤。增温导致砖红壤上生长的冬小麦千粒质量有所降低,但是最终产量未达到5%的显著差异。综合而言,增温能通过降低光合作用、提升膜脂过氧化水平导致冬小麦生长减缓,且这种减缓作用在黑龙江黑土冬小麦上的效应较弱,但对黄棕壤上的冬小麦影响较大。
结论:全生育期增温减少了拔节期和开花期小麦叶片叶绿素含量,提高了开花期叶片保护酶活性。在保护酶系统的作用下诱导丙二醛积累,因此叶内丙二醛含量也协同增加。这些结果表明,增温通过影响叶片光合作用以及细胞膜脂过氧化程度从而影响冬小麦生长发育。增温显著降低了生长在黄棕壤和黑土上冬小麦的株高、单穗粒数和千粒质量,导致减产;对砖红壤中的小麦产量未产生显著影响,但其产量显著低于黄棕壤和黑土。因为本试验在同一区域进行,摒弃了除温度外的其他环境因子的差异,因此可以推测不同类型土壤上小麦产量的差异,一方面受增温的直接影响,另一方面受土壤性状及土壤微生物适应增温的影响。
编辑:张丹丹
校对
审核:潘淑君王农
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