拔节期和开花期不同土层深度测墒补灌对北方小麦旗叶叶绿体超微结构和荧光特性的影响

• 作者: 于振文 刘月兰 张永丽 王东 石玉
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 小麦 测墒补灌 土层深度 叶绿体超微结构 荧光特性
• 年，卷（期）: 2014,（14）
• 所属期刊栏目: 耕作栽培?生理生化?农业信息技术
• 页码范围: 2751-2761
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2014.14.006

摘要

研究拔节期和开花期土层深度测墒补灌对北方小麦旗叶叶绿体超微结构和叶绿素荧光特性的影响，为小麦节水高产栽培提供理论依据和技术参考。以济麦22小麦品种为试验材料，于2011-2012年和2012-2013年小麦生长季，在大田条件下设置4个测墒补灌土层深度（0-20 cm、0-40 cm、0-60 cm和0-140 cm，各处理土壤相对含水量均补灌至75%，以生育期不灌水为对照），用透射电镜观察旗叶叶绿体超微结构、乙醇提取法测定叶绿素含量、叶绿素荧光仪测定叶绿素荧光参数，研究不同处理对小麦旗叶叶绿素含量、叶绿体超微结构、叶绿素荧光特性及籽粒产量、水分利用效率和经济效益的影响。（1）依据0-40 cm土层测墒补灌，开花后22 d旗叶叶绿体呈椭圆形，沿细胞膜紧密排列，叶绿体膜和细胞膜完整，基粒片层清晰且沿叶绿体长轴方向排列，基粒片层间由清晰的基质片层连接；依据0-20 cm土层测墒补灌和生育期不补灌的处理旗叶叶绿体超微结构均有损伤，不补灌的处理损伤最重，叶绿体变为圆形，在细胞内排列紊乱，叶绿体膜和细胞膜溶解，细胞壁断裂。依据0-60 cm土层测墒补灌与依据0-40 cm土层测墒补灌叶绿体超微结构无显著差异，测墒补灌土层加深至0-140 cm，叶绿体膜完整，细胞膜部分损伤，基粒片层间出现缝隙。（2）相关分析表明，旗叶叶肉细胞叶绿体数、叶绿体基粒数和基粒片层数均与叶绿素含量呈极显著正相关（r＝0.99**，0.99**，0.96**）。依据0-40 cm土层测墒补灌，开花后22 d旗叶叶肉细胞叶绿体数、叶绿体基粒数和基粒片层数比依据0-20 cm土层测墒补灌和生育期不补灌的处理显著增加，是其叶绿素含量较高的主要原因；测墒补灌土层加深至0-60 cm和0-140 cm，旗叶叶肉细胞叶绿体数、叶绿体基粒数和基粒片层数无显著增加，叶绿素含量亦无显著增加。（3）依据0-40 cm土层测墒补灌，灌浆中后期旗叶最大光化学效率（Fv/Fm）、实际光化学效率（ΦPSⅡ）、表观光合电子传递速率（ETR）和千粒重、籽粒产量及经济效益均比依据0-20 cm土层测墒补灌和生育期不补灌的处理显著增加，水分利用效率比依据0-20 cm土层测墒补灌的处理显著增加。测墒补灌土层加深至0-60 cm或0-140 cm，Fv/Fm、ΦPSⅡ和ETR均无显著增加，千粒重、籽粒产量、水分利用效率和经济效益亦无显著提高。依据0-40 cm土层测墒补灌，旗叶叶绿体超微结构保持良好，叶肉细胞叶绿体数、叶绿体基粒数和基粒片层数较多，小麦灌浆中后期叶绿素含量和荧光参数较高，是其千粒重和籽粒产量较高的主要原因。综合籽粒产量、水分利用效率和经济效益，依据0-40 cm土层测墒补灌的处理为本试验条件下的最优处理。