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单词 大麦早熟发育生理
释义

【大麦早熟发育生理】
 

拼译:physiology of the development early maturity in barley
 

早熟性是大麦的重要特性,通常大麦比同类型小麦稳定早熟10~15d。因此,大麦可作为多种粮食作物和经济作物的良好前茬,在充分利用温光等农业气候资源、农作物合理布局、改善农业结构和提高全年粮食产量诸方面占有重要地位。研究大麦早熟发育生理,探讨环境因子对大麦生长发育的影响以及早熟发育与产量形成的规律,不仅能为大麦早熟育种的亲本选择、优良类型的选定和高产优质栽培奠定基础,同时对小麦等其它麦类作物的早熟发育生理和早熟育种等的研究也具有一定的意义。

麦类作物早熟育种理论和发育生理,是国内外学者长期关心和探讨的问题,温度和日长与生育期的关系则是麦类作物研究的主题。Wanse(1922)指出,光周期性是区别冬小麦与春小麦的关键。Mekinney等(1935)认为,冬小麦与春小麦的开花时间不仅决定于一定的临界温度或光周期,而且决定于二因素的相互关系。冬小麦早抽穗是受发育早期的低温和短日照影响。Adams认为日长和温度在决定冬小麦的抽穗时间上是同等重要的,不同品种在某一生育阶段对温度的要求不相同。Dolgusiu(1935)和Vavilov(1951)认为,麦类作物春化反应越弱,春化最大速率所需温度越高,春化时间也越短。Bidwell(1979)指出,在一定温度范围内,温度越低,麦类作物春化反应过程越短。

国内外的研究资料表明,麦类作物的春化和光周期反应具有交互作用。中度至强春化反应的小麦在满足春化后开始花序分化,植物对光周期的反应强烈影响随后的花序发育,而光周期反应能在花分化以前对发育速率产生影响。已报道小麦的春化和光周期互作。春化可减少随后的长日需要,冬小麦中存在短日春化。采用延长短日处理能去除对春化要求。在控制抽穗期上,春化与光周期有显著互作,春化可部分代替光周期。除了春化和光周期反应过程影响小麦开花期外,还有第3个过程影响开花。小麦品种在一定生长发育阶段所要求的最适宜温度不同。Syme(1968,1973)和Keim等(1973)均发现和证实麦类作物有一不同于春化和光周期的早熟因素影响抽穗期,但与光周期因素相比具次要的作用。Halloran(1975)试验资料指出,可能是对生长温度的不同反应,麦类作物在拔节期出现不同的发育速率。Flood等(1984)也证实不同品种在分化后的发育时期对日平均温度的反应不同。

基本发育速率已被系统地用于解释小麦从播种到抽穗品种间发育速率差异的原因,这不能用光周期或春化反应的差异来解释(Flood,1984)。而以前把这一概念归为“狭义的适应性”(大麦,Takahashi,1971)、“基本发育时间”(Syme,1973)、“开花的倾向”(Pears等,1978)和“早熟基因”(Ford,1981)。Flood等(1984)用大量的澳大利亚春性小麦,通过低温春化和长光周期处理,结果证实基本发育速率不能看作是一种春化反应现象。

关于大麦早熟发育生理,国内外的研究者不多。Takahashi提出,至少有3个生理因素确定大麦的早熟性,即春化要求、短日敏感性和最小营养生长期。P.Y.Puri等研究资料指出,太阳辐射强度与大麦、小麦和小黑麦这3种麦类作物的早期营养生长持续时间呈显著正相关关系,而要获得较高的籽粒产量,大麦比小麦和小黑麦要求较少的太阳辐射量和热量单位,表现为大麦比其它麦类作物早熟。M.Inagaki等研究了大麦早熟的光温生理特性,认为在长日照条件下,各类型大麦品种和发育速率均随温度的升高而加快,品种间对温度的反应无明显差异。而在短日照条件下,品种间熟期差异较大,指出大麦早熟品种通常继承了其亲本对不同温光条件的适应性,表现出对长日照和短日照的不同反应和早熟性。H.Yashida和S.Yasuda对多种类型的大麦、小麦品种进行生长发育期分段,并分别对每一发育期进行对比研究,认为大麦各生长发育阶段及穗分化比小麦早,主要是大麦要求较低的积温值。与大麦抽穗期关系最密切的是拔节期,而小麦则是二棱期。但对生育阶段及穗原基发育差异的原因仍不清楚。

国内外关于大麦光温反应及早熟发育生理的研究,一般均未能与幼穗原基分化和产量因子形成结合起来,并缺乏在多种生态因子条件下的分析。近年来,西南农业大学何立人等采用大麦和小麦不同类型品种对比研究的方法,在周年分期播种、春秋播种等不同光温条件下系统观察了幼穗原基分化、产量因子形成和生长发育时期的变化,研究了大麦的早熟发育特点和光温等环境因子对大麦生长发育的影响。结果表明,同类型大麦与小麦相比,出苗至抽穗各阶段差异极小,大麦早熟主要是抽穗至成熟时间短。不同类型品种播种期间以出苗至拔节天数变化最大,认为大麦早熟优势主要是穗分化开始早、进展快。大麦最小营养生长期明显比小麦短,且各类型间差异极小。伸长期的出现与日平均气温呈显著负相关,是积温效应,而与春化无关。认为小麦对春化反应敏感期及营养、生殖生长的转折点是二棱期,而大麦是三联期。三联期是大麦通过春化阶段和幼穗分化开始的形态指标。大麦对日长的反应比小麦弱,类型间差异较小。拔节至成熟期温度对各生育阶段持续时间的直接通径系数最大,且为负值。出苗至拔节春化反应极弱的春性大麦品种与日平均温度呈显著负相关,而有春化反应的大小麦品种,低温有促进作用。

今后,有关大麦早熟发育生理的研究将侧重于:(1)在人工控制条件下研究光温等环境因子与大麦各生育期的定量关系,明确左右大麦早熟性的关键因素及变化特征。(2)研究大麦早熟性的遗传和生理机制,在不同温光组合条件下,探索熟性的遗传和生理特点,为早熟育种的亲本选择提供理论依据。(3)探索不同生育期持续时间变化与产量的内在联系,调整早熟与高产之间的关系。在大田种植条件下,通过人工措施促控大麦的某些发育时段,以达早熟高产之目的。(4)分析鉴定大麦种质资源的光温反应特性,筛选早熟的品种类型,为早熟育种奠定基础。

【参考文献】:

1 Yashida H,et al.Japanese Journal of Breading,1985,35(2):167~174

2 Yashida H,et al.Japanese Journal of Breeding,1985,35(3):323~331

3 Yasuda S农业科技情报;1986;5(3):29~31.

4 何立人,李来胜,李正玮.北京农学院学报,1988,3(2):18~24

5 何立人,李正玮,李来胜.西南农业大学学报,1989,11(4):365~371

6 Saini J P.Cereal Research Communications,1989,17(2):178~181

7 Gardner F P.et al.Crop Science,1990,30(1):166~169

8 Nkongolo K K,et al.Cereal Research Communications,1990,18(1~2):131~134

9 Blondon F.WBTA,1991,8(5):4385

(西南农业大学李来胜副教授、何立人教授撰;李正玮审)

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