春化时长对半冬性小麦品种圣麦20穗粒数的影响

李艳慧 崔鲁宁 贾帅帅 张玉梅 闫媛媛 郑洪华 王书平

（山东圣丰种业科技有限公司 山东嘉祥 272400）

小麦作为中国第二大粮食作物，为人类营养成分提供了20%以上的热量和蛋白质[1]，随着粮食需求的增长，粮食产量成为重要的育种目标。构成小麦产量的三个重要因素包括亩穗数、每穗粒数和千粒重[2]。

春化特性是指种子作物在苗期需要经受一段时间的低温处理才能开花结实的现象，是小麦品种的重要性状，决定着小麦的种植范围和栽培措施[3-4]。冬小麦在生长过程中需要春化作用的刺激才能加速开花，进而完成开花结实[5]。春化作用不仅是冬小麦从营养生长向生殖生长转变过程中必不可少的过程，而且对小麦后续的生长发育及最终产量也起到重要的调节作用。春化过程所需的主要外界环境因素为低温和光照，另外还需要适宜的水分、足够的氧气和糖类等营养物质[5]。春化过程还会对小麦生理生化代谢产生不同程度的影响。研究表明，春化作用与植物茎尖中碳水化合物代谢联系紧密[6]，蛋白质代谢过程决定着植物低温春化能否顺利通过[7]，另外发现在低温处理的中后期，胚中各种核酸含量随着春化时间的延长而增加[8]。本文作者在人工气候室条件下探究不同春化时长对小麦穗粒数的影响，为小麦人工气候室加代及粮食增产提供新思路。

1 材料与方法

1.1 试验设计

为研究不同春化时间对小麦穗粒数的影响，2021年选择半冬性小麦品种济麦20为试验材料，设置23～40 d的春化时间阶段并观察各处理表型性状，以确定济麦20在4℃条件下完成正常生长发育所需要的最短时长。具体方法：将圣麦20种子铺于放置滤纸的GM培养基上进行萌发，每个处理20粒，将要发芽的在4℃低温条件下（长日照16 h、黑暗8 h）分批春化处理23 d、24 d、25 d、…、38 d、39 d、40 d（处理分别用V23、V24、V25…V40表示），然后将小麦幼苗移栽至温室土壤中生长至抽穗成熟。

1.2 试验管理

完成春化处理后移栽至温室，因为小麦光照时间饱和点是16～18 h。光照时间要保障在16～18 h。春化阶段结束后，在这个光照时长范围内大部分品种可以在同一时间开花。晚上温度7～9℃、白天温度16～18℃，保持20 d左右。这段时间一定要控制好温度，如果温度过高幼苗就会旺长，茎秆细弱，叶片窄长，叶色浅绿，叶片较薄，长势较弱。这种情况下孕穗时间较短，抽穗后穗较小，后期也会出现倒伏现象。抽穗后白天温度25～26℃、晚上温度11～12℃保持2周。2周后白天温度26～27℃、晚上温度16～17℃，晚上不能超过20℃，一直到成熟。

小麦浇水一定要等到花盆的土壤接近干透后再浇水，浇水一定要浇透，浇水时水管要对着花盆的壁，花盆的土就不会被水冲成坑，水管放水的速度要慢，等盆里的水满将要往下流时为最佳。及时发现病害，如白粉病、锈病和虫害等，要及时打药治理，不可造成危害，影响小麦正常生长。

2 结果与分析

试验结果表明，春化时长低于26 d的处理植株几乎不能完成抽穗，而春化时长在26 d及以上的植株可以完成正常抽穗。因此认为济麦20幼苗在4℃条件下完成春化所需要的最短时长为26 d。

进一步考查春化33～40 d处理在温室条件下生长至抽穗后的穗部生长情况。发现33～40 d可以完成正常抽穗并且产生较多小穗数和穗粒数。进一步统计植株主分蘖的小穗数及穗粒数，发现在满足春化需求的条件下，春化时间在33～40 d时圣麦20主分蘖的小穗数随春化时间的延长呈先上升再下降的趋势（表1），春化38 d的植株生成的小穗数最多，而春化时间为36 d的植株小穗的穗粒数分布比较均匀（表2），产生的总穗粒数最多，因此认为济麦20在4℃环境下最适合的春化时间为36 d。

表1 不同春化时长下圣麦20小穗数和穗粒数的差异

表2 不同春化时长下每个小穗的穗粒数（单位：粒）

2022年国审小麦新品种

3 结论与讨论

小麦为冬性作物，秋季种植、冬季生长，开花的必要条件是要经历长时间的持续低温，只有经过足够的持续低温，小麦才能完成营养生长到生殖生长的转变。从试验数据可以看出，设置的春化时长高于植物生长发育所需的的最短时间26 d时，不同的春化时间仍会对小麦穗的发育产生影响，通过影响穗粒数进而影响产量。试验发现在保证基本的春化时长后的1周左右时间，小穗数及穗粒数的变化不明显，之后随着时间的延长穗粒数呈现先增加再减少的趋势，这可能是因为不同春化时长会影响小麦茎尖发育进而影响穗粒数[2]。另外从数据来看，穗粒数和小穗数随着春化时长的改变而变化，说明小麦产量一般是由多性状甚至多基因影响的，穗粒数的改变和小穗数也紧密相关。小穗数和穗粒数的变化并不是呈现完全的正相关，这说明春化小麦除了需要最低的春化时长外，还需要最适宜的春化环境与时长，否则就会出现个别小穗不结实的现象。