冯 帆

(杨凌职业技术学院 生物工程分院，陕西 杨凌 712100)

小麦是我国重要的粮食作物之一。近年来，小麦主产区干旱危害频发，尤其是小麦开花前后因气候干燥、降雨量少、土壤蒸散较大造成的土壤干旱胁迫，造成小麦千粒重显著下降，致使小麦产量低而不稳，对小麦生产造成严重影响[1～2]。小麦千粒重主要取决于花后籽粒灌浆的进行情况，明确干旱胁迫对小麦籽粒灌浆的影响以及采取相关措施缓解干旱胁迫对小麦灌浆的不良影响，对促进我国主产区小麦生产具有实际应用意义。

磷、钾是植物生长过程中必需的营养元素，可有效提高植物抗逆性[3～4]。我国北方小麦生产中重要的“一喷三防”栽培技术措施，其中重要成分之一为磷酸二氢钾，因其具有较好的抗逆性，对提升小麦灌浆期抗旱具有明显效应，因此以外源喷施的形式被大范围应用[5]，但关于不同水分条件下外源喷施磷酸二氢钾对小麦籽粒灌浆的影响尚不明确。西农979是我国大面积推广种植的小麦品种之一，笔者研究在小麦灌浆期设置不同土壤水分处理，同时外源喷施磷酸二氢钾，测定西农979不同粒位籽粒灌浆情况及可溶性总糖、淀粉含量的变化，研究干旱胁迫下外源喷施磷钾肥对小麦千粒重形成的影响及其机理。

1 材料与方法

1.1 试验设计

该试验于2017-2018年在西北农林科技大学农学院标本区防雨棚内进行，供试小麦品种为西农979。采取盆栽试验，盆上口径为28 cm，下口径为20 cm，盆高为26 cm，每盆装过筛鲜土25 kg(供试土壤取自0～20 cm耕层土壤)。每盆播种30粒小麦种子，出苗后进行定苗，每盆留苗12株。播种前每盆分别施用尿素3.90 g、磷酸二氢钾1.30 g。

小麦生长过程进行人工控水，开花前土壤水势保持在-20～-30 kPa，开花后设置2种水分处理：①干旱((15 cm土层处土壤水势为-60～-70 kPa)；②正常(15 cm土层处土壤水势为-20～-30 kPa)。在盆中安装水势测定探头，采用SWP-100型便携式土壤水势测定仪于每天10:00-11:00对盆中土壤水势进行测定，当读数低于各处理设计值时，适当浇水使读数保持在设定范围内。

在两种水分处理下，各设置2个外源喷施处理：①PK：开花期向穗部喷施30 mmol·L-1KH2PO4，喷施量为750 kg·hm-2；②CK：喷施同量的清水为对照。分别在开花期及花后10 d进行喷施，共2次，每次连续喷施2 d。试验共计4个处理，每处理30盆，重复3次。

1.2 测定项目与方法

在开花期选定同一天开花的麦穗进行挂牌标记。自开花后每隔7 d进行取样，每次5个穗，于110℃杀青30 min后60℃烘至恒重。将小麦籽粒分为强势粒和弱势粒[6]，分别测定强、弱势粒千粒重。将不同粒位籽粒磨粉后采用蒽酮比色法测定可溶性总糖含量，残渣经高氯酸两次提取后采用蒽酮比色法测定糖含量，折合计算出淀粉含量。

1.3 数据处理

数据使用Microsoft Excel软件进行整理，采用SAS 8.0软件进行分析，使用Origin 9.0软件进行作图。

2 结果与分析

2.1 不同处理对强、弱势粒千粒重的影响

由图1得出，各处理下不同粒位籽粒千粒重随开花后时间推移呈现增加的趋势，且强势粒千粒重高于弱势粒千粒重。花后土壤干旱处理大幅度降低强、弱势粒的千粒重，而外源喷施磷钾肥能促进千粒重的增加。正常水分条件下外源喷施磷钾肥可明显增加弱势粒千粒重，但对强势粒千粒重无较大影响；干旱条件下外源喷施磷钾肥可明显提高强、弱势粒千粒重，其中前者千粒重提升幅度更大。

2.2 不同处理对强、弱势粒可溶性总糖含量的影响

图2表明，四种处理下各粒位籽粒可溶性总糖含量随开花后时间推移而降低，且花后全过程强势粒中可溶性总糖含量高于弱势粒。干旱条件下强势粒可溶性总糖含量在花后35 d下降至零，弱势粒可溶性总糖含量在花后28 d下降至零，即强势粒灌浆时间长于弱势粒。花后土壤干旱处理可明显降低灌浆前中期强、弱势籽粒可溶性总糖含量，外源喷施磷钾肥对干旱条件下灌浆中后期强、弱势籽粒可溶性总糖含量具有增加作用，对其他时期无明显影响。

2.3 不同处理对强、弱势粒淀粉含量的影响

由图3得出，不同处理各粒位籽粒淀粉含量在花后呈现出逐渐增加的趋势，强势粒淀粉含量高于弱势粒。不同粒位籽粒淀粉含量对水分处理反应不同，灌浆前中期土壤干旱处理对强势粒淀粉含量无明显影响，而在灌浆后期具有降低作用；灌浆中后期干旱处理降低弱势粒淀粉含量。不同水分处理下外源喷施磷钾肥对强势粒淀粉含量无明显影响，但可增加灌浆中后期弱势粒淀粉含量。

3 结论与讨论

小麦生育后期有目的的实施“一喷三防”技术措施可以有效的预防或减轻病虫害，提高小麦抗逆性，延长灌浆时间，达到保证产量的目标[5,7]。现阶段“一喷三防”技术措施中常用的喷施液体中包括杀虫剂、杀菌剂、叶面肥和植物生长调节剂等，其中叶面肥常使用适宜浓度的磷酸二氢钾溶液，可增强小麦在灌浆期对干旱、高温等气象灾害的抗性。前人研究发现，小麦生育后期叶面喷施适量磷酸二氢钾溶液可显著提高千粒重和籽粒产量，对小麦花后抗高温、抗旱性能也具有显著提升作用[8]。笔者研究发现，外源喷施磷钾肥有利于籽粒灌浆的进行，可有效促进籽粒中可溶性总糖积累及淀粉形成，为千粒重的提高打好基础。

小麦籽粒灌浆时期是产量形成的关键时期，主要影响籽粒千粒重[3,9-10]。前人研究发现，环境发生变化时禾谷类作物粒重的变化主要发生在弱势籽粒上，而强势籽粒粒重相对较为稳定[11～12]，笔者研究获得了类似的结果。与强势籽粒相比，弱势籽粒对水分变化的敏感性更高，千粒重降低幅度更大。同时，外源喷施磷钾肥对小麦灌浆及千粒重的影响也存在明显的粒位效应，较大影响和调控了弱势籽粒灌浆，对强势籽粒影响较小。

较多研究表明，环境条件对冬小麦产量形成具有显著影响，其中灌浆期干旱主要通过影响籽粒灌浆特性进而影响籽粒千粒重[10,13]。笔者研究发现，冬小麦开花期前后土壤干旱胁迫抑制了小麦籽粒灌浆的进行，缩短了灌浆持续时间，对籽粒千粒重具有明显降低作用。外源喷施磷钾肥可缓解干旱对小麦灌浆的抑制作用，对灌浆过程具有一定的调控作用，并在不同水分处理下表现出较为明显的粒位效应。正常水分处理下，外源喷施磷钾肥仅仅对弱势粒灌浆具有促进作用，但在干旱条件下大幅度促进强、弱势粒灌浆的进行，提高强、弱势粒千粒重。从粒重形成的角度分析，干旱胁迫对籽粒中可溶性总糖的积累和淀粉合成具有抑制作用，外源喷施磷钾肥可促进籽粒中可溶性总糖积累，提高底物含量，促进淀粉合成，从而缓解干旱胁迫对籽粒灌浆的抑制作用，表现为小麦籽粒千粒重的提高。