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试验于2007-2009年在中国江苏扬州江都小纪镇FACE试验基地(119°42'0"E,32°35'5"N)进行,采用二裂式裂区设计,主区为O3浓度处理,处理圈(E-O3)O3浓度为对照圈(A-O3)实时O3浓度的1.5倍,不同小麦品种为副区,供试品种为强筋小麦烟农19,中筋小麦扬麦16和嘉兴002,弱筋小麦扬麦15和扬辐麦2号,研究O3胁迫对小麦产量和品质的影响,为今后小麦抗逆栽培提供依据。。主要结果如下:
1.O3胁迫小麦籽粒产量显著下降,降幅在10.1%~34.5%之间,扬麦16、扬辐麦2号和烟农19对O3胁迫敏感,扬麦15和嘉兴002相对耐受O3胁迫。O3胁迫对小麦单位面积穗数和每穗粒数影响较小,但年度间和品种间存在差异。O3胁迫小麦籽粒千粒重降低,降幅在10.2%~29.5%之间,臭氧浓度与基因型的互作效应达到极显著水平。O3胁迫小麦籽粒蛋白质产量下降,降幅在-2.6%~29.7%之间;籽粒淀粉产量也下降,降幅在12.04%~36%之间。
2.O3胁迫小麦籽粒灌浆期缩短,平均灌浆速率下降,缩短了小麦籽粒长、宽、厚度,显著降低小麦籽粒体积,增高籽粒皱缩度,籽粒表面明显皱缩,最终小麦千粒重下降,这是小麦产量降低的主要决定因素。
3.O3胁迫小麦籽粒蛋白质含量显著上升,增幅在5.9%~22.6%之间。O3胁迫条件下参试品种的蛋白质组分含量均表现不同程度的增加,但增幅不一,清蛋白含量增幅在0.6%~12.5%之间,球蛋白含量增幅在13.6%~113.4%之间,醇溶蛋白含量增幅在10%~57.1%之间,谷蛋白含量增幅在4.3%~20%之间。O3胁迫相对提高了醇溶蛋白的含量和比例,醇溶蛋白和谷蛋白含量增加是小麦籽粒蛋白质含量增加的主要原因之一。
4.O3胁迫小麦籽粒淀粉含量下降,降幅在1.7%~5.1%之间。O3胁迫小麦籽粒直链淀粉含量增高,增幅在2.6%~18.4%之间,支链淀粉含量下降,降幅在3.6%~8.0%之间,直/支比增高。籽粒淀粉含量下降是由于支链淀粉含量下降值大于直链淀粉含量上升值共同作用的结果。小麦籽粒蛋白质含量显著上升可能是由于淀粉含量下降幅度较大造成的。
5.O3胁迫提高了小麦面粉湿面筋含量、沉降值、膨胀势、粉质质量指数、面团拉伸曲线面积、拉伸阻力和拉伸比例,延长了面团形成时间和稳定时间,这可能是由于O3胁迫小麦籽粒蛋白质含量增高所导致。O3胁迫提高了破损淀粉含量,降低了籽粒硬度和出粉率。O3胁迫提高了峰值粘度、低谷粘度和最终粘度,这可能是由于O3胁迫小麦籽粒直链淀粉含量增高导致。
6.O3胁迫条件下弱筋小麦扬麦15、扬辐麦2号蛋白质含量和湿面筋含量增高、面团稳定时间延长,超过了国标规定的粗蛋白含量≤11.5%、湿面筋含量≤22%、面团稳定时间≤2.5min的标准,而O3胁迫条件下中、强筋小麦蛋白质、湿面筋含量增高、面团稳定时间延长。总体而言,O3胁迫虽然对改善弱筋小麦营养品质不利,对改善中、强筋小麦营养品质有利,但由于O3胁迫显著或极显著降低小麦粒重,籽粒商品性变劣,故认为,上述籽粒品质的变化不足以弥补产量的损失,仍应视为O3胁迫的负效应大于正效应。
1.O3胁迫小麦籽粒产量显著下降,降幅在10.1%~34.5%之间,扬麦16、扬辐麦2号和烟农19对O3胁迫敏感,扬麦15和嘉兴002相对耐受O3胁迫。O3胁迫对小麦单位面积穗数和每穗粒数影响较小,但年度间和品种间存在差异。O3胁迫小麦籽粒千粒重降低,降幅在10.2%~29.5%之间,臭氧浓度与基因型的互作效应达到极显著水平。O3胁迫小麦籽粒蛋白质产量下降,降幅在-2.6%~29.7%之间;籽粒淀粉产量也下降,降幅在12.04%~36%之间。
2.O3胁迫小麦籽粒灌浆期缩短,平均灌浆速率下降,缩短了小麦籽粒长、宽、厚度,显著降低小麦籽粒体积,增高籽粒皱缩度,籽粒表面明显皱缩,最终小麦千粒重下降,这是小麦产量降低的主要决定因素。
3.O3胁迫小麦籽粒蛋白质含量显著上升,增幅在5.9%~22.6%之间。O3胁迫条件下参试品种的蛋白质组分含量均表现不同程度的增加,但增幅不一,清蛋白含量增幅在0.6%~12.5%之间,球蛋白含量增幅在13.6%~113.4%之间,醇溶蛋白含量增幅在10%~57.1%之间,谷蛋白含量增幅在4.3%~20%之间。O3胁迫相对提高了醇溶蛋白的含量和比例,醇溶蛋白和谷蛋白含量增加是小麦籽粒蛋白质含量增加的主要原因之一。
4.O3胁迫小麦籽粒淀粉含量下降,降幅在1.7%~5.1%之间。O3胁迫小麦籽粒直链淀粉含量增高,增幅在2.6%~18.4%之间,支链淀粉含量下降,降幅在3.6%~8.0%之间,直/支比增高。籽粒淀粉含量下降是由于支链淀粉含量下降值大于直链淀粉含量上升值共同作用的结果。小麦籽粒蛋白质含量显著上升可能是由于淀粉含量下降幅度较大造成的。
5.O3胁迫提高了小麦面粉湿面筋含量、沉降值、膨胀势、粉质质量指数、面团拉伸曲线面积、拉伸阻力和拉伸比例,延长了面团形成时间和稳定时间,这可能是由于O3胁迫小麦籽粒蛋白质含量增高所导致。O3胁迫提高了破损淀粉含量,降低了籽粒硬度和出粉率。O3胁迫提高了峰值粘度、低谷粘度和最终粘度,这可能是由于O3胁迫小麦籽粒直链淀粉含量增高导致。
6.O3胁迫条件下弱筋小麦扬麦15、扬辐麦2号蛋白质含量和湿面筋含量增高、面团稳定时间延长,超过了国标规定的粗蛋白含量≤11.5%、湿面筋含量≤22%、面团稳定时间≤2.5min的标准,而O3胁迫条件下中、强筋小麦蛋白质、湿面筋含量增高、面团稳定时间延长。总体而言,O3胁迫虽然对改善弱筋小麦营养品质不利,对改善中、强筋小麦营养品质有利,但由于O3胁迫显著或极显著降低小麦粒重,籽粒商品性变劣,故认为,上述籽粒品质的变化不足以弥补产量的损失,仍应视为O3胁迫的负效应大于正效应。