温度与小麦生长关系的分析

温度与小麦生长的相互关系摘要:温度是影响植物地理分布、生长发育和作物产量的重要环境因素。【1】植物在生长发育过程中会受到各种不利的生物和非生物因子的影响，如高／低温、干旱、高盐、病虫侵害等。温度作为一种重要的非生物因素，对植物的生长发育有重要影响小麦生长发育的状况和产量的高低，是生态环境和栽培技术综合作用的结果。小麦的生态环境包括气象条件和地形、土壤质地、水浇条件等小环境，在一定的地理位置，则只包括气象条件。小麦的生长发育与农业气象条件密切相关，尤其是温度。关键词:小麦的生长发育,温度,小麦的生长,生态环境,气候条件,高温，低温，光合作用.前言:小麦的一生是指从种子萌发到产生新的种子。自出苗到成熟称为小麦的全生育期。在小麦的生长发育过程中，可将小麦的一生划分为出苗、分蘖、越冬、返青、起身、拔节、挑旗、抽穗、开花、灌浆和成熟等生育阶段小麦灼生长发育与农业气象条件密切相关。生产实践证明,各生育时期的气象条件造宜与否直接影响这一时期小麦约王常生’令并最终影响小麦产量。小麦从老种子至产生新种子的一生中，历经发芽、出苗、分蘖（冬小麦还有越冬、返青、起身）、拔节、挑旗（打苞）、抽穗、开花、授粉（受精）、生胚、灌浆、成熟、休眠等到完全不同的几个生长发育阶段。每一个发育阶段中都将产生与之相应的器官及特征、特性，需要一定的外界环境条件确保每一个发育阶段的正常进行。全面地了解和掌握小麦的生长发育特点、器官建成规律及其对外界条件的需求，就可以发挥人的主观能动性，制定一系列促控措施，获得小麦高产。小麦从种子萌发至结实成熟，完成一个生长周期。在这个周期中，在一定的温度、光照、水分、养分的综合作用下，小麦种子将依次产生一系列器官。相应地在植物体内部发生着一个又一个的质变阶段。人们称这些质变过程叫阶段发育。小麦在每一个发育阶段中，仅需要一个起主导作用的外界条件，其次是一些辅助作用因子。一方面，阶段发育具有一定的顺序性，当前一个发育阶段尚未完成，即使具备了下一个发育阶段所需的条件，下一个发育阶段也不能进行，必须等到前一个发育阶段完全结束，下一个发育阶段才能进行。另一方面，当某一个发育阶段正在进行中，外界作用因子中途消失，这个发育阶段就暂停下来，直至条件具备时再继续进行，决不会返回到前一个发育阶段上去，这就是阶段发育的不可逆性。小麦只有循序完成所有的发育阶段才能正常驻地开花结实。在整个发育阶段中，以春化阶段和光照阶段最为重要。尤其是在小麦生产水平不析提高的清况下,如何进一步了解和掌握农业气象与小麦生产的关系,吠而合理利用,使其为提高小麦产量充分发挥作用.植物有机体的生命活动都定的温度范围内进行。如果高于或低于这个范围,就不能生存。每一个有机体都有特定的最适温度条件。离最适温度越远,生理过程就越易停止。低温能引起细胞中的水分冻结;高温会使原生质的蛋白质凝固。每种植物有机体都能经受一定范围的温度变化。在这个温度范围内,植物能生长,发育和提供产品。大多数作物的特性是,温度升高,生命过程强度也随之加强植物的生命活动,合成过程是在一定的温度条件下开始进行的,并随着温度的增高而活跃起来。同时,植物在呼吸过程中所消耗的同化物质的分解过程也会活跃起来。小麦从种子萌发到成熟的生活周期中,要经过几个发育阶段。通过每一发育阶段时，都要求一定的综合外界条件，如温度、光照、水分、空气、营养物质等，但其中某个条件对某个发育阶段的通过又起主导作1.温度对小麦光合作用和碳氮代谢的影响环境温度的变化影响植物的碳氮代谢过程，从而改变植物的生长发育。综述了小麦光合产物形成、叶片蔗糖合成、茎鞘中非结构碳水化合物合成与降解、籽粒淀粉合成的一般规律及其在不同温度条件下所发生的变化，指出了小麦灌浆期温度超过$%后粒重和产量将会降低。小麦品质主要由胚乳中面筋蛋白的特性决定，从小麦籽粒蛋白质形成、含量、组分等方面分析了其与灌浆期温度的关系，根据面筋蛋白特性的变化，认为高温胁迫对小麦烘烤品质会产生不利影响。同时全球气候变暖可能加重小麦灌浆期的高温危害，提出了今后相关研究中将要出现的$个热点问题：!）&’(浓度升高和温度升高协同作用对小麦产量和品质的影响，(）小麦耐热性的生理机制及其栽培调控措施，$）筛选小麦耐热基因及选育耐热新品种。1.1蔗糖代谢小麦叶片光合产物主要以蔗糖的形式存在并向外输出，在小麦胚中发现磷酸蔗糖合成酶323）以来，植物体蔗糖代谢的研究有了很大进展。控制叶片中蔗糖合成的酶主要是磷酸蔗糖合成酶。植物细胞中蔗糖合成与降解的调节依赖磷酸蔗糖合成酶（323）、蔗糖F9F磷酸酯酶（A$(:!:(:’’，3GHF9F20;）、蔗糖合成酶（A$&:*:&:&(，33）及蔗糖酶（A$(:&:!:&9）的协同作用。李永庚等（&’’!）对高产小麦的研究发现，小麦灌浆期旗叶中蔗糖含量与323活性的变化趋势是一致的。高温条件下籽粒中蔗糖的浓度升高，果糖的浓度降低，表明蔗糖的分解受阻。【2】1.2果聚糖代谢果聚糖是小麦茎鞘贮藏性非结构碳水化合物（T-@F0U=GHUG=.H=K-BE?=U;0，T3$）的主要成分（V=HBFK-.?，!*’）。茎中T3$含量最高时，果聚糖可占T3$的)#W（XB-,;JPGKBGHB，!)#），含量可达茎干重的*’W。姜东等（&’’&）发现，果聚糖代谢对高产小麦具有重要意义。温度是影响T3$积累的一个重要因素。V=HBFK-.?（!*’）发现蔗糖：蔗糖果糖基转移酶（3GH=-0;：3GH=-0;R=GHU-0E.U=@0R;=0;，A$&:*:!:，33X）在冷凉、光照的环境中催化蔗糖与果糖反应生成蔗果三糖。在籽粒灌浆初期，T3$含量在!’+时最高，&#+时最低。在开花后!’?，温度由&!+Y!9+（昼Y夜）降至!#+Y!’+时，促进小麦茎中干物质积累；相反，温度升至&1+Y&&+时，促进穗中干物质积累，而茎中干物质积累减少（Z=?.[，!1’）。整株小麦干物质积累速率受温度改变的影响较小（Z=?F.[，!9#），温度对T3$积累的影响可能是籽粒对同化物需求改变的结果（3C;=U\，!1*）。1.3淀粉代谢淀粉占小麦胚乳重量的四分之三，是小麦主要的能量贮存物质。小麦淀粉是由直链淀粉和支链淀粉两种多聚糖组成。近年来研究发现，小麦淀粉成分及其粒度分布对面条和馒头的品质影响极大（!#$%&’()*+,$--$，.//.）。直链淀粉含量低的面粉适合制作优质面（01+22+1+%3+)#$%(4，.//5；64,7!#$%，.//8）。小麦籽粒的直、支链淀粉化学组成是由其遗传特性及生长环境之间的相互作用决定的，并通过一。系列的生理、生化过程来控制。淀粉的粒度分布在很大程度上受基因的控制，环境因素也会引起粒度的变化。。9+4(4%等（.//:）研究发现，直径/;/.:;=!&、.:;=?;:!&的淀粉粒的比例在品种间存在显著的差异，环境因素对许多品种淀粉粒的大小分布有显著的影响；小颗粒淀粉含量高的品种也含有较多的溶血磷脂（@*@），@*@可能影响小颗粒淀粉的生物合成。1.4蛋白质组分存在于小麦胚乳中的醇溶蛋白和麦谷蛋白又称贮藏蛋白或面筋蛋白，是小麦所特有的蛋白质种类。一般认为醇溶蛋白决定面团的延展性，麦谷蛋白决定面团的弹性。醇溶蛋白与麦谷蛋白一起形成面筋，共同决定面筋的强弱。麦谷蛋白由高分子量麦谷蛋白亚基（B:=CDE，分子量约#%F!,%GH）和低分子量麦谷蛋白亚基（I:=CDE，分子量!(F*%GH）组成。B:=CDE和I:=CDE交联形成麦谷蛋白聚合体（D:J），D:J的含量对面筋和面团的粘C弹性极为重要，对品质有显著影响。环境条件和栽培措施影响D:J的组成和大小，其中温度是一个主要的影响因子。2/3456.70/等（!!）认为，在高温条件下醇溶蛋白的合成速度比麦谷蛋白快，醇溶蛋白占蛋白质的比例升高，使麦谷蛋白K醇溶蛋白的比值降低；但E.;65和L?M;/01（!,）发现，在#*个小麦品种中只有*个品种的醇溶蛋白比例在高温条件下升高。1.5温度与氮代谢!;氮素同化小麦从土壤中吸收的无机氮的形态主要为TUVQ和TWX。TUVQ植物根表皮细胞原生质膜载体的协助下进入根表皮细胞，通过木质部运输到叶片细胞。TUVQ在叶片硝酸还原酶（T9）的作用下形成TUV?，硝酸还原酶活性是测定植物氮素代谢常用的生理指标（李截然等，.//Q；刘晓冰等，.//5）。TUV?极易被亚硝酸盐还原酶（T’9）还原成TWX。TWX在谷氨酸脱氢酶（DJW）的催化下与B酮戊二酸反应，生成谷氨酸，完成从无机态氮向有机态氮的转化。吴兆明等（.//8）发现，稀土对黄瓜幼苗DJW活性有显著的影响。谷氨酸在其它转氨酶的催化下形成各种氨基酸，进而形成蛋白质。廖建雄等（?AAA）发现，高温胁迫引起小麦叶片氮素含量降低。1.6籽粒蛋白质含量小麦籽粒中蛋白质占粒重的.Y左右，是品质的重要决定因素。其氮素来源包括两部分：一是开花后直接吸收的氮素，二是开花前植株贮藏氮素的再运转（王志敏，.//5）。小麦叶片同化能力与叶片含氮量的变化密切相关，开花后叶片含氮量呈逐步下降趋势，其下降速度受两方面因素的影响。一是籽粒氮输入与叶片氮输出间的平衡关系（氮的源库关系），二是开花后小麦对氮素的吸收利用能力。碳氮代谢是植物最基本的代谢，二者密不可分。80690//和:;11（!%）和R5665（!!）发现，开花后高温会使胚乳中淀粉积累速度加快，但过早停止，不足以弥补积累时间缩短的损失，造成粒重降低；而蛋白质积累受温度影响较小，因此蛋白质含量升高。把碳素代谢与氮素代谢结合起来研究，有助于从机理上探讨温度对小麦产量与品质的影响。2.播种一分孽期温度的影响3月下旬至4月上旬,,麦区亦开始播种,播种期间,麦区3月下旬至4月上旬平均气温为212C,灌溉条件和表墒较好麦区的适时早播和加快种子萌发提供了较有利的温度条件。小麦自种子萌发后只要有适当的外界条件，就进入春化阶段，通过这个阶段要有一定时间和一定程度的低温。根据小麦品种对低温反应的不同，可分为冬性、弱冬性、春性。冬性品种通过春化阶段的适宜温度为0～3℃，经历时间为35天以上；弱冬性品种的适宜温度为0～7℃，经历15～35天；春性品种适宜温度为0～20℃，经历5～15天。中国冬麦区自北向南，品种的春化特性分别为强冬性、冬性、弱冬性、偏春性、春性。春小麦都是春性、偏春性，有的没有明显的春化反应。也有秋播和春播都可正常发育的兼性小麦品种。冬小麦越冬期间，耐寒品种短时期可耐-20℃的低温，但进入生殖生长后，遇到0℃左右的低温，就会发生冻害。小麦茎生长锥开始伸长即标志已通过春化阶段，春化阶段是小麦的第一个发育阶段。它是在温、光、水及营养等条件综合作用下完成的，其中适宜的温度条件是主导因素。小麦在出苗后需要经历一段时间的低温条件，方能拔节形成结实器官，否则植株就永远处在分蘖状态，我们将这段低温时间称作春化阶段。不同的春性和冬性小麦品种通过春化阶段所需的温度及历经的时间不同。春性小麦通过春化阶段的温度一般需要5-10℃，历经时间5-15天，而冬性小麦通过春化阶段的温度为-1－10℃，历经15-60天。根据上述标准，我们将小麦分作3类。【3】2.1、春性小麦通过春化阶段最适宜的温度为0-12℃，需经5-15天。这类小麦对温度要求不严格。在我国南方秋播或晚秋播，在北方早春播种抽穗都很正常。有春性品种，甚至进行高山夏季播种都能正常抽穗。2.2半冬性小麦品种通过春化阶段最适温度为0-7℃，需经15-35天。这类小麦比春性小麦对温度的要求较敏感，未通过春化的种子进行春播一般不能抽穗，有的即使抽穗也很晚或不整齐。2.3冬性小麦品种大多数冬性小麦通过春化阶段的最适温度为0-5℃，需经35-50天。这类品种对温度很敏感。温度低于0℃，春化速度减慢，至-4℃时小麦停止发育。而当温度高于10℃时，春化阶段不再进行。这类小麦若进行春播只分蘖不能拔节、抽穗。除了温度条件外，小麦在通过春化阶段过程中，光照、水分、养分及植株年龄也都起一定的作用。只要外界条件合适，就转入光照阶段的发育。此时各项条件中主要因素