增温背景下不同土壤对冬小麦产量品质影响评价.pdf
《增温背景下不同土壤对冬小麦产量品质影响评价.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《增温背景下不同土壤对冬小麦产量品质影响评价.pdf(15页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 3 期 金丽惠等:增温背景下不同土壤对冬小麦产量品质影响评价 293 中国农业气象(Chinese Journal of Agrometeorology)2024 年doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2024.03.007 金丽惠,杨海超,王校益,等.增温背景下不同土壤对冬小麦产量品质影响评价J.中国农业气象,2024,45(3):293-307 增温背景下不同土壤对冬小麦产量品质影响评价*金丽惠,杨海超,王校益,苗淑杰,乔云发*(南京信息工程大学生态与应用气象学院,南京 210044)摘要:利用冬小麦品种镇麦 168,以黄棕壤、砂礓黑土、风沙土、红壤、潮土、黑土、
2、黄土、灰钙土、紫色土、砖红壤、盐碱土和棕壤共 12 种典型农田土壤为基质,在开放式增温系统开展模拟大气增温框栽试验。试验设置常温对照(CK)和增温 1.5(eT)两个处理,增温处理为冬小麦全生育期增温。以成熟期冬小麦单穗粒数、千粒重等表征产量变化,籽粒淀粉、蛋白质及其组分等营养指标体现品质构成。结果表明:(1)全生育期增温分别使黄棕壤、风沙土、黑土、黄土、灰钙土和紫色土冬小麦较常温对照减产 33.82%、20.96%、16.60%、55.92%、28.45%和 21.19%,但潮土冬小麦增产 16.13%(P0.05),其他土壤条件下冬小麦产量无明显变化。(2)就冬小麦营养品质,直链淀粉和支链
3、淀粉含量在增温作用下较常温对照存在不同程度下降,且直链淀粉降幅大于支链淀粉,在红壤、黑土、黄土、灰钙土、紫色土、盐碱土和棕壤条件下冬小麦总淀粉含量显著降低(P0.05)。籽粒蛋白质及其组分,清蛋白和球蛋白呈显著增加趋势,而醇溶蛋白和谷蛋白显著下降,且降幅大于前两者增幅,除红壤冬小麦总蛋白含量无显著变化以外,其他 11 种土壤条件下冬小麦总蛋白含量均较常温对照显著降低(P0.05)。冬小麦可溶性总糖仅在潮土、灰钙土和紫色土条件下显示出显著增加趋势(P0.05)。(3)利用隶属函数对常温对照和增温各处理进行综合品质排名,表现最好的为常温组黑土冬小麦(U=0.707),常温组中棕壤(U=0.691)
4、、灰钙土(U=0.647)、紫色土(U=0.644)和黄土冬小麦(U=0.644)次之,品质最差的是常温下红壤冬小麦(U=0.364)和增温下红壤冬小麦(U=0.368)。除潮土冬小麦以外,其他 11 种土壤冬小麦品质均表现为增温劣于对照。(4)常温条件下冬小麦产量最大影响因素为单穗粒数,直接通径系数为 0.630,其次为有效穗数和球蛋白,均体现为直接作用,直接通径系数分别为 0.538 和0.118;增温条件下冬小麦产量最大影响因素也是单穗粒数,直接通径系数为 0.603,其次为有效穗数、千粒重和总淀粉,有效穗数和总淀粉通过与单穗粒数的间接作用对冬小麦产量产生影响,间接通径系数分别为 0.3
5、22 和0.381。综合而言,增温通过对冬小麦产量构成和籽粒营养成分的综合作用影响品质,12 种典型农田土壤中,潮土冬小麦对增温表现为正效应,其他土壤为负效应,冬小麦产量品质形成对气候变暖响应受到土壤类型的调控。关键词:冬小麦;全生育期增温;土壤类型;产量;品质评价 Evaluation of the Effects of Winter Wheat Yield and Quality in Different Soils under the Background of Warming JIN Li-hui,YANG Hai-chao,WANG Xiao-yi,MIAO Shu-jie,QIAO
6、 Yun-fa(School of Ecology and Applied Meteorology,Nanjing University of Information Science&Technology,Nanjing 210044,China)Abstract:To explore the changes in winter wheat yield and quality under global warming.The winter wheat variety *收稿日期:20230511 基金项目:2022 年度江苏省碳达峰碳中和科技创新专项资金(BE2022312;BE2022425
7、);农业农村领域重大关键技术攻关 (BE2022425);国家自然科学基金重点项目(42130506)*通讯作者:乔云发,研究员,主要从事土壤碳氮循环、气候变化影响及适应研究,E-mail: 第一作者联系方式:金丽惠,E-mail: 中 国 农 业 气 象 第 45 卷 294 Zhenmai 168 and twelve typical farmland soils,including yellow brown soil,sandy black soil,aeolian sandy soil,red soil,fluvo-aquic soil,black soil,loess,sieroze
8、m,purple soil,latosol,saline-alkali soil and brown soil were used as test materials.An open temperature increase system was carried out a simulated atmospheric warming frame experiment.The experiment established normal temperature control(CK)and warming of 1.5C(eT)treatment,and the warming treatment
9、 throughout the whole growth period.The changes in production during the ripening stage was reflected by indicators such as the number of kernels per panicle and the weight of 1000 grains,and nutritional indicators such as the grain starch,protein and its components reflect the quality composition.T
10、he results showed as follows:(1)the open warming during the whole growth period decreased the yield of winter wheat grown in yellow-brown soil,sandy soil,black soil,loess,sierozem and purple soil by 33.82%,20.96%,16.60%,55.92%,28.45%and 21.19%,respectively.While the winter wheat yield in fluvo-aquic
11、 soil increased by 16.13%(P0.05),and had no significant effect in other soils.(2)In terms of nutritional quality of winter wheat,for starch and its components,the contents of amylose and amylopectin decreased to varying degrees under the effect of warming,and the decrease in amylose was greater than
12、 that of amylopectin.The total starch content of winter wheat in red soil,black soil,loess,sierozem,purple soil,saline-alkali soil and brown soil decreased significantly(P0.05).For grain protein and its components,albumin and globulin showed a significant increase trend,while gliadin and glutenin de
13、creased significantly,and the decrease was greater than the increase of the first two.Except for the total protein content of winter wheat in red soil,which had no significant change,the winter wheat under other eleven types of soil all decreased significantly(P0.05).The total soluble sugar of winte
14、r wheat showed a significant increasing trend only under fluvo-aquic soil,sierozem and purple soil conditions(P0.05).(3)The membership function was used to comprehensively rank the quality of the normal temperature control and warming treatments.The best performers were black soil winter wheat in th
15、e normal temperature group(U=0.707),followed by the brown soil(U=0.691),sierozem(U=0.647),purple soil(U=0.644)and loess(U=0.644)winter wheat in the normal temperature control group,and the worst quality is the red soil in the normal temperature group(U=0.364)and warming group(U=0.368).Except for the
16、 fluvo-aquic soil,the quality of winter wheat in the other eleven types of soils showed that warming was worse than the control.(4)The path analysis results show that under normal temperature conditions,the biggest influencing factor on winter wheat yield is the number of kernels per panicle,with a
17、direct path coefficient of 0.630,followed by the effective number of panicles and globulin,both of which have direct effects,with path coefficients of 0.538 and-0.118,respectively.Under warming conditions,the largest influence on factor of winter wheat is the number of kernels per panicle,with a dir
18、ect path coefficient of 0.603,followed by the effective panicle number,the weight of 1000 grains and total starch.The effective panicle number and total starch have an indirect effects through the number of kernels per panicle,with path coefficients of 0.322 and 0.381,respectively.In summary,warming
19、 affected the quality of winter wheat through the combined effects of yield composition and grain nutritional composition.Among the twelve typical farmland soils,winter wheat in fluvo-aquic soil had a positive effect on warming,while in other soils had a negative effect,suggesting that the response
20、of winter wheat yield and quality formation to climate warming was regulated by soil types.Key words:Winter wheat;Warming throughout the growth period;Soil types;Yield;Quality evaluation 未来气候持续变暖,全球尺度极端高温事件趋于频发、多发1,到 2030 年升温很可能超过 1.52。不同排放路径(Representative concentration pathway,RCP)情景下预估,中国增温速率将高于全
21、球平均水平3,势必会影响作物生长发育和品质形成4,进而影响粮食安全5。冬小麦作为三大谷类作物之一,在中国的粮食生产中占据重要地位6。由此,开展冬小麦产量和品质对增温响应的研究,对指导气候变暖环境下冬小麦安全生产具有重要意义。中国冬小麦分为 5 个主要种植区7,在 RCP2.6第 3 期 金丽惠等:增温背景下不同土壤对冬小麦产量品质影响评价 295情景下,气候变暖对不同种植区冬小麦产量的影响既有增产正效应,又有减产负效应8。气候变暖导致北方冬麦区冬小麦抽穗期提前、成熟期推迟,降低了越冬期死亡率911;增温可正向调控黄淮海冬麦区冬小麦产量1213;长江中下游冬麦区,冬小麦产量随增温而增加14;对于
22、西南冬麦区和华南冬麦区而言,生长季内热量资源增加对冬小麦产量的正面影响和负面影响均有体现1516。温度是影响冬小麦籽粒品质的主要气象因子17,冬小麦籽粒中最主要的营养成分淀粉和蛋白质,增温对其影响也各有差异,如增温降低了黄淮海地区冬小麦籽粒总淀粉含量和蛋白质产量1819;但长江中下游地区冬小麦籽粒淀粉含量受温度影响不显著20,总蛋白含量增加明显21。产生差异的主要原因是区域农业气候资源、农田土壤类型、冬小麦品种以及栽培管理措施等不同2223。土壤作为冬小麦重要的生长环境之一,其理化性质直接或间接影响作物产量和品质2425。当前气候变化背景下,冬小麦产量对土壤质地较为敏感26,同时土壤中速效养分
23、含量对产量亦具有显著正向调控作用27,Ludwig 等28认为增温背景下土壤性质差异是影响冬小麦蛋白质浓度的重要因素。然而,不同地区农田土壤因所在地区气候、农业资源差异,土壤理化特性对变暖响应存在差异,对作物产量和品质也将产生差异。因此,在相同气候条件下开展增温背景下不同类型土壤对冬小麦产量和品质影响的试验具有一定意义。本研究采用土壤空间移位法29,将中国 11 种不同地区的典型农田土壤移至江苏南京,与南京本地的黄棕壤一同进行试验,利用开放式增温装置模拟大气增温 1.5,分析成熟期冬小麦产量构成及籽粒营养品质的差异,以期综合评价冬小麦品质对增温响应的主控因素,致力于为气候变暖背景下冬小麦生产提
24、供参考。1 材料与方法 1.1 试验区概况 试验于 2021 年 11 月 11 日布设在南京信息工程大学农业气象试验站长期定位模拟增温平台(32.16N,118.86E)。该地属亚热带季风气候区,雨水充沛,四季分明,年平均气温 15.5,年平均降水量 1019.5mm,无霜期 237d。1.2 试验设计 采用裂区试验设计,包括温度及土壤类型两个因素,设置常温对照(CK)和 1.5增温(eT)2 个空气温度处理,每个处理重复3次,共6个1.5m1.5m小区,小区间设置 5m 保护行,保护行上无种植。每个小区有 12 个装有不同土壤的 PVC 圆形框栽,规格为直径 33cm,深度 50cm,框栽
25、顶部高出地面 5cm,以防止土壤间交叉污染。12 种土壤分别为南京黄棕壤(3213N,11843E)、安徽砂礓黑土(3318N,11651E)、内蒙古风沙土(4213N,11842E)、江西红壤(2810N,11637E)、河南潮土(3507N,11419E)、黑龙江黑土(4726N,12638E)、陕西黄土(3448N,10924E)、新疆灰钙土(4318N,8256E)、四川紫色土(3122N,10352E)、海南砖红壤(1910N,10857E)、吉林盐碱土(4403N,12397E)和辽宁棕壤(4149N,12337E),12 种土壤于 2017 年 6 月在原位区取土深 50cm 原
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 增温 背景 不同 土壤 冬小麦 产量 品质 影响 评价
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。