一种协同提高小麦抗渍耐阴性的方法及应用与流程

本发明为农业技术领域，具体涉及一种协同提高小麦抗渍耐阴性的方法及应用。

背景技术：

小麦是世界三大作物之一，全世界约有35％～40％的人口以小麦作为主要粮食，小麦也是我国的主要粮食作物。受全球变暖影响，极端天气频繁发生，每年3—5月份长江中下游地区多出现连阴雨天气，是小麦遭受渍害的主要原因之一。据报道，不同程度的渍害胁迫可造成小麦减产20％-50％，因此连阴雨是长江中下游地区小麦生产面临的最主要的气象灾害之一，探索简便有效的栽培技术措施来降低渍害对小麦产量的影响具有重要的意义。

小麦对开花期渍水遮阴胁迫较为敏感，因此这个时期渍水遮阴胁迫是该地区小麦产量和品质主要限制因素之一。当小麦受到渍水遮阴的胁迫时，小麦渍害防治的常规措施多以预防为主，及时清沟排渍、灾后施肥改土等田间降湿方法或者喷施植物生长调节剂。

如何能够有助于小麦更好地响应抗涝机制，更有效减轻小麦受渍害程度，增强小麦的抗涝性或抗渍耐阴性，成为一个迫切需要解决的课题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种协同提高小麦抗渍耐阴性的方法及应用，当小麦受到渍害时，通过实施本发明，有助于小麦更好地响应抗涝机制，能有效减轻小麦受渍害程度，增强小麦的抗涝性或抗渍耐阴性。

所采用的技术方案为：

一种协同提高小麦抗渍耐阴性的方法，包括如下步骤：

s1.将孕酮、壳寡糖加水配制成0.05-1μmol/l的孕酮和150-1000mg/l的寡壳糖混合溶液；

s2.将配制好的孕酮和寡壳糖混合溶液喷施于小麦。

进一步地，所述孕酮和寡壳糖混合溶液中还含有终浓度为3vol％的表面活性剂。

进一步地，所述表面活性剂为tween-20。

进一步地，s2中，将配制好的孕酮和寡壳糖混合溶液对小麦叶面进行喷施。

进一步地，在小麦的开花期对小麦叶面进行喷施。

进一步地，喷施量为小麦叶片有液滴自然下落时停止喷施的量。

进一步地，喷施时间为在阴天或晴天；当喷施时间在晴天时，在太阳落山之后喷施。

进一步地，喷施时间为遭遇渍水遮阴结束后的24小时内。

一种性激素和寡糖在小麦抗渍耐阴方面的应用，所述性激素和寡糖为孕酮和寡壳糖。

一种性激素和寡糖在小麦开花期抗渍耐阴方面的应用，所述性激素和寡糖为孕酮和寡壳糖。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明选择性激素孕酮和寡壳糖，在小麦遭受连阴雨灾害后进行外源喷施孕酮和寡壳糖混合溶液，改善了旗叶光合性能、提高了籽粒灌浆速率，减少了小麦的产量损失。

(2)对小麦植株喷施孕酮和寡壳糖混合溶液能有效增加小麦的抗渍耐阴性，缓解渍水遮阴胁迫对小麦的影响。

附图说明

以下对说明书附图进行简要的说明：

图1为渍水遮阴胁迫后喷施孕酮对麦穗形态的影响比较图。图中，ws7和ws11表示渍水遮阴7天和11天，孕酮表示0.05μmol/l孕酮溶液，ck表示处理喷施等量的蒸馏水。

图2为渍水遮阴胁迫后喷施孕酮对小麦籽粒形态的影响比较图。图中，ws7和ws11表示渍水遮阴7天和11天，孕酮表示0.05μmol/l孕酮溶液，ck表示处理喷施等量的蒸馏水。

图3为渍水遮阴胁迫后喷施孕酮+壳寡糖对扬麦18和皖麦52穗部形态的影响比较图。图中，ws7和ws11表示渍水遮阴7天和11天，孕酮+壳寡糖表示0.05μmol/l孕酮和150mg/l的寡壳糖混合溶液；ck处理喷施等量的蒸馏水。

图4为渍水遮阴胁迫后喷施孕酮+壳寡糖对小麦籽粒形态的影响比较图。图中，ws7和ws11表示渍水遮阴7天和11天，孕酮+壳寡糖表示0.05μmol/l孕酮和150mg/l的寡壳糖混合溶液；ck处理喷施等量的蒸馏水。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和实施例对本发明做进一步详细说明。但本发明的保护范围并不局限于此。本领域技术人员还可以据此获得更多的可预期的实施例，这些都应是在本发明的保护范围内。

下述实施例中所用的试验材料和试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

实施例中未注明具体技术或条件者，均可以按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。

实施例1

试验于2018年—2019年在安徽农业大学农萃园进行，使用盆栽的种植方式，池内拉线挖坑埋入盆栽，小麦盆内生长，后期盆内渍水池内保水。盆栽大田装土，土壤取自试验田耕作层。试验盆钵采用聚乙烯塑料桶，规格为30cm×30cm，桶底中央有3个排水孔。每盆装土10kg，等量浇水自然沉实，2018年10月29日播种，每盆精选种子20粒。播种前每盆基施有机肥75g、纯氮1.05g、p2o51.35g、k2o2.25g，并在小麦拔节期每盆追施纯氮1.05g。每品种种植150盆，将盆子埋于试验池中，盆子上沿与地面齐平，三叶期间苗，每盆留生长一致的植株10株，田间管理按高产栽培要求进行。在小麦开花期进行渍水和遮阴处理，开花期设置7d、11d两个渍水时长，遮阴处理与渍水处理同步进行，用50％透光率的遮阴网遮阴，遮阴网距小麦地表0.5m，使其通风良好，保证遮阴棚内外其他小气候一致，渍水期间保持水层为0.5-1.0cm。

配制孕酮溶液：将孕酮与水混合，并加入tween-20，配制成为孕酮浓度为0.05-1μmol/l，tween-20终浓度为3vol％的孕酮溶液。

于渍水遮阴结束当日(胁迫后24小时之内)喷施0.05μmol/l孕酮溶液，该孕酮溶液内含终浓度3vol％的tween-20以提高叶面的吸附，以喷施等量蒸馏水的植株作为对照(ck)，当小麦叶片有液滴自然下落时停止喷施。花后10d每隔5d取一次样并测定小麦旗叶spad值。测定小麦主要经济性状：穗数、穗粒数、千粒重等。

测定结果：

1.1麦穗和籽粒形态

参见图1所示，图1为渍水遮阴胁迫后喷施孕酮溶液对麦穗形态的影响比较图。

由图1可知，两品种小麦喷施0.05μmol/l孕酮溶液后的小麦穗部长度>对照组、上部麦穗空瘪粒<对照组。且对于胁迫时间较长的处理修复效果越显著。两品种间相比，开花期渍水遮阴后喷施0.05μmol/l孕酮溶液处理后扬麦18麦穗长度均大于皖麦52麦穗长度。

参见图2所示，图2为渍水遮阴胁迫后喷施孕酮溶液对小麦籽粒形态的影响比较图。

由图2可知，两品种小麦在渍水遮阴7d和11d后喷施0.05μmol/l孕酮溶液，小麦籽粒均比对照饱满，大小均匀。喷施0.05μmol/l孕酮溶液对于渍水敏感型品种皖麦52的修复效果更明显。

1.2旗叶spad值

表1渍水遮阴胁迫后喷施孕酮溶液对小麦旗叶spad的影响

表1中，孕酮表示孕酮溶液。ws7和ws11表示渍水遮阴7天和11天，孕酮表示0.05μmol/l孕酮溶液，ck表示处理喷施等量的蒸馏水，表2、表3同此意。

由表1试验数据可知，开花期渍水遮阴胁迫后喷施0.05μmol/l孕酮溶液处理，旗叶spad值高于喷施蒸馏水的对照，且处理间差异达到显著水平(p<0.05)。ws7胁迫后喷施0.05μmol/l孕酮溶液，扬麦18旗叶spad值在花后10-15d与对照差异不显著，花后20d开始显著高于对照；对敏感型品种皖麦52渍水遮阴后喷施0.05μmol/l孕酮溶液均可显著提高旗叶的spad值。

从试验结果可以看出开花期小麦渍水遮阴胁迫后，喷施0.05μmol/l孕酮溶液对小麦光合组织有一定的修复作用，能够减轻渍水遮阴胁迫对小麦功能叶片光合性能的损害。

1.3灌浆特性

表2渍水遮阴胁迫后喷施孕酮对小麦籽粒灌浆动态的影响

注：表2中，孕酮表示孕酮溶液。字母y、t、tmax、rmax、t、t1、t2、t3、vt分别代表千粒重、花后天数和灌浆速率达到最大值的时间(d)、最大灌浆速率、渐增期、快增期、缓增期、籽粒灌浆的持续天数、平均灌浆速率。

由表2试验数据可得，0.05μmol/l孕酮处理对两品种小麦灌浆速率达到最大值的时间、最大灌浆速率影响效果不一。开花期渍水遮阴胁迫后喷施0.05μmol/l孕酮缩短了两品种小麦灌浆渐增期天数，延长了灌浆快增期、缓增期和籽粒灌浆的持续天数，提高了小麦籽粒的平均灌浆速率。与对照组相比，喷施0.05μmol/l孕酮使扬麦18ws7、ws11处理的渐增期分别缩短0.49d、1.17d，快增期分别延长1.06d、1.82d，缓增期分别延长1.03d、1.78d，籽粒灌浆的持续天数分别延长1.61d、2.43d，平均灌浆速率分别提高2.74％、4.58％；与对照组相比，喷施0.05μmol/l孕酮使皖麦52ws7、ws11处理的渐增期分别缩短0.50d、1.50d，快增期分别延长0.61d、0.78d，缓增期分别延长0.59d、0.76d，籽粒灌浆的持续天数分别延长0.61d、1.18d，平均灌浆速率分别提高10.07％、10.53vol％。两品种间相比较，喷施0.05μmol/l孕酮处理的皖麦52ws7、ws11籽粒平均灌浆速率上升幅度均大于扬麦18ws7、ws11籽粒平均灌浆速率。

1.4产量

表3渍水遮阴胁迫后喷施孕酮对小麦产量构成因素的影响

表3中，孕酮表示孕酮溶液。由表3试验数据可得，开花期渍水遮阴胁迫后喷施0.05μmol/l孕酮使小麦穗粒数、千粒重呈上升的趋势，且处理间差异达到显著水平(p<0.05)，但对小麦单株穗数影响不明显。本次试验中，与对照组相比，喷施0.05μmol/l孕酮使扬麦18ws7、ws11处理的穗粒数分别提高2.67％、1.62％，千粒重分别提高4.70％、3.92％，单株产量分别提高9.14％、5.56％。与对照组相比，喷施0.05μmol/l孕酮使皖麦52ws7、ws11处理的穗粒数分别提高1.64％、0.90％，千粒重分别提高3.51％、4.44％，单株产量分别提高4.65％、8.13vol％。两品种间比较发现，ws7处理、外源喷施0.05μmol/l孕酮后，扬麦18单株产量上升幅度大于皖麦52；ws11处理、外源喷施0.05μmol/l孕酮后，扬麦18单株产量上升幅度小于皖麦52。

实施例2

选用两种不同基因型小麦(分别为：扬麦18(渍水迟钝型)，皖麦52(渍水敏感型))为研究对象，试验于2018-2019年在安徽农业大学农萃园进行，采用盆栽+池栽的种植方式，即小麦播于盆内，然后将盆栽埋入池内。盆栽大田装土，土壤取自试验田耕作层。试验盆钵采用聚乙烯塑料桶，规格为30cm×30cm，桶底中央有3个排水孔。每盆装土10kg，浇水自然沉实。2018年10月29日播种，每盆精选种子20粒。播种前每盆基施有机肥75g、纯氮1.05g、p2o51.35g、k2o2.25g，并在小麦拔节期每盆追施纯氮1.05g。每品种种植50盆，将盆子埋于试验池中，盆子上沿与地面齐平，三叶期间苗，每盆留生长一致的植株10株，田间管理按高产栽培要求进行。

开花期设置7d和11d两个渍水时长，为了模拟连阴雨的气候情境，另用50％透光率的遮阴网遮阴，遮阴与渍水处理同步进行，遮阴网距池外地面0.5m，使其通风良好，保证遮阴棚内外其他小气候一致，渍水期间保持水层为0.5-1.0cm。

配制孕酮和寡壳糖混合溶液：将孕酮、寡壳糖与水混合，并加入tween-20，配制成为孕酮浓度为0.05μmol/l，寡壳糖浓度为150mg/l，tween-20终浓度为3vol％的孕酮和寡壳糖混合溶液。

于渍水遮阴结束后24小时内对胁迫处理组小麦叶片均匀喷施0.05μgmol/l孕酮和150mg/l的寡壳糖混合溶液，该混合溶液内含有终浓度3vol％的tween-20，使孕酮+壳寡糖混合溶液喷施后能吸附在叶片上并为叶面更好吸收，以等量喷施蒸馏水的小麦植株作为对照(ck)，喷施量以小麦叶片有液滴自然下落时停止喷施。

花后10d开始取样，每隔5d取一次样，直至成熟。分别测定喷施孕酮+壳寡糖处理和对照小麦功能叶片的光合生理指标。

待小麦成熟收获后测定小麦主要经济性状：穗数、穗粒数、千粒重等。

测定结果：

2.1小麦形态生长情况(穗部和籽粒)

参见图3所示，图3为渍水遮阴胁迫后喷施孕酮+壳寡糖对扬麦18和皖麦52穗部形态的影响比较图。

由图3可知，两品种受渍水遮阴胁迫7d和11d后，喷施0.05μmol/l孕酮和150mg/l的寡壳糖混合溶液后的穗部的平均长度均大于对照组的平均长度；修复剂处理后的穗上部空瘪粒小于对照组。渍水遮阴胁迫后喷施0.05μmol/l孕酮和150mg/l的寡壳糖混合溶液，可缓解渍水遮阴对小麦穗部发育的影响，且对于胁迫时间较长的处理修复效果显著。

参见图4所示，图4为渍水遮阴胁迫后喷施孕酮+壳寡糖对小麦籽粒形态的影响比较图。

由图4可知，两品种小麦受胁迫处理后，喷施0.05μmol/l孕酮和150mg/l的寡壳糖混合溶液处理的籽粒平均长度均大于对照组的平均长度。外施孕酮+壳寡糖混合溶液处理后的小麦较对照组比较发现，其大小和饱满程度均优于对照组处理。由此可见，外施0.05μmol/l孕酮和150mg/l的寡壳糖混合溶液可有效缓解渍水遮阴对小麦籽粒发育的影响。

2.2旗叶spad值

表1喷施孕酮+壳寡糖对不同基因型小麦渍水遮阴后旗叶spad的影响

表4中，ws7-ck和ws11-ck表示渍水遮阴7天和11天后喷施蒸馏水的对照；ws7-p+c和ws11-p+c表示渍水遮阴7天和11天后喷施孕酮+壳寡糖的处理，下表5、表6同。

由表4可以看出，两品种开花期渍水遮阴后喷施0.05μmol/l孕酮和150mg/l的寡壳糖混合溶液处理旗叶spad值均高于对照。扬麦18渍水遮阴双胁迫7d处理后喷施0.05μmol/l孕酮和150mg/l的寡壳糖混合溶液处理，其旗叶spad值相对于对照组在花后10d差异未达到显著水平，花后15d后旗叶spad值显著高于对照(p<0.05)；对于敏感型品种皖麦52来说，喷施0.05μmol/l孕酮和150mg/l的寡壳糖混合溶液可以显著提高花后旗叶spad值。由此表明，喷施0.05μmol/l孕酮和150mg/l的寡壳糖混合溶液对开花期受渍水遮阴双重胁迫小麦的光合性能有一定的缓解作用。

2.3灌浆特性

表5不同基因型小麦受害后喷施修复剂对籽粒干重的影响

表5中，字母y、t、tmax、rmax、t、t1、t2、t3、vt分别代表千粒重、花后天数和灌浆速率达到最大值的时间(d)、最大灌浆速率、渐增期、快增期、缓增期、籽粒灌浆的持续天数、平均灌浆速率。

由表5可知，渍水遮阴处理后喷施混合试剂处理对两品种小麦灌浆速率达到的最大时间和最大灌浆速率影响不一致，但减少了灌浆渐增期的天数，延长了灌浆快增期、缓增期、灌浆持续时间，同时提高了籽粒平均灌浆速率；较对照组发现，渍水遮阴11天处理后，喷施混合试剂对小麦的缓解效果较显著；与对照相比，喷施0.05μmol/l孕酮和150mg/l的寡壳糖混合溶液处理使扬麦18ws7、ws11处理的渐增期分别缩短0.36d、1.20d，快增期分别延长0.86d、1.84d，缓增期分别延长0.84d、1.81d，籽粒灌浆的持续天数分别延长1.35d、2.45d，平均灌浆速率分别提高2.05％、5.34％；对于敏感型品种皖麦52来说，喷施0.05μmol/l孕酮和150mg/l的寡壳糖混合溶液处理较对照组处理渐增期分别缩短0.35d、1.06d，快增期分别延长0.41d、1.31d，缓增期分别延长0.40d、0.87d，籽粒灌浆的持续天数分别延长0.26d、0.87d，平均灌浆速率分别提高10.79％、7.52％；两品种间相比较，渍水敏感型品种皖麦52ws7、ws11处理其籽粒平均灌浆速率上升幅度大于扬麦18ws7、ws11处理籽粒平均灌浆速率。

2.4产量

表6喷施孕酮+壳寡糖对渍水遮阴小麦产量构成因素的影响

表6中，p+c，表示孕酮+壳寡糖。

由表6可知，开花期渍水遮阴胁迫处理后喷施0.05μmol/l孕酮和150mg/l的寡壳糖混合溶液对不同基因型小麦的单株穗数不明显，但穗粒数、千粒重皆呈上升的趋势，且处理间差异达显著水平(p<0.05)。本次试验中，喷施0.05μmol/l孕酮和150mg/l的寡壳糖混合溶液处理使扬麦18ws7、ws11处理的穗粒数分别提高3.69％、2.02％，千粒重分别提高4.98％、4.12％，渍水敏感型品种皖麦52ws7、ws11穗粒数和千粒重分别提高了1.96％、1.06％，4.97％、9.34％。两品种相比较，ws7处理、外源喷施0.05μmol/l孕酮和150mg/l的寡壳糖混合溶液后，扬麦18单株产量上升幅度大于皖麦52；ws11处理、外源喷施混合剂后，扬麦18单株产量上升幅度小于皖麦52。

从实施例1的试验结果可知：

1.选择性激素孕酮溶液，在小麦开花期遭受连阴雨灾害后进行外源喷施，改善了旗叶光合性能、提高了籽粒灌浆速率，减少了小麦的产量损失。

2.开花期小麦渍水遮阴胁迫后，对小麦植株喷施孕酮溶液能有效增加小麦的抗渍耐阴性，缓解渍水遮阴胁迫对小麦的影响。

3.本试验发现在胁迫处理24小时内，外源喷施0.05μmol/l孕酮溶液(内含终浓度3vol％的tween-20)对缓解小麦渍水遮阴胁迫效果显著。

从实施例2的试验结果可知：

1.采用动物性激素孕酮和壳寡糖的混合溶液，在小麦开花期遭遇连阴雨气候情境时进行外源喷施，可有效缓解小麦受渍水遮阴胁迫后旗叶光合性能的损伤，延长籽粒快速灌浆持续期，提高籽粒平均灌浆速率，显著减轻逆境对小麦产量造成的不利影响。

2.开花期小麦渍水遮阴胁迫后，对小麦植株喷施孕酮+壳寡糖混合溶液能有效的修复小麦旗叶光合性能，延长籽粒灌浆时期及平均灌浆速率，缓解开花期渍水遮阴胁迫对小麦产量形成的影响。

3.本试验发现花期渍水遮阴胁迫处理24小时内，喷施孕酮0.05μmol/l孕酮和150mg/l的寡壳糖混合溶液(内含终浓度3vol％的tween-20)对缓解小麦渍水遮阴胁迫效果显著。

从实施例1与实施例2的试验结果比较可知：

采用动物性激素孕酮和壳寡糖的混合溶液比采用性激素孕酮溶液溶液具有更好的效果，例如在产量的各个指标上，实施例2均优于实施例1，从而采用动物性激素孕酮和壳寡糖的混合溶液具有协同的更优的效果。

孕酮(英文名：progesterone；化学式：c21h30o2；分子量：314.46)是一种很重要的性激素。

壳寡糖(英文名：oligochitosacn；分子式：(c6h11o4n)n；分子量：322-1610)是指2-10个氨基葡制糖以β-1.4糖苷键连接起来的低聚糖，主要由海洋甲壳动物的外壳甲壳速经脱乙酰化后得到的壳聚糖降解而来，壳寡糖作为一种新型的外源诱抗剂可以诱导烟草、草莓、棉花等作物产生对病毒、细菌、病原真菌的抗性，延长果实保鲜期。

本发明选用一定浓度的孕酮+壳寡糖混合物喷施开花期受渍水遮阴胁迫后的小麦叶片，对胁迫处理组小麦叶片均匀喷施孕酮+壳寡糖混合物后通过测定其小麦功能叶片光合参数和产量构成因子，从而证实孕酮+壳寡糖对开花期小麦渍水遮阴胁迫后，对小麦生理上的修复作用，能有效的修复小麦旗叶光合性能，延长籽粒灌浆时期及平均灌浆速率，缓解开花期渍水遮阴胁迫对小麦产量形成的影响。

是孕酮+壳寡糖在小麦开花期抗渍耐阴方面的有效应用。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。