摘要
小麦是世界上重要农作物之一，在我国具有重要地位。中国小麦经历了多次品种更替，近年来小麦产量发生了大幅度的提升，随着日益增长的人口压力和对农产品的需求，提高冬小麦产量仍是小麦生产的目标之一。品种改良是促进小麦产量提升的重要途径，随着品种更替的进行，不符合生产实践需要性状的品种被淘汰，特征性状优秀的品种保留下来并得到了更新。研究不同年代冬小麦品种产量及相关性状的变化规律，探究品种改良过程中产量增加的生理机制和形态机制，对小麦栽培育种工作中性状的选择具有现实意义，为突破产量提升的限制提供理论指导。本研究以黄淮海麦区1940s-2010s间生产中推广面积较大的冬小麦品种为研究对象，系统地研究冬小麦在品种更替过程中产量构成性状、干物质积累转运特征、根系分布及水分利用特性、株高构成、抗倒伏特性、光合能力、源库关系的演替规律，以期为未来的冬小麦栽培育种工作提供理论参考和方向。本研究主要结论如下： （1）自 1940s 至今，黄淮海麦区冬小产量提升主要通过增加穗粒数、千粒重实现的，单位面积穗数变化不大。收获指数随着年代更替显著增加，地上生物量无明显变化。矮秆基因的引入增加了G3、G4位的粒数，1940s至2010s千粒重和穗粒数的增加在4个粒位均有发生，不同粒位上粒数和粒重增加的进程不同，G4 位对单穗平均粒重和穗粒数的相对贡献率随着品种更替显著增加，但仍远远低于 G1、G2、G3 位，总体符合G1>G2>G3>G4的规律。 （2）随着品种更替的进行，冬小麦花后同化物积累与花前同化物花后转运呈现出显著增加的趋势，而花前同化物无明显变化趋势。花后同化物积累量的增加对产量的提升具有极显著作用，且贡献最大，花前同化物积累量、花后同化物积累量、花前同化物花后转运率对产量增加均具有显著的直接作用。 （3）品种改良过程中 0-200cm 土层的根干重呈现出增加的趋势，0-100cm 土层根干重密度显著增加。生育后期干旱增加了现代品种在 100-200cm 土层中的根干重密度，干旱促使现代品种的根系更多的向深处生长。农田耗水量随着品种更替未呈现明显变化，随着品种更替的进行，水分利用效率得到了显著的提升。 （4）在品种演变过程中，小麦群体结构及光合特性也发生了相应的变化。与早期品种相比，现代品种的无效分蘖数减少，花后叶面积指数显著增加。随着品种更替的进行，株高显著降低，每一节间长度均缩短，但是各个节间缩短的比例不同。穗下节占株高的比例显著增加，而第4节间和第5节间占株高的比例显著降低。第4节间的茎粗、壁厚、物质充实度均随品种更替显著增加，抗折力具有相同的变化规律。开花期与乳熟中期旗叶的净光合速率和SPAD均随品种更替显著增加，并且与产量、穗粒数、千粒重具有显著正相关关系。 （5）自 1940s 至今，黄淮海麦区冬小麦品种的源库特性发生了变化。缩源处理减缓叶片衰老，减库处理加快叶片衰老，早期品种叶片SPAD值比现代品种对缩源、减库处理更为敏感，叶片间的补偿能力强于现代品种，绝对源随品种更替呈现降低的趋势。缩源处理降低灌浆中期茎、叶、鞘部位的干重，促进同化物向库中运输；减库处理增加茎、叶、鞘干重，现代品种对缩源处理更为敏感，早期品种对减库处理较为敏感，绝对库随品种更替具有增加的趋势。 缩源处理下花后同化物积累量降低，花前同化物花后转运量、花前同化物花后转运率及对籽粒的贡献随品种更替有所增加，减库处理下随着品种更替花后同化物积累量降低，花前同化物花后转运量增加，而花前同化物花后转运率及对籽粒的贡献降低，早期品种源大库小，源的大小和源间补偿作用强于现代品种，现代品种具有源小库大的特点。 （6）缩源处理降低了单穗粒重和千粒重，粒重的下降在4个粒位上均有发生，G3、G4粒位响应强于G1、G2粒位；减库处理增加了单穗粒重和千粒重，G1、G2粒位响应强于G3、G4粒位。近轴端籽粒可优先获得同化物，粒重受籽粒灌浆过程中同化物竞争和库容大小的共同影响。减库处理下单穗粒重和千粒重增加幅度随品种更替呈现出降低的趋势，现代品种源限制强于早期品种。 黄淮海麦区冬小麦品种演变过程中源库相关特性的变化集中在绝对源、相对源、相对库上，不同年代冬小麦品种均具有源库双限制，源库特征指数随品种演替显著增加，源库比显著下降，源库类型由源大库小型演变为源小库大型。
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