摘要
目的:预计气候变暖将会对全球粮食安全和营养品质带来影响。冬小麦作为世界主要粮食作物之一,气候变暖可能显著影响冬小麦籽粒蛋白质含量，但其影响机制还不明确;免耕农业可能是一种缓解气候变暖所带来影响的有效选择，但耕作与增温的交互影响目前尚未明确。 方法:针对以上问题,本研究于2021年在中科院山东禹城综合试验站开展免耕（NT）和常规耕作下（CT）的田间增温试验，研究不同耕作处理下增温对冬小麦生理生长过程、产量、产量构成、植株氮代谢、籽粒蛋白质含量及组分的交互影响，为不同耕作措施下气候变暖对冬小麦籽粒蛋白质含量的影响提供科学依据。 结果:（1）免耕和常规耕作系统下增温显著影响了冬小麦生长发育(p＜0.05）。两种耕作系统下增温显著提前了冬小麦的返青期，延长了冬小麦的有效生育期，提高了冬小麦花前期叶面积指数、光合作用速率和冬小麦各生育期株高。 （2）免耕和常规耕作系统下增温显著增加了冬小麦地上干物质量(p＜0.05）。常规耕作系统下,返青期至成熟期相较于对照组，分别提高了93％,50％,30.51％和2.89％;免耕系统下，分别提高了40.94％,63.63％,63.54％和13.81％。增温和耕作影响了冬小麦的产量构成进而对产量产生影响,结果表明，CT和NT系统下增温冬小麦结实小穗数显著下降(p＜0.05）,相较于对照组，分别下降9.21％,11.15％。CT和NT系统下增温冬小麦穗粒数、千粒重上升。增温显著增加了冬小麦产量(p＜0.05）,相较于对照组分别增加了11.4％（常规耕作），62.3％（免耕），耕作和温度对冬小麦产量的主效应及交互效应均具有显著意义(p＜0.05）。 （3）免耕和常规耕作系统下增温均显著增加了开花期、成熟期茎叶的氮素积累量，花后期茎叶氮素转移量以及对籽粒的贡献率，从而促进了氮素向籽粒的运输，使常规耕作和免耕下的籽粒蛋白质含量分别显著提高10.88％和30.91％(p＜0.05）。增温和耕作处理对籽粒蛋白质组分影响较为复杂，常规耕作下增温降低了清蛋白、球蛋白、谷蛋白含量;免耕下增温提高了三种蛋白组分含量。在常规耕作和免耕下增温均提高了籽粒醇溶蛋白含量，分别提升了30.77％,67.70％。免耕增温处理相较于其他处理，显著增加了冬小麦籽粒贮藏蛋白含量(p＜0.05）。在两免耕和常规耕作系统下，增温处理均显著提升了冬小麦籽粒剩余蛋白含量(p＜0.05）,其中，常规耕作处理提升了51.26％,免耕处理提升了46.06％。 结论:研究表明增温会通过改变冬小麦生理特征显著促进氮素向籽粒转化,并且增温下冬小麦有效小穗数减少使得原本将进入更多籽粒中去的氮素都进入到最终有效籽粒中去，进而显著增加籽粒蛋白质含量。免耕模式下增温可以显著提升产量和籽粒蛋白质含量，影响籽粒蛋白质组分，进而协调小麦营养品质并提升加工品质。推断在气候变暖背景下，免耕可作为一种“双赢”的耕作措施。
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