检索
E-mail
RSS
高级检索 图表检索

当期目录 我要投稿 过刊浏览
高级检索 图表检索

作物杂志,2026, 第5期: 82–89 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2026.05.010

• 植物激素与作物生长发育调控专题 • 上一篇    下一篇

基于Richards模型分析干物质积累及内源激素对裸燕麦产量形成的影响

赵雅萱1(), 崔雪梅1, 王千军2, 郑成忠2, 王凤梧2, 梅雪2, 赵宝平1()   

  1. 1 内蒙古农业大学农学院/全国农业科研杰出人才及其创新团队， 010018， 内蒙古呼和浩特
    2 乌兰察布市农林科学研究院， 012000， 内蒙古乌兰察布
  • 收稿日期:2025-06-20 修回日期:2025-07-31 出版日期:2026-10-15 发布日期:2026-10-22
  • 通讯作者: 赵宝平，主要从事作物栽培学与耕作学研究，E-mail：zhaobaoping82@163.com
  • 作者简介:赵雅萱，主要从事耕作制度与农业生态系统研究，E-mail：2901487273@emails.imau.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(32360531);内蒙古自治区研究生科研创新项目(KC2024046B);国家现代农业产业技术体系(CARS-07)

Effects of Dry Matter Accumulation and Endogenous Hormones on Yield Formation in Naked Oats Based on the Richards Model

Zhao Yaxuan1(), Cui Xuemei1, Wang Qianjun2, Zheng Chengzhong2, Wang Fengwu2, Mei Xue2, Zhao Baoping1()   

  1. 1 College of Agronomy, Inner Mongolia Agricultural University / National Outstanding Talents in Agricultural Research and Its Innovation Team, Huhhot 010018, Inner Mongolia, China
    2 Ulanqab Academy of Agricultural and Animal Husbandry Sciences, Ulanqab 012000, Inner Mongolia, China
  • Received:2025-06-20 Revised:2025-07-31 Online:2026-10-15 Published:2026-10-22

RichHTML

0

PDF (PC)

30

摘要：

为探究不同产量水平燕麦品种的干物质积累（DMA）特征及内源激素对产量的影响，以高产品种坝莜1号（Ba 1）和低产品种定莜8号（Ding 8）为材料，采用单因素随机区组设计，运用Richards生长曲线拟合DMA过程，并对DMA动态特征与产量效应进行定量分析，同时通过相关性与通径分析明确影响高产的主要性状指标。结果表明，Ba 1籽粒产量较Ding 8显著提高22.64%；除苗期及拔节期外，Ba 1各生育时期DMA均高于Ding 8，增幅为7.52%~30.43%。两品种Richards模型决定系数分别为0.987（Ba 1）和0.953（Ding 8）。相关性分析显示，DMA最大积累速率（Vmax）和平均积累速率（Vavg）与籽粒产量呈极显著正相关，且Vmax对籽粒产量有直接促进作用；Ba 1的Vmax和Vavg较Ding 8分别显著提高30.77%和50.00%。快增期开始时间越晚对产量促进作用越强，Ba 1较Ding 8延迟4.52 d进入该时期。此外，灌浆期Ba 1的生长素和赤霉素（GA）含量较Ding 8分别显著提高55.56%和5.26%，玉米素及玉米素核苷（ZR）含量分别显著提高8.69%和21.74%；籽粒产量与GA含量呈极显著正相关，ZR通过间接作用促进籽粒产量形成。综上，高产品种在Vmax、Vavg等DMA关键参数及内源激素含量方面具有明显优势，选育高产燕麦品种应重点关注DMA动态变化规律与内源激素调控机制。

关键词: 燕麦, 干物质积累, Richards模型, 玉米素, 玉米素核苷

Abstract:

To investigate the dry matter accumulation (DMA) characteristics and the effects of endogenous hormones on yield in oat varieties with different yield levels, this study used a high-yield variety (Ba 1) and a low-yield variety (Ding 8) as materials. A single-factor randomized block design was employed. The Richards growth curve was used to fit the DMA process, and the dynamic characteristics of DMA and yield effects were quantitatively analyzed. Correlation and path analyses were conducted to identify the main traits affecting high yield. The results showed that the grain yield of Ba 1 was significantly higher than that of Ding 8 by 22.64%. Except for the seedling and jointing stages, the DMA of Ba 1 was higher than that of Ding 8 across all growth stages, with an increase ranging from 7.52% to 30.43%. The coefficients of determination for the Richards model of the two varieties were 0.987 (Ba 1) and 0.953 (Ding 8), respectively. Correlation analysis revealed that the maximum accumulation rate (Vmax) and average accumulation rate (Vavg) of DMA were extremely significantly positively correlated with grain yield, and Vmax had a direct promoting effect on grain yield. Vmax and Vavg of Ba 1 were significantly higher than those of Ding 8 by 30.77% and 50.00%, respectively. The later the start time of the rapid growth period, the stronger the promoting effect on yield, with Ba 1 entering this period 4.52 days later than Ding 8. Furthermore, during the grain-filling stage, the contents of auxin and gibberellin (GA) in Ba 1 were significantly higher than those in Ding 8 by 55.56% and 5.26%, respectively, while the contents of zeatin and zeatin riboside (ZR) were significantly higher than those in Ding 8 by 8.69% and 21.74%, respectively. Grain yield was extremely significantly positively correlated with GA content, and ZR promoted grain yield formation through indirect effects. In conclusion, high-yield varieties exhibited significant advantages in key DMA parameters such as Vmax and Vavg, as well as in endogenous hormone contents. Therefore, breeding high-yield oat varieties should focus on the dynamic changes in DMA and the regulatory mechanisms of endogenous hormones.

Key words: Oat, Dry matter accumulation, Richards model, Zeatin, Zeatin riboside

表1

供试2个燕麦品种的主要特性

品种
Variety		 皮/裸
Hulled/
naked		 生育期
Growth
period (d)		 穗型
Panicle
type		 小穗数
Spikelet
number		 熟期
Maturity
period		 来源
Origin
Ba 1
 裸
 86~95
 周散
 21
 中熟
 张家口市农业科学院
Ding 8
 裸
 86~90
 周散
 24
 中熟
 定西市农业
科学研究院

表2

2个燕麦品种的产量及其构成因素

品种
Variety		 穗长
Spike length (cm)		 小穗数
Spikelet number		 穗粒数
Grains per spike		 籽粒产量
Grain yield (kg/hm2)		 千粒重
1000-grain weight (g)
Ba 1 13.90±1.19b 26.75±3.40a 56.25±4.11a 2465.75±110.51a 22.59±0.96a
Ding 8 21.18±1.62a 21.50±2.65a 38.75±5.44b 2010.53±69.47b 20.70±0.77a

图1

不同生育阶段2个燕麦品种的干物质积累量 不同小写字母表示差异显著（P < 0.05）。下同。

图2

燕麦品种Richards模型拟合

表3

2个燕麦品种DMA动态变化过程的Richards模型曲线参数

品种
Variety		 曲线参数Curve parameters R2
A b c N
Ba 1 3.025 -0.423 0.039 0.141 0.987
Ding 8 2.449 -1.134 0.037 0.086 0.953

表4

2个燕麦品种DMA特征参数

品种
Variety		 xmax (d) Vmax [g/(株·天)]
Vmax [g/(plant·day)]		 YVmax (g/株)
YVmax (g/plant)		 I (%) Vavg [g/(株·天)]
Vavg [g/(plant·day)]		 x1 (d)
Ba 1 40.22±2.25a 0.34±0.01a 1.20±0.09a 39.40±0.28a 0.03±0.001a 13.51±0.85a
Ding 8 36.22±4.68a 0.26±0.01b 0.96±0.17b 38.43±0.44b 0.02±0.001b 8.99±1.29b
品种
Variety		 x2 (d) Δx (d) y1 (g/株)
y1 (g/plant)		 y2 (g/株)
y2 (g/plant)		 y3 (g/株)
y3 (g/plant)		 z (%)
Ba 1 66.94±4.07a 53.44±3.87a 0.30±0.02a 1.86±0.13a 0.29±0.09a 76.01±3.02a
Ding 8 59.70±6.17a 50.71±5.74a 0.22±0.05b 1.42±0.18b 0.37±0.10a 70.70±5.18a

图3

2个燕麦品种的内源激素含量

图4

干物质积累、内源激素与燕麦产量相关性分析 “*”表示相关性显著（P < 0.05），“**”表示相关性极显著（P < 0.01）。SL：穗长；SN：小穗数；GPS：穗粒数；GY：籽粒产量；KGW：千粒重。z：快增期DMA占总积累量的百分比。

表5

干物质积累、内源激素与燕麦产量的通径分析

自变量
Independent variable		 直接通径系数
Direct path coefficient		 间接通径系数Indirect path coefficient 剩余通径系数
Residual path coefficient
X1 X5 X9 合计Total
Vmax，X1 1.9888 -0.7430 -0.2881 -1.0311 0.1363
x1，X5 -0.7672 1.9260 1.6424
ZR，X9 -0.3221 1.7791 -0.6755 -0.2836 1.1216
[1] 任长忠, 闫金婷, 董锐, 等. 燕麦营养成分、功能特性及其产品的研究进展. 食品工业科技, 2022, 43(12):438-446.
[2] 郑殿升, 张宗文. 大粒裸燕麦(莜麦)(Avena nuda L.)起源及分类问题的探讨. 植物遗传资源学报, 2011, 12(5):667-670.
doi: 10.13430/j.cnki.jpgr.2011.05.001
[3] 张曼. 内蒙古燕麦品质特性及指纹特征研究. 呼和浩特: 内蒙古农业大学, 2014.
[4] 孟彦彤, 张东杰, 薛勇, 等. 燕麦β-葡聚糖的功效研究进展. 中国粮油学报, 2024, 39(2):196-205.
[5] Zheng K, Jiang Q T, Wei L, et al. Characterization of starch morphology, composition, physicochemical properties and gene expressions in oat. Journal of Integrative Agriculture, 2015, 14 (1):20-28.
doi: 10.1016/S2095-3119(14)60765-6
[6] Spaen J, Silva J V C. Oat proteins: Review of extraction methods and techno-functionality for liquid and semi-solid applications. LWT-Food Science and Technology, 2021, 147:111478.
doi: 10.1016/j.lwt.2021.111478
[7] 秦琳, 李曦, 赵珊, 等. 裸燕麦膳食纤维组成含量研究及优异资源筛选. 麦类作物学报, 2023, 43(6):729-737.
[8] 任长忠, 崔林, 何峰, 等. 我国燕麦荞麦产业技术体系建设与发展. 吉林农业大学学报, 2018, 40(4):524-532.
[9] 魏廷邦, 柴强, 王伟民, 等. 水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和干物质积累特征的调控效应. 中国农业科学, 2019, 52(3):428-444.
doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2019.03.004
[10] 郝倩倩, 兰会杰, 董文楠, 等. 施氮量和种植密度对强筋小麦冠层光截获特性和籽粒产量的影响. 麦类作物学报, 2025, 45 (4):482-491.
[11] 赵刚, 张建军, 党翼, 等. 黄土旱塬区秸秆覆盖量对不同降雨年型土壤水温效应和冬小麦产量的影响. 作物学报, 2025, 51 (6):1643-1653.
doi: 10.3724/SP.J.1006.2025.41083
[12] 王信理. 在作物干物质积累的动态模拟中如何合理运用Logistic方程. 农业气象, 1986, 7(1):14-19.
[13] Richards F J. A flexible growth function for empirical use. Journal of Experimental Botany, 1959, 10(2):290-301.
doi: 10.1093/jxb/10.2.290
[14] 韩湘玲, 孔扬庄, 陈流. 气候与玉米生产力初步分析. 农业气象, 1984, 5(2):15-20.
[15] 沈能展, 梁荣欣. 大豆群体生产力与太阳辐射气温及降水关系的试验研究. 农业气象, 1984, 5(1):12-16.
[16] 苏李君, 刘云鹤, 王全九. 基于有效积温的中国水稻生长模型的构建. 农业工程学报, 2020, 36(1):162-174.
[17] 蔡甲冰, 常宏芳, 陈鹤, 等. 基于不同有效积温的玉米干物质累积量模拟. 农业机械学报, 2020, 51(5):263-271.
[18] 吴胜, 段玉, 张婷婷, 等. 基于Richards模型研究不同水氮水平对向日葵干物质积累与产量的影响. 灌溉排水学报, 2023, 42(7):34-44.
[19] 文廷刚, 贾艳艳, 杜小凤, 等. 基于Richards方程的水稻强、弱势籽粒灌浆特征对外源植物生长调节剂的调控响应. 南京农业大学学报, 2022, 45(6):1107-1116.
[20] 柳妍娣, 赵宝平, 张宇, 等. 不同基因型燕麦内源激素与灌浆期生理特性之间的关系. 中国农业大学学报, 2023, 28(6):124-134.
[21] Peleg Z, Reguera M, Tumimbang E, et al. Cytokinin-mediated source/sink modifications improve drought tolerance and increase grain yield in rice under water-stress. Plant Biotechnology Journal, 2011, 9(7):747-758.
doi: 10.1111/j.1467-7652.2010.00584.x pmid: 21284800
[22] 段娜, 贾玉奎, 徐军, 等. 植物内源激素研究进展. 中国农学通报, 2015, 31(2):159-165.
doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.2014-2335
[23] 骆兵, 刘风珍, 万勇善, 等. 不同花生品种(系)荚果和子仁内源激素含量变化与干物质积累特征分析. 作物学报, 2013, 39(11):2083-2093.
doi: 10.3724/SP.J.1006.2013.02083
[24] 于宁宁, 张吉旺, 任佰朝, 等. 综合农艺管理对夏玉米叶片生长发育及内源激素含量的影响. 作物学报, 2020, 46(6):960-967.
doi: 10.3724/SP.J.1006.2020.93050
[25] 郑成岩, 于振文, 马兴华, 等. 高产小麦耗水特性及干物质的积累与分配. 作物学报, 2008, 34(8):1450-1458.
[26] 李瑞珂, 汪洋, 安志超, 等. 不同产量类型小麦品种的干物质和氮素积累转运特征. 麦类作物学报, 2018, 38(11):1359-1364.
[27] 姜丽娜, 张雅雯, 朱娅林, 等. 不同小麦品种籽粒灌浆特性及产量研究. 华北农学报, 2019, 34(3):96-101.
doi: 10.7668/hbnxb.201751302
[28] 仝锦, 孙敏, 任爱霞, 等. 高产小麦品种植株干物质积累运转、土壤耗水与产量的关系. 中国农业科学, 2020, 53(17):3467-3478.
doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2020.17.005
[29] 孟祥宇, 刁邓超, 刘雅睿, 等. 小麦新品种西农877高产稳产的遗传特性解析. 作物学报, 2025, 51(5):1261-1276.
doi: 10.3724/SP.J.1006.2025.41064
[30] 蔡庆生, 吴兆苏. 小麦籽粒生长各阶段干物质积累量与粒重的关系. 南京农业大学学报, 1993, 16(1):27-32.
[31] 尚永盼, 于爱忠, 王玉珑, 等. 绿洲灌区绿肥还田利用方式对玉米干物质积累、分配及产量的影响. 作物学报, 2024, 50(3):686-694.
doi: 10.3724/SP.J.1006.2024.33031
[32] 赵姣, 郑志芳, 方艳茹, 等. 基于动态模拟模型分析冬小麦干物质积累特征对产量的影响. 作物学报, 2013, 39(2):300-308.
[33] 杨永岗, 张化生, 李亚莉, 等. 高原夏季胡萝卜肉质根膨大与内源激素含量的关系. 中国生态农业学报, 2011, 19(2):342-346.
[34] Liu Y E, Liu P, Dong S T, et al. Hormonal changes caused by the xenia effect during grain filling of normal corn and high-oil corn crosses. Crop Science, 2010, 50(1):215-221.
doi: 10.2135/cropsci2009.04.0186
[35] 柳妍娣. 不同基因型燕麦穗粒败育生理机制研究. 呼和浩特: 内蒙古农业大学, 2023.
[36] 李秀菊, 职明星, 鲁玉贞. 不同粒型小麦籽粒发育过程中细胞分裂素含量的变化. 麦类作物学报, 2005, 25(2):42-45.
[37] 刘昆, 黄健, 周沈琪, 等. 穗肥施氮量对不同穗型超级稻品种产量的影响及其机制. 作物学报, 2022, 48(8):2028-2040.
doi: 10.3724/SP.J.1006.2022.12068
[38] 柳妍娣, 赵宝平, 张宇, 等. 不同基因型燕麦产量差异与叶片生理特性的关系. 作物学报, 2022, 48(11):2953-2964.
doi: 10.3724/SP.J.1006.2022.11107
[1] 王婧, 石文鑫, 孙瑞卿, 秦曙. 喷施不同植物生长调节剂及其浓度对燕麦倒伏性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2026, (5): 75–81
[2] 赵永满, 李瑞奇, 王红光. 拔节前补灌追氮对小麦叶片干物质积累量和产量的影响[J]. 作物杂志, 2026, (4): 101–109
[3] 李行, 陈广周, 王运韬, 连世昊, 李家豪, 田文强, 张金汕, 石书兵. 宽幅匀播对新疆春小麦光合特性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2026, (4): 164–170
[4] 柳东亮, 王雅群, 黄琴, 王鹏月, 张鸿雁, 房琴, 李瑞奇. 同化物积累与分配对冬小麦小花发育成粒的影响及密度调控效应[J]. 作物杂志, 2026, (3): 56–63
[5] 和桂青, 李兆光, 袁文珏, 和琼姬, 杨文高, 李燕, 王蕊, 叶磊, 侯志江. 藜麦生长发育特性及养分吸收分配动态变化规律研究[J]. 作物杂志, 2026, (2): 172–179
[6] 李英浩, 杨澳, 刘景辉, 田露, 米俊珍. 硅对燕麦抗秆锈病及抗氧化特性的影响[J]. 作物杂志, 2026, (1): 118–124
[7] 朱柃羽, 杨乔惠, 刘亦迅, 袁健, 王名花, 向达兵, 邹亮, 王俊珍, 范昱. 野生和栽培燕麦灌浆过程的光合特性与农艺性状研究[J]. 作物杂志, 2026, (1): 167–174
[8] 王志, 周文丽, 赵耀, 刘正, 李从锋, 张仁和. 新型化控组合对玉米光合性能和产量提升的影响[J]. 作物杂志, 2025, (6): 112–120
[9] 李青欣, 金秀良, 宋晓, 张珂珂, 郭腾飞, 黄绍敏, 岳克, 丁世杰, 黄明, 李友军. 有机肥部分替代氮肥对豫东冬小麦生长及土壤特性的影响[J]. 作物杂志, 2025, (6): 121–131
[10] 郭龙玉, 高欣梅, 福英, 张明伟, 王莹, 李乌日吉木斯, 乌日力格, 王英杰, 王靖宇, 杨凤婷, 谷艳茹, 全宇. 免疫诱抗剂ZNC对盐碱胁迫下燕麦幼苗生长发育及生理适应性的影响[J]. 作物杂志, 2025, (6): 203–209
[11] 武慧娟, 耿小丽, 李德明, 周栋昌, 付萍, 刘乾, 杜笑村. 叶面喷施不同铁肥对燕麦种子产量及其构成因素的影响[J]. 作物杂志, 2025, (5): 233–238
[12] 陈萍, 罗园园, 王娟, 孙权, 马玲芳, 马文礼, 谢静波. 燕麦萌发期对混合盐碱胁迫的响应及耐受性评价[J]. 作物杂志, 2025, (5): 61–66
[13] 赵洲, 张丽, 高新磊, 邱鸿雨. 复合盐碱胁迫对燕麦生长及代谢的影响[J]. 作物杂志, 2025, (5): 74–85
[14] 周琦, 张靖, 王振龙, 施志国, 邓超超, 常浩, 柳洋, 周彦芳. 绿肥还田和减量施氮对甘肃河西灌区土壤质量及燕麦产量和品质的影响[J]. 作物杂志, 2025, (4): 188–196
[15] 贺云霞, 马建辉, 张黛静, 刘东华, 晁晓燕, 陈慧平, 李春喜. 不同氮肥增效剂对减少豫北麦田气态氮损失及其增产效果研究[J]. 作物杂志, 2025, (3): 108–115
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!