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作物杂志,2025, 第6期: 172–180 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2025.06.021

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

不同栽培模式下大麦产量与蛋白质形成的生理机制研究

王舒琦1(), 李建波1,2, 刘志萍3, 马宇3, 渠佳慧3, 巴图3, 徐寿军1,2()   

  1. 1 内蒙古民族大学农学院， 028000， 内蒙古通辽
    2 内蒙古自治区饲用作物工程中心， 028000， 内蒙古通辽
    3 内蒙古自治区农牧业科学院作物育种与栽培研究所， 010000， 内蒙古呼和浩特
  • 收稿日期:2024-07-22 修回日期:2024-09-24 出版日期:2025-12-15 发布日期:2025-12-12
  • 通讯作者: 徐寿军，主要从事大麦栽培生理与育种研究，E-mail：shoujun-xu@163.com
  • 作者简介:王舒琦，主要从事大麦栽培生理与育种研究，E-mail：274707380@qq.com
  • 基金资助:
    内蒙古自治区科技计划项目(2021GG0007);内蒙古自治区直属高校基本科研业务费(GXKY22053);内蒙古自治区直属高校基本科研业务费(GXKY22150)

Physiological Mechanism of Yield and Protein Formation in Barley under Different Cultivation Modes

Wang Shuqi1(), Li Jianbo1,2, Liu Zhiping3, Ma Yu3, Qu Jiahui3, Batu 3, Xu Shoujun1,2()   

  1. 1 College of Agriculture, Inner Mongolia University for Nationalities, Tongliao 028000, Inner Mongolia, China
    2 Forage Crop Engineering Center of Inner Mongolia Autonomous Region, Tongliao 028000, Inner Mongolia, China
    3 Institute of Crop Breeding and Cultivation, Inner Mongolia Academy of Agricultural and Animal Husbandry Sciences, Hohhot 010000, Inner Mongolia, China
  • Received:2024-07-22 Revised:2024-09-24 Online:2025-12-15 Published:2025-12-12

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摘要： 以大麦品种蒙啤麦5号为试验材料，设置高产高效（M1）、丰产优质（M2）和传统农户种植（M3）3种栽培模式，通过测定不同灌浆时期的抗氧化酶活性、氮代谢酶活性、丙二醛含量及籽粒蛋白质含量等生理指标，探究不同栽培模式对大麦产量与蛋白质形成的生理机制。结果表明，M1模式下产量最高，2年分别为6835.93和6279.81 kg/hm2，且其穗数、穗粒数及千粒重均显著高于M3模式。2021年，M1、M2和M3模式下的籽粒蛋白质含量分别为15.35%、13.37%和11.50%。3种栽培模式下大麦叶片抗氧化酶与氮代谢酶活性在2年间变化趋势相同，均随生育进程呈先升后降的趋势。相关性分析表明，抗氧化酶活性与穗数、穗粒数、产量呈极显著正相关；丙二醛含量与产量相关指标、抗氧化酶活性呈极显著负相关；籽粒蛋白质含量与氮代谢酶活性呈极显著正相关。综合分析表明，M1模式为大麦优质高产高效栽培模式，其产量和品质均明显高于M2和M3模式。

关键词: 大麦, 产量, 蛋白质, 生理机制, 抗氧化酶活性, 氮代谢酶活性

Abstract:

Using barley variety Mengpimai 5 as the experimental material, three cultivation modes were established: high-yield and high-efficiency (M1), high-yield and high-quality (M2), and traditional farmer planting (M3). By measuring physiological indicators such as antioxidant enzyme activity, nitrogen metabolizing enzyme activity, malondialdehyde content, and grain protein content at different grain-filling stages, this study explored the physiological mechanisms of barley yield and protein formation under different cultivation modes. The results showed that the yield under the M1 mode was the highest, reaching 6835.93 and 6279.81 kg/ha in the two years, respectively. And its spike number, grains per spike, and 1000-grain weight were all significantly higher than those under the M3 mode. In 2021, the grain protein content under M1, M2, and M3 modes was 15.35%, 13.37%, and 11.50%, respectively. The activities of antioxidant enzymes and nitrogen metabolizing enzymes in barley leaves under the three cultivation modes showed the same trend over the two years, both increasing first and then decreasing with the advancement of the growth process. Correlation analysis showed that antioxidant enzyme activity exhibited an extremely significant correlation with spike number, grains per spike, and yield. Malondialdehyde content showed an extremely significant negative correlation with yield- related indicators and antioxidant enzyme activity. Grain protein content exhibited an extremely significant correlation with nitrogen metabolizing enzyme activity. Comprehensive analysis indicated that the M1 mode is a high-quality, high-yield, and high-efficiency cultivation mode for barley, and its yield and quality were significantly higher than those of the M2 and M3 modes.

Key words: Barley, Yield, Protein, Physiological mechanism, Antioxidant enzyme activity, Nitrogen metabolizing enzyme activity

图1

2020-2021年不同栽培模式对大麦产量的影响 不同小写字母表示达显著差异水平（P < 0.05），下同。

图2

2020-2021年不同栽培模式对大麦产量构成因素的影响

图3

2020-2021年不同栽培模式下大麦籽粒蛋白质含量的动态变化

图4

2020-2021年不同栽培模式下大麦叶片SOD活性的动态变化

图5

2020-2021年不同栽培模式下大麦叶片POD活性的动态变化

图6

2020-2021年不同栽培模式下大麦叶片CAT活性的动态变化

图7

2020-2021年不同栽培模式下大麦叶片MDA含量的动态变化

图8

2020-2021年不同栽培模式下大麦叶片NR活性的动态变化

图9

2020-2021年不同栽培模式下大麦叶片GS活性的动态变化

图10

2020-2021年不同栽培模式下大麦叶片GOGAT活性的动态变化

图11

不同栽培模式下产量及其构成因素、叶片抗氧化酶活性及MDA含量的相关性分析 X1：千粒重；X2：穗数；X3：穗粒数；X4：产量；X5：SOD活性；X6：POD活性；X7：CAT活性；X8：MDA含量。“*”表示在P < 0.05水平显著相关，“**”表示在P < 0.01水平极显著相关。下同。

图12

不同栽培模式下籽粒蛋白质含量与氮代谢酶活性的相关性分析 X9：籽粒蛋白质含量；X10：NR活性；X11：GS活性；X12：GOGAT活性。

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