水胁迫下有机化合物在改变小麦功能关系及形态生理特征中的作用：关联网络分析

《Scientific Reports》：The role of organic compounds in modifying functional relationships and morphophysiological traits of wheat under water stress: a correlation network analysis

　　

摘要

小麦（Triticum aestivum L.）在保障粮食安全与农业经济方面发挥着重要作用，是全球最重要的谷物之一。本实验旨在确定最佳量的有机化合物（黄腐酸、腐殖酸和氨基酸），以促进干旱及半干旱地区Taktaz品种小麦的可持续种植，同时减少对灌溉水的依赖。实验采用随机完全区组设计（RCBD）的裂区设计，共进行3次重复试验，时间跨度为2023年至2025年两个生长季。研究结果表明，除可育穗数和每穗粒数外，所有性状的三因素交互作用在0.01水平上均具有统计学显著性。从性状的多边形图来看，施用高剂量黄腐酸以及适量氨基酸有助于缓解胁迫。此外，增加腐殖酸的浓度可以弥补黄腐酸和氨基酸等化合物浓度较低的问题。根据处理稳定性图，在正常灌溉条件下，处理3（腐殖酸12 L h^??1）和处理6（氨基酸1.5 L h^??1，腐殖酸12 L h^??1）表现较好；而在干旱胁迫条件下，处理27（黄腐酸6 L h^??1，氨基酸3 L h^??1，腐殖酸12 L/ha）是最佳选择。事实表明，增加黄腐酸和氨基酸等有机物质有助于调节植物代谢并提升其对干旱胁迫的抵抗力，这体现了这些处理中所含化合物对植物抗逆性的影响。在两年中，含有最高量有机化合物的处理（黄腐酸6 L ha^??1，氨基酸3 L ha^??1，腐殖酸12 L ha^??1）在与前两个主成分相关的系数上均为正值。在两年的干旱胁迫条件下，籽粒产量与前两个主成分也呈现正相关关系。同样，旗叶宽度在两年中对第四个主成分也有积极影响。那些含有高剂量黄腐酸和中等剂量腐殖酸的处理（黄腐酸3 L ha^??1，氨基酸1.5 L ha^??1，腐殖酸12 L ha^??1；黄腐酸6 L ha^??1；以及黄腐酸6 L ha^??1，腐殖酸8 L ha^??1）在两年中的相关性网络中都表现出较强的关联。总体而言，无论是正常条件还是胁迫条件下，含有中等剂量黄腐酸和高剂量腐殖酸的处理均可作为优选方案。选择这些处理表明，结合使用黄腐酸、腐殖酸以及一种起关键作用的氨基酸，能够在正常条件和灌溉胁迫条件下最显著地提升产量。