小麦茎的核磁共振弛豫谱与库容的相关性研究

小麦茎的核磁共振弛豫谱与库容的相关性研究在小麦籽粒的生长发育过程中,生产的最终产量受到灌浆情况的重要影响。不仅籽粒的质量好坏受到灌浆的影响,而且籽粒的产量多少也受灌浆的控制。为了提高小麦的质量和小麦的库容、增加小麦的产量,需要研究小麦灌浆过程的反应机理,而灌浆过程需要的水分是由小麦茎秆输送的,所以有必要对灌浆过程中小麦茎秆中的水分特征进行探索。在传统的水分研究方法中,对小麦在灌浆过程中茎秆的水分分布情况和相态变化情况都研究的比较少。并且,常规的烘干称重方法,虽然操作特别方便,但是在检测过程中容易破坏茎秆的组织结构,对小麦茎秆内实时变化的水分不能够进行准确的反应。本研究是利用核磁共振检测技术,利用该技术的无损优势,结合T2弛豫检测和光学显微成像技术,研究了冬小麦灌浆过程茎秆中的水分变化,T2弛豫谱最大峰面积与冬小麦茎秆薄壁细胞大小的关系;深入进行核磁共振T2弛豫时间与冬小麦茎秆薄壁细胞的关系研究,为小麦茎秆的相关研究提供新的基础数据。本研究主要得到以下结论:(1)小麦茎秆核磁共振T2弛豫谱信号峰的总峰面积在一定程度上能反应小麦茎秆总水分含量的多少。小麦豫麦19随着灌浆过程的延续和小麦籽粒的成熟,上茎总水分含量始终大于下茎总水分含量。豫麦19上茎的总水分含量随时间的延长而逐渐减少,豫麦19下茎的总水分含量随时间的延长,先增加后减少。小麦陕229随着灌浆过程的延续和小麦籽粒的成熟,上茎总水分含量始终大于下茎总水分含量。随时间的延长,小麦陕229上茎的总水分含量和总水分糖分含量变化趋势一致,都是先增加后减少。小麦小偃6号随着小麦灌浆过程的延续和小麦籽粒的成熟,上茎总水分含量的变化趋势与豫麦19上茎总水分变化趋势一致。上茎和下茎的总水分含量随着时间的延长都在减少。(2)小麦茎秆核磁共振T2弛豫谱的最大信号峰峰面积与小麦麦茎中自由水含量成正向相关,小麦茎秆核磁共振T2弛豫谱的最大信号峰峰面积代表了小麦茎秆中可溶性糖含量和库容容量的高低。小麦小偃6号随着灌浆过程的延长,无论是小麦上茎还是下茎,纤维素管和薄壁细胞的清晰度逐渐降低。小麦小偃6号上茎的可溶性糖含量、库容容量大于下茎可溶性糖含量、库容容量;小麦上茎和下茎可溶性糖含量差值随着小麦的成熟,先增加后减小;小偃6号随着成熟度的提高,上茎的可溶性糖含量和库容容量先增加后减少,但下茎的减小。(3)小麦豫麦19上茎库容的容量始终大于下茎的库容容量,上茎起主要的贮存作用;随着时间的延长和小麦籽粒的成熟,上茎的库容一直在减小;下茎的库容先增加后降低。小麦陕229小麦上茎库容的容量始终大于小麦下茎的库容容量,上茎起主要的贮存作用;小麦上茎可溶性糖含量的随时间的变化先增加后减少;下茎随着时间的延长,可溶性糖含量始终在减小。(4)小麦小偃6号下茎和新麦13上茎和下茎的薄壁细胞可近似看做为圆柱体。随着时间的延长,小偃6号下茎和新麦13上茎薄壁细胞的比表面积在逐渐减小,新麦13下茎薄壁细胞的比表面积在逐渐增加。小偃6号下茎薄壁细胞、新麦13下茎薄壁细胞,新麦13上茎薄壁细胞的弛豫速率和比表面积呈线性关系,线性相关系数的平方均大于0.96。总之,核磁共振技术在对农作物进行活体水分分布检测时,与传统的检测方法相比,由于核磁共振技具有非侵入和无破坏性的优势,可以实现作物内水分的定量