肥密運(yùn)籌對晉中晚播小麥籽粒產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

席晉飛，楊珍平，張定宇，高志強(qiáng)

（1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，山西 太谷030801；2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 研究生院，山西 太谷030801）

小麥?zhǔn)巧轿魇≈饕Z食作物之一。近年來，全省小麥種植面積基本穩(wěn)定在73.33 104hm2左右，總產(chǎn)量穩(wěn)定在20 108～25 108kg之間，只能滿足本省50%的消費(fèi)需求，隨著人口的逐年增加和耕地的銳減，供需缺口不斷增大。要想進(jìn)一步提高山西省小麥的供給能力，只有在穩(wěn)定現(xiàn)有小麥面積基礎(chǔ)上，充分挖掘品種資源潛力、栽培技術(shù)潛力，促進(jìn)小麥產(chǎn)量再上一個(gè)新的臺階。研究表明，在小麥產(chǎn)量構(gòu)成三因素中，穗數(shù)的遺傳力為4.6%～7.0%，穗粒數(shù)的遺傳力為24.0%～35.4%，粒重的遺傳力為52.0%～81.7%［1］。其中穗數(shù)受栽培因素影響最大，也是最易操控的因素，要實(shí)現(xiàn)小麥高產(chǎn)盡可能以增穗為基礎(chǔ)［2］。大穗（重穗）型品種的單株調(diào)節(jié)能力較差，生產(chǎn)中適當(dāng)增加基本苗有利于其產(chǎn)量潛力的發(fā)揮；多穗型品種的分蘗成穗率較高，自身調(diào)節(jié)能力較強(qiáng)，生產(chǎn)中應(yīng)適當(dāng)降低基本苗數(shù)，通過提高分蘗成穗率達(dá)到合理穗數(shù)實(shí)現(xiàn)超高產(chǎn)指標(biāo)，但若基本苗數(shù)過多會因群體質(zhì)量惡化，產(chǎn)量降低［3～6］。研究還表明，肥密等栽培措施不僅影響葉片光合性能與籽粒產(chǎn)量，而且影響籽粒品質(zhì)［7～10］。晉中晚熟冬麥區(qū)地處北方溫帶區(qū)域，充足的光熱資源形成兩年三熟的種植制度，且近年來育成品種多為重穗型，但冬小麥播種往往在春作物收獲之后，因而易造成播種較晚，產(chǎn)量較低，限制重穗型品種粒重潛力的發(fā)揮。關(guān)于晚播小麥生育特點(diǎn)，關(guān)于不同肥力、不同播期、不同密度對晚播小麥功能葉生理特性、花后干物質(zhì)積累運(yùn)轉(zhuǎn)分配、氮素利用效率及籽粒產(chǎn)量品質(zhì)的影響，前人已做了相關(guān)研究［11～15］。本研究擬在探討合理的肥密運(yùn)籌提高晉中晚播小麥籽粒產(chǎn)量與品質(zhì)，為小麥高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間

試驗(yàn)于2009～2011年在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院的生態(tài)研究室及實(shí)驗(yàn)農(nóng)場進(jìn)行。兩年趨勢一致。本文以2009～2010年的數(shù)據(jù)來進(jìn)行分析。

1.2 試驗(yàn)田土壤肥力水平

試驗(yàn)田土壤肥力中等，土質(zhì)中壤土，0～40cm耕層土壤全氮含量1.80～1.98g·kg－1，全磷含量320～770mg·kg－1，有機(jī)質(zhì)12.6～13.9g·kg－1。

1.3 供試品種

山西農(nóng)業(yè)大學(xué)育成品系040121－135（重穗型）。

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，以氮肥運(yùn)籌為主區(qū)，設(shè)基肥＋拔節(jié)肥（基追比為2∶1，A1），基肥＋孕穗肥（基追比為2∶1，A2），基肥＋拔節(jié)肥＋孕穗肥（基追比為4∶1∶1，A3），3個(gè)水平；以播種密度為副區(qū)，設(shè)225（B1）、375（B2），450（B3）、525（B4）、600（B5）萬·hm－2基本苗，5個(gè)水平，共15個(gè)小區(qū)（處理），每個(gè)小區(qū)面積22（5.5×4）m2。重復(fù)3次。施氮量300kg·hm－2，基施磷、鉀肥，P2O5225kg·hm－2，K2O 225kg·hm－2。撒施基肥尿素，旋耕翻入土壤。撒施追肥尿素，施肥后澆水。10月16日播種，行距20cm。出苗后，每個(gè)小區(qū)選擇3個(gè)長勢均勻有代表性的固定樣段（1m2）。于不同生育時(shí)期對固定樣段進(jìn)行群體分蘗調(diào)查及成熟期的測產(chǎn)考種。

1.5 指標(biāo)測定

籽粒收獲后曬干，采用瑞典Perten生產(chǎn)的DA7200型品質(zhì)分析儀測定籽粒品質(zhì)。

1.6 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

所得數(shù)據(jù)采用EXCEL軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并用SAS 8.1統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行方差分析與多重比較。文中數(shù)據(jù)皆采用平均值±S表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 肥密互作對晚播小麥產(chǎn)量的影響

從表1可以看出，群體密度與追肥時(shí)期均顯著影響到晚播小麥的產(chǎn)量（P＜0.05）。群體密度的產(chǎn)量效果因追肥時(shí)期而異，表現(xiàn)為：一次追施拔節(jié)肥，B5、B2產(chǎn)量較高，分別為8.60、7.96t·hm－2，B1產(chǎn)量最低（6.18t·hm－2），B3、B4居中；一次追施孕穗肥，B3、B5產(chǎn)量較高，分別為7.56、7.43t·hm－2，B4產(chǎn)量最低，B1、B2居中；將全部追肥量分為拔節(jié)、孕穗期兩次追施時(shí)，B2～B5產(chǎn)量差異不顯著，而與B1產(chǎn)量差異顯著，且B1產(chǎn)量最低4.92t·hm－2。同一密度下各追肥處理的產(chǎn)量情況，無論一次追施拔節(jié)肥還是孕穗肥，產(chǎn)量均較將同樣的追肥量分為兩次追施要高；當(dāng)群體密度為B3（450萬·hm－2）時(shí)，A1和A2產(chǎn)量差異不顯著；當(dāng)群體密度低于或高于B3時(shí)，除B1（225萬·hm－2）外，其余密度水平均以A1產(chǎn)量最高。所有處理中，以A1B5產(chǎn)量最高為8.60t·hm－2，A1B2產(chǎn)量次之，為7.96t·hm－2?？傮w來看，在晉中地區(qū)，當(dāng)10月中旬以后播種小麥時(shí)，應(yīng)增加播種密度，適宜的播種密度為600萬·hm－2，而且由于播種較晚，冬前植株生長較弱，因而在春季管理時(shí)，應(yīng)重施拔節(jié)肥，以促進(jìn)植株個(gè)體發(fā)育。

表1 追肥時(shí)期與群體密度對晉中晚播小麥產(chǎn)量的互作效應(yīng)／t·hm－2Table 1 Interaction effects between different densities and topdressing stages on yield of later－sowing wheat in Jinzhong／t·hm－2

2.2 追肥時(shí)期對晚播小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響

由表2看出，與2次分期追肥比較，一次追施拔節(jié)肥或孕穗肥，均有利于促進(jìn)群體株高（86cm左右）、保證基本苗（460萬·hm－2左右），有利于獲得足夠的群體穗數(shù)（600萬·hm－2左右），進(jìn)而收獲足夠的生物產(chǎn)量（16t·hm－2左右）與籽粒產(chǎn)量（7t·hm－2左右），但每穗粒數(shù)不及兩次分期追肥多。無論哪種追肥方式，對每穗小穗數(shù)與千粒重的影響均差異不顯著。比較而言，拔節(jié)肥A1更有利于營養(yǎng)生長，增源；而孕穗肥A2更有利于生殖生長，擴(kuò)庫，提高經(jīng)濟(jì)系數(shù)。就實(shí)際產(chǎn)量來看，拔節(jié)肥產(chǎn)量最高。

表2 追肥時(shí)期對晉中晚播小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響Table 2 Effects of topdressing stages on yield and yield structures of later－sowing wheat in Jinzhong

2.3 群體密度對晚播小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響

由表3可以看出，隨著基本苗的增加，群體株高、成穗數(shù)、生物產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量及理論產(chǎn)量均呈增加趨勢，但個(gè)體發(fā)育變差，每穗小穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重均不同程度地有所降低，經(jīng)濟(jì)系數(shù)亦隨之降低。綜合分析，B2～B5實(shí)際產(chǎn)量差異不顯著，B1～B3或B4～B5千粒重差異不顯著。本試驗(yàn)中，最高產(chǎn)量為B5（7.4t·hm－2），其產(chǎn)量結(jié)構(gòu)分別為群體穗數(shù)731.8 萬·hm－2，穗粒數(shù)30.8 粒，千粒重46.9g，符合高產(chǎn)結(jié)構(gòu)5、3、4，即50萬·0.067 hm－2合750 萬·hm－2穗數(shù)、30 粒、40g［16，17］。

表3 群體密度對晉中晚播小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響Table 3 Effects of different densities on yield and yield structures of later－sowing wheat in Jinzhong

2.4 肥密運(yùn)籌對晚播小麥籽粒品質(zhì)的影響

在高產(chǎn)分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對晚播小麥籽粒品質(zhì)進(jìn)行評價(jià)（表4、表5）。結(jié)果表明，群體密度對籽粒品質(zhì)的影響除容重外均差異不顯著（P＞0.05）?？赡艿脑蚴?，在2009～2010年度，小麥全生育期間總積溫3294℃，日照時(shí)數(shù)1807h，降雨量101mm，包括夏閑期在內(nèi)的總降雨量367mm，滿足冬小麥正常生長所需；尤其在小麥抽穗到成熟期間光照充足，積溫高，降雨量適宜（圖1），縮小了密度間的差異。而追肥時(shí)期對籽粒蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、形成時(shí)間、沉降值、容重均有顯著影響（P＜0.05），以孕穗期追肥 A2蛋白質(zhì)含量最高（14.12%）、濕面筋含量最高（25.2%）、面團(tuán)形成時(shí)間長（3.26min）、沉降值大（31.8mL），籽粒品質(zhì)更好。

從肥密互作（表6）進(jìn)一步可以看出，從B1到B4，均表現(xiàn)為A2的籽粒蛋白質(zhì)與濕面筋含量較高，吸水率（B4除外）較大，面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間較長，容重較高；A3的面團(tuán)形成時(shí)間（B3除外）較長，沉降值較大；密度間以低密處理品質(zhì)更好。B5時(shí)，A1籽粒的蛋白質(zhì)含量高，吸水率大，面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間長，容重高；A2的濕面筋含量高，面團(tuán)形成時(shí)間長，延展性及沉降值均較大。就各個(gè)指標(biāo)分別來看，A2B1蛋白質(zhì)與濕面筋含量最高；A3B2面團(tuán)形成時(shí)間最長，沉降值最大；A2B2面團(tuán)延展性最大，穩(wěn)定時(shí)間最長，籽粒容重最高；A2B3吸水率最高。

可見晉中晚播小麥重施孕穗肥更有利于提高籽粒品質(zhì)，密度因氣候而異。

表4 群體密度對晉中晚播小麥籽粒品質(zhì)的影響Table 4 Effects of different densities on grain qualities of later－sowing wheat in Jinzhong

表5 追肥時(shí)期對晉中晚播小麥籽粒品質(zhì)的影響Table 5 Effects of topdressing stages on grain qualities of later－sowing wheat in Jinzhong

圖1 本試驗(yàn)地小麥全生育期氣象資料（由山西省太谷縣氣象站提供2009～2010年）Fig.1 Climate data at different stages of wheat in this test places（Provided by the meteorological station in Taigu County，Shanxi Province）

表6 肥密互作對晉中晚播小麥040121－135籽粒品質(zhì)的影響Table 6 Interaction effects between different densities and topdressing stages on grain qualities of later－sowing wheat in Jinzhong

3 結(jié)論與討論

晉中晚熟冬麥區(qū)是山西省小麥主產(chǎn)區(qū)之一。在20世紀(jì)60年代，太谷縣楊家莊小麥產(chǎn)量平均達(dá)到4500kg·hm－2，其中高產(chǎn)地塊可達(dá)6750kg·hm－2以上。到70年代，文水縣開柵大隊(duì)產(chǎn)量達(dá)到6750kg·hm－2，其高產(chǎn)田突破7500kg·hm－2。1997年，祁縣賈令鎮(zhèn)農(nóng)民技術(shù)員郝立武個(gè)人承包種植的0.07hm2“晉麥48”，經(jīng)山西省組織專家實(shí)產(chǎn)驗(yàn)收，產(chǎn) 量達(dá)9949.5kg·hm－2，這是山西省第一塊產(chǎn)量突破9000kg·hm－2的麥田，這一高產(chǎn)記錄較山東、河南的高產(chǎn)記錄足足提早了7年［1］。上述高產(chǎn)田均在適宜播期范圍內(nèi)，即9月25日左右到10月初播種。本研究表明，在晉中，通過合理的肥密運(yùn)籌，播期在10月中旬左右的晚播小麥同樣可以獲得7.5t·hm－2（即7500kg·hm－2）以上的高產(chǎn)，高產(chǎn)處理分別為 A1B58.6t·hm－2、A1B27.96t·hm－2、A1B47.59t·hm－2、A2B37.56t·hm－2。

前人研究表明，晚播冬小麥中、高密度處理籽粒產(chǎn)量和氮素利用效率較高，且中密度處理葉片含氮量、籽粒產(chǎn)量、籽粒蛋白質(zhì)含量和全株氮素積累量均高于其他2個(gè)密度處理［13，14］；拔節(jié)期、孕穗期追肥對晚播皖麥38的千粒重、容重及其他性狀均有明顯促進(jìn)作用，以拔節(jié)期追肥效果最好［17］。本研究結(jié)果表明，對于晉中晚播小麥，重施拔節(jié)肥有利于營養(yǎng)生長，增源；重施孕穗肥有利于生殖生長，擴(kuò)庫；分次追施拔節(jié)肥和孕穗肥的效果不顯著，可能的原因是肥量不足。從本試驗(yàn)的群體密度范圍來看，在試驗(yàn)當(dāng)年的適宜氣候下，隨密度增加，群體穗數(shù)增加，但個(gè)體性狀變差，最終B2～B5產(chǎn)量差異不顯著?？紤]到氣候的可變性與產(chǎn)量的穩(wěn)定性，晉中晚播小麥適宜的播種密度為450萬·hm－2以上。

于振文等［18］用強(qiáng)筋小麥煙農(nóng)15和中筋小麥魯麥22研究了不同追氮時(shí)期對小麥品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，氮肥后移增加了兩品種籽粒蛋白質(zhì)和濕面筋含量，提高了沉降值，延長了面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間，增加了籽粒容重。本研究結(jié)果亦表明，后期重施孕穗肥有利于提高晚播小麥籽粒品質(zhì)。

綜合考慮，對于晉中晚播小麥，重施拔節(jié)肥實(shí)際產(chǎn)量更高，重施孕穗肥籽粒品質(zhì)更好。同時(shí)重施拔節(jié)肥與孕穗肥的產(chǎn)量與品質(zhì)效果有待于進(jìn)一步研究。

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