不同年份下播期對旱地小麥產量及水分利用率的影響

丁銳欽，丁 亨，裴雪霞，張定一

（1.臨汾市氣象局，山西臨汾041000；2.山西省農業(yè)科學院小麥研究所，山西臨汾041000）

山西省南部麥區(qū)屬黃淮海冬麥區(qū)，為山西小麥主產區(qū)和商品小麥生產基地，播種面積占全省小麥面積的50%～60%，其中，旱地小麥又占到該區(qū)小麥面積的50%～60%，其豐增欠減，對全省小麥的生產和糧食產量具有舉足輕重的影響[1-3]。山西省南部旱地小麥生產十年九旱，年際間差異很大，小麥生育期間常伴有播期底墑不足以及冬、春干旱等，加之土壤耕層蒸發(fā)量較大，春霜凍也時有發(fā)生，導致干旱時期及程度均較黃淮各省旱地危害嚴重。因此，干旱缺水是小麥生產的主要自然災害和小麥產量提高的主要限制因子[4-6]。

本試驗研究了不同年型下3個播期對旱地小麥籽粒產量、生理特性和水分利用效率的影響，旨在為山西省旱地小麥適期晚播和自然降水利用率的提高提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗設計

試驗于2008—2010年在臨汾市堯都區(qū)大陽鎮(zhèn)內鼻村進行，土壤為壤質石灰性褐土。2008年試驗地理化性狀為：有機質9.05 g/kg，堿解氮48.69 mg/kg，速效磷13.45 mg/kg，速效鉀含量為132 mg/kg。2008年設9月20日播種，播種量112.5 kg/hm2；9月 30日播種，播量 165.0 kg/hm2；10月5日播種，播量187.5 kg/hm2共3個處理。2009年設9月22日播種，播種量112.5 kg/hm2；9月28日播種，播量150 kg/hm2；10月4日播種，播量187.5 kg/hm2共3個處理。大區(qū)設計，面積為446.5 m（247 m×9.5 m），不設重復。播前基施純氮150 kg/hm2，P2O5120 kg/hm2，K2O 60 kg/hm2。供試品種為臨抗11號，第2年6月2日收獲。

1.2 測定項目及方法

1.2.1 群體調查 3葉期前，各處理選取3個1m2樣方，調查其基本苗數(shù)，越冬前、拔節(jié)期調查其總莖數(shù)和單株莖蘗數(shù)。

1.2.2 干物質轉移和積累 除調查樣方外，各處理隨機取10個單莖裝入密封塑料袋帶回室內，按照莖、葉、穗部分開，105℃下殺青30 min后，80℃烘干至恒質量。

1.2.3 產量及其構成因素 公頃穗數(shù)為3個1 m2樣方內大于5粒的全部穗數(shù)；穗粒數(shù)為樣方內隨機選取1行，拔取單行20 cm的全部植株，去除小于5粒的穗后，調查每穗粒數(shù)；各處理收獲3個未取樣樣方和2個1 m2隨機樣方，脫粒，風干后稱質量，計產；取500粒進行稱量，換算成千粒質量，2次重復（相差≤0.5 g）。

1.2.4 土壤貯水量 播種和收獲當天測定0～20，20～40，40～60，60～80，80～100，100～200 cm土層含水量。土層貯水量W（mm）＝w×ρs×h×0.1，式中，w 為土層含水量（%），ρs為土壤容重（g/cm3），h為土層厚度（cm），0.1為單位換算系數(shù)；田間耗水量（mm）＝播種時貯水量＋生育期灌水量+有效降水量－收獲期貯水量；籽粒產量水分利用效率（kg/mm）＝籽粒產量/田間耗水量。

2 結果與分析

2.1 播期對總莖蘗和單株莖蘗的影響

由表1可知，2008—2009年越冬前總莖蘗和單株莖蘗、拔節(jié)期和成熟期單株成穗數(shù)均隨播期推遲而減少，拔節(jié)期和成熟期總莖蘗隨播期推遲先增加后減少，其原因是生育前中期持續(xù)干旱，土壤水分是決定分蘗的主要因素，積溫的作用次之。而2009—2010年越冬前和拔節(jié)期總莖蘗和單株莖蘗數(shù)、成熟期單株莖蘗數(shù)均隨播期推遲而減少，成熟期總莖蘗以第2播期最高，其原因是播種后降溫早，再加上冬春持續(xù)低溫，而積溫是決定分蘗的主要因素。

表1 不同播期對總莖蘗和單株莖蘗的影響

2.2 播期對產量構成因素及產量的影響

由表2可知，2個年度產量均以第2播期最高，其次是第3播期，第1播期最低；產量構成因素中，成穗數(shù)和千粒質量也以第2播期最高，第1播期最低；穗粒數(shù)則為2009年隨播期推遲而增加，2010年則隨播期推遲先升高后降低。說明9月30日前后播種確保了較高的成穗數(shù)和千粒質量，這是高產的關鍵因素。

表2 不同播期對產量構成因素及產量的影響

2.3 播期對干物質積累和轉移的影響

由表3可知，干物質轉移量葉片和莖稈均表現(xiàn)為第2播期＞第3播期＞第1播期；穗部干物質積累量表現(xiàn)為第2播期＞第3播期＞第1播期；總干物質積累量2009年以第3播期最多，其次是第1播期，2010年以第1播期最多，第2播期最少。

表3 不同播期對干物質積累和轉移的影響 g/株

2.4 播期對籽粒產量水分利用效率的影響

從表4可以看出，收獲期土壤貯水量隨播期推遲而增加；田間總耗水量隨播期推遲而減少；籽粒產量水分利用效率2008—2009年以第2播期最高，達0.979 kg/mm，第1播期最低，僅為0.500 kg/mm。2009—2010年隨播期推遲而升高，第3播期最高，達1.006 kg/mm。因此，適期晚播可避免冬前分蘗多、群體大旺長造成的生育期耗水量多，可提高自然降水的籽粒產量生產率。

表4 不同播期對籽粒水分利用效率的影響

3 結論與討論

有研究表明，播期不同可造成小麥生長發(fā)育期積溫、耗水和光照等生態(tài)條件存在差異，使生長發(fā)育過程中光合作用及營養(yǎng)物質的運轉分配也相應發(fā)生變化，對作物籽粒產量產生影響[7-11]。裴雪霞等[3，12-15]認為，暖冬條件下，播期過早、氣溫偏高，會導致旺長，水肥大量消耗，遇到不利氣候極易發(fā)生凍害。2008—2009年小麥生育期間，山西省發(fā)生了50 a不遇的伏、秋、冬、春連旱，2008年7月到2009年4月總降雨量為222 mm，較常年同期降雨量少154.1 mm，嚴重影響了冬小麥生長發(fā)育，造成旱地小麥大幅減產。

2009—2010年小麥播種時，底墑較好，7—9月降雨量為205.1 mm，但降溫降雪早，積溫不足，生育期較常年推遲7～10 d，而積溫是影響單株莖蘗和總莖蘗的主要因素。本研究表明，生育期總莖蘗、單株莖蘗和單株成穗數(shù)均隨播期推遲而降低；生育期耗水量以9月28日播種最多，其次是9月22日；水分利用率隨播期推遲而提高；9月28日播種穗部干物質積累量增加最多，產量構成因素和產量均最高，這與2008—2009年結果一致。因此，不論特大干旱年份還是冬春低溫、積溫不足年份，適期播種都是提高旱地小麥水分利用效率、確保高產的基礎。

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