不同播期小麥洛旱8 號籽粒灌漿特性的研究

楊洪強，田文仲，余四平，張學(xué)品，吳少輝，馮偉森，張園，張燦軍

（洛陽農(nóng)林科學(xué)院，河南洛陽 471023）

不同播期小麥洛旱8 號籽粒灌漿特性的研究

楊洪強，田文仲，余四平，張學(xué)品，吳少輝，馮偉森，張園，張燦軍*

（洛陽農(nóng)林科學(xué)院，河南洛陽 471023）

[目的]研究小麥洛旱8號在不同播期下的灌漿特性。[方法]以旱地小麥品種洛旱8號為材料，設(shè)置4個不同播期，用Logistic方程y=k/（1+ea-bx）對籽粒灌漿過程進行擬合。[結(jié)果]試驗結(jié)果表現(xiàn)為，洛旱8號籽粒灌漿動態(tài)呈Logistic方程生長曲線，各處理的洛旱8號灌漿過程均呈“S”型變化，但方程中各參數(shù)因播期處理的不同而有所差異。表現(xiàn)隨播期的延遲，灌漿持續(xù)時間縮短，灌漿漸增期持續(xù)時間縮短、灌漿快增期的灌漿速率降低，從而使粒重逐漸降低。[結(jié)論]在生產(chǎn)上洛旱8號應(yīng)當(dāng)適時早播，可以達到提高粒重的目的，為洛旱8號的高產(chǎn)打下基礎(chǔ)。

洛旱8號；灌漿特性；播期

洛旱8號是洛陽農(nóng)林科學(xué)院選育的半冬性、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、抗旱節(jié)水、綜合抗性好的大穗型中熟旱地小麥品種，2008年通過河南省審定，審定編號為豫審麥2008013。為進一步發(fā)掘該品種高產(chǎn)潛力，加快品種示范推廣步伐，筆者設(shè)置了4個播期處理，對籽粒灌漿進程進行了系統(tǒng)觀測，用Logistic方程對小麥籽粒灌漿進程進行了擬合[1-2]，分析了洛旱8號籽粒灌漿擬合參數(shù)與粒重的關(guān)系，旨在明確播期對洛旱8

號籽粒灌漿的影響，為洛旱8號的高產(chǎn)高效栽培技術(shù)集成體系提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

洛旱8號為試驗材料。于2012—2013年度在洛陽農(nóng)林科學(xué)院旱地試驗田進行。

1.2 方法

1.2.1 試驗設(shè)計。設(shè)置4個播期，分別為：9月25日（處理①）、10月5日（處理②）、10月15日（處理③）、10月25日（處理④），基本苗225萬/hm2。試驗地土質(zhì)黏壤，前茬綠豆掩青，肥力中等。

1.2.2 測定方法。在小麥開花期選擇花期一致，長勢、長相、穗子大小基本一致，無病蟲害的單莖200個進行標(biāo)記。從花后5 d開始取樣，之后每間隔2 d取樣1次。每個處理每次取樣10穗。于穗中部取第1、2花位的籽粒10粒，共100粒，置于烘箱105℃下殺青30 min后降至80℃烘干至恒重，稱其干重，折算成百粒重。

1.2.3 分析方法。采用韓占江等[3]的方法對籽粒干重進行Logistic方程y=k/（1+ea-bx）擬合，以千粒重（y）為因變量，開花后天數(shù)（t）為自變量，其中t為開花天數(shù)，k為最大生長量上限，a、b為待定系數(shù)，對Logistic求一階導(dǎo)數(shù)，得灌漿速率方程：

由Logistic方程和灌漿速率方程推導(dǎo)出一些次級灌漿參數(shù)，Tmax為灌漿速率達到最大時的時間；Rmax為最大灌漿速率；T為整個灌漿過程持續(xù)天數(shù)（d）；R為整個灌漿過程的平均灌漿速率；T1、T2、T3分別表示灌漿漸增期與快增期、緩增期的持續(xù)天數(shù)（d）；R1、R2、R3分別表示灌漿漸增期與快增期、緩增期的灌漿速率（g/d）；t為灌漿快增期結(jié)束的天數(shù)（d）。利用DPS分析軟件和Excel進行數(shù)據(jù)計算和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同播期下洛旱8號灌漿速率和干物質(zhì)積累

圖1 不同播期對洛旱8號灌漿速率的影響

2.1.1 不同播期對洛旱8號籽粒灌漿的影響。洛旱8號的灌漿速率可以分為前期、中期、后期3個階段[4-5]。在灌漿緩增期末，灌漿速率明顯加快；進入快速增長的高峰期，即中期后，灌漿速率逐步上升達最大值；高峰后灌漿速率迅速下降，進入灌漿后期。從圖1可以看出，洛旱8號的灌漿過程遵循前期慢—中期快—后期慢的變化趨勢。但是，不同播期的洛旱8號灌漿速率也存在一定的差異：前期灌漿速率各處理表現(xiàn)為處理③>處理②>處理④>處理①；最大灌漿速率隨著播期的推遲而逐漸減小，各處理表現(xiàn)為處理①>處理②>處理③>處理④；與其他3個播期相比較，處理②從開花到灌漿結(jié)束的時間較長，處理②>處理①、③、④；處理②的變化趨勢比較平緩，而且灌漿持續(xù)時間較長。這說明10月5日播種對洛旱8號的灌漿速率有較大影響，灌漿持續(xù)的天數(shù)越長。

2.1.2 不同播期對洛旱8號干物質(zhì)積累的影響。從表1可以看出，洛旱8號粒重自開花后開始增重，至花后32～35 d達最大值。4個播期的灌漿進程均呈“慢—快—慢”的變化趨勢，以Logistic方程y=k/（1+ea-bx）進行擬合，擬合效果良好，真實反映了洛旱8號的灌漿過程，在這個過程中處理①的干物質(zhì)積累量最大（圖2）。

表1 不同播期籽粒干物質(zhì)積累進程g/100粒

由圖2可以看出，播期雖然不同，但洛旱8號灌漿期間的干物質(zhì)積累進程呈一定的規(guī)律性。洛旱8號的灌漿進程經(jīng)歷3個明顯的階段：第1階段為籽粒形成階段。從開花授粉到籽粒成型，基本處于花后8～11 d。此階段灌漿緩慢，粒重增加較為緩慢，灌漿

速率為0.840 0～0.972 1 g/d，而較晚播的處理③在籽粒形成階段灌漿較快，達1.016 6 g/d，粒重一直較高；第2階段為快速灌漿階段。在開花后的20～23 d，灌漿速率達到1.620 5～2.459 3 g/d，處理①、②灌漿速率穩(wěn)步提高，而處理③在前期灌漿速度迅速提高，然后逐漸減緩，而處理④的灌漿速度則逐漸減緩，干物質(zhì)積累量始終最小。第3階段為緩慢增長期。在開花后的32～35 d，籽粒增重速度較慢，灌漿速率處于0.274 0～0.822 5 g/d，處理③、④基本已停止灌漿。洛旱8號灌漿進程各個灌漿階段的規(guī)律性可為其栽培措施提供理論依據(jù)。

圖2 不同播期對洛旱8號灌漿期干物質(zhì)積累的影響

2.2 不同播期對洛旱8號的灌漿模型和參數(shù)的影響

對洛旱8號不同播期下籽粒的灌漿進程采用Logistic方程進行擬合，方程參數(shù)列于表2。

從表2可以看出，不同播期下Logistic方程的r值均達到極顯著差異水平，說明方程擬合效果良好，可以真實反映洛旱8號的灌漿規(guī)律。但在不同播期的條件下，各曲線方程也不完全一致：最高粒重K值表現(xiàn)處理①>處理②、③、④，表明在豫西旱地環(huán)境條件下，適時的早播對粒重的提高有一定作用；參數(shù)a值表現(xiàn)為隨播期的推遲逐漸減小，參數(shù)b值僅在播期晚的處理③、④中明顯減小。

表2 不同播期洛旱8號籽粒灌漿的Logistic方程參數(shù)

由于在不同播期下的曲線模型存在一定差異，故需進一步分析不同播期對籽粒灌漿參數(shù)的影響。結(jié)果見表3。

由表3可知，隨著播期的推遲，Rmax值逐漸縮小，說明播種越晚，最大灌漿速率越??；而T1值也隨播期推遲逐漸縮短，說明播種越早，灌漿漸增期持續(xù)時間越長；R1值則隨播期推遲略有增大，說明播種越晚，灌漿漸增期灌漿速率越快；T2值則隨播期的推遲明顯延長，說明播種越晚，灌漿快增期的持續(xù)時間越長；而R2值隨播期推遲則明顯減小，說明播種越早，灌漿快增期灌漿速率越快；T3值則隨播期推遲逐漸縮短，說明播種越早，灌漿緩增期持續(xù)時間越長；R3值則隨播期推遲而逐漸減小，說明播種越早，灌漿緩增期灌漿速率越大。從表3還可看出，在處理①播期（9月25日）下，洛旱8號多數(shù)指標(biāo)都符合籽粒灌漿的“慢—快—慢”趨勢，表現(xiàn)為，R1較慢、R2快、R3慢，同時最大灌漿速率也最大，灌漿持續(xù)的時間長，因而該播期的粒重最高。從而說明洛旱8號適時早播，可以協(xié)調(diào)各個灌漿階段的灌漿時間及灌漿速率，利于形成較高的粒重。

2.3 洛旱8號籽粒灌漿參數(shù)的變異

由表4可知，灌漿速率表現(xiàn)為：R3（灌漿緩增期）的變異系數(shù)最大，達21.88%，其次是R2（灌漿快增期），R1（灌漿漸增期）最小，說明播期對灌漿緩增期灌漿速率的影響最為明顯，而對漸增期灌漿速率的影響較??；從灌漿的持續(xù)時間來看，T3（灌漿緩增期）的變異系數(shù)最大，達27.15%，T1（灌漿漸增期）次之，而T2（灌漿快增期）變化最小，表明播期變化對緩增期的灌漿持續(xù)時間影響較大，而對灌漿快增期的灌漿持續(xù)時間影響較小。從而表明不同的播期對洛旱8號灌漿緩增期的持續(xù)時間和灌漿速率影響較大。

表3 洛旱8號不同播期的籽粒灌漿參數(shù)

表4 籽粒灌漿參數(shù)的變異

3 結(jié)論與討論

試驗結(jié)果表明，播期對洛旱8號的灌漿規(guī)律和粒重的形成有顯著的相關(guān)性。適時早播對洛旱8號的灌漿速率和干物質(zhì)積累有良好的促進作用。同時，在生產(chǎn)中應(yīng)協(xié)調(diào)好洛旱8號各階段的灌漿速率和灌漿持續(xù)時間的關(guān)系，在保證灌漿快增期灌漿速率的前提下，適時延長灌漿漸增期的持續(xù)時間，有利于增加洛旱8號的粒重。

（1）洛旱8號灌漿持續(xù)的時間一般為32～35 d。4個播期下洛旱8號籽粒的灌漿規(guī)律符合Logistic曲線方程，表現(xiàn)為“慢—快—慢”的變化趨勢。播期雖不同，但洛旱8號灌漿期籽粒干物質(zhì)積累的進程均經(jīng)過3個明顯的階段，即籽粒形成階段、快速灌漿階段及緩慢增長期。

（2）洛旱8號的灌漿過程也遵循前期慢—中期快—后期慢的變化趨勢。但不同播期間也存在一定的差異：隨著播期推遲，前期灌漿速率逐漸增大；最大灌漿速率則隨著播期推遲而逐漸減??；灌漿持續(xù)時間隨著播期推遲而逐漸縮短。這表明適時早播對洛旱8號的灌漿速率影響較大，在適播期內(nèi)，播期越早，灌漿持續(xù)天數(shù)越長。

（3）不同播期條件下，K值（最大生長量上限）表現(xiàn)為處理①>處理②、③、④，說明洛旱8號在豫西旱地條件下，適時的早播可以提高粒重。隨播期推遲，灌漿持續(xù)的時間縮短、灌漿漸增期及灌漿緩增期持續(xù)的時間縮短，灌漿漸增期的灌漿速率提高、灌漿快增期持續(xù)的時間延長，但灌漿快增期灌漿速率降低，最大灌漿速率明顯降低。在9月25日播種的洛旱8號，多數(shù)指標(biāo)符合籽粒灌漿“慢—快—慢”的趨勢，R1較慢、R2快、R3慢，最大灌漿速率最大，灌漿持續(xù)的時間長，因此，9月25日播期的粒重最高。從而表明洛旱8號適時早播可以協(xié)調(diào)各個灌漿階段的灌漿時間及灌漿速率，利于形成較高的粒重。

（4）不同的播期對洛旱8號的籽粒灌漿規(guī)律和粒重形成呈顯著的相關(guān)性。適時早播對洛旱8號灌漿速率及干物質(zhì)積累有促進作用。在生產(chǎn)中，應(yīng)協(xié)調(diào)好洛旱8號各階段的灌漿速率與灌漿持續(xù)時間的關(guān)系，在確保灌漿快增期灌漿速率的基礎(chǔ)上，適當(dāng)延長灌漿漸增期持續(xù)時間，利于提高洛旱8號粒重[6-7]。

[1]莫惠棟.Logistic方程及應(yīng)用[J].江蘇農(nóng)學(xué)院學(xué)報，1983，4（2）：53-57.

[2]王信理.在作物干物質(zhì)積累的動態(tài)模擬中如何合理利用Logistic方程[J].農(nóng)業(yè)氣象，1986，7（1）：14-17.

[3]韓占江，郜慶爐，吳玉娥，等.小麥籽粒灌漿參數(shù)變異及粒重的相關(guān)性分析[J].種子.2008，27（6）：27-30.

[4]陰衛(wèi)軍，劉霞.播期對優(yōu)質(zhì)小麥籽粒灌漿特性及產(chǎn)量構(gòu)成的影響[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005，16（5）：16-22.

[5]周竹青，朱旭彤.不同粒重小麥品種灌漿特性分析[J].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，1999，18（2）：107-110.

[6]張曉龍.小麥品種籽粒灌漿的研究[J].作物學(xué)報，1982，8（2）：87-92.

[7]劉豐明，陳明燦，郭香風(fēng)，等.高產(chǎn)小麥粒重形成的灌漿特性分析[J].麥類作物，1997，17（6）：38-41.

（責(zé)任編輯 張楊林）

Study on Grain Filling Characteristics of Luohan 8 on Different Sowing Time

YANG Hong-qianget al.（Luoyang Academy of Agriculture and Forestry,Luoyang,Henan 471023）

[Objective]The aim was to research on grain filling characteristics of Luohan 8 under different sowing period.[Method]Taking the variety of dryland wheat Luohan 8 as materials,the 4 different sowing time was set,and the grain filling process was fitted by the Logistic equation y=k/(1+ea-bx)for studying on grain filling characteristics of Luohan 8 under different sowing period.[Result]The results showed that the varieties of dryland wheat Luohan 8’s grain filling rule accorded with Logistic equation the growth curve,and the varieties of dryland wheat Luohan 8’s filling characteristics on each sowing time showed"S"type change,but the parameters in the equation for sowing time were different.With the delay of sowing time,filling duration was gradually shortened,increasing duration shortened filling,but also reduced the rate of grain filling grouting fast increase period,so that the grain weight decreased gradually.[Conclusion]In the production,the varieties of dryland wheat Luohan 8 should be timely early seeded,and could achieve the purpose of improving grain weight,laying the foundation for high production.

Luohan 8;Filling characteristics;Sowing date

S512

A

2095-0896（2015）05-007-04

國家及河南省小麥產(chǎn)業(yè)體系 (CARS-3-2-36、S2010-10-02)；河南省科技成果轉(zhuǎn)化項目-洛麥24示范與推廣（142201110004）；河南旱地小麥育種研究洛陽創(chuàng)新基地項目；河南省重大科技專項-小麥新品種選育與示范。

楊洪強（1979-），男，河南洛陽人，助理研究員，從事旱地小麥遺傳育種及旱地小麥區(qū)試工作，E-mail: 13849902228@139.com。*通訊作者，研究員，碩士，從事小麥育種及區(qū)試工作。

2015-04-21