不同品種冬小麥花前干物質(zhì)積累轉(zhuǎn)運及對產(chǎn)量的影響

閆樹平

摘要：為探明不同品種小麥花前營養(yǎng)器官干物質(zhì)積累、轉(zhuǎn)運與產(chǎn)量形成的關(guān)系，并據(jù)此為當(dāng)前的小麥育種提供理論依據(jù)和技術(shù)支持，特選擇6個新品種為材料進行試驗。結(jié)果表明：冬前生物量對小麥花前生物量的積累具有一定程度的決定作用，要提高花前營養(yǎng)器官中儲藏的干物質(zhì)總量，就必須保證冬前有效積溫的總量，從而積累更多的養(yǎng)分；花前營養(yǎng)器官中積累的干物質(zhì)較多，對籽粒的貢獻率就較大，并且干物質(zhì)的轉(zhuǎn)移率也會較高，對最終的總生物量起決定性作用。

關(guān)鍵詞：小麥；花前干物質(zhì)；轉(zhuǎn)運；產(chǎn)量

中圖分類號：S512.103.3文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2016）10-0065-04

我國是世界上最大的小麥生產(chǎn)國和消費國。據(jù)預(yù)測，2020年我國小麥需求量約為1.4億噸，超過目前產(chǎn)量的28%[1]，要實現(xiàn)小麥主體自給，任務(wù)非常艱巨[2]。要保證小麥產(chǎn)量的持續(xù)增長，就必須依靠良種的換代改良[3]，從源頭上做好高產(chǎn)準備，為日后的田間管理打下堅實的基礎(chǔ)，起到事半功倍的效果，實現(xiàn)小麥的穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)。

籽粒是小麥生產(chǎn)的終極產(chǎn)品。我們育種目標中關(guān)于小麥籽粒標準的制定應(yīng)對路、執(zhí)行要到位，反之，則是失敗[4]。小麥粒重是產(chǎn)量的重要組成部分，籽粒是否充實直接關(guān)系到粒重和產(chǎn)量的高低[5]。小麥籽粒的積累是一個不斷變化、協(xié)調(diào)的過程，搞好育種，必須明晰、疏通小麥庫源關(guān)系才能使育出品種在品質(zhì)、產(chǎn)量方面有所改進提高，最終育出品質(zhì)優(yōu)、產(chǎn)量高的新品種。為探明不同品種小麥花前營養(yǎng)器官干物質(zhì)積累、轉(zhuǎn)運與產(chǎn)量形成的關(guān)系，并據(jù)此為當(dāng)前育種提供理論依據(jù)和技術(shù)支持，特選6個自育新品種為試材進行試驗。

1材料與方法

1.1試驗材料

聊城市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院自選新品種LN05-1、LN06-1、LN06-2、LN07-1、LN07-2、LN07-3。

1.2試驗地概況

2014年10月，試驗在排灌條件良好的本院高新技術(shù)示范園區(qū)進行。黏質(zhì)土壤，有機質(zhì)含量15.7 g/kg，堿解氮126.9 mg/kg，速效磷33.1 mg/kg，速效鉀78.7 mg/kg。前茬夏玉米，收獲后秸稈還田。每公頃用腐熟牛糞60 m3、小麥專用復(fù)合肥（N-P2O5-K2O=12-18-15）50 kg、尿素10 kg，勻撒地面耕翻作底肥。

1.3試驗設(shè)計和管理

試驗地共540 m2。小區(qū)長10 m，寬3 m。12行區(qū)，行距25 cm。10月13日用精播機播種，留基本苗225萬/hm2。隨機區(qū)組排列，重復(fù)3次。拔節(jié)后期追施尿素300 kg/hm2，其它田間管理措施同大田。

1.4調(diào)查和取樣

三葉期每小區(qū)選6個生長均勻有代表性的固定樣段（樣段長50 cm），分別于越冬期、返青期、起身期、拔節(jié)期、開花期每次選取一個樣點，將樣段內(nèi)的麥苗全部拔出以測量其葉面積系數(shù)和開花期的干物質(zhì)量，于成熟期拔其樣點植株測量干物質(zhì)量及籽粒干重。

將麥苗剪去根部帶回實驗室。將每個小區(qū)拔取植株上的全部綠葉取下，從中選取較大的10片綠葉截取中間的3～5 cm作為標準葉，量其長和寬，求其葉面積（S1），裝入紙袋，烘干后稱其重為g1。將其余綠色葉片裝入紙袋，烘干后稱其重為g2。將剩下的莖稈裝入紙袋，烘干后稱其重為g3。將紙袋放入烘箱，在105℃殺青30 min，然后70℃烘至恒重。

利用以下公式計算所需數(shù)據(jù)[6，7]：

樣點葉面積=標準葉的葉面積（S1）×[（g1+g2）/g1]；

葉面積系數(shù)=樣點葉面積/樣點面積。

由數(shù)據(jù)g1、g2、g3計算出干物質(zhì)量，公式為

生物產(chǎn)量=（g1+g2+g3）×80 000.0；

小麥花前營養(yǎng)器官同化物轉(zhuǎn)移量=開花期整株干重-成熟期秸稈干重；

小麥花前營養(yǎng)器官同化物轉(zhuǎn)移率（%）=（開花期整株干重-成熟期秸稈干重）/開花期整株干重×100；

小麥花前干物質(zhì)對籽粒產(chǎn)量的貢獻率（%）=花前營養(yǎng)器官同化物轉(zhuǎn)移量/成熟期籽粒干重×100。

1.5數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2003和SPSS 2012方差分析軟件進行分析。

2結(jié)果與分析

2.1葉面積系數(shù)對花前小麥營養(yǎng)器官干物質(zhì)積累的影響

由表1可見，從越冬前到開花期小麥的葉面積系數(shù)逐漸增大，開花期達到最大。冬前到返青期6個品種的葉面積系數(shù)增加不明顯，返青到開花期增長迅速，尤其是起身到拔節(jié)期，此時正值春季分蘗高峰期，開花期小麥群體達最大值；拔節(jié)后葉面積系數(shù)的增長主要靠單片葉面積的增大。

結(jié)合圖1和表1可見，LN05-1冬前生長旺盛，分蘗較多，葉面積系數(shù)在6個品種中較大，雖然其返青、拔節(jié)、起身期的葉面積系數(shù)較小，但到了開花期它的葉面積系數(shù)和花前干物質(zhì)積累量卻是最大的。LN07-1冬前葉面積系數(shù)在6個品種中倒數(shù)第二，雖然其返青后表現(xiàn)出較強的生長勢頭，葉面積系數(shù)迅速增大，但到開花期它積累的生物產(chǎn)量仍是6個品種中最少的。其余4個品種的花前葉面積系數(shù)表現(xiàn)差異不大，花前營養(yǎng)器官積累的生物量也處于中間水平。由此可見，冬前的生物量對冬小麥花前生物量的積累具有一定程度的決定作用，要提高花前營養(yǎng)器官中儲藏的干物質(zhì)總量，就必須保證冬前有效積溫的總量，保證冬前分蘗的個數(shù)，促使冬前大蘗成穗，從而積累更多的養(yǎng)分。

2.2不同小麥品種花前營養(yǎng)器官貯藏物質(zhì)向籽粒轉(zhuǎn)運分析

產(chǎn)量的形成一方面決定于總生物量的多少，另一方面還決定于干物質(zhì)向經(jīng)濟器官的轉(zhuǎn)運效率[8]。由表2可見，6個品種的花前營養(yǎng)器官的干物質(zhì)積累量在11 305～15 572 kg/hm2之間，最高相差4 267 kg/hm2；籽粒和成熟期秸稈干物質(zhì)量僅LN05-1較高，其余5個品種差異均不大；花前干物質(zhì)對籽粒的貢獻率均低于花后干物質(zhì)對籽粒的貢獻率，LN07-3花后干物質(zhì)對籽粒的貢獻率達到91.5%；花前同化物轉(zhuǎn)移率最高的LN06-1為18.5%，最低的LN07-3僅為5.4%。

6個品種中，LN05-1的花前營養(yǎng)器官積累的干物質(zhì)量最高為15 572 kg/hm2，籽粒干重和成熟期秸稈干重也最高，但它的花前干物質(zhì)對籽粒的貢獻率卻只有24.1%，居第3位，花前同化物的轉(zhuǎn)移率只有13.9%，也是第3位。LN06-1的花前營養(yǎng)器官積累的干物質(zhì)量是12 480 kg/hm2，在6個品種中居第3位，籽粒干重最低，僅為6 779 kg/hm2，成熟期秸稈重排在第5位，但是花前干物質(zhì)對籽粒的貢獻率和花前同化物的轉(zhuǎn)移率卻都是6個品種中最高的。LN07-3的籽粒干重、成熟期的秸稈重均是6個品種中的第3位，但花前干物質(zhì)對籽粒的貢獻率只有8.5%，花前同化物的轉(zhuǎn)移率只有5.4%，均是6個品種中最低的。

6個品種花前干物質(zhì)的積累量與花前干物質(zhì)對籽粒的貢獻率及花前干物質(zhì)的轉(zhuǎn)移率3個指標高度一致，可見，花前營養(yǎng)器官中積累的干物質(zhì)較多，對籽粒的貢獻率就較大，并且干物質(zhì)的轉(zhuǎn)移率也會較高?；ㄇ盃I養(yǎng)器官積累的干物質(zhì)量在6個品種中的排名，與收獲時籽粒干重、秸稈干物質(zhì)量在6個品種中的排名高度一致，可見，小麥花前營養(yǎng)器官中積累的干物質(zhì)量對最終收獲的總生物量起決定性作用。

2.3不同小麥品種產(chǎn)量構(gòu)成因素及收獲指數(shù)

由表3可見，6個品種中籽粒產(chǎn)量最高的是LN05-1，為8 986 kg/hm2；LN06-2為7 423 kg/hm2，位于第2位；LN06-1產(chǎn)量最低為6 779 kg/hm2。方差分析結(jié)果表明，6個品種間產(chǎn)量有顯著差異。

LN05-1的群體穗數(shù)最多，為707.8萬/hm2，穗粒數(shù)最少，為29.7個，千粒重42.3 g，位居6個品種的第3位，它的產(chǎn)量和秸稈干物質(zhì)重都是6個品種中最高的，收獲指數(shù)（HI）是0.40?？梢?，大群體是LN05-1取得產(chǎn)量優(yōu)勢的首要因素，若要保證LN05-1高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)就必須保證有足夠的群體。

LN06-1的群體穗數(shù)是524.3萬/hm2，在6個品種中居第4位；穗粒數(shù)32.5個，位于第4位，千粒重也是第4位；產(chǎn)量最低，秸稈和地上部總干物質(zhì)積累位于第5位，收獲指數(shù)0.40。要提高產(chǎn)量就必須對產(chǎn)量三要素進行全面提升，定向選取符合育種目標的株系。

LN06-2的穗數(shù)是541.8萬/hm2，穗粒數(shù)34.6個，千粒重39.3 g，實際產(chǎn)量7 423 kg/hm2（第2位），秸稈干物質(zhì)重和總干物質(zhì)重均為第2位，收獲指數(shù)最低，為0.37。要提高LN06-2的產(chǎn)量就要著手提高其收獲指數(shù)，從而使其產(chǎn)量水平再上一個新臺階。

LN07-1的群體穗數(shù)最低，為441.3萬/hm2，千粒重最高，為43.2 g，籽粒產(chǎn)量第5位，秸稈干物質(zhì)重最低，收獲指數(shù)最高，為0.42。要提高產(chǎn)量，就要適當(dāng)早播，著重培育冬前壯苗以增加冬前分蘗，并且加強春季管理促進春季有效分蘗形成，盡可能提高有效穗數(shù)，以此達到增產(chǎn)目的。

LN07-2的群體穗數(shù)為554.9萬/hm2（第2位），穗粒數(shù)第5位，千粒重為42.5 g（第2位），籽粒產(chǎn)量、秸稈干物質(zhì)重和地上部總干物質(zhì)重都是第4位，收獲指數(shù)0.40。要提高產(chǎn)量就要適當(dāng)選取穗粒數(shù)多的穗子進行著重培育，再輔以適當(dāng)?shù)墓芾泶胧┍M可能提高群體穗數(shù)。

LN07-3的穗粒數(shù)最多，群體穗數(shù)較少，千粒重較低，產(chǎn)量指標均為第3位，收獲指數(shù)0.40。此品種產(chǎn)量的提高主要應(yīng)以增加群體穗數(shù)和千粒重為主。

3討論與結(jié)論

由本試驗可見，起身到拔節(jié)期為春季分蘗高峰期，此時小麥群體達最大值，其葉面積系數(shù)的增長主要靠葉片總數(shù)的增多；拔節(jié)后葉面積系數(shù)的增長主要靠單片葉面積的增大，它對葉面積系數(shù)的貢獻率較大。冬前生物量對小麥花前生物量的積累具有一定程度的決定作用，要提高花前營養(yǎng)器官中儲藏的干物質(zhì)總量，就必須保證冬前有效積溫的總量，保證冬前分蘗的個數(shù)，促使冬前大蘗成穗，從而積累更多養(yǎng)分?；ㄇ盃I養(yǎng)器官中積累的干物質(zhì)較多，對籽粒的貢獻率就較大，并且干物質(zhì)轉(zhuǎn)移率也會較高[9-11]。小麥花前營養(yǎng)器官中干物質(zhì)積累量對最終收獲的總生物量起決定性作用。

針對6個品種分別提出增產(chǎn)措施如下：LN05-1，必須有足夠的群體；LN06-1，必須對產(chǎn)量三要素進行全面提升；LN06-2，提高收獲指數(shù)；LN07-1，適當(dāng)早播，盡可能提高有效穗數(shù)；LN07-2，適當(dāng)選取穗粒數(shù)多的穗子，再適當(dāng)提高群體穗數(shù)；LN07-3，主要提高群體穗數(shù)和千粒重。

通過品種改良可以提高小麥物質(zhì)生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率，協(xié)調(diào)不同生育階段的物質(zhì)積累情況，調(diào)節(jié)花前和花后干物質(zhì)對籽粒的貢獻比例。在今后育種中，我們要著力于提高拔節(jié)前的營養(yǎng)生長、花前的干物質(zhì)轉(zhuǎn)運、后期干物質(zhì)向籽粒的轉(zhuǎn)運，以提高收獲指數(shù)和小麥單產(chǎn)。

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