播期和密度對春小麥品種新春26號生長及產(chǎn)量的影響

楊衛(wèi)君，賈永紅，石書兵，王春華

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，新疆烏魯木齊 830000； 2.新疆農(nóng)業(yè)科學院奇臺麥類試驗站，新疆奇臺 831800)

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播期和密度對春小麥品種新春26號生長及產(chǎn)量的影響

楊衛(wèi)君1，賈永紅2，石書兵1，王春華1

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，新疆烏魯木齊 830000； 2.新疆農(nóng)業(yè)科學院奇臺麥類試驗站，新疆奇臺 831800)

為確定新疆主栽春小麥品種新春26號的最佳播種時期和種植密度，采用兩因素裂區(qū)試驗，設4月5日、4月18日和5月2日3個播種時間，以及350萬、400萬、450萬、500萬和550萬株·hm-25個種植密度，分析了播期和種植密度對小麥群體性狀、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響。結(jié)果表明，在相同種植密度下，隨著播期的推后，小麥各生育時期群體莖數(shù)、干物質(zhì)積累量、葉面積指數(shù)均顯著降低；播期對千粒重的影響不顯著，而早播(4月5日)小麥的穗數(shù)、穗粒數(shù)和產(chǎn)量顯著高于晚播(5月2日)小麥。種植密度對小麥各生育時期群體性狀也均有顯著影響，種植密度過高或過低均不利于小麥群體發(fā)育及產(chǎn)量形成，適宜的種植密度可以改善小麥群體結(jié)構(gòu)，進而提高產(chǎn)量。播期和密度互作對小麥整個生育期生長發(fā)育的影響均顯著?？傮w來看，在本試驗條件下，春小麥品種新春26號應適當早播，最佳播種時間和種植密度分別為4月5日和450萬株·hm-2。

春小麥；播種期；種植密度；產(chǎn)量；群體特征

小麥生長發(fā)育和產(chǎn)量受品種遺傳、生態(tài)環(huán)境、栽培措施等多方面因素的影響，而且不同因素的影響程度不同。種植密度和播種時間作為小麥栽培措施中主要內(nèi)容，對小麥群體發(fā)育及產(chǎn)量形成具有重要作用。在一定范圍內(nèi)，隨播種密度的增大，小麥籽粒產(chǎn)量提高[1]。在早播或高密度播種條件下，高產(chǎn)栽培的小麥群體過大，易造成莖稈質(zhì)量下降，增加倒伏風險[2]。目前我國各類麥田普遍存在不同程度播量過大問題，造成小麥群體偏大、植株旺長、莖稈瘦弱，引發(fā)植株倒伏、早衰、籽粒不飽滿、產(chǎn)量不高等問題出現(xiàn)[3]。由于生態(tài)環(huán)境、管理水平和品種特性的差異，不同生產(chǎn)條件下小麥的適宜播種期和種植密度往往不一致。隨著全球氣候的變暖，我國各小麥生態(tài)區(qū)的水熱條件均發(fā)生了改變，影響小麥的播種和生長發(fā)育，如果依然按照傳統(tǒng)的播種時間和密度種植小麥，就有可能導致小麥群體質(zhì)量下降，不利于高產(chǎn)。新春26號是近年來北疆主栽的春小麥品種，具有適應性廣、產(chǎn)量潛力突出、抗病性強等特點，但對于全球氣候變暖條件下該品種適宜播種期和種植密度尚不明確。本研究通過兩因素裂區(qū)試驗，設置不同的播種時間和種植密度，分析了二者對春小麥群體性狀、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響，以期為全球氣候變暖條件該品種的高產(chǎn)栽培提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2015年設在新疆農(nóng)業(yè)大學三坪試驗地進行。供試春小麥材料為新春26號，是新疆北疆地區(qū)主栽的中筋春小麥品種。

1.2 試驗設計

二因素裂區(qū)設計，三次重復。播種時間為主區(qū)，設4月5日、4月18日和5月2日3個水平(分別用B1～B3表示)；種植密度為副區(qū)，設350萬、400萬、450萬、500萬和550萬株·hm-25個水平(分別用D1～D5表示)。小麥條播，行距0.2 m，行長6 m，小區(qū)面積18 m2。肥水管理同一般高產(chǎn)麥田。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 小麥生育時期的觀察

在小麥生育過程中，主要調(diào)查記載出苗期、分蘗期、拔節(jié)期、抽穗期、開花期、灌漿期和成熟期。田間調(diào)查方法均按農(nóng)作物品種(小麥)區(qū)域試驗技術(shù)規(guī)程執(zhí)行。

1.3.2 葉面積指數(shù)和分蘗數(shù)的測定

分別于小麥不同生育期，每小區(qū)選取長勢均勻的植株20株，調(diào)查植株分蘗數(shù)，并用直尺測量植株葉片的長度及最寬處，再用系數(shù)法確定葉面積指數(shù)(LAI)。

LAI=(葉片長×葉片寬)×0.83/土地面積

1.3.3 干物質(zhì)積累量的測定

在小麥不同生長階段，每小區(qū)選取長勢均勻的植株10株，帶回實驗室迅速剪根，稱取其地上部分莖葉的鮮重。然后將樣品放入105 ℃烘箱中殺青15 min后降至80 ℃恒溫下烘24 h，冷卻后取出稱其干重。

1.3.4 室內(nèi)考種

于小麥成熟期，每小區(qū)選取3～5個1 m2代表性樣方，調(diào)查其穗數(shù)，再折合為公頃穗數(shù)。每樣方取10株考種，調(diào)查千粒重、穗粒數(shù)。

1.3.5 產(chǎn)量測定

成熟期每小區(qū)實打?qū)嵤?，根?jù)考種數(shù)據(jù)，計算取樣損失產(chǎn)量，合并計算小區(qū)最終產(chǎn)量，然后折合為每公頃產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)分析方法

試驗數(shù)據(jù)用Excel 2003進行整理，采用SPSS 17.0軟件進行顯著性檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 播期和種植密度對春小麥生育進程的影響

統(tǒng)計分析表明，春小麥的生育進程主要受播種期的影響(P<0.05)，種植密度及其與播期的互作效應不顯著(P>0.05)。從表1可以看出，隨播期的推遲，小麥全生育期天數(shù)、播種到出苗和拔節(jié)到孕穗的天數(shù)都逐漸減少，表明小麥播種越晚，雖然出苗、拔節(jié)、孕穗、開花、成熟的日期偏后，但完成生育周期的時間縮短，進程加快，尤其是生育前中期比較明顯，這與這段時間的水溫變化有密切關(guān)系。隨著播種的推遲，氣溫逐漸升高，降雨和日照時數(shù)也增多，從而促進小麥出苗與生長。與早播(4月5日)相比，晚播(5月2日)小麥的生長發(fā)育加快，將全生育期時間縮短，但依然出現(xiàn)活稈成熟現(xiàn)象，收獲時間延后8 d，不利于小麥高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)。

2.2 播期和種植密度對小麥群體數(shù)量的影響

在春小麥生長的不同時期，播期和種植密度對其群體數(shù)量均有一定的影響(表2)。不同處理下小麥最高莖數(shù)均出現(xiàn)在拔節(jié)期，隨著生育進程的延續(xù)，群體數(shù)量逐漸減少，開花至成熟期群體莖數(shù)基本趨于穩(wěn)定。在同一播期下，不同種植密度間，除分蘗期外，各時期小麥群體莖數(shù)均差異顯著，種植密度過高或過低均不利于群體數(shù)量穩(wěn)定變化，當種植密度適宜(D3)時，小麥群體莖數(shù)在成熟期達到最大。不同播期的小麥群體莖數(shù)也存在顯著性差異。隨著播期的推后，小麥群體莖數(shù)逐漸減少。至成熟期，以B1D3處理的群體莖數(shù)最高，達到475.42×104·hm-2。

表1 不同播期下春小麥的生育進程

表2 不同處理下小麥群體莖數(shù)的變化

數(shù)值后的小寫字母不同表示處理間在0.05水平上差異顯著。下表同。

Different small letters following values mean significantly different among the treatments at 0.05 level. The same as in the other tables.

2.3 播期和種植密度對小麥干物質(zhì)積累的影響

經(jīng)方差分析，播種期和種植密度及二者互作對小麥各生育時期干物質(zhì)積累量的影響均達到顯著水平(P<0.05)。小麥植株干物質(zhì)積累量在整個生育期持續(xù)增加，拔節(jié)期以后干物質(zhì)積累迅速，成熟期干物質(zhì)積累量達到最高(表3)。在同一密度下，隨播種期的推遲，小麥干物質(zhì)積累量逐漸降低。整個生育期，不同播期間小麥的干物質(zhì)積累量差異顯著。同期播種時不同種植密度間干物質(zhì)積累的差異表現(xiàn)不同。在B1下，不同種植密度間小麥干物質(zhì)積累量差異顯著，且以D3處理最高，該趨勢貫穿于小麥整個生育期。在B2下，干物質(zhì)積累量隨種植密度的變化與B1下類似，但最終干物質(zhì)積累量以D2處理最高。在B3下不同種植密度間干物質(zhì)積累量仍然呈現(xiàn)顯著性差異，但積累量明顯低于B1和B2下的值。

表3 不同處理下小麥各生育時期的干物質(zhì)積累量

2.4 播期和種植密度對小麥葉面積指數(shù)的影響

方差分析表明，播期和種植密度及二者互作對各生育時期的葉面積指數(shù)影響均達到顯著水平(P<0.05)。隨著小麥生育期的推進，不同處理間葉面積指數(shù)均呈先升后降的趨勢，最高值均出現(xiàn)在孕穗期(表4)。隨著播期的延遲，小麥葉面積指數(shù)呈減小趨勢，尤其在開花期B3處理顯著低于B1、B2處理。同一播期下，小麥葉面積指數(shù)在各生育時期基本上隨種植密度的增大呈先增后減趨勢。早播時，種植密度對葉面積指數(shù)的影響尤為突出；隨著播期的推遲，種植密度影響逐漸減弱，但不同種植密度處理間始終存在差異。

表4 不同處理下小麥的葉面積指數(shù)

2.5 播期和種植密度對小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

播期及其與種植密度的互作對小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響均達到顯著水平(P<0.05)(表5)。種植密度對千粒重無顯著影響(P>0.05)，對穗數(shù)、穗粒數(shù)和產(chǎn)量的影響均顯著(P<0.05)。不同播期間產(chǎn)量差異均顯著(P<0.05)，且隨著播期的推遲，產(chǎn)量呈降低趨勢。在B1下，不同種植密度間產(chǎn)量差異顯著；隨著播期的延遲，種植密度對產(chǎn)量的影響逐漸減弱，尤其在B3下，不同種植密度處理間產(chǎn)量已無顯著差異，說明播期在其與種植密度的交互效應中起主導作用；在所有處理中以B1D3處理的產(chǎn)量最高。從產(chǎn)量構(gòu)成看，在B1下產(chǎn)量較高的原因主要與穗數(shù)和穗粒數(shù)較大有關(guān)；適當增加密度不僅可以增加穗數(shù)，還可以提高穗粒數(shù)，從而實現(xiàn)高產(chǎn)。

表5 不同處理對小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

3 討 論

在小麥高產(chǎn)栽培中，要實現(xiàn)目標產(chǎn)量，關(guān)鍵是建立合理的群體結(jié)構(gòu)。種植密度過小會導致小麥有效穗數(shù)少，過多時田間通風透光效果差，光能利用率低，最終也難以獲得高產(chǎn)[4-6]。本試驗中，在新疆春小麥生產(chǎn)中常見的種植密度范圍(350萬～550萬株·hm-2)內(nèi)，群體總莖蘗數(shù)、干物質(zhì)積累量和葉面積指數(shù)均先隨著種植密度的增大而增加，當基本苗增加到一定程度時，葉面積指數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢，主要原因可能是過多的基本苗會造成群體郁閉，通風透光差，無效分蘗多，增加了物質(zhì)消耗，導致最終成穗率低，不易形成高產(chǎn)。而在基本苗350萬株·hm-2下，雖然通風透光條件好，成穗率高，但小麥晚播時群體基數(shù)過小，最終產(chǎn)最不高。

干物質(zhì)積累是小麥產(chǎn)量形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。在一定范圍，小麥干物質(zhì)積累量隨種植密度的增大而增加，但密度過大時干物質(zhì)積累量有所下降[7]，本試驗也得到相似的結(jié)果。在本試驗中，隨著播期的推遲，小麥干物質(zhì)積累量逐漸下降，而較早播種的B1下小麥積累了充足的干物質(zhì)，從而為實現(xiàn)高產(chǎn)打下基礎(chǔ)。4月5日播種時，以基本苗450萬株·hm-2的干物質(zhì)積累量最高，而5月2日播種時則以基本苗400萬株·hm-2的干物質(zhì)積累量最高。

葉面積指數(shù)是小麥群體光合特性的重要指標之一，在小麥全生育期特別是孕穗期之后維持較高的葉面積指數(shù)是提高產(chǎn)量的基礎(chǔ)。研究表明，播種量較小時，株間光照增加，個體營養(yǎng)面積增大，從而延緩了中下部葉片的衰老，保證了上部葉片良好的光合能力，而播種量較大時，群體通風透光性差，不利于下部葉片的光合作用，會因光照不足而導致葉片衰老甚至凋亡[8-9]。在本試驗中，不同播期群體的LAI和干物質(zhì)積累量隨著種植密度的提高而逐漸增大，但在最高密度下群體LAI和干物質(zhì)積累量均較低。這進一步說明適宜密度可保證較高的光合物質(zhì)生產(chǎn)能力，從而為獲得高產(chǎn)奠定生理基礎(chǔ)[10]。

李存東等[11]研究表明，隨播期的推遲，小麥產(chǎn)量呈下降趨勢。在一定播期范圍內(nèi)，播期越遲，單位面積穗數(shù)越少，所以為增加小麥穗數(shù)，應適當早播。當播期超過臨界點時，穗粒數(shù)則隨播期的推遲呈下降趨勢，但粒重卻有所提高。本試驗結(jié)果與之相似。在本試驗條件下，春小麥早播能充分利用早春土壤墑情，促根下扎，有利于爭取全苗壯苗。此外，新疆春小麥生育期較短，出苗后氣溫回升較快，春旱少雨，小麥分蘗過程短，以主莖成穗為主，再加上灌漿成熟到收獲期降雨、高溫等災害性天氣增多，因此新疆春小麥應適當早播，以保證足夠的生長發(fā)育時間，促進干物質(zhì)積累和轉(zhuǎn)化，保障穗部充分發(fā)育，降低后期不良因素的影響，進而提高產(chǎn)量。

總體來看，播期和種植密度適宜，可為小麥良好的群體構(gòu)建創(chuàng)造一個好的開端，在促進群體健康發(fā)展的同時協(xié)調(diào)和緩解群、個體矛盾，可提高生育后期抗倒伏及熟前早衰能力[12]。因氣候、降雨等環(huán)境條件及品種的不同，不同地區(qū)小麥適宜的播期、種植密度范圍存在很大差異[13]，因此小麥新品種的推廣應在一定試驗的基礎(chǔ)上，確定合適的播期、種植密度，以充分發(fā)揮其增產(chǎn)潛力。在本試驗條件下，新春26號的最佳播期和種植密度分別為4月5日和450萬株·hm-2。

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Effect of Sowing Date and Planting Density on Growth and Yield of Spring Wheat Xinchun 26

YANG Weijun1,JIA Yonghong2,SHI Shubing1,WANG Chunhua1

(1.College of Agronomy,Xinjiang Agricultural University,Urumqi,Xinjiang 830000,China; 2.Test Station of Wheat and Barley,Xinjiang Academy of Agricultural Sciences,Qitai,Xinjiang 831800,China)

A split-plot design field experiment was conducted to study the effects of sowing date and planting density on the population characters, yield and its components of spring wheat variety Xinchun 26, which is the most widely cultivated in Xinjiang. The experiment was designed with three sowing dates of April 5, April 18 and May 2, and five planting density levels of 350×104, 400×104, 450×104, 500×104and 550×104plants·hm-2. The results showed that, under a same density, the stem number per hectare, dry matter accumulation per hectare and LAI of wheat were reduced significantly at different growth stages with the delay of sowing date.The spike number per hectare,grain number per spike and yield were particularly higher in the earlier sowing treatment(April 5) than those in the later sowing treatment, but sowing date did not influence 1 000 grain weight. The significant differences of population characters were found among the treatments with different densities. Neither higher density nor the lower density were good for population development and yield formation of wheat.The population quality and yield of wheat were high only under proper planting density.The interaction between sowing date and planting density existed in the tested characters of wheat during the whole growth period. Overall, early sowing was good for the growth of spring wheat Xinchun 26 in Xinjiang while its suitable sowing date and planting density was April 5 and 450×104plants·hm-2, respectively.

Spring wheat；Sowing date; Planting density; Yield; Population characters

時間：2016-07-07

2016-03-20

2016-04-30

國家自然科學基金項目(31500351)；新疆維吾爾自治區(qū)2015年高層次人才引進工程項目

E-mail：1984_ywj@163.com

S512.1；S311

A

1009-1041(2016)07-0913-06

網(wǎng)絡出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1359.S.20160707.1531.024.html