冬、春小麥冬前播種對干物質(zhì)積累與產(chǎn)量的影響

薛麗華，賽力汗·賽，曾朝武，張永強(qiáng)，陳傳信，陳興武，雷鈞杰

(新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所，烏魯木齊 830091)

0 引 言

【研究意義】新疆是我國最大的棉產(chǎn)區(qū)。近年來，棉花播種面積約166.7×104hm2[1],而小麥?zhǔn)切陆诙笞魑铮N植面積約100×104hm2,新疆棉區(qū)的棉花長期連作(20年以上)，病蟲害發(fā)生較重，“棉花-小麥”倒茬模式將有利于減輕病蟲害發(fā)生實現(xiàn)棉花產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。北疆棉花采收完后已入初冬(10 月底至 11 月初)，播種冬小麥。開展對冬前小麥播種的研究顯得尤為重要?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】晚播小麥與適期播種的小麥相比其生長發(fā)育及產(chǎn)量的形成過程均有其特殊性[2、3]；晚播小麥其冬前苗齡偏小，發(fā)育比較落后, 穗分化時間短、發(fā)育快，穗粒數(shù)少，粒重輕，不同生育期干物質(zhì)積累量均比適期播種的小麥少，產(chǎn)量低[4-6]。二十世紀(jì)60年代東北、新疆春麥區(qū)冬播春小麥(以種子或萌動發(fā)芽狀態(tài)越冬)，其增產(chǎn)潛力高于春小麥，冬播春小麥技術(shù)已在新疆零星試用[7，8]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】晚播小麥對產(chǎn)量的影響前人主要是針對冬小麥的研究，而春小麥冬前播種對產(chǎn)量的影響研究未見報道。研究冬、春小麥冬前播種對干物質(zhì)積累與產(chǎn)量的影響?！緮M解決的關(guān)鍵問題】選用當(dāng)?shù)刂髟缘亩?、春小麥品種，以1葉期、種子萌動兩種狀態(tài)越冬，研究冬前播種的冬、春小麥對產(chǎn)量的影響，為冬前播種小麥高產(chǎn)栽培技術(shù)和產(chǎn)量提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗于2015～2016年在新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院瑪納斯試驗站進(jìn)行。0～20 cm土壤養(yǎng)分于秋施基肥前取土測定，有機(jī)質(zhì)含量為24.3 g/kg，堿解氮51.4 mg/kg、速效磷21.1 mg/kg，速效鉀216.0 mg/kg，播前基施尿素45.0 kg/hm2、磷酸二銨375.0 kg/hm2。

試驗在滴灌條件下進(jìn)行，采用裂區(qū)設(shè)計，2015年入冬前進(jìn)行播種，播期為主區(qū)，設(shè)10月25日(B1)、11月05日(B2)2個處理；品種為副區(qū)，新冬41號、新春29號2個品種。小區(qū)面積長4 m×寬3 m=12 m2，重復(fù)3次。播種量502.5×104粒/hm2，行距20 cm，人工開溝播種。為保證兩播期播種時土壤含水量一致，播前進(jìn)行測墑補(bǔ)灌。分別于第二年4月20日、5月6日、5月22日、6月10日進(jìn)行滴灌處理，每次滴灌量為750 m3/hm2。其它管理同大田常規(guī)管理。

1.2 方 法

1.2.1 生育進(jìn)程記載及總莖數(shù)動態(tài)測定

于12月1日調(diào)查不同播期冬、春小麥所處的種苗形態(tài)，并記載各播期小麥的生育進(jìn)程，各處理選取有代表性1 m長樣段3行，分別在4月15日、4月29日、5月12日、5月26日、6月9日、6月23日連續(xù)調(diào)查總莖數(shù)動態(tài)變化。

1.2.2 葉面積指數(shù)及干物質(zhì)量測定

分別在4月15日、4月29日、5月12日、5月26日、6月9日、6月23日各小區(qū)連續(xù)選生長整齊一致具有代表性10個莖，采用長寬系數(shù)法測定其綠葉面積，計算單莖平均綠葉面積。干物質(zhì)測定，在上述對應(yīng)時間選取代表性0.5 m長樣段(近管、遠(yuǎn)管3段)，將選取樣段地上部洗凈放入樣袋中，并放入烘箱，在105℃下殺青30 min，然后將烘箱溫度調(diào)至80℃烘至恒重, 并稱其質(zhì)量。

葉面積指數(shù)(LAI)=總莖數(shù)/hm2×單莖綠葉面積÷公頃土地面積。

干物質(zhì)質(zhì)量(kg/hm2)=總莖數(shù)/hm2×單莖質(zhì)量(kg)。

1.2.3 產(chǎn)量測定

成熟期(6月30日)各小區(qū)去邊行選取中間具有代表性樣點(diǎn)(每樣點(diǎn)面積6 m2)收獲、脫粒、自然風(fēng)干后測產(chǎn)，以3點(diǎn)平均值計算各處理折合產(chǎn)量，并測定千粒重。同時，各處理取3個有代表性樣點(diǎn)(每樣點(diǎn)面積0.3 m2)調(diào)查穗數(shù)，每點(diǎn)各取30莖測定穗粒數(shù)及穗粒重。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel2010進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和作圖,運(yùn)用SPSS16.0軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 冬、春小麥冬前播種生育進(jìn)程和生育期的變化

研究表明，新冬41號B1處理的出苗率為73.0%，B2處理的出苗率為46.7%， 而新春29號B1處理出苗率為32.5%，而B2處理的出苗率為53.5%，10月25日播種的冬小麥出苗率高于春小麥，而11月5日播種的春小麥出苗率卻高于冬小麥，說明以萌動狀態(tài)越冬的春小麥保苗率高于冬小麥，利于保苗。從生育進(jìn)程看，冬前播種的冬小麥各生育進(jìn)程與春小麥相差2～5 d。表1

表1 冬、春小麥冬前播種生育進(jìn)程和生育期變化
Table 1 Change of growth process and growth period of winter and spring wheat before winter

品種Cultivars播期Sowing date生育進(jìn)程(日/月) Growth (date/month)出苗期Emergence出苗率(%)Emergence rate拔節(jié)期Jointing孕穗期Booting開花期Flowing成熟期Maturity生育期Growth period(d)新冬41號10月25日 23/1173.020/402/525/525/697Xindong4111月05日 20/0346.723/405/522/526/698新春29號10月25日 23/1132.525/408/528/527/699Xinchun2911月05日20/0353.528/412/526/530/6102

注： 10月25日的生育期為返青期(3月20日)至成熟期的天數(shù)

Note: The growth date of treatment B1(25October) was days from green up date (20March) to maturity

2.2 冬、春小麥冬前播種對總莖數(shù)動態(tài)的影響

研究表明，冬、春小麥冬前播種對總莖數(shù)的影響差異顯著。兩播期冬、春小麥品種總莖數(shù)都在5月26日達(dá)峰值而后下降。新冬41號B1處理的總莖數(shù)高于新春29號，而B2處理的新春29號總莖數(shù)高于新冬41號，10月25日前播種有利于冬麥分蘗，而11月5日后播種的新春29號分蘗力優(yōu)于新冬41號。圖1

圖1 冬前播種冬、春小麥對總莖數(shù)動態(tài)變化
Fig.1 Effect of dynamics of all stems of winter and spring wheat before sowing winter

2.3 冬、春小麥冬前播種對群體葉面積指數(shù)動態(tài)的影響

研究表明，冬、春小麥冬前播種對葉面積指數(shù)的影響差異顯著。冬前兩播期冬、春小麥葉面積指數(shù)都在5月12號達(dá)峰值。B1處理的新冬41號和新春29號葉面積指數(shù)差異較B2處理的明顯，B1處理的新冬41號葉面積指數(shù)高于新春29號，而B2處理新春29高于新冬41號。圖2

圖2 冬前播種冬、春小麥對群體葉面積指數(shù)變化
Fig.2 Effect of LAI of winter and spring wheat before sowing winter

2.4 冬、春小麥冬前播種對干物質(zhì)積累的影響

研究表明，冬、春小麥冬前兩播期對干物質(zhì)積累差異明顯。B1處理的新冬41干物質(zhì)積累較新春29號高96.3%～280.9%，B2處理的新冬41干物質(zhì)積累較新春29號低5.1%～30.6%。B1處理新冬41號干物質(zhì)積累量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于B2處理，而新春29號兩播期差異不大。春小麥新春29號10月25日至11月5日播種對干物質(zhì)積累影響不大。圖3

圖3 冬前播種冬、春小麥對干物質(zhì)積累變化
Fig.3 Effect of dry matter accumulation of winter and spring wheat before sowing winter

2.5 冬、春小麥冬前播種對產(chǎn)量及其構(gòu)成影響

研究表明，冬、春小麥冬前播種的 穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重及產(chǎn)量均表現(xiàn)為新冬41號的B1處理> 新春29號B1和B2處理>新冬41號的B2處理。B2處理的新春29號較B1處理的新春29號和B2處理的新冬41號穗數(shù)分別增加2.2%和27.3%、較B1處理的新冬41號減少13.8%，產(chǎn)量分別增加0.2%和16.8%、較B1處理的新冬41號減少26.1%。播期晚于10月25日后，選擇播種春小麥比冬小麥更有利于高產(chǎn)。表2

表2 冬、春小麥冬前播種對產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成
Table 2 Effect of yield and yield composition of winter and spring wheat before winter

品種Cultivars播期Sowing date穗數(shù)(104/hm2)穗粒數(shù)Grain number穗粒重Weight of per spike(g)千粒重1,000-grain mass(g)產(chǎn)量Yield(kg/hm2)新冬41號10月25日396.7a42.9a1.90a50.8a7 417.0aXindong4111月5日253.3c40.6b1.82a45.4b4 562.7c新春29號10月25日340.9b38.9c1.48b45.5b5 475.3bXinchun2911月5日348.6b40.8b1.58b46.3b5 483.6b

3 討 論

干物質(zhì)和養(yǎng)分積累是作物器官分化、產(chǎn)量形成的前提，養(yǎng)分吸收是干物質(zhì)形成和累積的基礎(chǔ)[9]。晚播小麥盡管由于花期推遲，開花—成熟期較短，開花前的貯藏物質(zhì)對產(chǎn)量有較大貢獻(xiàn)[10]。孕穗至開花期干物質(zhì)積累量增加，產(chǎn)量增加，過高則會導(dǎo)致產(chǎn)量下降；開花至成熟期干物質(zhì)積累量與籽粒產(chǎn)量呈線性正相關(guān)關(guān)系[11]。由于晚播小麥播種時間向后推遲，播種時的地溫相對較低，因此小麥出苗的時間就相應(yīng)增長，營養(yǎng)消耗也相應(yīng)增多。這也就導(dǎo)致晚播小麥的出苗率不高，苗體不夠健壯。晚播小麥播種時間向后推遲，其冬前的積溫就相應(yīng)減少，導(dǎo)致次生根生長較慢，表現(xiàn)為不發(fā)達(dá)，越冬植株體內(nèi)積存的養(yǎng)分也偏少，容易發(fā)生凍害[12]。晚播條件下干物質(zhì)積累量也有一些研究報道，如Hocking等[13]、Ehdaie等[14]研究認(rèn)為，晚播對小麥的干物質(zhì)積累影響不大，經(jīng)濟(jì)系數(shù)相近，但是籽粒平均產(chǎn)量較低。研究表明，冬小麥適當(dāng)晚播既可以減少冬小麥前期肥水消耗[15]。研究結(jié)果表明，超晚播冬小麥與冬播春小麥生育期相差2～5 d，10月25日前播種的冬小麥葉面積指數(shù)高于冬播春小麥，而11月5日播種的冬小麥葉面積指數(shù)小于冬播春小麥。冬小麥越晚播越不利于干物質(zhì)的積累，而春麥冬播在10月25日以后播種對干物質(zhì)積累的影響不大。春麥冬播比冬麥超晚播利于高產(chǎn)。

4 結(jié) 論

10月25日播種的冬、春小麥相比，冬小麥產(chǎn)量(7 417.0 kg/hm2)高于春小麥(5 475.3 kg/hm2)，而11月5日播種的冬、春小麥相比，冬小麥產(chǎn)量(4 562.7 kg/hm2)低于冬播春小麥(5 483.6 kg/hm2)。生產(chǎn)上如果播期在10月25日前應(yīng)選擇冬小麥進(jìn)行播種，而播期如果在11月5日后則應(yīng)選擇春小麥為宜。