低密度條件下雜交小麥節(jié)水性能比較

摘要[目的]研究較低種植密度條件下雜交小麥的節(jié)水特性，為雜交小麥節(jié)水高產(chǎn)栽培提供種植方案。[方法]采取春季不灌水（W0）、灌1次水（W1）和灌2次水（W2）這3種限水灌溉方式及多點比較的試驗方法，在低密度條件下比較了雜交小麥的比葉重、群體結(jié)構(gòu)和產(chǎn)量構(gòu)成。[結(jié)果] 在春季不灌水條件下，低密度種植的雜交小麥抗旱豐產(chǎn)性突出，產(chǎn)量水平顯著高于常規(guī)小麥；在春季僅澆灌1次拔節(jié)水的情況下，W1處理產(chǎn)量與W2處理無明顯差異；限水條件下，起身期和拔節(jié)期總莖數(shù)分別高于常規(guī)小麥10.7%和15.9%；W2、W1和W0這3種灌溉方式下，雜交小麥分蘗成穗率分別為52.3%、48.7%和39.7%，對雜交小麥產(chǎn)量形成的直接影響從大到小表現(xiàn)為穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重。[結(jié)論]低密度種植條件下，雜交小麥具有突出的節(jié)水抗旱優(yōu)勢，較高的分蘗成穗率是雜交小麥實現(xiàn)節(jié)水高產(chǎn)的基礎(chǔ)，穗數(shù)是實現(xiàn)雜交小麥穩(wěn)產(chǎn)豐產(chǎn)的主要貢獻(xiàn)要素。

關(guān)鍵詞雜交小麥；節(jié)水；低密度

中圖分類號S507.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2018）05-0028-03

Abstract[Objective] To study the water saving characteristics of hybrid wheat under low planting density and provide planting plan for water saving and highyield hybrid wheat cultivation.[Method] Three irrigation methods in spring which were no irrigation（W0），irrigation one time （W1） and irrigation two times （W2） ，and multipoint comparison test methods were used to research specific leaf weight，population structure and yield components of hybrid wheat under low density conditions.[Result]The drought resistance and yield of hybrid wheat with low density were prominent under the condition of no irrigation in spring，the yield level was significantly higher than that of common wheat .When irrigation was occured only once in spring，W2 had no significant difference.Under waterlimited conditions，the total numbers of population in raising and jointing stage were 10.7% and 15.9% higher than that of common wheat respectively.Under the three irrigation modes of W2，W1 and W0，the percentage of earringtillers of hybrid wheat was 52.3%，48.7% and 39.7%，respectively.The direct effects on the yield formation of hybrid wheat were spikes> grains per spike>1 000grain weight.[Conclusion] Hybrid wheat had the advantage of water saving and drought resistance under the condition of low density planting.The higher the percentage of earringtillers was the basis for high water saving and high yield of hybrid wheat.The spike number was the main contribution to the stable yield of hybrid wheat.

Key wordsHybrid wheat； Water saving； Low density condition

小麥?zhǔn)俏覈饕Z食作物，水資源不足已經(jīng)成為限制小麥產(chǎn)量水平提升的重要因素[1]。近年來，作物科學(xué)家們?yōu)樘岣咝←溗掷眯书_展了節(jié)水理論與技術(shù)研究[1-4]，提出了充分發(fā)揮群體優(yōu)勢實現(xiàn)小麥節(jié)水高產(chǎn)的可行途徑，并形成了晚播密植等一系列配套技術(shù)[3-4]。實踐證實，雜交小麥在抗逆性、適應(yīng)性等方面表現(xiàn)突出，尤其在節(jié)水抗逆方面優(yōu)勢突出[5-7]，豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)性能優(yōu)于常規(guī)小麥。不同于常規(guī)小麥的是，雜交小麥具有較為突出的分蘗優(yōu)勢，而能否利用其分蘗成穗優(yōu)勢實現(xiàn)節(jié)水高產(chǎn)相統(tǒng)一目前還沒有開展深入研究和相關(guān)報道。筆者研究低密度種植條件下雜交小麥對水分限制灌溉的響應(yīng)，探析雜交小麥節(jié)水栽培可行途徑，以期為加快雜交小麥推廣應(yīng)用、緩解水資源緊張形勢提供技術(shù)支撐。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗于2011—2012年度在北京雜交小麥工程技術(shù)研究中心順義試驗站、新疆和田墨玉縣種子管理站試驗場和新疆伊犁農(nóng)四師農(nóng)科所試驗場進(jìn)行。供試田塊均為小麥多年品種比較試驗田，均實行冬小麥-夏玉米一年兩熟種植制度。

1.2供試材料供試品種為二系雜交小麥品種京麥6號和京麥7號，對照為常規(guī)小麥品種京冬17號、京冬12號和輪選987。

1.3試驗設(shè)計以京麥6號、京麥7號、京冬17號、京冬12號和輪選987為試材，參照常規(guī)小麥節(jié)水栽培模式[1]，設(shè)置春季不澆水（W0）、春季澆1次水（拔節(jié)水，W1）和春季澆2次水（拔節(jié)水+開花水，W2）3種節(jié)水灌溉試驗處理，4次重復(fù)，每小區(qū)面積7.2 m2（9行，行寬16 cm、行長5 m）；播期為10月5—10日；基于常規(guī)小麥節(jié)水栽培技術(shù)要求[2]，設(shè)計播種密度為300×104株/hm2，約為常規(guī)小麥節(jié)水栽培推薦密度的50%。

1.4測定指標(biāo)

1.4.1比葉重考察。在北京雜交小麥工程技術(shù)研究中心順義試驗站，于開花期選取生長一致植株的旗葉、倒二葉、倒三葉各30片，混合在一起，在葉片中部避開主脈位置用打孔器打孔，之后將葉片樣品置于105 ℃烘箱中殺青30 min，80 ℃烘箱中烘干至恒重稱量，計算比葉重，比葉重（mg/cm2）=葉片重量/葉面積。

1.4.2群體結(jié)構(gòu)調(diào)查。在北京雜交小麥工程技術(shù)研究中心順義試驗站，從每處理中選取4個均勻樣段進(jìn)行固定，樣段為2行，長1 m；于小麥返青、起身、拔節(jié)、成熟等重要生育時期，考察群體莖蘗動態(tài)變化，計算分蘗成穗率，分蘗成穗率=（成熟期穗數(shù)-基本苗）/（起身期總莖數(shù)-基本苗）×100%。

1.4.3成熟期考種與實產(chǎn)測定。小麥成熟前，對各組合進(jìn)行理論測產(chǎn)，考察單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重。對各小區(qū)全部收獲，實現(xiàn)單獨收割、晾曬、稱重，折算產(chǎn)量（kg/hm2），計算增減產(chǎn)百分率。

1.5數(shù)據(jù)分析試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 11.5和Excel 2003進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同灌溉處理對小麥比葉重的影響

對不同灌溉處理上三葉比葉重考察可知（表1），隨灌水減少，上三葉葉片比葉重呈增加趨勢，并以雜交小麥葉片質(zhì)量較高；不同灌水處理均表現(xiàn)為雜交小麥比葉重高于常規(guī)小麥。由此說明，在低密度條件下，雜交小麥的葉片質(zhì)量優(yōu)于常規(guī)小麥，且通過春季控水灌溉措施，更加利于雜交小麥葉片質(zhì)量的改善，提高葉片比葉重。

2.2不同灌溉處理對小麥群體結(jié)構(gòu)的影響

對群體結(jié)構(gòu)調(diào)查顯示（表2），雜交小麥與常規(guī)小麥返青期群體總莖數(shù)無明顯差異，但起身期和拔節(jié)期總莖數(shù)分別高于常規(guī)小麥10.7%和15.9%；W2、W1和W0 這3種灌溉方式下，雜交小麥成穗數(shù)分別達(dá)783×104、674×104和584×104 /hm2，分別較常規(guī)小麥成穗數(shù)增加15.0%、4.7%和3.0%；進(jìn)一步比較，雜交小麥分蘗成穗率分別為52.3%、48.7%和39.7%，這也明顯高于常規(guī)小麥。由此表明，突出的分蘗優(yōu)勢和較高的分蘗成穗率是低密度種植條件下雜交小麥實現(xiàn)節(jié)水高產(chǎn)的重要基礎(chǔ)。

2.3不同灌溉處理對小麥產(chǎn)量形成的影響

由表3可知，W0、W1和W2這3種灌溉方式下，雜交小麥產(chǎn)量水平為5 469.0、6 918.0和7 212.0 kg/hm2，W1與W2產(chǎn)量差異不顯著；3種灌溉方式雜交小麥平均產(chǎn)量為6 533.0 kg/hm2，較常規(guī)小麥平均增產(chǎn)8.3%；但隨灌水減少，雜交小麥增產(chǎn)幅度呈增加趨勢，W2、W1、W0分別較常規(guī)小麥增產(chǎn)0.3%、4.1%和28.1%，尤其在春季不灌溉條件下，雜交小麥增產(chǎn)幅度顯著，多生態(tài)區(qū)種植表現(xiàn)出了較為一致的試驗結(jié)果。綜合來看，春季控制灌溉條件下，雜交小麥豐產(chǎn)性要好于常規(guī)小麥，尤其在低密度種植條件下，灌水對雜交小麥產(chǎn)量的影響小于常規(guī)小麥，這進(jìn)一步揭示雜交小麥具有較好的節(jié)水豐產(chǎn)性，對環(huán)境條件的改變也具有較強的“抗風(fēng)險”能力，說明雜交小麥較為適合在干旱半干旱區(qū)域推廣應(yīng)用。

相關(guān)分析表明（表4），在春季限水灌溉條件下，低密度種植雜交小麥產(chǎn)量與穗數(shù)呈極顯著正相關(guān)（r1=0.883**），而與穗粒數(shù)、千粒重相關(guān)性未達(dá)到顯著水平（r2=0.190，r3=0.105）；通徑分析表明，對雜交小麥產(chǎn)量的直接影響從大到小表現(xiàn)為穗數(shù)（0.891）、穗粒數(shù)（0.214）、千粒重（0.010）。統(tǒng)計分析表明，春季限水灌溉條件下，穗數(shù)是實現(xiàn)雜交小麥穩(wěn)產(chǎn)豐產(chǎn)的最主要貢獻(xiàn)因素，而穗粒數(shù)和粒重的增加將有助于春季控制灌溉條件下雜交小麥產(chǎn)量水平的進(jìn)一步提升。

3討論與結(jié)論

關(guān)于常規(guī)小麥節(jié)水栽培已經(jīng)有大量研究[1-4]，現(xiàn)普遍采用高密度、大群體的種植方式實現(xiàn)節(jié)水高產(chǎn)，播種密度往往超過500×104株/hm2，甚至達(dá)750×104株/hm2。常規(guī)小麥節(jié)水栽培強調(diào)春季以控為主，如果措施應(yīng)用不當(dāng)、時機把握不準(zhǔn)，高密度種植往往造成群體過大，帶來群體質(zhì)量惡化、后期倒伏等問題，產(chǎn)量各構(gòu)成要素之間難以實現(xiàn)協(xié)調(diào)平衡。該試驗表明，雜交小麥在較常規(guī)小麥種植密度減少近50%的情況下，通過個體分蘗成穗優(yōu)勢的充分發(fā)揮，仍然可以達(dá)到節(jié)水栽培適宜的群體指標(biāo)，且個體質(zhì)量進(jìn)一步優(yōu)化，群體結(jié)構(gòu)更加合理，這可大大減少倒伏風(fēng)險。對雜交小麥節(jié)水抗旱優(yōu)勢形成的機理進(jìn)行研究將有助于進(jìn)一步理解和挖掘小麥雜種優(yōu)勢，加速雜交小麥的生產(chǎn)應(yīng)用。

該試驗結(jié)果顯示，在春季不灌水（W0）、灌1次水（W1）和灌2次水（W2）這3種節(jié)水灌溉方式下，雜交小麥均較常規(guī)小麥表現(xiàn)出突出的節(jié)水抗旱優(yōu)勢，多點試驗平均增產(chǎn)幅度達(dá)8.3%，整體穩(wěn)產(chǎn)性、豐產(chǎn)性優(yōu)于常規(guī)小麥，這與前人研究結(jié)果[8-9]一致 。從群體結(jié)構(gòu)建成來看，京麥6號、京麥7號等雜交小麥品種具有典型的高分蘗力、高分蘗成穗率的特點，這使得其在較低的種植密度條件下仍然能夠獲得理想的群體結(jié)構(gòu)，進(jìn)而實現(xiàn)節(jié)水高產(chǎn)。從產(chǎn)量構(gòu)成方面來看，京麥6號、京麥7號等類型的雜交小麥品種產(chǎn)量主要貢獻(xiàn)來自于穗數(shù)，這也是其能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)水高產(chǎn)的核心和基礎(chǔ)。因此，為充分發(fā)揮雜交小麥節(jié)水抗旱的優(yōu)勢，可適當(dāng)降低播種密度[9]。

該試驗研究表明，春季限水灌溉條件下，對雜交小麥產(chǎn)量形成的貢獻(xiàn)以穗數(shù)最為突出，而穗粒數(shù)和千粒重的貢獻(xiàn)則相對較小，穗數(shù)是實現(xiàn)雜交小麥穩(wěn)產(chǎn)豐產(chǎn)的主要貢獻(xiàn)因素。由于降低了播種密度，雜交小麥群體結(jié)構(gòu)趨于優(yōu)化，穗分化條件有所改善，易形成大穗大粒。基于雜交小麥高分蘗力的突出優(yōu)勢，針對改善結(jié)實、提高粒重的關(guān)鍵技術(shù)研究將有助于雜交小麥節(jié)水栽培條件下產(chǎn)量水平的進(jìn)一步提升。

參考文獻(xiàn)

[1]

李建民，周殿璽，王璞，等.冬小麥水肥高效利用栽培技術(shù)原理[M].北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2001.

[2] 王志敏，王璞，李緒厚，等.冬小麥節(jié)水省肥高產(chǎn)簡化栽培理論與技術(shù)[J].中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報，2006，8（5）：38-44.

[3] 陳素英，張喜英，胡春勝，等.河北平原高產(chǎn)糧田綜合節(jié)水模式研究[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2004，12（1）：148-151.

[4] 張勝全，方保停，張英華，等.冬小麥節(jié)水栽培三種灌溉模式的水氮利用與產(chǎn)量形成[J].作物學(xué)報，2009，35（11）：2045-2054.

[5] 李振橋，王世來.雜交小麥“試雜4號”在海興輕鹽堿地試種成功[J].河北師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），1989（3）：12-15.

[6] 李慧敏，趙明輝，張玉蘭，等.小麥雜交種衡雜102豐產(chǎn)性節(jié)水性鑒定及分析[J].種子，2012，31（12）：59-61.

[7] 張永麗，肖凱，李雁鳴.灌水次數(shù)對雜種小麥冀矮1/C6-38旗葉光合特性和產(chǎn)量的影響[J].作物學(xué)報，2006，32（3）：410-414.

[8] 張艷敏，李晉生，黃瑞恒，等.雜種小麥分蘗發(fā)生、成穗及農(nóng)藝因子效應(yīng)[J].華北農(nóng)學(xué)報，1998，13（1）：30-35.

[9] 張艷敏，李晉生，黃瑞恒，等.雜種小麥的生長優(yōu)勢與超高產(chǎn)栽培研究[J].河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，1994（3）：5-6，19.