典型高溫年分期播種冬小麥生育及產(chǎn)量性狀差異性分析

信志紅，郭建平，譚凱炎

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典型高溫年分期播種冬小麥生育及產(chǎn)量性狀差異性分析

信志紅1,2，郭建平2,3**，譚凱炎2

（1. 山東省東營市氣象局，東營 257091；2. 中國氣象科學(xué)研究院，北京 100081；3. 南京信息工程大學(xué)氣象災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)與評估協(xié)同創(chuàng)新中心，南京 210044）

在2016/2017年度自然高溫年景下進(jìn)行冬小麥分期播種實(shí)驗(yàn)，以適期晚播以來冬小麥多年平均播期（10月10日）為對照，設(shè)早播10d（E10）、遲播10d（L10）、遲播20d（L20）處理。通過方差分析、卡方檢驗(yàn)、最小顯著性差異和Logistic方程模擬等方法，對分期播種冬小麥發(fā)育期、生長量及產(chǎn)量因素等進(jìn)行差異性分析，探究冬小麥在全球氣候變暖背景下的適播期及其生長發(fā)育和產(chǎn)量性狀變化規(guī)律。結(jié)果表明：不同播期處理的冬小麥冬前各發(fā)育期差異較大，越冬后隨著氣溫升高，各播期冬小麥發(fā)育進(jìn)程趨于一致；隨著播期推遲，冬前積溫遞減趨勢明顯，冬小麥株高、綠葉面積和植株密度等生長要素均呈明顯降低或減小趨勢，冬小麥結(jié)實(shí)小穗數(shù)和不孕小穗數(shù)亦呈極顯著減少趨勢，各播期穗粒數(shù)則差異不顯著；不同播期冬小麥千粒重差異極顯著，其中早播10d處理極顯著低于對照，遲播冬小麥處理與對照差異不顯著；對照處理冬小麥產(chǎn)量最高；不同播期處理冬小麥灌漿過程均符合Logistic生長規(guī)律，對照籽粒漸增期持續(xù)時(shí)間長于其它處理，利于冬小麥增加籽?！皫烊荨保蚜？煸銎诠酀{速率快，利于提高粒重；隨著播期的推遲，灌漿速率和持續(xù)時(shí)間的變化無明顯規(guī)律，對照處理冬小麥灌漿過程相對穩(wěn)定。

高溫；冬小麥；灌漿過程；Logistic曲線；不同播期；產(chǎn)量差異

在氣候變暖特別是暖冬年份增多的氣候背景下[1-4]，科學(xué)選擇冬小麥適宜播期，對形成小麥冬前壯苗、促進(jìn)翌年籽粒形成和提高夏糧產(chǎn)量有著十分重要的作用[5]。近年來，關(guān)于氣候條件對冬小麥影響的分析[6-9]和建議冬小麥適期晚播的研究[10-12]較多，李彤宵等[3,7]研究了氣候變化對河南省冬小麥越冬期的影響，李德等[10]研究了氣候變暖背景下宿州冬小麥適宜播期的確定，李巧云等[11]研究認(rèn)為冬小麥發(fā)育進(jìn)程隨冬前積溫的變化而不同，楊洪賓等[12]研究揭示秋冬積溫變遷引起冬小麥冬前旺長年份增加等，上述研究多基于氣候資料，從理論上推斷氣候條件對冬小麥發(fā)育及適宜播期的影響，但存在無實(shí)驗(yàn)資料佐證的不足。分期播種可以通過改變作物不同生育期內(nèi)的氣象條件[13]，實(shí)現(xiàn)年內(nèi)同一品種作物不同生長條件下的對比，是縮短研究周期，充分利用自然資源，降低環(huán)境影響的有效方法[14]。關(guān)于播期方面的研究[15-19]，前人則主要側(cè)重不同播期條件對冬小麥生長積溫或灌漿特性的影響，但針對分期播種冬小麥發(fā)育狀況及產(chǎn)量性狀的差異性分析及其對播期的響應(yīng)研究涉及較少。受適期晚播理論影響，目前冬小麥種植理念正逐漸由“早播保苗”、“白露早，寒露遲，秋分種麥正當(dāng)時(shí)”等傳統(tǒng)觀念向“適當(dāng)晚播”、“秋分早，霜降遲，寒露種麥正當(dāng)時(shí)”轉(zhuǎn)變，但針對高溫年景下適期晚播冬小麥生育狀況及其生物量等要素的實(shí)驗(yàn)研究尚未系統(tǒng)展開。本研究擬從2016/2017年度自然高溫條件下分期播種冬小麥各發(fā)育階段的農(nóng)業(yè)實(shí)驗(yàn)觀測數(shù)據(jù)入手，對不同播期條件下冬小麥發(fā)育期、生物量及產(chǎn)量因素的差異性進(jìn)行分析，探索驗(yàn)證“適期晚播”的優(yōu)勢，以期為進(jìn)一步合理確定研究區(qū)域冬小麥適宜播期提供更翔實(shí)的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)地概況

研究區(qū)域位于華北平原東北部的河北省定興縣，年平均氣溫12.2℃，年降水量528.0mm，年日照時(shí)數(shù)2264.0h，屬溫帶季風(fēng)氣候區(qū)。該區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)屬于華北地區(qū)典型的冬小麥?夏玉米一年兩熟制種植模式，冬小麥?zhǔn)钱?dāng)?shù)刂饕蕉魑?。近年來受氣候變化影響，該區(qū)冬小麥生長季增溫趨勢明顯，2016/2017年度冬小麥全生育期內(nèi)平均氣溫達(dá)到歷史紀(jì)錄最高值，為7.3℃，較多年同期偏高1.2℃（圖1）。

圖1 2008?2017年歷年平均氣溫和冬小麥全生育期平均氣溫變化過程

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 材料

選用研究區(qū)域主栽冬小麥品種郯麥98。

1.2.2 時(shí)間及地點(diǎn)

2016年10月?2017年6月，在定興縣固城生態(tài)與農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站（115ο40＇E、39ο08＇N，海拔高度15.2m），進(jìn)行冬小麥分期播種。試驗(yàn)地平整，土壤質(zhì)地、耕作方式及土壤肥力等與當(dāng)?shù)剞r(nóng)田一致，田間管理措施與當(dāng)?shù)卮筇镆恢?，如選擇播種期、拔節(jié)?孕穗期和乳熟期分別定量灌水，每小區(qū)（20m2）施孕穗肥1200g，開花前定量噴灑農(nóng)藥防治蚜蟲等，生長季內(nèi)未受到氣象災(zāi)害以及病蟲害的影響。

1.2.3 觀測項(xiàng)目

定義研究區(qū)傳統(tǒng)播期即10月1日播種為早播10d（用E10表示），選擇適期晚播以來冬小麥多年平均播期即10月10日播種為對照播期（用CK表示），10月20日播種為遲播10d（用L10表示），10月30日播種為遲播20d（用L20表示）；各播期設(shè)4次重復(fù)，其中1個(gè)重復(fù)僅用作產(chǎn)量要素測定，不進(jìn)行其它觀測活動；小區(qū)排列采用4×4標(biāo)準(zhǔn)拉丁方設(shè)計(jì)，各小區(qū)面積20m2，小區(qū)間留0.5m保護(hù)；播種方式為條播、南北行向，行距20cm；每小區(qū)播種量450g，與當(dāng)?shù)剞r(nóng)田保持一致；按照《農(nóng)業(yè)氣象觀測規(guī)范》[20]相關(guān)規(guī)定開展發(fā)育期、生長量、產(chǎn)量因素的測定和考種工作，依照《地面氣象觀測規(guī)范》[21]相關(guān)規(guī)定開展發(fā)育期內(nèi)氣溫要素的觀測。

生長指標(biāo)測定：觀測冬小麥播種到成熟各發(fā)育期的普遍期，同時(shí)進(jìn)行株高、綠葉面積、密度等生長量的測定。當(dāng)觀測植株上或莖上出現(xiàn)某一發(fā)育期特征時(shí)，即為進(jìn)入某一發(fā)育期，當(dāng)進(jìn)入發(fā)育期的株（莖）數(shù)第一次大于或等于觀測總株（莖)數(shù)的50%或以上時(shí)為發(fā)育普遍期；從土壤表面量至所測植株葉片伸直后的最高葉尖，每小區(qū)順序測定10株（莖）分別記錄株高（cm）并計(jì)算平均值；每小區(qū)順序選取10株（莖）樣本葉片，量取葉片長寬，計(jì)算葉面積[cm2·株（莖）?1]，并求平均值；在小區(qū)中部相鄰兩行錯(cuò)開位置各取0.5m行長，統(tǒng)計(jì)其中的株（莖）數(shù)，換算成單位面積上植株數(shù)量，記錄植株密度[株（莖）數(shù)·m?2]。

產(chǎn)量因素測定：在冬小麥成熟期進(jìn)行小穗數(shù)、不孕小穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重的測定。每小區(qū)連續(xù)取20穗，逐穗數(shù)出樣本小穗總數(shù)（個(gè)）和不孕小穗數(shù)（個(gè)），求取平均值；將樣本脫粒，統(tǒng)計(jì)總粒數(shù)，計(jì)算平均穗粒數(shù)（粒）；樣本籽粒晾曬風(fēng)干后稱取千粒重（g）。

灌漿質(zhì)量測定：在冬小麥開花始期選定同日開花且大小一致的200個(gè)穗，掛牌并注明日期，于開花后第10天開始每5d取樣一次（每次20穗）直至成熟，取下籽粒統(tǒng)計(jì)總粒數(shù)，烘干后稱重，進(jìn)行灌漿質(zhì)量測定（g×1000粒?1）。

氣溫觀測：在百葉箱內(nèi)安置鉑電阻溫度傳感器（距地1.5m）測定逐時(shí)氣溫，在冬小麥生長季內(nèi)進(jìn)行正點(diǎn)數(shù)據(jù)自動采樣收集，計(jì)算日平均氣溫（℃）。

1.3 資料處理

1.3.1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

籽粒重用感量為0.01g的天平稱量。

穗粒數(shù)=樣本穗粒數(shù)之和/樣本穗數(shù) （3）

式中，Aa為積溫（℃·d），n為日數(shù)（d），ti為日平均氣溫（℃）。

1.3.2 統(tǒng)計(jì)分析方法

采用相關(guān)統(tǒng)計(jì)方法求算相關(guān)系數(shù)，用于比較不同雙變數(shù)資料的相關(guān)程度；對不同播期處理的冬小麥生長量要素進(jìn)行單因素方差分析，并在方差分析前進(jìn)行方差齊次性檢驗(yàn)，對F測驗(yàn)顯著因子采用最小顯著差異法（LSD法）進(jìn)行多重比較，以確定不同處理與對照的差異；采用c2檢驗(yàn)對結(jié)實(shí)和不孕小穗數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立性測驗(yàn)，利用變異系數(shù)（CV）比較樣本資料變異程度的大小；選用Logistic模型對小麥籽粒灌漿過程進(jìn)行擬合[22-24]，并對其求一階導(dǎo)數(shù)得到籽粒灌漿速率方程，求算籽粒平均灌漿速率`V和活躍灌漿期T，因該方程是一連續(xù)變化的單峰曲線，曲線峰值即為籽粒灌漿速率的最大值Vmax；對灌漿速率方程求導(dǎo)即對Logistic方程求二階導(dǎo)數(shù)并令其等于零，則可求出最大灌漿速率出現(xiàn)的時(shí)間Tmax；對Logistic方程求三階導(dǎo)數(shù)并令其等于零，得到灌漿速率曲線上的兩個(gè)拐點(diǎn)，即灌漿三階段的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)x1和x2，[0，x1]區(qū)間為籽粒漸增期，[x1，x2]區(qū)間為籽粒快增期，[x2，T]區(qū)間為籽粒緩增期，進(jìn)而求算不同階段的灌漿速率，各階段的持續(xù)天數(shù)和灌漿速率分別用T1、T2、T3和V1、V2、V3表示。

式中，O為實(shí)際觀測次數(shù)，E為理論次數(shù)。

式中，s為樣本標(biāo)準(zhǔn)差，`x為樣本平均數(shù)。

Y=k/（1+ae?bx） （8）

Y＇=V（x）=dy/dx=kabe?bx/（1+ae?bx）2（9）

T=k/`V （10）

Tmax=lna/b （11）

Vmax=kb/4 （12）

式（8）?式（14）中，Y為灌漿質(zhì)量（g），x為開花后天數(shù)（d），k為最大灌漿質(zhì)量（g），a、b為待定系數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同播期冬小麥發(fā)育進(jìn)程差異分析

對分期播種冬小麥各發(fā)育普遍期出現(xiàn)時(shí)間進(jìn)行分析，結(jié)果見圖2。由圖可見，在“寒露”期播種（CK）的處理中，冬小麥越冬前各生育期正常，出苗期為10月17日、三葉期為10月31日、分蘗期為11月14日，至12月23日進(jìn)入越冬期。遲播10d（L10）、20d（L20）兩個(gè)處理，冬小麥在越冬前各發(fā)育普遍期生長均表現(xiàn)為出苗期明顯偏遲，且播種越晚出苗時(shí)間推遲越多，L10、L20分別較CK出苗晚18d、35d；且兩個(gè)遲播處理冬小麥均未出現(xiàn)三葉期、分蘗期而直接進(jìn)入越冬期。不同播期冬小麥進(jìn)入越冬期的時(shí)間一致（均為12月23日），表明隨著日平均氣溫下降至冬小麥生長下限溫度以下時(shí)，麥苗均停止生長進(jìn)入休眠狀態(tài)[25]；越冬后，不同播期冬小麥各發(fā)育普遍期基本趨于一致，最大差異期僅3d（起身、拔節(jié)、抽穗期），部分發(fā)育普遍期出現(xiàn)在同一日，收獲期完全相同。可見，在當(dāng)年氣象條件下，在“寒露”期播種冬小麥能夠完成完整的生育進(jìn)程，而推遲10d、20d播種會影響冬小麥冬前生育進(jìn)程，但對冬后生育進(jìn)程則無影響。

圖2 各播期冬小麥發(fā)育普遍期（2016年10月1日?2017年7月7日）

注：CK表示適期晚播以來冬小麥多年平均播期（10月10日播），L10表示遲播10d（10月20日播），L20表示遲播20d（10月30日播）。下同。

Note: CK is the multi-year average sowing date of winter wheat since suitable postponement of sowing（sowing on October 10), L10 is delayed sowing 10d(sowing on October 20), L20 is delayed sowing 20d(sowing on October 20).The same as below.

2.2 不同播期冬小麥冬前積溫及生長量差異分析

對分期播種冬小麥冬前（播種?12月22日）正積溫（Aa0冬前）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析（圖3）。由圖3可見，隨著播期推遲，各處理Aa0冬前（>0℃積溫)遞減趨勢明顯，E10和CK處理其Aa0冬前分別為529.5℃×d和383.4℃×d，而L10、L20兩個(gè)遲播處理的Aa0冬前均不足250℃×d?？梢?，在當(dāng)年氣象條件下，按北方麥區(qū)形成冬前壯苗需要500～600℃×d積溫的標(biāo)準(zhǔn)[24]，僅E10處理能夠達(dá)到壯苗標(biāo)準(zhǔn)，在“寒露”期播種的冬小麥冬前積溫略顯不足，而推遲10d、20d播種的冬小麥其冬前積溫與壯苗所需積溫相差較大，不利于形成冬前壯苗。

圖3 各處理冬小麥冬前正積溫分布

注：E10表示傳統(tǒng)播期即早播10d（10月1日播）。下同。

Note: E10 is a tradition that is sown early sowing 10d(sowing on October 1).The same as below.

將分期播種冬小麥越冬始期（12月23日）株高樣本進(jìn)行分組并統(tǒng)計(jì)其頻次，結(jié)果見圖4。由圖可見，在“寒露”期播種（CK）的處理株高一般在17～20cm，遲播10d（L10）、20d（L20）的兩個(gè)處理株高分別在7～9cm、4～5cm；從頻次分布來看，CK處理出現(xiàn)最多的株高范圍為18.5～19.1cm，而L10、L20處理出現(xiàn)頻次最多的株高范圍分別為8.0～8.3cm、3.9～4.1cm，較CK分別偏低10.5～10.8cm、14.6～15.0cm?？梢姡诋?dāng)年氣象條件下，在“寒露”期播種冬小麥冬前株高生長量充足，更利于分蘗，而推遲10d、20d播種易造成株高生長緩慢導(dǎo)致生長量不足，不利于分蘗和形成壯苗。

圖4 各處理冬小麥越冬始期株高的頻次分布

對分期播種冬小麥越冬始期綠葉面積、密度等生長量指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見表1。由表1可見，各播期綠葉面積和密度均相差較大，在“寒露”期播種（CK）的處理其綠葉面積平均值為遲播10d（L10）、20d（L20）處理的4.2倍、29.1倍，株莖密度平均值為L10、L20處理的2.5倍、3.3倍；另由株（莖）樣本觀測數(shù)據(jù)（圖略）顯示，CK 處理冬前平均分蘗數(shù)為3個(gè)，而L10、L20處理冬前平均分蘗數(shù)均為0，其中L10處理有少量分蘗，L20處理僅有1片葉且無分蘗，根據(jù)冬前生長6～7片葉和3～5個(gè)壯蘗為形成冬前壯苗標(biāo)準(zhǔn)[26]，“寒露”期播種更易于形成冬前壯苗，而推遲10d、20d播種則不能形成冬前壯苗。

對越冬始期株高、綠葉面積、株莖密度進(jìn)行單因素方差分析，并分別與冬前積溫進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果表明，各生長量隨播期推遲其下降趨勢極顯著（P＜0.01），與冬前積溫的相關(guān)系數(shù)依次為0.9907、0.9822、0.9500，且相關(guān)極顯著（P＜0.01），表明隨著播期推遲，受冬前積溫遞減影響，株高、綠葉面積和植株密度等生長量要素均呈極顯著降低或減小趨勢。

2.3 不同播期冬小麥產(chǎn)量因素差異分析

2.3.1 小穗數(shù)及穗粒數(shù)差異

對分期播種冬小麥小穗數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并計(jì)算不孕小穗率（圖5）。由圖5可以看出，傳統(tǒng)播期（E10）處理和“寒露”期播種（CK）處理的小穗總數(shù)分別為1081個(gè)和1007個(gè)，而遲播10d（L10）、20d（L20）兩個(gè)處理的小穗數(shù)均不足1000個(gè)，減少明顯；從小穗數(shù)、不孕小穗數(shù)及不孕小穗率的分布來看，總結(jié)實(shí)隨著播期推遲，結(jié)實(shí)小穗數(shù)、不孕小穗數(shù)和不孕小穗率均呈不同程度的減少趨勢，但較小穗總數(shù)的減少幅度趨緩，說明在小穗總數(shù)較多的條件下，“寒露”期播種（CK）處理結(jié)實(shí)小穗占比更高，而遲播10d（L10）、20d（L20）兩處理雖不孕小穗率較低，但因小穗總數(shù)基數(shù)亦低，因此有效結(jié)實(shí)小穗數(shù)均不及E10和CK處理。

利用c2檢驗(yàn)對不同播期條件下結(jié)實(shí)小穗數(shù)和不孕小穗數(shù)進(jìn)行分析，得到c2=70.335，P=0.000，通過P＜0.01水平極顯著性檢驗(yàn)，表明冬小麥結(jié)實(shí)小穗和不孕小穗均隨播期推遲呈極顯著減少趨勢。方差分析表明，各播期穗粒數(shù)差異不顯著；相關(guān)分析表明，結(jié)實(shí)小穗數(shù)對小麥穗粒數(shù)和千粒重的形成有影響，其中E10處理結(jié)實(shí)小穗數(shù)與穗粒數(shù)呈顯著正相關(guān)，L10處理穗粒數(shù)與千粒重呈顯著正相關(guān)，其它處理相關(guān)不顯著。

表1 分期播種冬小麥越冬始期綠葉面積和株莖密度統(tǒng)計(jì)

注：I、Ⅱ、Ⅲ代表重復(fù)小區(qū)。

Note: I, II, III is replicated plot.

圖5 分期播種冬小麥小穗數(shù)和不孕小穗率統(tǒng)計(jì)情況

2.3.2 千粒重及產(chǎn)量差異

不同播期處理冬小麥千粒重的方差分析和LSD多重比較（表2）表明，各處理間千粒重差異極顯著（F=18.762，P<0.001），其中傳統(tǒng)播期（E10）處理千粒重極顯著低于“寒露”期播種（CK）處理水平，遲播10d（L10）、20d（L20）處理千粒重與CK處理差異不顯著；用對比法[27]對各播期處理的理論產(chǎn)量進(jìn)行排序并與CK比較（表2），理論產(chǎn)量排序自高到低依次為CK＞E10＞L10＞L20，其中“寒露”期播種（CK）處理的理論產(chǎn)量最高，傳統(tǒng)播期（E10）處理、遲播10d（L10）、20d（L20）處理理論產(chǎn)量分別較對照(CK)偏低8.16%、15.29%和17.75%。

2.3.3 Logistic曲線模擬灌漿過程差異

對各分期播種處理中冬小麥開花后天數(shù)與千粒重進(jìn)行Logistic生長曲線模擬，結(jié)果見圖6，相應(yīng)方程見表3。

由圖6可見，各分期播種處理中冬小麥開花后籽粒灌漿過程均符合Logistic曲線特點(diǎn)，方程的決定系數(shù)R2在0.996～0.999（表3），各參數(shù)估計(jì)均達(dá)到95%置信水平。對比分析各處理的差異可見，“寒露”期播種（CK）的處理中，雖灌漿前期冬小麥灌漿速率一直略低于其它兩個(gè)處理，但灌漿末期（最后10d）速率明顯加快，超過遲播20d（L20）播種處理并基本達(dá)到遲播10d（L10）播種處理的灌漿質(zhì)量水平。

利用Logistic生長曲線進(jìn)一步求導(dǎo)分析各灌漿階段的變化特點(diǎn)，結(jié)果見表4。由表可見，在籽粒漸增期，“寒露”期播種（CK）處理的灌漿速率雖較L10、L20兩個(gè)遲播處理略小，但其持續(xù)時(shí)間較其它播期延長了1～2d，這將更利于冬小麥在籽粒形成階段（漸增期）胚乳細(xì)胞分化數(shù)目增多進(jìn)而增加籽粒“庫容”[28]；進(jìn)入籽粒快增期和緩增期后，“寒露”期播種（CK）處理的灌漿速率呈快增-緩降的變化趨勢，且變化速率持續(xù)大于L10播期處理，表明“寒露”期播種的冬小麥在籽粒生長最快（快增期）階段的干物質(zhì)積累速度快、積累量大，這更利于提高粒重[29]；從變異系數(shù)的分布來看，隨著播期的推遲，灌漿速率和持續(xù)時(shí)間的變異情況并無明顯規(guī)律，“寒露”期播種（CK）處理的灌漿過程較L20處理穩(wěn)定。另外，平均灌漿速率、灌漿活躍期、最大灌漿速率及其出現(xiàn)時(shí)間的分布亦體現(xiàn)了“寒露”期播種（CK）的冬小麥灌漿過程均勻少變的特征。

表2 分期播種冬小麥千粒重（平均值±均方差）和產(chǎn)量差異分析

注：*、**分別表示P＜0.05、P＜0.01。

Note:*is P＜0.05，**is P＜0.01.

表3 分期播種冬小麥籽粒灌漿過程的Logistic擬合方程

注：Y表示灌漿質(zhì)量（g·1000?grain?1），x表示開花后天數(shù)（d）；R2表示決定系數(shù)。

Note: Y is the grain filling quality(g·1000?grain?1), x is the number of days after flowering; R2is the coefficient of determination.

圖6 分期播種冬小麥籽粒灌漿過程擬合曲線

表4 分期播種冬小麥籽粒灌漿參數(shù)

注：V1、V2、V3分別表示籽粒漸增期、快增期、緩增期灌漿速率（g×1000?grain-1×d-1）, T1、T2、T3分別表示籽粒漸增期、快增期、緩增期持續(xù)時(shí)間(d),`V表示籽粒平均灌漿速率（g×1000?grain-1×d-1），T為籽?；钴S灌漿期（d），Vmax、Tmax分別表示籽粒最大灌漿速率（g×1000-grain-1×d-1）及其出現(xiàn)時(shí)間（d），CV為變異系數(shù)。

Note: V1,V2and V3indicate grain filling rate(g×1000-grain-1×d-1) in gradually increase stage, rapidly increase stage and slowly increase stage; T1,T2and T3indicate grain filling duration(d) in gradually increase stage, rapidly increase stage and slowly increase stage;`V mean average grain filling rate(g×1000-grain-1×d-1); T is the grain active filling period(d); Vmax, Tmaxindicate the maximum grain filling rate(g×1000-grain-1×d-1) and its appearance time(d). CV is the coefficient of variation.

3 結(jié)論與討論

（1）各播期冬小麥在越冬前發(fā)育進(jìn)程差異較大，在“寒露”期播種的冬小麥發(fā)育進(jìn)程完整，遲播10d、20d的冬小麥均未進(jìn)入三葉期、分蘗期而直接進(jìn)入越冬期，不同播期冬小麥出苗時(shí)間差異大，遲播10d、20d的冬小麥出苗時(shí)間分別偏晚18d、35d；冬后隨著氣溫升高，各播期冬小麥發(fā)育進(jìn)程趨于一致，發(fā)育普遍期出現(xiàn)時(shí)間最大差異僅3d，收獲日期相同。

（2）隨著播期推遲，冬小麥冬前積溫遞減趨勢明顯，株高、綠葉面積、植株密度、小穗數(shù)等生長量要素亦呈極顯著降低或減少趨勢；“寒露”期播種的冬小麥冬前積溫和生長量相對充足更易于分蘗和形成壯苗，而遲播10d、20d的冬小麥因冬前積溫和生長量缺欠，不利于冬前分蘗和壯苗形成。

（3）各播期冬小麥千粒重差異極顯著，傳統(tǒng)播期即早播10d冬小麥千粒重極顯著低于“寒露”期播種處理水平，遲播冬小麥千粒重與對照差異不顯著；對照處理的冬小麥理論產(chǎn)量最高，表明“寒露”期播種的冬小麥產(chǎn)量要素水平總體優(yōu)于其它播期。

（4）各播期冬小麥灌漿過程均符合Logistic生長規(guī)律，“寒露”期播種的冬小麥灌漿速率提升潛力大，其籽粒漸增期較長的持續(xù)時(shí)間將更利于冬小麥胚乳細(xì)胞分化數(shù)目增多進(jìn)而增加籽?！皫烊荨?，籽?？煸銎谔嵘^大的灌漿速率利于干物質(zhì)積累和提高粒重。

冬小麥生育期需經(jīng)歷4個(gè)季節(jié)，包括秋季播種?分蘗、冬季越冬休眠、春季返青?抽穗開花、夏季灌漿?成熟等，各發(fā)育階段均有不同的氣象指標(biāo)相對應(yīng)。在當(dāng)前氣候變暖背景下，冬小麥生長季內(nèi)不同時(shí)段的高溫會對其正常生長造成影響，如暖冬容易造成冬小麥蘗多、葉多、群體偏大，導(dǎo)致冬前旺長，高溫環(huán)境可使冬小麥生育期提前、灌漿時(shí)間縮短等，因此，選擇并確定適當(dāng)播期對培育冬前壯苗、促進(jìn)小麥正常發(fā)育十分重要。本研究利用2016/2017年自然高溫年景下冬小麥分期播種實(shí)驗(yàn)資料，采用統(tǒng)計(jì)分析方法對不同播期條件下冬小麥生長發(fā)育和產(chǎn)量性狀等要素的差異性進(jìn)行了分析。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，在傳統(tǒng)播期后推10d的“寒露”期播種，冬小麥冬前生育期完整，冬前生長量等因素利于壯苗形成，產(chǎn)量要素表現(xiàn)優(yōu)異，而再往后推遲10d、20d播種的冬小麥則不能完成冬前各生育期進(jìn)程，生長量和產(chǎn)量等要素表現(xiàn)均不及“寒露”期播種的冬小麥。由實(shí)驗(yàn)分析可知，當(dāng)冬前氣溫穩(wěn)定下降至0℃時(shí)，分期播種冬小麥將一并進(jìn)入休眠狀態(tài)，因此，導(dǎo)致過遲播種冬小麥不能正常進(jìn)入分蘗期而直接進(jìn)入越冬期，影響小麥生長而難以形成冬前壯苗；從灌漿過程和產(chǎn)量形成來看，“寒露”期播種的冬小麥籽粒漸增期持續(xù)時(shí)間長，利于胚乳細(xì)胞分化和增加籽粒“庫容”，籽?？煸銎诠酀{速率增大利于干物質(zhì)積累和提高粒重，小穗總數(shù)較多且結(jié)實(shí)小穗比重大，產(chǎn)量最高，而過遲播種冬小麥灌漿速率總體呈“前快后慢”態(tài)勢，小穗總數(shù)隨播期推遲下降趨勢明顯，產(chǎn)量偏低。另就氣候條件而言，年度內(nèi)冬小麥越冬期氣溫變化平穩(wěn)，返青?拔節(jié)期未出現(xiàn)“倒春寒”天氣，灌漿?成熟期光溫條件充足、干熱風(fēng)天氣少等也是千粒重和產(chǎn)量要素穩(wěn)定的因素之一。綜合上述，從當(dāng)年冬小麥發(fā)育和產(chǎn)量要素的實(shí)驗(yàn)分析來看，“寒露”期播種更適宜當(dāng)前高溫年景下的冬小麥播期選擇，但冬小麥生長受品種性狀、地域類型、氣象因素等影響較大，引起其差異性的原因也較復(fù)雜。本研究存在實(shí)驗(yàn)品種單一、實(shí)驗(yàn)時(shí)間短、實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)少等不足之處，尚不能代表普遍結(jié)論，今后需擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)范圍，加強(qiáng)對冬小麥生長差異影響原因的分析，以進(jìn)一步提升對冬小麥性狀、結(jié)構(gòu)和產(chǎn)量的分析驗(yàn)證。

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Differences in Growth and Yield Traits for Winter Wheat under Different Sowing Dates in Typical High Temperature Year

XIN Zhi-hong1,2，GUO Jian-ping2,3，TAN Kai-yan2

(1. Dongying Meteorological Bureau of Shandong Province，Dongying 257091, China；2. Chinese Academy of Meteorological Sciences，Beijing 100081；3. Collaborative Innovation Center on Forecast and Evaluation of Meteorological Disasters, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 210044)

The experimental data of winter wheat stage sowing under natural high?temperature conditions in 2016?2017 was used to analyze the differences in stages of sowing, growth and yield factors by variance analysis, chi?square test, least significant difference, and Logistic equation simulation. The results showed that the winter wheat in different sowing dates had large differences in development stages before winter. After wintering, with the increase of temperature, the development of winter wheat in each sowing date tended to be consistent. With the delay of sowing date, the accumulated temperature decrease trend was obvious before winter, the growth factors such as plant height, green leaf area and plant density showed a significant decrease tendency. The fertile spikelets and infertile spikelets of winter wheat showed a significantly decreasing trend, and the number of grains per panicle had no significant difference. The 1000?grain weight of winter wheat was extremely significant difference in different sowing dates. Among them, 1000?grain weight of in advance 10 days sowing was significantly lower than that of the control treatment, and postponed sowing was not significantly different from the control treatment. The yield of control treatment was the highest. The grain filling process of winter wheat was consistent with Logistic growth law in different sowing dates. For control treatment, the grain increasing period was longer than that of other sowing dates, which will help increase the grain “storage capacity” of winter wheat, and the grain filling rate was fast in the fast growing period, which helps to increase the grain weight. With the delay of the sowing date, there was no obvious regularity in the variation of the filling rate and duration, and the filling process of the control treatment was relatively stable.

High temperature；Winter wheat；Grain filling process；Logistic curve；Different sowing dates; Yield difference

10.3969/j.issn.1000-6362.2018.09.006

2018?03?05

。E-mail：gjp@cma.gov.cn

公益性行業(yè)（氣象）科研專項(xiàng)（重大專項(xiàng)）（GYHY201506001?2；GYHY201506001?3）；中國氣象局“國內(nèi)外作物產(chǎn)量氣象預(yù)報(bào)專項(xiàng)”

信志紅（1973?），副研級高工，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)氣象、應(yīng)用氣候。E-mail：sddyxin@126.com

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