播量對(duì)冬小麥干物質(zhì)積累、小穗結(jié)實(shí)性和產(chǎn)量的影響

董秀春 韓偉 楊洪賓

摘要：為明確濟(jì)麥22大面積高產(chǎn)的適宜播量，采用大區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，研究不同播量對(duì)該品種干物質(zhì)積累與分配、小穗結(jié)實(shí)性和產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，隨播量增加，出苗至拔節(jié)期的干物質(zhì)積累量呈遞增趨勢(shì)，開花期和成熟期表現(xiàn)為先增后減；單位面積穗數(shù)和產(chǎn)量也呈先增后減趨勢(shì)；小播量明顯促進(jìn)成熟期單莖干物質(zhì)在各器官的分配量，提高花后干物質(zhì)積累量及其對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率，獲得較多的結(jié)實(shí)粒數(shù)和千粒重。本試驗(yàn)條件下，濟(jì)麥22在魯西南地區(qū)的適宜播量是150～225 kg/hm2，最佳播量為150 kg/hm2。

關(guān)鍵詞：冬小麥；播量；干物質(zhì)積累；產(chǎn)量

中圖分類號(hào)：S512.1+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A 文章編號(hào)：1001-4942（2018）09-0031-05

Abstract In order to determine the suitable sowing amount of wheat variety Jimai 22 for high yield in large area， the effects of different sowing amounts on dry matter accumulation and distribution， seed-setting traits of spike and yield were investigated by means of large-area experiment design. The results showed that with the increase of sowing amount， the amount of dry matter accumulation increased from emergency to jointing stage， but increased firstly and then decreased in anthesis and maturity. The panicle number per unit area and yield were also increased firstly and then decreased. The small sowing amount treatment could dramatically promote the accumulation of dry matter per stem in different organs at maturity， and increase the dry matter accumulation after flowering and contributions to grains，so more seed number and thousand-kernel weight could be obtained. The suitable sowing amount of Jimai 22 in southwest Shandong was 150～225 kg/hm2， and the optimum sowing amount was 150 kg/hm2.

Keywords Winter wheat； Sowing amount； Dry matter accumulation； Yield

干物質(zhì)是小麥光合產(chǎn)物的最終形態(tài)，其積累、分配及轉(zhuǎn)運(yùn)與籽粒產(chǎn)量的形成密切相關(guān)[1]，種植密度、播期和氮肥等栽培措施均影響干物質(zhì)的積累與轉(zhuǎn)運(yùn)[2-4]。適宜播量通過構(gòu)建合理的群體結(jié)構(gòu)，緩解群體和個(gè)體的矛盾，促進(jìn)產(chǎn)量三因素的協(xié)調(diào)發(fā)展[5]。研究表明，有效穗數(shù)是決定產(chǎn)量的關(guān)鍵因素[6]，群體不足導(dǎo)致花前干物質(zhì)積累量不足，影響花后干物質(zhì)積累而導(dǎo)致減產(chǎn)[2]；穗部結(jié)實(shí)特性和粒重隨播種密度的下降而呈優(yōu)化趨勢(shì)[7]。張明明等[8]認(rèn)為同一播期下，增加播量能提高干物質(zhì)量、單位面積穗數(shù)和產(chǎn)量，但減少穗粒數(shù)和千粒重。先前，關(guān)于播量對(duì)干物質(zhì)積累、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的研究較多，但一般設(shè)3～4個(gè)水平，幅度變化小，不同品種和栽培環(huán)境間差異大，且對(duì)小穗結(jié)實(shí)性的研究較少。鑒于此，筆者于魯西南地區(qū)選擇多穗型主推品種濟(jì)麥22為材料，設(shè)6個(gè)播量水平，從干物質(zhì)積累、分配、轉(zhuǎn)運(yùn)和小穗結(jié)實(shí)性方面探討對(duì)產(chǎn)量的影響，明確適宜播量，為當(dāng)?shù)匦←溕a(chǎn)提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2015—2016年度在濟(jì)寧市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行。試驗(yàn)地塊為壤土，肥力中上，0～20 cm土層土壤含有機(jī)質(zhì)1.4%、堿解氮94.5 mg/kg、速效磷34.7 mg/kg和速效鉀117.2 mg/kg。前茬作物為玉米。秋種時(shí)玉米秸稈機(jī)械粉碎后全部還田，深耕前撒施尿素225.0 kg/hm2、磷酸二銨375.0 kg/hm2和硫酸鉀150.0 kg/hm2。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

冬小麥供試品種為濟(jì)麥22。

試驗(yàn)采用大區(qū)設(shè)計(jì)，設(shè)6個(gè)播量處理，即75、150、225、300、375、450 kg/hm2，分別標(biāo)記為M1、M2、M3、M4、M5和M6。隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。每個(gè)大區(qū)長80 m，寬3 m，面積240 m2，共18個(gè)區(qū)。于2015年10月13日采用小麥寬幅精量播種機(jī)（2BJK-12型：山東鄆城工力機(jī)械有限公司產(chǎn)品）播種，畦寬3 m，播種12行，行距25 cm。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 干物質(zhì)測(cè)定 于冬前、返青期、拔節(jié)期、開花期和成熟期取50 cm雙行樣品的地上部分，開花期植株樣品分為莖稈+葉鞘+葉片、穗兩部分，成熟期植株樣品分為籽粒、莖稈+葉鞘+葉片、穗軸+穎殼3部分。樣品取回后，105℃殺青30 min，80℃烘至恒重，測(cè)定干物質(zhì)。干物質(zhì)分配計(jì)算公式[9]如下：

營養(yǎng)器官開花前貯藏干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量=開花期干重-成熟期營養(yǎng)器官干重；

營養(yǎng)器官開花前貯藏干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率（%）=（開花前干重-成熟期營養(yǎng)器官干重）/開花期干重×100；

開花后干物質(zhì)輸入籽粒量=成熟期籽粒干重-營養(yǎng)器官開花前貯藏干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量；

對(duì)籽粒產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率（%）=開花前營養(yǎng)器官貯藏干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量/成熟期籽粒干重×100；

經(jīng)濟(jì)系數(shù)=成熟期籽粒產(chǎn)量/植株總干物質(zhì)量（地上部）。

1.3.2 小穗結(jié)實(shí)性和產(chǎn)量測(cè)定 成熟期每個(gè)大區(qū)選取1 m雙行植株調(diào)查穗數(shù)；取樣品50穗測(cè)量穗長，測(cè)定小穗的結(jié)實(shí)性，即每穗的小穗數(shù)、不孕小穗數(shù)（基部和頂部的不孕小穗數(shù)）和結(jié)實(shí)粒數(shù)。各處理全區(qū)實(shí)打計(jì)產(chǎn)并取樣測(cè)定千粒重。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel 2003軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和做圖，PASW Statistics 18軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同播量處理小麥5個(gè)生育期的干物質(zhì)積累量分析

由圖1可知，各處理冬小麥干物質(zhì)積累量隨生育進(jìn)程的推進(jìn)逐漸增加。冬前、返青期和拔節(jié)期的干物質(zhì)積累量都隨播量的增加而增多，即M6處理最高；開花期為M4﹥M3、M5、M2、M1﹥M6，成熟期為M4﹥M3、M2、M1﹥M5﹥M6，而且M1、M2和M3處理在開花期和成熟期均無顯著差異，說明花后干物質(zhì)積累量在播量增加到一定程度（M4）后繼續(xù)加大播量，反而呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，尤其是M6處理。

2.2 不同播量處理小麥成熟期干物質(zhì)在不同器官中的分配分析

由表1可知，成熟期干物質(zhì)在不同器官中的分配比例為莖稈+葉鞘+葉片﹥籽粒﹥穗軸+穎殼（M1除外）。隨著播量增加，各器官的干物質(zhì)分配量基本呈遞減趨勢(shì)，但不同處理間的顯著性差異不同，如籽粒分配量在M2、M3、M4處理間以及M5與M6處理間均無顯著差異，M1的穗軸+穎殼分配量與其它5個(gè)處理差異顯著。從分配比例看，籽粒逐漸降低，莖稈+葉鞘+葉片先增后減，穗軸+穎殼則是M6﹥M5、M1﹥M3、M4、M2，且各處理間差異較小。說明小播量（M1、M2、M3）促進(jìn)了成熟期單莖干物質(zhì)的積累，并利于干物質(zhì)向籽粒的分配；較大播量使干物質(zhì)更多地分配到營養(yǎng)器官中。

2.3 不同播量處理小麥花后營養(yǎng)器官干物質(zhì)再分配及其對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率

由表2可知，營養(yǎng)器官花前貯藏干物質(zhì)向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)量為M4、M3﹥M5、M6﹥M2﹥M1，M4與M3、M5與M6間無顯著差異；轉(zhuǎn)運(yùn)率為M6﹥M3、M4、M5﹥M2﹥M1，M3、M4和M5間無顯著差異；花前貯藏干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率隨播量增加而升高，但M5和M6間的差異不顯著。開花后干物質(zhì)的積累量及其對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率，隨播量增加都呈降低趨勢(shì)，顯著性差異表現(xiàn)略不同；經(jīng)濟(jì)系數(shù)表現(xiàn)為M2、M3﹥M1、M4﹥M6、M5。說明，提高營養(yǎng)器官花前貯藏干物質(zhì)向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)率和對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率是大播量（M4、M5與M6）獲得高產(chǎn)的生理基礎(chǔ)；相反，提高開花后干物質(zhì)的積累量和對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率是小播量（M1、M2與M3）獲得高產(chǎn)的生理基礎(chǔ)。

2.4 不同播量對(duì)小麥小穗結(jié)實(shí)性和產(chǎn)量的影響

表3結(jié)果顯示，播量越大，穗越短、結(jié)實(shí)粒數(shù)越少，M1和M6的穗長和結(jié)實(shí)粒數(shù)差值分別達(dá)1.1 cm和5.4粒，M2—M6處理間的差異都未達(dá)顯著性水平。播量主要影響基部小穗的可孕性和小穗不孕率，對(duì)結(jié)實(shí)小穗數(shù)、頂部不孕小穗數(shù)和總不孕小穗數(shù)的影響較小，各處理間的差異都不顯著。

從產(chǎn)量及其構(gòu)成因素看，隨著播量的增加，各處理單位面積穗數(shù)表現(xiàn)先增后減趨勢(shì)，M4處理達(dá)最大值，M5次之且與M4無顯著差異，最大播量M6與小播量M2的穗數(shù)相近。千粒重與結(jié)實(shí)粒數(shù)表現(xiàn)一致，也呈遞減趨勢(shì)，最大值和最小值間相差8.6 g，M2與M3間、M5與M6間的千粒重都無明顯差異。產(chǎn)量表現(xiàn)為M2、M3﹥M1﹥M4﹥M5﹥M6，而且M2和M3處理的差異不顯著。這說明播量增加到一定程度（M5）并不能無限制地提高單位面積穗數(shù)，小播量在結(jié)實(shí)粒數(shù)和千粒重足夠多的情況下，可以彌補(bǔ)穗數(shù)減少所致?lián)p失而獲得高產(chǎn)，尤其是M2和M3處理。

3 討論與結(jié)論

提高單位面積產(chǎn)量是小麥育種工作的基本目標(biāo)，干物質(zhì)積累是小麥產(chǎn)量形成的物質(zhì)基礎(chǔ)[10]，而播量是影響小麥群體性狀、干物質(zhì)積累和產(chǎn)量的重要栽培措施之一。群體干物質(zhì)積累量隨生育進(jìn)程的推進(jìn)呈現(xiàn)遞增的規(guī)律[11]，李國強(qiáng)等[12]將其分為漸增期（出苗到拔節(jié)）、快增期（拔節(jié)到抽穗開花）和緩增期（抽穗開花到成熟）3個(gè)階段。本研究結(jié)果與之一致，但播量對(duì)不同階段干物質(zhì)積累的影響不完全相同，拔節(jié)期及之前都隨播量增加而增多，之后則是先增后降趨勢(shì)[13]，并在M4處理（300 kg/hm2）達(dá)最大量。有研究認(rèn)為花后干物質(zhì)的積累量決定了小麥的產(chǎn)量[14]，一定范圍內(nèi)總干物質(zhì)積累量和經(jīng)濟(jì)系數(shù)都與產(chǎn)量呈正相關(guān)[15]，由此推斷，播量超過300 kg/hm2不宜獲得較高的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)系數(shù)。

小麥植株干物質(zhì)的積累及向籽粒分配多少是決定粒重的主要因素。本研究表明，濟(jì)麥22成熟期不同器官的干物質(zhì)分配量都是莖稈+葉鞘+葉片最高，籽粒次之，穗軸+穎殼最低，這與其它的栽培措施調(diào)控結(jié)果不同[11]。而且，播量越大，單莖各器官的干物質(zhì)分配量和籽粒的分配比例越小，播種225 kg/hm2以下更利于干物質(zhì)向籽粒的分配。

小麥干物質(zhì)分配受基因型、栽培環(huán)境和措施的影響較大，前人關(guān)于播量對(duì)小麥干物質(zhì)再分配和轉(zhuǎn)運(yùn)影響的研究結(jié)果不完全相同。王月福等[16]報(bào)道花后干物質(zhì)積累對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率為25.6%～29.1%。屈會(huì)娟等[4]認(rèn)為，營養(yǎng)器官花前貯藏干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率較小（占21%～37%），而花后光合同化的干物質(zhì)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率達(dá)60%以上，正常播期低密度處理利于提高營養(yǎng)器官花前貯藏干物質(zhì)向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)。這與許為鋼等[17]的研究結(jié)果較一致。本研究表明，營養(yǎng)器官花前貯藏的干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率及對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率都隨播量的增加而升高，相反，開花后干物質(zhì)積累量隨播量的增加而下降，對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率也由86.0%降至61.13%。這與屈會(huì)娟等[4]的結(jié)果相近。

本研究表明，隨著播量增加，穗粒數(shù)和千粒重逐漸減少，單位面積穗數(shù)和產(chǎn)量在一定播量范圍內(nèi)逐漸增加，超過則降低。較多研究與之相同[8，18-20]。播量對(duì)結(jié)實(shí)小穗數(shù)[7]和頂部不孕小穗數(shù)的影響不顯著。小播量主要通過增加穗長[18]、減少基部不孕小穗數(shù)[7]、降低小穗不孕率使結(jié)實(shí)粒數(shù)增加而影響產(chǎn)量。有研究認(rèn)為花前干物質(zhì)積累量與結(jié)實(shí)粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)[15]，本研究結(jié)果與之不同。另一方面，小播量在確保一定穗數(shù)條件下，有效緩解了群體和個(gè)體的矛盾，通過提高開花后干物質(zhì)積累量顯著增加了粒重，使得M2處理（150 kg/hm2）獲得最高產(chǎn)量。這與叢新軍等[2]的研究結(jié)果相同。

綜上所述，以濟(jì)寧市為代表的魯西南地區(qū)冬小麥的最佳播量為150 kg/hm2，適宜播量為150～225 kg/hm2，此范圍內(nèi)能獲得足夠的群體和有效穗數(shù)，降低小穗不孕率從而提高結(jié)實(shí)粒數(shù)，促進(jìn)花后干物質(zhì)向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)而增加粒重和經(jīng)濟(jì)系數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。

參 考 文 獻(xiàn)：

[1] Masoni A，Ercoli L，Mariotti M，et al. Post-anthesis accumulation and remobilization of dry matter，nitrogen and phosphorous in durum wheat as affected by soil type[J]. European Journal of Agronomy，2007，26（3）：179-186.

[2] 叢新軍，吳科，錢兆國，等. 超高產(chǎn)條件下種植密度對(duì)泰山21號(hào)群體動(dòng)態(tài)、干物質(zhì)積累和產(chǎn)量的影響[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004（4）：16-18.

[3] Subedi K D，Ma B L，Xue A G. Planting date and nitrogen effects on grain yield and protein content of spring wheat[J]. Crop Science，2010，47（1）：36-44.

[4] 屈會(huì)娟，李金才，沈?qū)W善，等. 種植密度和播期對(duì)冬小麥品種蘭考矮早八干物質(zhì)和氮素積累與轉(zhuǎn)運(yùn)的影響[J]. 作物學(xué)報(bào)，2009，35（1）：124-131.

[5] 胡煥煥，劉麗平，李瑞奇，等. 播種期和密度對(duì)冬小麥品種河農(nóng)822產(chǎn)量形成的影響[J].麥類作物學(xué)報(bào)，2008，28（3）：490-495，501.

[6] 楊吉福，刁立功，趙海濤，等. 播期播量對(duì)膠東小麥植株性狀及產(chǎn)量的影響[J]. 作物雜志，2013（3）：93-95.

[7] 屈會(huì)娟，李金才，沈?qū)W善，等. 播種密度對(duì)冬小麥不同穗位與粒位結(jié)實(shí)粒數(shù)和粒重的影響[J]. 作物學(xué)報(bào)，2009，35（10）：1875-1883.

[8] 張明明，董寶娣，喬勻周，等. 播期、播量對(duì)旱作小麥‘小偃60生長發(fā)育、產(chǎn)量及水分利用的影響[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2016，24（8）：1095-1102.

[9] 姜東，謝祝捷，曹衛(wèi)星，等. 花后干旱和漬水對(duì)冬小麥光合特性和物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的影響[J].作物學(xué)報(bào)，2004，30（2）：175-182.

[10] 王長年，吳朵業(yè)，夏新宇，等. 高肥條件下密度對(duì)濟(jì)南17號(hào)小麥群體質(zhì)量和產(chǎn)量的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2002（1）：18-19.

[11] 張娟，張永麗，武同華，等. 氮肥底追比例對(duì)超高產(chǎn)栽培中小麥光合特性和干物質(zhì)積累與分配的影響[J]. 麥類作物學(xué)報(bào)，2011，31（3）：508-513.

[12] 李國強(qiáng)，湯亮，張文宇，等. 不同株型小麥干物質(zhì)積累與分配對(duì)氮肥響應(yīng)的動(dòng)態(tài)分析[J]. 作物學(xué)報(bào)，2009，35（12）：2258-2265.

[13] 劉紅杰，倪永靜，陳玉霞，等. 播期和播量對(duì)冬小麥國麥301農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45（14）：49-53.

[14] 凌啟鴻. 作物群體質(zhì)量[M]. 上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，2000：85，221.

[15] 朱新開，郭文善，范琦，等. 小麥不同產(chǎn)量群體干物質(zhì)積累指標(biāo)差異研究[J]. 天津農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，11（3）：10-15.

[16] 王月福，姜東，于振文，等. 氮素水平對(duì)小麥籽粒產(chǎn)量和蛋白質(zhì)含量的影響及其生理基礎(chǔ)[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2003，36（5）：513-520.

[17] 許為鋼，胡琳，吳兆蘇，等. 關(guān)中小麥品種同化物積累分配特性與源庫構(gòu)成遺傳改良的研究[J]. 作物學(xué)報(bào)，1999，25（5）：548-555.

[18] 史曉芳，仇松英，史忠良，等. 播期和播量對(duì)冬小麥堯麥16群體性狀和產(chǎn)量的影響[J].麥類作物學(xué)報(bào)，2017，37（3）：357-365.

[19] 薛玲珠，孫敏，高志強(qiáng)，等. 播期播量對(duì)旱地小麥土壤水分、干物質(zhì)積累及產(chǎn)量的影響[J]. 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2017，37（8）：547-552，556.

[20] 陳愛大，蔡金華，溫明星，等. 播期和種植密度對(duì)鎮(zhèn)麥168籽粒產(chǎn)量與品質(zhì)的調(diào)控效應(yīng)[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2014，30（1）：9-13.