覆膜方式對不同穗型冬小麥品種的結(jié)實特性和粒位效應(yīng)

趙尚文 王德賢 岳維云 王娜

摘要：采取全膜覆土穴播、全膜穴播2種覆膜種植方式，以露地穴播為對照，研究了不同覆蓋模式對不同穗型冬小麥品種的結(jié)實特性和粒位效應(yīng)的影響。結(jié)果表明：不同覆蓋模式下冬小麥品種小穗位結(jié)實粒數(shù)、小穗重及不同粒位粒重均隨著小穗位自基部至頂部呈先增后減的二次曲線變化;不同抗性冬小麥品種穗部籽粒的分部差異顯著，主莖穗的結(jié)實特性及粒重均優(yōu)于分蘗穗。2種穗型的冬小麥品種主莖穗與分蘗穗的籽粒結(jié)實數(shù)、小穗重與單粒重在不同小穗位間的分布都呈二次曲線變化，表現(xiàn)出籽粒發(fā)育的近中優(yōu)勢。在保證下部粒位粒重的前提下最大限度地發(fā)揮中下部粒位的粒重潛力，可以使小麥實現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：冬小麥;穗型;小穗位;粒位

中圖分類號：S512.1? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? 文章編號：1001-1463（2019）06-0057-05

Abstract：The effects of different mulching modes on seed setting characteristics and grain position effects of winter wheat cultivars with different spike types were studied by using hole-sowed with whole field palstic-soil mulching mode and hole-sowed with whole mulching mode， outdoor hole-sowed as control. The results showed that under different mulching modes， the grain number per spikelet， spikelet weight and grain weight at different grain positions of winter wheat cultivars showed a quadratic curve of increase first and then decrease with spikelet position from base to top.and the spikelet parts of different resistant winter wheat varieties were significantly different， and the seed setting characteristics and grain weight of main stem spike were better than that of tiller spike. The grain setting number， spikelet weight and single grain weight of main stem panicle and tiller panicle of two spike-type winter wheat cultivars showed quadratic curve changes among different spikelet positions， showing near-medium advantage of grain development. Under the premise of guaranteeing the grain weight of the lower grain position， the potential of grain weight of the middle and lower grain position can achieve high and stable yield of wheat.

Key words：Winter wheat;Spike type;Spikelet position;Grain position

地膜覆蓋栽培技術(shù)已經(jīng)在半干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中取得了成功[1 - 2 ]。天水作為旱作區(qū)的典型地區(qū)，覆膜栽培被大量采用，增產(chǎn)增效作用也被大量試驗研究所證實[3 - 5 ]。穗粒數(shù)和粒重是小麥構(gòu)成產(chǎn)量的兩個重要因素，由于眾多外界因素的影響，生產(chǎn)上往往表現(xiàn)出波動而呈現(xiàn)發(fā)育不均衡性，導(dǎo)致其結(jié)實特性與粒重有很大差異[6 - 13 ]。不同粒位的粒重分布比較復(fù)雜，同一小穗上，粒重分布重心隨結(jié)實率的不同而不同[14 - 16 ]。前人已對麥穗發(fā)育的不均衡性及不同小穗位和粒位間籽粒結(jié)實數(shù)、粒重的空間分布進(jìn)行了探討[6 - 19 ]，但關(guān)于覆蓋處理對主莖和分蘗的不同小穗位和粒位的籽粒結(jié)實特性研究較少。本文研究了不同覆蓋處理下2種不同穗型冬小麥品種的結(jié)實特性和粒位效應(yīng)，旨在為探索高產(chǎn)條件下穩(wěn)定提高粒重的有效途徑和栽培措施提供參考。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗地概況

試驗在天水市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所中梁試驗站小麥試驗基地進(jìn)行。當(dāng)?shù)貙儆谖鞅秉S土高原丘陵溝壑區(qū)，是典型的干旱半干旱雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)，海拔1 650 m，二陰山地，年無霜期約109 d，年降水量531.8 mm，季節(jié)分布不均，多集中在7、8、9月3個月。試驗地土壤類型為黃綿土，質(zhì)地為粘壤土，肥力中等。土壤含有機(jī)質(zhì)14.5 g/kg、全氮1.35 g/kg、全磷0.56 g/kg、速效氮45.6 mg/kg、速效磷14.8 mg/kg、速效鉀140.2 mg/kg。

1.2? ?試驗設(shè)計與方法

試驗于2015年9月至2016年6月底進(jìn)行。試驗設(shè)置3個處理：露地條播（c）、全膜穴播（b）和全膜覆土穴播（a）。以多穗型冬小麥“天選50號”（A）和大穗型新品系“天S98530”（B）為指示品種，播前施農(nóng)家肥? ?11 250 kg/hm2、尿素210 kg/hm2、磷酸二銨210 kg/hm2，畜耕翻入土內(nèi)。試驗地前茬為小麥，土質(zhì)黃綿土，肥力均勻。小區(qū)面積12 m2（3 m×4 m）。采用小型穴播機(jī)點播，行距15 cm，穴距12 cm，每穴播約5粒種子，覆膜小區(qū)先覆膜后播種。試驗采用完全隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。其他管理同當(dāng)?shù)卮筇铩?/p>

1.2.1? ? 覆膜方案? ? 全膜穴播覆土（a）：為全地面、全生育期地膜覆蓋，鋪膜時膜面要求平整，使地膜緊貼地面，在膜上覆土1～2 cm，鋪膜覆土1 d后采用穴播機(jī)播種，播種深度為3～5 cm，采用厚0.008 mm、幅寬120 cm的地膜全膜覆蓋，行距為15 cm，穴距為12 cm，播種密度為45萬穴/hm2，每穴8～12粒，播種量225 kg/hm2左右。全膜穴播（b）：種植方式為全地面、全生育期全膜覆蓋，膜上穴播，播種方式同上。露地條播（c）：種植方式為將地平整后，人工穴播機(jī)播種，播種量同上。

1.2.2? ? 取樣方案? ? 于成熟期每小區(qū)取1 m 雙行內(nèi)生長發(fā)育良好、長勢基本一致的植株20 株，自然晾曬7～14 d。每株分主莖穗和分蘗穗，每穗自基部第1 個小穗至頂小穗依次編號，將麥穗劃分為下、中、上部（分別為第1～7 小穗、第8～15 小穗、第16～21 小穗）和頂小穗。每小穗自基部至頂部按粒位依次編號，將不同小穗位的不同粒位籽粒對號裝袋、計數(shù)，并分別稱取干重。從上述雙行取樣中，選擇其中1 行考察主莖穗與分蘗穗的結(jié)實特性，包括用于觀察穗位效應(yīng)和粒位效應(yīng)的20 株。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?不同穗型冬小麥品種的生育期差異

地膜小麥比露地小麥出苗期早1～2 d，分蘗期早4～5 d，拔節(jié)期早2～8 d，抽穗期早4～9 d，成熟期限提前1～4 d，寬膜覆蓋效果明顯，其中寬膜覆土栽培模式效果最佳。大穗型品種天S98530出苗較早（見表1）。

2.2? ?不同穗型冬小麥品種田間基礎(chǔ)指標(biāo)差異

由于地膜具有顯著地增溫保墑作用，因而有利地促進(jìn)了小麥分蘗及生長，群體較大，個體健壯，穗數(shù)增加，并且表現(xiàn)出寬膜處理下增加群體的作用越大。株高比較規(guī)律，為a > b > c，差異顯著，大穗型品種天S98530 > 多穗型品種天選50號。地膜覆蓋處理的冬前分蘗數(shù)、最大分蘗數(shù)和有效穗數(shù)比露地均有增加。其中寬膜覆土處理增加幅度最大，大穗型品種天S98530葉面積較大，株高較高，但是多穗型品種天選50號有效穗明顯高于天S98530（見表2）。

2.3? ?不同覆膜栽培模式下不同穗型冬小麥粒位差異

從圖1中可以看出，小麥穗部結(jié)實粒數(shù)隨著小穗位自基部至頂部逐漸升高呈現(xiàn)先增后減的變化趨勢，但不同小穗位結(jié)實粒數(shù)的分布并不對稱，a處理下籽粒明顯多于其他兩處理，且結(jié)實粒數(shù)最多的是第7～9小穗，靠近穗基。自基部第2小穗至第7小穗，結(jié)實粒數(shù)隨小穗位幾乎呈線性增加趨勢，自第 9～10 小穗至頂小穗則呈倒 S型緩降趨勢，表明基部各小穗結(jié)實粒數(shù)間的差異比中上部小穗更為顯著。

覆蓋處理增加了每穗有效小穗數(shù)和每小穗結(jié)實粒數(shù)。由圖1可見，除了基部第 1、2 小穗與頂小穗結(jié)實粒數(shù)始終保持較低水平外，基部其他小穗結(jié)實粒數(shù)的增加幅度顯著大于中部與頂部小穗，表明基部小穗結(jié)實對水分脅迫更為敏感。就品種而言，覆膜處理對粒數(shù)相對較少的多穗型品種天選50號結(jié)實粒數(shù)的影響遠(yuǎn)小于對粒數(shù)較多的大穗型品種天S98530的影響，表明粒數(shù)多的小麥品種，其穗粒數(shù)的形成對覆膜處理的反應(yīng)更為敏感。

不同小穗位粒重的分布特征因不同結(jié)實粒位有所差異（圖2）。不同品種間粒數(shù)較少的天選50號各結(jié)實粒位的粒重均顯著大于粒數(shù)較多的天S98530，中部結(jié)實粒位的粒重差異更為明顯?？梢姴煌材ぴ耘嗵幚韺Χ嗔Ｐ推贩N粒重的影響顯著大于對少粒型品種的影響。不論小穗結(jié)實粒數(shù)如何變化，各小穗第7～10粒位粒重均顯著大于其他粒位粒重，表明中下部粒位為干物質(zhì)積累的強(qiáng)勢庫。

2.4? ?剪葉處理對不同穗型冬小麥產(chǎn)量的影響

從產(chǎn)量統(tǒng)計結(jié)果看（見表3），天S98530在寬膜覆土栽培模式（Ba）下產(chǎn)量最高，達(dá)到74 883.3 kg/hm2，較對照（露地栽培）增產(chǎn)21.35%，居第1位，同其它處理差異達(dá)極顯著水平;天選50號寬膜覆土栽培模式下（Aa）產(chǎn)量7 266.7 kg/hm2，較對照增產(chǎn)18.27%，居第2位;天選50號在露地模式下產(chǎn)量最低，產(chǎn)量6 141.7 kg/hm2。寬膜處理均較同品種對照處理均增產(chǎn)，不同覆膜栽培處理下產(chǎn)量大小規(guī)律相同，均為a > b > c。天選50號露地栽培模式相比天S98530產(chǎn)量最低，可能和露地栽培下的穗型有關(guān)，有待進(jìn)一步探討。

3? ?小結(jié)與討論

籽粒在穗部的位置決定小麥穗部籽粒結(jié)實與物質(zhì)積累的空間分布特征[20 ]。本研究發(fā)現(xiàn)，兩種穗型冬小麥品種主莖穗與分蘗穗的籽粒結(jié)實數(shù)、小穗重與單粒重在不同小穗位間的分布都呈二次曲線變化，表現(xiàn)出籽粒發(fā)育的近中優(yōu)勢，這與潘潔等的研究結(jié)果相似。但由于生態(tài)環(huán)境等外界因素因素，下部不實較多，粒位潛力需要上升至5～8粒位。在保證第1、4 粒位粒重的前提下最大可能地發(fā)揮第5、8粒位的粒重潛力，可以獲得較高單穗產(chǎn)量。

在小麥栽培中，應(yīng)盡量在保證主莖穗的基礎(chǔ)上適當(dāng)增加分蘗穗的比例，在保證結(jié)實粒數(shù)的基礎(chǔ)上提高粒重尤其是下部小穗的結(jié)實粒數(shù)和粒重。寬膜覆土處理增加了分蘗，提高了小麥不同小穗位的結(jié)實粒數(shù)和粒重，進(jìn)而達(dá)到高產(chǎn)。對于每小穗最多結(jié)實3個籽粒的品種，應(yīng)盡量減少小花位數(shù)，降低不同粒位間籽粒千粒重的差異，這樣可以提高籽粒均勻度，增加千粒重，更重要的是可以大大提高小麥籽粒品質(zhì)的穩(wěn)定性和一致性。

參考文獻(xiàn)：

[1] NIU J Y，GAN Y T，ZHANG J W，et al. Postanthes is dry matter accumulation and redistribution in spring wheat mulched with plastic film[J].? Crop Science，1998，38：1562-1568.

[2] LI F M，GUO A H，WEI H.? Effects of clear plastic film mulch on yield of spring wheat field[J].? Crops Research，1999，63：79-86.

[3] 李? ?福，劉廣才，李誠德，等.? 旱地小麥全膜覆土穴播技術(shù)的土壤水分效應(yīng)[J].? 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2013，31（4）：73-78.

[4] 張? ?靜，李? ?福，劉廣才，等.? 甘肅發(fā)展全膜覆土穴播技術(shù)的主要方式[J]. 甘肅農(nóng)業(yè)科技，2013（2）：56-58.

[5] 岳維云，宋建榮，趙尚文，等.? 不同覆膜方式對地溫及冬小麥地上干物質(zhì)累積規(guī)律的影響[J].? 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2014-07，32（4）：133-139.

[6] HANFT J M，JONESR J，STUMME A B.? Dry matter accumulation and carbohydrate concentration patterns of field-grown and in vitro cultured maize kernels from the tip and middle ear positions[J].? Crop Sci.，1986，26：568-572.

[7] PAL M S，ZHANG G P，CHEN J X.? Influence of genotypes and nitrogen fertilization on leaf morphogenesis and tillering behaviors in winter wheat[J].? Triticeae Crops，2000，20（1）：28-33.

[8] CHEN Y，YUAN L P，WANG X H，et al. Relationship between grain yield and leaf photosynthetic rate in super hybid rice[J].? Plant Physiol Mol Biol，2007，33：235-243.

[9] DANIEL J M，GUATAVO A S.? Individual grain weight responses to genetic reduction in culm length in wheat as affected by source-sink manipulations[J].? Field Crops Res.，1995，

43：55-66.

[10] LI C X，SHI H E，JIANG L N.? Investigation on the grain weight distribution characteristic of wheat in different densities[J].? Acta. Bot.? Boreali-Occident Sin.，1999，19（1）：132-137.

[11] HUANG K H，SHI W Q，BIAN Z H.? Relations between wheat anthesis characteristic and grain-set rate[J].? Jiangsu Agric. Sci.，1990（6）：5-8.

[12] LI C X，JIANG L N，SHI H E，et al.? Distribution of grain number and grain weight on tillers in wheat[J].? Gengzuo Yu Zaipei，1999（6）：5-9.

[13] HE M R，WANG Z L，ZHANG J C.? Distribution of photo assimilate to different parts of wheat era after anthesis and its relation to kernel weight per era[J].? Acta. Agron. Sin.， 2000，26（2）：190-194.

[14] GUO W S， PENG Y X. Cultivation and Physiology in Wheat[M].? Nanjing：Southeast University Press，1992：42-49.

[15] DONG Z G. Distribution characteristic of wheat grain weight[J].? Foreign Agron-Triticeae Crops，1991（8）：47-49.

[16] HOU Y Y.? Variation of grain weight and grain set between ear sections in different ear-type of wheat genotypes[J].? Sichuan Agric. Univ.，1997，15（2）：218-222.

[17] LI M L，SHI X Q. Difference of grain weight era at different grain positions in wheat[J].? ?Seeds，2001（1）：17-19.

[18] PAN J，JIANG D，CAO W X，et al.? Effects of spikelet and grain positions on grain number，weight and protein content of wheat spike[J].? Acta. Agron. Sin.，2005，31（4）：431-437.

[19] PEI X X，WANG J A，DANG J Y，et al.? Effects of spikelet and grain position on fertile spikelet number， grain weight and quality of wheat[J].? Sci. Agric. Sin.，2008，41（2）： 381-390.

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

（本文責(zé)編：陳? ? 珩）