播期與種植密度對(duì)冬小麥新品種衡麥26 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

孟祥海，喬文臣，趙明輝，李丁，孫書(shū)孌，李強(qiáng)，魯關(guān)立

（河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所，河北省農(nóng)作物抗旱研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 衡水 053000）

播期是影響小麥群體性狀和產(chǎn)量形成的重要因素，適宜播期有利于作物充分利用光、熱、水資源，構(gòu)建合理的單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重，最大程度地發(fā)揮產(chǎn)量潛力[1]。小麥產(chǎn)量不僅與品種、土壤和氣候條件有關(guān)，還與播期和播量有密切聯(lián)系。前人在冬小麥播期與種植密度對(duì)產(chǎn)量和產(chǎn)量性狀的影響方面進(jìn)行了大量研究[2～11]，但由于各地區(qū)生態(tài)條件、種植習(xí)慣以及品種習(xí)性等不同，研究結(jié)果存在較大差異。

衡麥26 是河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所根據(jù)節(jié)水、豐產(chǎn)、抗逆、廣適的育種目標(biāo)，通過(guò)系譜選育與輻射誘變育種技術(shù)相結(jié)合，采取水旱交替雙向選擇育種技術(shù)培育而成的冬小麥新品種。該品種2020年通過(guò)國(guó)家審定，適宜在黃淮冬麥區(qū)北部的山東、河北中南部以及山西運(yùn)城和臨汾市盆地灌區(qū)推廣種植。為了明確衡麥26 的節(jié)水豐產(chǎn)潛力以及對(duì)不同地區(qū)生態(tài)條件的適應(yīng)性，研究了播期與種植密度對(duì)其產(chǎn)量以及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響，旨為探索有利于產(chǎn)量構(gòu)建的適宜播期和播量，實(shí)現(xiàn)良種良法配套，同時(shí)也可為該品種在黃淮冬麥區(qū)北部推廣種植提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2018 年9 月至2019 年6 月在河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所旱作節(jié)水試驗(yàn)站進(jìn)行。試驗(yàn)區(qū)地理位置北緯37°54′、東經(jīng)115°42′，海拔13 m；土壤質(zhì)地為黏壤土，肥力中上等；前茬作物為玉米，全量秸稈還田。

1.2 試驗(yàn)材料

參試小麥品種為衡麥26；對(duì)照品種為濟(jì)麥22（CK）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 采用裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，其中，主處理為播期（A），設(shè)10 月4 日（A1）、10 月9 日（A2）、10月14 日（A3）、10 月19 日（A4） 和10 月24 日（A5）5個(gè)水平；副處理為種植密度（基本苗數(shù)量，B），設(shè)150 萬(wàn)株/hm2（B1）、225 萬(wàn)株/hm2（B2）、300 萬(wàn)株/hm2（B3）、375 萬(wàn)株/hm2（B4） 和450 萬(wàn)株/hm2（B5） 5 個(gè)水平。對(duì)照品種濟(jì)麥22 種植密度（以B6表示） 在不同播期處理下也是不同的，其中A1～A3播期下為300萬(wàn)株/hm2，A4播期下為375 萬(wàn)株/hm2，A5播期下為450萬(wàn)株/hm2。小區(qū)面積13.12 m2（長(zhǎng)8.0 m、寬1.64 m），隨機(jī)區(qū)組排列，3 次重復(fù)。

2018 年9 月27 日足墑播種，小麥播種前底施磷酸二銨450 kg/hm2（折合P2O5用量207 kg/hm2） 和尿素225 kg/hm2（折合N 用量186.1 kg/hm2） 做底肥。翌年春季，分別在起身拔節(jié)期、抽穗揚(yáng)花期各噴灌〔灌溉量1 125 mm/（hm2·次）〕 1 次，并結(jié)合拔節(jié)水追施尿素375 kg/hm2（折合N 用量175.1 kg/hm2）。田間及時(shí)除草和治蚜，其他管理措施同大田常規(guī)。2018～2019 年小麥全生育期總積溫為2 415.6 ℃，較常年平均（2 065.9 ℃） 高349.7 ℃，其中冬前（10 月和11 月） 積溫（696.1 ℃） 較常年平均偏高90.9 ℃，小麥越冬期（12 月～翌年2 月） 積溫總體偏高（圖1），屬暖冬年型；總降水量?jī)H為52.6 mm，較常年平均（114.8 mm）偏少62.2 mm，降水異常偏少，屬干旱年型（圖2）。

圖1 2018～2019 年試驗(yàn)地小麥生育期的＞0 ℃積溫Fig.1 Accumulated temperature above 0 ℃during wheat growth period in 2018-2019

圖2 2018～2019 年試驗(yàn)地小麥生育期的降水量Fig.2 Precipitation during wheat growth period in 2018-2019

1.3.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法 每小區(qū)選取有代表性的樣點(diǎn)1 m 雙行，定點(diǎn)調(diào)查有效穗數(shù)；隨機(jī)取20 穗，統(tǒng)計(jì)穗粒數(shù)，取平均值；千粒重測(cè)定2 次，取平均值。田間性狀調(diào)查依據(jù)國(guó)家小麥區(qū)域試驗(yàn)記載標(biāo)準(zhǔn)（NY/T 1301—2007） 進(jìn)行。利用奧地利進(jìn)口小區(qū)聯(lián)合收割機(jī)進(jìn)行全小區(qū)收獲，自然風(fēng)干后測(cè)產(chǎn)。

對(duì)播期（X1） 和種植密度（X2） 與產(chǎn)量（Y） 之間的關(guān)系進(jìn)行回歸分析，得到回歸方程。在播期10月4～24 日范圍內(nèi)設(shè)定每天為1 個(gè)播期處理，播量以10 月4 日播期處理的基本苗數(shù)量150 萬(wàn)株/hm2為基礎(chǔ)，每晚播1 d 基本苗增加15 萬(wàn)株/hm2，利用回歸方程對(duì)產(chǎn)量進(jìn)行模擬計(jì)算，獲得適宜的播期與播量。1.3.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 利用DPS 軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，利用Excel 軟件做圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 播期與種植密度對(duì)衡麥26 產(chǎn)量的影響

不同播期處理下，150 萬(wàn)株/hm2密度處理的小麥產(chǎn)量均為最低，且均＜同期播種的CK，減產(chǎn)幅度為3.17%～7.26%，其中10 月9 日播期下產(chǎn)量顯著＜CK，10 月19 日和24 日播期下產(chǎn)量極顯著＜CK；225 萬(wàn)～375 萬(wàn)株/hm2密度處理的產(chǎn)量均與同播期CK 差異不顯著，其中10 月9 日播種、300 萬(wàn)株/hm2密度處理的產(chǎn)量為所有處理最高，10 月9 日播種、225 萬(wàn)株/hm2密度處理的產(chǎn)量次之；450 萬(wàn)株/hm2密度處理的產(chǎn)量，除10 月24 日播種極顯著＜同播期CK 外，其他播期處理均較同播期CK 增產(chǎn)但差異均未達(dá)到顯著水平（表1）。表明適宜的播期與種植密度能夠充分發(fā)揮小麥產(chǎn)量潛力，低密度和高密度種植均不利于衡麥26 產(chǎn)量的提高，其中低密度種植的負(fù)面影響最大。

A1播期下，隨著種植密度的增大，小麥產(chǎn)量呈增加—降低—增加的變化，其中B5處理的產(chǎn)量最高、B2處理次之，二者差異不顯著，但均較CK 增產(chǎn)，且顯著＞B1處理，表明早播時(shí)衡麥26 的適宜種植密度為225 萬(wàn)株/hm2。A2播期下，隨著種植密度的增大，小麥產(chǎn)量呈增加—降低—增加的變化，其中B3處理的產(chǎn)量最高、B2處理次之，二者差異不顯著，但均極顯著＞B1處理，表明適期早播時(shí)衡麥26 的適宜種植密度為225萬(wàn)～300 萬(wàn)株/hm2，最高產(chǎn)量密度為300 萬(wàn)株/hm2。A3播期下，隨著種植密度的增大，小麥產(chǎn)量呈逐漸增加趨勢(shì)，除450 萬(wàn)株/hm2密度處理較同播期CK 增產(chǎn)0.80%外，其他密度處理的產(chǎn)量均較同播期CK 降低，表明10月14 日適期播種時(shí)衡麥26 的最佳種植密度為450 萬(wàn)株/hm2。A4和A5播期下，隨著種植密度的增大，小麥產(chǎn)量呈先增加后降低的變化，其中B4處理的產(chǎn)量均為最高、B3處理次之，二者差異不顯著，但均較CK 增產(chǎn)，且顯著＞B1處理，表明適期晚播和晚播時(shí)衡麥26 的適宜種植密度為300 萬(wàn)～375 萬(wàn)株/hm2，最高產(chǎn)量密度為375 萬(wàn)株/hm2。

2.2 播期對(duì)衡麥26 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

播期對(duì)小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素均有極顯著的影響（表2）。隨著播期推遲，小麥產(chǎn)量呈增加—降低—增加的變化，其中A2處理產(chǎn)量最高，顯著＞A3除外的其他播期處理。與同播期CK 相比，不同播期處理的產(chǎn)量增幅為-1.31%～0.21%，除A4處理表現(xiàn)增產(chǎn)外其他播期處理均出現(xiàn)減產(chǎn)，其中A2和A4播期處理的產(chǎn)量變化幅度較小。綜合考慮該品種的絕對(duì)產(chǎn)量，認(rèn)為衡麥26 的適宜播期為10 月9～14 日，最高產(chǎn)量播期為10月9 日。

隨著播期推遲，小麥有效穗數(shù)呈逐漸減少趨勢(shì)，其中A1與A2處理差異不顯著，但二者均極顯著＞其他3 個(gè)處理，而其他3 個(gè)播期處理之間差異均達(dá)到了極顯著水平；千粒重呈逐漸增加趨勢(shì)，其中A4與A5處理差異不顯著但二者均顯著＞其他3 個(gè)處理，而其他3 個(gè)播期處理之間差異均達(dá)到了顯著水平；穗粒數(shù)相對(duì)穩(wěn)定，其中A4處理的穗粒數(shù)最多、A3處理最少，二者差異顯著，但二者均與其他3 個(gè)處理差異不顯著。綜上分析可以看出，適期晚播情況下衡麥26 較CK 增產(chǎn)的原因主要是穗粒數(shù)和千粒重的增加。

2.3 種植密度對(duì)衡麥26 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

種植密度對(duì)小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素均有極顯著的影響（表3）。隨著種植密度增大，小麥產(chǎn)量呈先增加后降低的變化，其中B1處理的產(chǎn)量最低，極顯著＜CK和其他密度處理，其中較CK 減產(chǎn)3.83%；而其他密度處理之間及其與CK 之間差異均不顯著，其中B3處理的產(chǎn)量最高。表明衡麥26 的適宜種植密度為225萬(wàn)～450 萬(wàn)株/hm2，最高產(chǎn)量密度為300 萬(wàn)株/hm2。

表1 播期與種植密度對(duì)衡麥26 產(chǎn)量的影響Table 1 Effects of sowing date and planting density on yield of Hengmai 26

表2 播期對(duì)衡麥26 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響Table 2 Effects of sowing date on yield and its components of Hengmai 26

隨著種植密度的增大，小麥有效穗數(shù)呈逐漸增加趨勢(shì)，除B3與B2處理差異不顯著且二者均與CK 差異也不顯著外，其他密度處理與CK 差異均達(dá)到了極顯著水平，其中B1處理極顯著＜CK 和其他密度處理，B4和B5處理極顯著＞CK 和其他密度處理；穗粒數(shù)和千粒重均呈減少趨勢(shì)，指標(biāo)值均以B1處理最大且顯著＞其他密度處理，B2處理次之，表明低密度有利于衡麥26 穗粒數(shù)和千粒重的提高。

產(chǎn)量是單位面積有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重三因素綜合作用的結(jié)果，只有產(chǎn)量構(gòu)成三因素協(xié)調(diào)發(fā)展才能實(shí)現(xiàn)小麥高產(chǎn)。適宜種植密度下，有效穗數(shù)和穗粒數(shù)均較多，千粒重較大，產(chǎn)量構(gòu)成三因素協(xié)調(diào)，小麥產(chǎn)量較高。

表3 種植密度對(duì)衡麥26 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響Table 3 Effects of planting density on yield and its components of Hengmai 26

2.4 衡麥26 播期和種植密度與產(chǎn)量的回歸分析

衡麥26 播期（X1） 和種植密度（X2） 與產(chǎn)量（Y） 的回歸方程為Y=449.033 966+0.658 760 000 0X1+10.398 165714X2-0.055 605 714 29X12-0.230 817 142 86X22。根據(jù)回歸方程，計(jì)算得到衡麥26 播期為10 月9～19日、播量為225 萬(wàn)～450 萬(wàn)株/hm2的12 個(gè)組合，其產(chǎn)量均高于21 個(gè)模擬組合的平均產(chǎn)量。說(shuō)明衡麥26 的適宜播期為10 月9～19 日，最佳播期為10 月9～14 日，合理的種植密度為225 萬(wàn)～450 萬(wàn)株/hm2。

3 結(jié)論與討論

對(duì)某個(gè)特定的小麥品種而言，確定適宜的播期和種植密度是建立合理群體結(jié)構(gòu)、確保奪得高產(chǎn)的前提條件。但由于品種特性和年型不同，研究結(jié)果不盡一致。王蘭等[12]研究發(fā)現(xiàn)，不同年型下冬小麥濟(jì)麥22 的適宜播期與密度存在一定差異，在一定種植密度范圍內(nèi)，產(chǎn)量隨著密度的增大而增加。閆志順等[13]研究發(fā)現(xiàn)，相同播量條件下，在一定的播期范圍內(nèi)，石新626 等17 個(gè)小麥品種的產(chǎn)量均隨播期推遲呈逐漸降低趨勢(shì)。本研究結(jié)果與上述研究結(jié)果相近，但又不完全一致。本研究條件下，適期晚播時(shí)，衡麥26 產(chǎn)量有隨密度增大而增加的趨勢(shì)，但在相同播量條件下其產(chǎn)量隨播期的推遲呈現(xiàn)先增高后降低的趨勢(shì)。

本研究結(jié)果表明，隨著播期推遲，衡麥26 的有效穗數(shù)降低、千粒重提高，晚播更有利于該品種粒重的增加，但穗粒數(shù)相對(duì)穩(wěn)定。而從密度對(duì)產(chǎn)量的影響看，除150 萬(wàn)株/hm2密度下顯著減產(chǎn)外，其他密度之間產(chǎn)量差異均不顯著，但在適宜播期范圍內(nèi)，隨著密度的增大，衡麥26 有效穗數(shù)增加，穗粒數(shù)和千粒重呈降低趨勢(shì)。衡麥26 的適宜播期為10 月9～19 日，適宜種植密度為225 萬(wàn)～450 萬(wàn)株/hm2，適期播種條件下最佳播量為300 萬(wàn)～375 萬(wàn)株/hm2。回歸方程模擬結(jié)果顯示，播期為10 月9～19 日、播量為225 萬(wàn)～450 萬(wàn)株/hm2的12 個(gè)組合，其產(chǎn)量均高于21 個(gè)模擬組合的平均產(chǎn)量，這進(jìn)一步驗(yàn)證了本研究結(jié)果的科學(xué)合理性。

本研究結(jié)果是在暖冬干旱年型、春澆2 水（微噴灌，每次灌溉量均為1 125 mm/hm2） 條件下取得的，種植基礎(chǔ)、管理措施與大田生產(chǎn)接近，試驗(yàn)結(jié)果具有一定的代表性，對(duì)指導(dǎo)小麥生產(chǎn)具有科學(xué)意義，有利于節(jié)水小麥產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展。隨著衡麥26 的審定推廣，其他有關(guān)節(jié)水灌溉方式下的豐產(chǎn)潛力研究、水肥耦合研究以及不同氣候年型的適宜播期與密度研究等，有待今后持續(xù)深入開(kāi)展和完善。