播量對淮北地區(qū)旱茬小麥產(chǎn)量及群體性狀的影響

周冬冬 李必忠 張軍

摘要：為探討淮北地區(qū)適播期小麥超高產(chǎn)群體質(zhì)量指標，以半冬性中熟小麥品系淮麥4046和弱春性小麥品種淮麥40為材料，采用田間隨機區(qū)組設(shè)計，設(shè)112.5、150.0、187.5 kg/hm2 3個播量水平，研究播量對旱茬小麥產(chǎn)量和群體性狀的影響。結(jié)果表明，隨著播量的增加，小麥株高、穗數(shù)均呈遞增趨勢，而每穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量均降低，產(chǎn)量呈先增后降的趨勢;增加播量可顯著增加各生育期群體莖蘗數(shù)、干物質(zhì)積累量，且拔節(jié)前葉面積指數(shù)也較高。適宜播量下對應(yīng)小麥超高產(chǎn)（>9 750 kg/hm2）群體的產(chǎn)量構(gòu)成與群體性狀特征：穗數(shù)（660±60）萬穗/hm2，每穗粒數(shù)>35粒，千粒質(zhì)量>43 g，莖蘗成穗率>45%;越冬期、拔節(jié)期、孕穗期、齊穗期葉面積指數(shù)分別為2～2.5、4～5、7～8、6～7，成熟期干物質(zhì)積累量>21 000 kg/hm2，粒葉比>13.5 mg/cm2，收獲指數(shù)>45%。

關(guān)鍵詞：小麥;播量;超高產(chǎn);群體性狀;產(chǎn)量;淮北地區(qū)

中圖分類號： S512.104? 文獻標志碼： A? 文章編號：1002-1302（2020）20-0088-04

江蘇省淮安市地處黃淮和江淮沖積平原，是國家重要的糧食生產(chǎn)區(qū)。全市小麥種植面積常年穩(wěn)定在 31.5萬hm2 左右，產(chǎn)量約占全省夏糧生產(chǎn)的14%，淮安市糧食生產(chǎn)對保障全省糧食安全具有重要意義。

小麥產(chǎn)量受諸多因素影響，其中播期和播量是影響小麥群體性狀和產(chǎn)量形成的重要因素[1]。在其高產(chǎn)栽培技術(shù)措施中，適期播種可以充分利用冬前光熱資源，培育壯苗，保證安全越冬;適宜播量利于構(gòu)建合理群體結(jié)構(gòu)，緩解個體和群體間的矛盾，促進產(chǎn)量三要素協(xié)調(diào)發(fā)展[2]。前人研究了播種期對稻茬小麥籽粒產(chǎn)量及物質(zhì)生產(chǎn)的影響，提出了該區(qū)域稻茬小麥的適宜播種期范圍[3]。近年來，相關(guān)學者進行了超高產(chǎn)（>9 000 kg/hm2）小麥群體特征的研究，不同類型區(qū)小麥超高產(chǎn)的群體結(jié)構(gòu)存在較大差異[4]。為充分挖掘淮北地區(qū)小麥種植的產(chǎn)量潛力，本研究探討適期播種條件下小麥超高產(chǎn)群體質(zhì)量指標，以期為淮北地區(qū)小麥大面積高產(chǎn)，進而實現(xiàn)稻麥周年持續(xù)高產(chǎn)高效種植提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

試驗于2018—2019年在江蘇（淮安）現(xiàn)代農(nóng)業(yè)（稻麥）科技綜合示范基地（118°51′E、33°35′N）進行。該區(qū)位于淮河以北，屬溫帶季風氣候，年平均氣溫14.8 ℃，年降水量945.5 mm，全年日照時數(shù) 2 080.6 h（表1）。試驗地前茬為大豆，土壤類型屬淤泥質(zhì)土，0～20 cm土層有機質(zhì)含量為25.8 g/kg，全氮含量1.76 g/kg，速效磷含量57.4 mg/kg，速效鉀含量119.8 mg/kg。

采用二因素隨機區(qū)組設(shè)計，以品種為主區(qū)，設(shè)半冬性中熟小麥品種淮麥4046和弱春性小麥品種淮麥40 2個品種，分別記作A1、A2;以播種量為副區(qū)，設(shè)112.5、150.0、187.5 kg/hm2 3個水平，分別記作B1、B2、B3?？偸┘兊?22.5 kg/hm2，基追比為 6 ∶ 4，基肥于播種前施用，追肥分2次施用，拔節(jié)肥于葉齡余數(shù)2.5葉時施用，孕穗肥于葉齡余數(shù) 0.5葉左右時施用。磷肥（P2O5）、鉀肥（K2O）施用量均為90 kg/hm2，基肥 ∶ 拔節(jié)肥為5 ∶ 5。2018年10月17日播種，人工條播，行距25 cm，小區(qū)面積為75 m2，重復(fù)3次。

1.2 測定項目及方法

1.2.1 農(nóng)藝性狀及生育期 播種后分小區(qū)記載越冬期、拔節(jié)期、孕穗期、齊穗期、成熟期的日期;成熟期在每個小區(qū)選取10株有代表性的主莖，測量其株高和各節(jié)間長度。

1.2.2 莖蘗數(shù)動態(tài)變化、葉面積指數(shù)、干物質(zhì)積累量 于越冬期、拔節(jié)期、孕穗期、齊穗期和成熟期調(diào)查田間莖蘗數(shù)，各小區(qū)取樣20株，采用長寬系數(shù)法測定葉面積并計算葉面積指數(shù)，樣品按器官分開，105 ℃殺青30 min，80 ℃烘干至恒質(zhì)量，測定干物質(zhì)量。

1.2.3 產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu) 成熟期各小區(qū)調(diào)查穗數(shù)、測定穗部性狀（每穗結(jié)實數(shù)、總小穗數(shù)和退化小穗數(shù)）及千粒質(zhì)量，收獲1 m2計產(chǎn)，重復(fù)3次，折算成籽粒含水量為13%時的粒質(zhì)量計產(chǎn)。

1.3 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2016、DPS 7.05等軟件進行計算和統(tǒng)計分析，采用Sigma Plot 10.0作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 播量對不同類型小麥生育期及農(nóng)藝性狀的影響

從表2可以看出，不同類型小麥生育進程有差異，半冬性小麥淮麥4046（A1）全生育期為231 d，較弱春性小麥淮麥40（A2）長5 d;不同播量對同一類型小麥生育進程沒有影響。說明小麥的生理發(fā)育過程不受播量的影響，而由品種自身類型決定。從表3可以看出，播量越大，植株越高，且播量對小麥株高存在顯著影響，150.0 kg/hm2與 187.5 kg/hm2 處理間差異不顯著，但穗下節(jié)間長度總體差異顯著;淮麥40株高較淮麥4046高4 cm左右，且穗下節(jié)間相對較長。

2.2 播量對不同類型小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

從表4可以看出，2個品種小麥均是播量 150.0 kg/hm2 處理下產(chǎn)量最高，分別為10 638.16、10 312.52 kg/hm2，相同品種不同播量處理下產(chǎn)量存在顯著差異;同一播量處理下，淮麥4046產(chǎn)量較淮麥40高200.00～770.84 kg/hm2。從產(chǎn)量構(gòu)成來看，隨著播量的增加，同一小麥品種的穗數(shù)增加，而每穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量減少;相同播量下，淮麥40穗數(shù)和每穗粒數(shù)相對較少、千粒質(zhì)量較高。說明淮麥40屬穗粒并重型品種，淮麥4046屬穗數(shù)型品種。從穗部性狀分析來看，隨著播量的增加，雖然總小穗數(shù)略增，但是退化小穗數(shù)增加的幅度更大，導致結(jié)實小穗數(shù)反而減少。說明基本苗過大的群體，個體發(fā)育偏弱，小穗退化加重，最終影響產(chǎn)量形成。

2.3 播量對不同類型小麥超高產(chǎn)群體性狀的影響

2.3.1 播量對不同類型小麥莖蘗數(shù)及成穗率的影響 整個生育期， 不同處理莖蘗數(shù)的變化趨勢基本一致，最高莖蘗數(shù)均在拔節(jié)期，隨后呈下降趨勢;拔節(jié)期莖蘗數(shù)是最終穗數(shù)（成熟期，下同）的2.05～219倍，孕穗期莖蘗數(shù)為最終穗數(shù)的1.43～1.49倍。播量對同一品種莖蘗數(shù)的影響達顯著水平;在越冬期、拔節(jié)期、孕穗期、齊穗期和成熟期，同一品種莖蘗數(shù)隨播量的增加而增加;2個品種成穗率隨播量增加的變化趨勢不一致，這可能與淮麥4046（A1）屬穗數(shù)型品種而淮麥40屬穗粒型品種有關(guān)。相同播量處理下，淮麥4046各生育期的莖蘗數(shù)較淮麥40高，說明半冬性小麥品種的分蘗能力較強。成穗率較高的處理，對應(yīng)的產(chǎn)量水平也較高，播量為150.0 kg/hm2處理下，成穗率均在48%以上（表5）。

2.3.2 播量對不同類型小麥葉面積指數(shù)（LAI）的影響 適宜的葉面積指數(shù)（LAI）是小麥高產(chǎn)群體質(zhì)量的基礎(chǔ)指標。從圖1可以看出，不同處理的葉面積指數(shù)隨生育時期推進先升高后下降，均在孕穗期達到最大。越冬期、拔節(jié)期的葉面積指數(shù)隨播量的增加而增大，相同播量下淮麥4046較淮麥40略大。本試驗中淮麥4046超高產(chǎn)群體各生育期LAI變化趨勢為：越冬期2.19～2.50，拔節(jié)期4.41～4.95，孕穗期7.58～7.87，齊穗期6.09～6.66;淮麥40超高產(chǎn)群體各生育期LAI變化趨勢為：越冬期1.98～233，拔節(jié)期4.13～4.81，孕穗期7.48～7.63，齊穗期601～6.53。

2.3.3 播量對不同類型小麥群體干物質(zhì)積累量的影響 從圖2可以看出，不同處理小麥干物質(zhì)積累量的變化趨勢相似，具體表現(xiàn)為拔節(jié)期前干物質(zhì)積累速度較慢，積累量少;拔節(jié)后干物質(zhì)積累量迅速增加，成熟期干物質(zhì)積累量達到最大值。相同品種群體干物質(zhì)積累量隨播量的增加呈上升趨勢;相同播量下，淮麥4046各生育期群體干物質(zhì)積累量較淮麥40大。最終干物質(zhì)積累量均大于21 000 kg/hm2，且A1B2處理齊穗后積累的干物質(zhì)量最大，達 7 561.52 kg/hm2。

2.3.4 播量對不同類型小麥總結(jié)實數(shù)和粒葉比的影響 小麥籽粒的多少反映庫容量的大小，總結(jié)實數(shù)也是群體質(zhì)量的重要指標?？偨Y(jié)實數(shù)隨播量的增加呈變多的趨勢，淮麥4046以播量187.5 kg/hm2處理下最大，150.0 kg/hm2處理次之，淮麥40以播量150.0 kg/hm2處理下最大。粒葉比大小反映了庫源關(guān)系協(xié)調(diào)水平的高低，有粒數(shù)葉比和粒質(zhì)量葉比2種表示方法。粒數(shù)葉比反映了單位葉面積負載的庫容大小。從表6可以看出，粒數(shù)葉比總體上隨播量的增加呈增大趨勢，A1B2處理最大，為 0.320 3粒/cm2。粒質(zhì)量葉比表示單位葉面積對產(chǎn)量的貢獻，是源庫互作的最終結(jié)果，反映了源的質(zhì)量水平和庫對源的調(diào)運能力。 2個品種的粒質(zhì)量葉比和收獲指數(shù)均以播量150.0 kg/hm2處理下最大。表明提高群體粒葉比可以有效提高產(chǎn)量。本試驗條件下，產(chǎn)量9 750 kg/hm2以上的小麥群體粒數(shù)葉比變化幅度為0.299 2～0.320 3粒/cm2，粒質(zhì)量葉比變化幅度為 13.53～14.27 mg/cm2，收獲指數(shù)變化幅度為44.99%～46.96%。

3 結(jié)論與討論

適期播種可以使小麥葉齡進程與最佳季節(jié)進程保持同步，是獲得高產(chǎn)的重要措施。適播期下確定適宜的播量，是創(chuàng)造優(yōu)良群體的前提。播量過大不僅會增加生產(chǎn)成本，還會發(fā)生苗弱、倒伏、凍害、病蟲害增加等危害，最終導致小麥減產(chǎn);播量過低會導致小麥有效穗數(shù)不足，不能有效利用耕地，也不利于小麥高產(chǎn)[5]。本試驗結(jié)果表明，不同播量對小麥的生育進程沒有影響，但隨著播量的增加，株高、穗數(shù)均呈遞增趨勢;穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量均隨著小麥播量的增加而降低;實際產(chǎn)量隨著小麥播量的增加呈先增加后下降的趨勢，與前人研究結(jié)果[2，5]一致。本試驗條件下，2個品種均以播量150.0 kg/hm2處理下產(chǎn)量最高。

構(gòu)建合理的群體結(jié)構(gòu)、有效利用地力和光能是小麥高產(chǎn)栽培的關(guān)鍵[6]。史曉芳等研究認為，增加播量可顯著增加各生育時期莖數(shù)、干物質(zhì)積累量及葉面積指數(shù)[2]。本試驗結(jié)果表明，增加播量可顯著增加各生育期群體莖蘗數(shù)、干物質(zhì)積累量，且拔節(jié)前葉面積指數(shù)也較高。滕康開等認為，千粒質(zhì)量與粒葉比呈顯著正相關(guān)，即千粒質(zhì)量的增加有利于小麥產(chǎn)量的提高;而穗粒數(shù)與粒葉比呈負相關(guān)，即提高粒葉比會使穗粒數(shù)減少，不利于提高小麥產(chǎn)量[7]。本試驗結(jié)果表明，提高粒數(shù)葉比和粒質(zhì)量葉比均可增加小麥產(chǎn)量。

高產(chǎn)與超高產(chǎn)小麥群體特征因品種的基因型、生態(tài)條件和生產(chǎn)條件不同而存在差異[8]。盧百關(guān)等提出黃淮地區(qū)稻茬小麥超高產(chǎn)（>9 000 kg/hm2）群體的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)與群體指標：穗數(shù)（700±20）萬/hm2，每穗實粒數(shù)>32粒，千粒質(zhì)量>42 g，莖蘗成穗率>45%;抽穗期葉面積指數(shù)6.5～7.0;成熟期總干質(zhì)量>20 700 kg/hm2，粒葉比>14 mg/cm2;收獲指數(shù)>0.45[4]。丁錦峰認為長江中下游稻茬小麥揚麥20超高產(chǎn)產(chǎn)量構(gòu)成指標：穗數(shù)（515±20）萬穗/hm2、每穗粒數(shù)（48.5±1.5）粒、千粒質(zhì)量（37±2） g;群體質(zhì)量指標：越冬始期莖蘗數(shù)是最終穗數(shù)的0.9～1.3倍，高峰苗1 250萬～1 500萬株/hm2、莖蘗成穗率約40%;孕穗期、開花期、乳熟期LAI分別為6.5～7.0、5.0～6.0、40～4.5[9]。本試驗條件下，淮北地區(qū)旱茬小麥超高產(chǎn)（>9 750 kg/hm2）群體的產(chǎn)量構(gòu)成與群體性狀特征：穗數(shù)（660±60）萬穗/hm2，每穗粒數(shù)>35粒，千粒質(zhì)量>43 g，成穗率>45%;越冬期、拔節(jié)期、孕穗期、齊穗期葉面積指數(shù)分別為2.0～2.5、4.0～50、7.0～8.0、6.0～7.0，成熟期干物質(zhì)積累量>21 000 kg/hm2，粒葉比>13.5 mg/cm2，收獲指數(shù)>45%。

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