播期和品種對(duì)沿淮晚播稻茬小麥產(chǎn)量和產(chǎn)值的影響

趙 莉，何賢芳，都斌斌，劉 澤，汪建來

(1.安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所，安徽合肥 230031; 2.六安市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，安徽六安 237000)

長(zhǎng)江中下游和黃淮南部沿淮區(qū)域主要耕作模式是稻麥輪作[1-4]。近年來，隨種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，遲熟粳稻種植面積擴(kuò)大；由于水稻機(jī)插秧和直播技術(shù)的應(yīng)用及農(nóng)戶“養(yǎng)老稻”等因素的影響，水稻收獲期推遲，加之秋播期連陰雨多、土壤濕度大，導(dǎo)致耕種推遲，小麥難以適期播種，晚播面積逐年擴(kuò)大，不利于小麥單產(chǎn)的提高，嚴(yán)重制約了小麥生產(chǎn)潛力的發(fā)揮[2,5-8]。特別是近年來，由于過晚播種、災(zāi)害或管理不善原因，部分農(nóng)戶種植稻茬小麥虧損，使穩(wěn)定稻茬小麥播種面積難度加大[9]。因此，晚播稻茬小麥如何增產(chǎn)增效已成為蘇豫皖等省小麥產(chǎn)業(yè)面臨的重大課題。

有研究表明，江蘇省完全具備稻麥周年高產(chǎn)高效生產(chǎn)的條件，但仍表現(xiàn)為季節(jié)緊張，茬口銜接與品種組合須統(tǒng)籌優(yōu)化[10]。適播條件下稻茬小麥產(chǎn)量、凈效益和產(chǎn)投比均顯著高于早播和晚播[11]。稻茬晚播小麥應(yīng)選擇合適的品種[12-13]。不同類型小麥品種間氮效率存在差異[14]。對(duì)2001-2011年中高產(chǎn)水平稻茬小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素相關(guān)文獻(xiàn)的分析結(jié)果顯示，在稻茬小麥的選育與栽培過程中，應(yīng)以穗數(shù)為主導(dǎo)因素，協(xié)調(diào)穗數(shù)與穗粒數(shù)的關(guān)系，穩(wěn)定千粒重[15]。目前有關(guān)稻茬小麥播期、播量、肥料運(yùn)籌等的研究已經(jīng)很多[16-21]，但這些研究大多在正常播期下進(jìn)行?？傮w來看，有關(guān)晚播對(duì)稻茬小麥產(chǎn)量、產(chǎn)值的影響報(bào)道偏少；安徽沿淮稻茬小麥的研究相比江蘇等省份有待深入；研究所用的品種相對(duì)較少，有關(guān)晚播情況下播期與品種的優(yōu)化組合報(bào)道不多。本研究選用20個(gè)安徽省大面積生產(chǎn)推廣的品種，連續(xù)兩年在沿淮稻茬麥區(qū)開展晚播試驗(yàn)，評(píng)估晚播對(duì)稻茬小麥產(chǎn)量和產(chǎn)值的影響及不同類型品種對(duì)晚播的適應(yīng)性，以期為沿淮晚播稻茬小麥增產(chǎn)增效提供依據(jù)。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2017-2019年度在安徽省懷遠(yuǎn)縣龍亢農(nóng)場(chǎng)(32°23′N，117°08′E)進(jìn)行。試驗(yàn)期間主要?dú)庀髷?shù)據(jù)見表1。試驗(yàn)地前茬常規(guī)粳稻，10月25日前收獲，秸稈粉碎還田。土壤為砂姜黑土，0～30 cm耕層含有機(jī)質(zhì)23.3 g·kg-1、全氮1.44 g·kg-1、全磷0.65 g·kg-1、速效磷15.8 mg·kg-1、全鉀11.5 g·kg-1、速效鉀222 mg·kg-1，pH 6.1。

表1 小麥生長(zhǎng)期間主要?dú)庀髷?shù)據(jù)Table 1 Main climatic data of the wheat growing season

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，播期為主區(qū)，品種為副區(qū)。小區(qū)面積10 m2，3次重復(fù)。設(shè)置10月30日(SD1)、11月14日(SD2)、11月29日(SD3)3個(gè)播期。供試品種20個(gè)，其中半冬性品種10個(gè)(安科157、安農(nóng)0711、渦麥9號(hào)、荃麥725、連麥2號(hào)、煙農(nóng)19、宿553、鄭7698、未來0818、紫麥19)，春性品種10個(gè)(揚(yáng)麥20、揚(yáng)麥25、皖西麥0638、寧麥13、浩麥1號(hào)、鎮(zhèn)麥11、蘇隆128、華麥7號(hào)、寧麥21、蘇麥188)，煙農(nóng)19為對(duì)照品種?；久缇鶠?40×104株·hm-2，根據(jù)粒重、發(fā)芽率、小區(qū)面積計(jì)算播種量，小區(qū)播種機(jī)條播。每公頃施純N 270 kg、P2O5112.5 kg和K2O 112.5 kg，其中磷鉀肥全部基施，氮肥70%基施，30%拔節(jié)期追施。冬前化學(xué)除草，小麥開花期防治赤霉病1次。于6月2日統(tǒng)一收獲。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

小麥乳熟期每小區(qū)隨機(jī)選取0.33 m2調(diào)查穗數(shù)，隨機(jī)選取20穗測(cè)定穗粒數(shù)。小麥成熟后小區(qū)全部收獲，曬干后稱重，測(cè)定千粒重和容重，并計(jì)算單籽粒體積、單位面積的群體總庫(kù)數(shù)量和籽?？値?kù)體積。

單籽粒體積=千粒重/容重；總庫(kù)數(shù)量=有效穗×穗粒數(shù)；總庫(kù)體積=總庫(kù)數(shù)量×單籽粒體積；產(chǎn)值=產(chǎn)量×單價(jià)。

其中單價(jià)以國(guó)家保護(hù)價(jià)(三等品質(zhì)小麥2018年2.30元·kg-1，2019年2.24元·kg-1，)為基礎(chǔ)，按照容重確定等級(jí)(1級(jí)≥790 g·L-1，2級(jí)≥770 g·L-1，3級(jí)≥750 g·L-1，4級(jí)≥730 g·L-1，5級(jí)≥710 g·L-1)，每提高一個(gè)等級(jí)價(jià)格增加0.04元·kg-1，達(dá)不到保護(hù)價(jià)收獲標(biāo)準(zhǔn)時(shí)以三等小麥為基礎(chǔ)降價(jià)處理，四等、五等和等外麥小麥分別降價(jià)0.1、0.2和0.5 元·kg-1。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)錄入與整理、作圖采用Microsoft Excel 2007軟件進(jìn)行。采用DPS軟件進(jìn)行方差分析、相關(guān)分析，用LSD法進(jìn)行多重比較，顯著性水平設(shè)定為α=0.05。

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 聯(lián)合方差分析結(jié)果

對(duì)兩年試驗(yàn)結(jié)果聯(lián)合方差分析(表2)表明，年度、播期、品種對(duì)稻茬小麥產(chǎn)量、產(chǎn)值及主要性狀影響均達(dá)顯著或極顯著水平。從F值大小看，各因素效應(yīng)表現(xiàn)為年度>播期>品種。播期與品種互作效應(yīng)除穗數(shù)外在其他性狀上均顯著，說明可以根據(jù)播期選擇不同品種，實(shí)現(xiàn)播期與品種的優(yōu)化組合。

表2 聯(lián)合方差分析F值Table 2 F value of joint variance analysison main traits of wheat

2.2 播期和品種對(duì)稻茬小麥產(chǎn)量的影響

2.2.1 播期對(duì)稻茬小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

隨著播期的推遲，稻茬小麥平均產(chǎn)量呈下降趨勢(shì)，播期間差異總體達(dá)顯著水平(圖1)。從晚播的減產(chǎn)幅度看，2018和2019年SD3的產(chǎn)量比SD1平均分別減產(chǎn)20.56%和5.95%，2018年較大的減產(chǎn)幅度與2017-2018年度的冬前低溫和灌漿期的多雨高溫等極端氣候有關(guān)。播期推遲30 d，小麥產(chǎn)量2年平均降低744.35 kg·hm-2，減產(chǎn)11.25%，播期平均每推遲1 d，小麥減產(chǎn) 24.81 kg·hm-2。

從產(chǎn)量構(gòu)成(表3)看，隨著播期的推遲，有效穗數(shù)、總庫(kù)數(shù)量、總庫(kù)容的2年平均值均顯著下降，而穗粒數(shù)、千粒重、單籽粒體積變化趨勢(shì)不明顯，說明晚播主要導(dǎo)致穗數(shù)減少，進(jìn)而引起籽粒庫(kù)數(shù)量和庫(kù)容降低。

表3 播期對(duì)小麥產(chǎn)量相關(guān)性狀的影響Table 3 Effects of sowing date on relative yield traits of wheat

2.2.2 品種對(duì)產(chǎn)量的影響

小麥品種間產(chǎn)量存在顯著差異(表4)，2018和2019年20個(gè)品種產(chǎn)量變化范圍分別為 4 605.3～ 5 689.17和6 886.78～ 7726.08 kg·hm-2，變異系數(shù)分別為5.61%和3.33%。20個(gè)品種2年平均產(chǎn)量的變化范圍為 5 746.04～6 694.29 kg·hm-2，說明選用品種可以減小晚播形成的產(chǎn)量差異。較煙農(nóng)19兩年平均增產(chǎn)3%以上的品種有9個(gè)，分別為荃麥725、安農(nóng)0711、揚(yáng)麥20、皖西麥0638、紫麥19、渦麥9號(hào)、蘇麥188、安科157、寧麥13。隨播期的推遲，各品種的平均產(chǎn)量均呈下降趨勢(shì)。不同品種對(duì)晚播的適應(yīng)性不同。SD1下，荃麥725、安農(nóng)0711、未來0818等品種的產(chǎn)量較高；SD2播期下，荃麥725、渦麥9號(hào)、蘇麥188的產(chǎn)量較高；而在SD3下，蘇麥188、皖西麥0638和揚(yáng)麥20的產(chǎn)量較高。

表4 不同播期下20個(gè)品種間的產(chǎn)量差異Table 4 Yield difference among 20 wheat varieties under different sowing dates

圖柱上不同字母表示同一年內(nèi)和兩年均值的不同播期間差異顯著。圖4同。

2.2.3 不同類型品種產(chǎn)量對(duì)播期的響應(yīng)

從不同類型品種兩年均值來看，隨著播期的推遲，半冬性和春性品種的產(chǎn)量均呈降低趨勢(shì)，且半冬性品種的減產(chǎn)幅度較大(圖2)。在SD1和SD2下半冬性品種的平均產(chǎn)量顯著或略高于春性品種，而在SD3下春性品種產(chǎn)量顯著高于半冬性品種。這說明不同類型品種對(duì)播期的響應(yīng)不同，半冬性品種適宜早播，春性品種較耐晚播。

分別將每一播期20個(gè)品種按照產(chǎn)量從高到低排序，按高產(chǎn)(第1至第5位)、中產(chǎn)(第6至第15位)和低產(chǎn)(第16至第20位)進(jìn)行分組，計(jì)算各組平均產(chǎn)量及每組中半冬性和春性品種所占比例(圖3)。隨著播期的推遲，高產(chǎn)組與低產(chǎn)組產(chǎn)量差異縮小。2018和2019年高產(chǎn)組和低產(chǎn)組產(chǎn)量差值在SD1下分別為1 782.38和 1 077.205 kg·hm-2，在SD3下，分別縮小到1 169.18和 1 031.18 kg·hm-2。在高產(chǎn)組中SD1播期下半冬性品種比例在2018年、2019年分別占100%和80%，SD2下2年均為60%，SD3下分別為20%和0%，也說明隨著播期的推遲，若要獲得高產(chǎn)，應(yīng)選擇適宜類型的品種。

圖3 不同播期半冬性和春性小麥在高產(chǎn)和低產(chǎn)群體中的比例

圖柱上不同字母表示同一播期下兩類品種間差異顯著。

2.3 播期和品種對(duì)小麥容重和產(chǎn)值的影響

2.3.1 播期間小麥籽粒容重差異

小麥籽粒容重是商品品質(zhì)的重要指標(biāo)。從表5可以看出，2018年小麥籽粒容重低于2019年，主要與后期高溫陰雨、赤霉病為害有關(guān)，但品種間存在顯著差異。在受災(zāi)害情況下渦麥9號(hào)、寧麥13、宿553、連麥2號(hào)、荃麥725、安農(nóng)0711、蘇麥188、皖西麥0638等8個(gè)品種容重仍在770 g·L-1以上，表明這些品種較適合沿淮稻茬種植。播期間容重差異極顯著。SD2下各品種的容重較SD1明顯增加或略增；播期延遲至SD3時(shí)，容重或增或減，表現(xiàn)不一，說明不同品種容重對(duì)晚播的反應(yīng)不同。

表5 品種間、年度間、播期間容重差異Table 5 Multiple comparisons of test weight between varieties,years and sowing dates g·L-1

2.3.2 播期和品種對(duì)產(chǎn)值的影響

從圖4來看，隨著播期的推遲，小麥產(chǎn)值降低，播期間產(chǎn)值差異顯著。2018、2019年 SD3下20個(gè)小麥品種平均產(chǎn)值較SD1分別減少 2 115.95和775.69元·hm-2，說明災(zāi)害性年份晚播對(duì)小麥產(chǎn)值的影響更大。從兩年均值來看，播期相差30 d時(shí)，產(chǎn)值減少1 445.82元·hm-2，下降9.62%，平均每推遲1 d播種，產(chǎn)值降低 48.19元·hm-2。

圖4 不同播期對(duì)小麥產(chǎn)值的影響

20個(gè)品種2年平均產(chǎn)值為13 217.52～ 15 529.34元·hm-2，其中產(chǎn)值較煙農(nóng)19高3%以上的品種有9個(gè)，分別為荃麥725、安農(nóng)0711、皖西麥0638、渦麥9號(hào)、揚(yáng)麥20、紫麥19、寧麥13、蘇麥188、宿 553(表6)，表明沿淮稻茬麥區(qū)通過選用適宜的品種能提高稻茬小麥產(chǎn)值。

表6 20個(gè)品種平均產(chǎn)值差異Table 6 Output value difference among 20 wheat varieties yuan·hm-2

不同類型品種產(chǎn)值對(duì)播期的響應(yīng)也不一致。隨著播期的推遲，半冬性品種產(chǎn)值不斷降低；春性品種產(chǎn)值在播期間差異不顯著(圖5)。2年中SD1和SD2下半冬性品種平均產(chǎn)值高于春性品種，而在SD3下春性品種平均產(chǎn)值較高，說明晚播對(duì)半冬性小麥品種產(chǎn)值的負(fù)效應(yīng)較大。

圖5 播期對(duì)不同類型小麥產(chǎn)值的影響

3 討 論

3.1 沿淮稻茬小麥晚播對(duì)產(chǎn)量的影響

適期播種是小麥形成適齡壯苗越冬的關(guān)鍵措施之一[1,23]。半冬性和春性小麥品種冬前形成壯苗需0 ℃以上積溫分別為580～620、500～570 ℃[1]。根據(jù)本試驗(yàn)所在地2010年以來氣象數(shù)據(jù)平均值推算，半冬性小麥適播期在10月18日-10月23日，春性小麥適播期在10月23日-10月28日。本試驗(yàn)所設(shè)播期均處在晚播范疇，兩年的結(jié)果表明，隨著播期的推遲，稻茬小麥產(chǎn)量逐漸下降，與前人報(bào)道的結(jié)果相吻合[16,24-27]。

過晚播種會(huì)影響小麥冬前分蘗，不利于植株生長(zhǎng)發(fā)育，會(huì)導(dǎo)致有效穗數(shù)低于適期播種[28-30]。一些學(xué)者研究表明，稻茬小麥晚播條件下，產(chǎn)量的降低主要受穗數(shù)影響，穗粒數(shù)和千粒重對(duì)產(chǎn)量影響較小，穗粒數(shù)和千粒重協(xié)同提高時(shí)小麥才能獲得高產(chǎn)[12，31],擴(kuò)大庫(kù)容(增加總穎花量或總粒數(shù))是實(shí)現(xiàn)小麥超高產(chǎn)的前提[32]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，稻茬小麥的有效穗數(shù)受播期的影響較顯著，穗粒數(shù)和千粒重受影響相對(duì)較??；籽粒庫(kù)體積、籽粒庫(kù)數(shù)量是影響稻茬小麥產(chǎn)量的重要因素，在擴(kuò)大庫(kù)容的同時(shí)，要注重籽粒庫(kù)質(zhì)量的提高，提高容重，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。

3.2 沿淮稻茬小麥晚播對(duì)產(chǎn)值的影響

效益是調(diào)動(dòng)農(nóng)民種糧積極性的關(guān)鍵。沿淮稻茬小麥隨播期的推遲，產(chǎn)值下降；產(chǎn)值變化趨勢(shì)與產(chǎn)量變化趨勢(shì)基本相同，但在品種上表現(xiàn)不盡一致，主要是由于產(chǎn)值除與產(chǎn)量有關(guān)外，還與品質(zhì)(如容重)有關(guān)。在保證一定產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，選用容重高、赤霉病輕、穗發(fā)芽抗性強(qiáng)的品種，更有利于減少晚播帶來的產(chǎn)值下降。

從稻麥生產(chǎn)體系周年產(chǎn)量和產(chǎn)值考量，水稻隨著成熟期的推遲，水稻產(chǎn)量大幅度提高，產(chǎn)值增加。水稻晚收小麥晚播的“雙晚”模式對(duì)周年糧食總產(chǎn)和農(nóng)民產(chǎn)值(效益)是有利的[33-36]。這也可能是小麥播期延遲的內(nèi)在推力。在稻麥輪作體系中，我們既要考慮效益，又要兼顧糧食安全。李東生等[37]認(rèn)為隨播期推遲，產(chǎn)量下降，11月22日是小麥最晚播臨界期。王永玖等[38]研究認(rèn)為，在保證播種質(zhì)量前提下，11月中旬前稻茬小麥應(yīng)播種完畢。據(jù)本研究結(jié)果測(cè)算，若要確保沿淮稻茬小麥生產(chǎn)不虧本，產(chǎn)量應(yīng)在5 250～6 000 kg·hm-2，按照2年平均試驗(yàn)結(jié)果推算，一般年份下播期應(yīng)在11月20日前。

3.3 氣候?qū)ν聿サ静缧←湲a(chǎn)量、產(chǎn)值的影響

本試驗(yàn)?zāi)甓乳g產(chǎn)量差異較大，2018和2019年3個(gè)播期20個(gè)品種的平均產(chǎn)量分別為5025.91和7 356.48 kg·hm-2，年度間產(chǎn)量差達(dá) 2 330.57 kg·hm-2；平均產(chǎn)值分別為11 463.51和17 133.13元·hm-2，年度間產(chǎn)量差值達(dá) 5 669.62元·hm-2，表明氣候條件是影響晚播稻茬小麥產(chǎn)量、產(chǎn)值的重要因子。2017-2018年度小麥生長(zhǎng)期間前期澇、冬前旱、冬季冷、后期雨水多、病害重；2018-2019年度小麥生長(zhǎng)期間冬前和越冬氣候正常，盡管1月下旬和2月光照少，但小麥抽穗后溫度偏低、雨水少、光照足、病害輕，有利于灌漿， 20個(gè)品種平均產(chǎn)量接近7 500 kg·hm-2，表明沿淮稻茬小麥晚播條件下若氣候適宜仍能獲得高產(chǎn)，但若遇到冷冬或灌漿后期赤霉病或雨水多、高溫等不利天氣，產(chǎn)量將大幅度下降。因此，生產(chǎn)上要盡量爭(zhēng)取早播并注意加強(qiáng)后期管理。

3.4 選擇不同類型品種可彌補(bǔ)沿淮晚播稻茬小麥產(chǎn)量和產(chǎn)值損失

沿淮稻茬麥區(qū)地處黃淮麥區(qū)和長(zhǎng)江中下游麥區(qū)過渡地帶，大面積種植的品種多以半冬性類型為主，這與半冬性品種產(chǎn)量潛力較高、抗寒性較好有關(guān)。但是隨著播期的不斷推遲，半冬性品種高感赤霉病和穗發(fā)芽風(fēng)險(xiǎn)加大。春性紅皮品種易受凍害，但對(duì)赤霉病、穗發(fā)芽抗性好，且較耐晚播。據(jù)調(diào)查，2015年安徽省淮北南部及沿淮地區(qū)穗發(fā)芽是造成小麥不完善粒嚴(yán)重超標(biāo)的首要因素[22]，白皮小麥穗發(fā)芽比重遠(yuǎn)高于紅皮小麥[39]。如何利用品種特性，應(yīng)對(duì)晚播，有關(guān)研究相對(duì)較少。本試驗(yàn)通過分析播期對(duì)半冬性和春性小麥品種產(chǎn)量和效益的影響，發(fā)現(xiàn)11月14日之前播種的半冬性品種平均產(chǎn)值高于春性品種，推遲到11月29日播種的半冬性品種平均產(chǎn)值均低于春性品種。綜合本試驗(yàn)結(jié)果和生產(chǎn)實(shí)踐，沿淮晚播稻茬麥區(qū)11月上中旬播種，選用半冬性品種為宜，過晚播種(11月后)可改用春性品種。目前，沿淮淮北稻茬麥區(qū)生產(chǎn)上缺乏審定的春性紅皮品種，應(yīng)加強(qiáng)耐晚播春性紅皮小麥品種選育工作。

4 結(jié) 論

沿淮稻茬麥區(qū)10月30日后播種，隨播期的推遲，小麥產(chǎn)量和效益下降，播期每推遲1 d，產(chǎn)量下降24.81 kg·hm-2，產(chǎn)值減少48.19 元·hm-2；根據(jù)播期選擇不同類型的品種，可縮小因晚播導(dǎo)致的產(chǎn)量和產(chǎn)值損失。