晚播對(duì)山西中部地區(qū)不同品種小麥生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

王 江，崔福柱，劉芮芮，孫凱旋，孟曉偉，肖玉濤

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山西太谷030801）

近年來(lái)，由于溫室氣體排放，氣候變暖。山西中部地區(qū)的氣溫也在波動(dòng)中趨于變暖[1]。氣候變暖造成熱量資源增加，積溫增多，無(wú)霜期增加，作物適宜生長(zhǎng)期延長(zhǎng)[2]。為了提高對(duì)資源的利用及作物種植面積和產(chǎn)量，山西中部地區(qū)將探索實(shí)現(xiàn)“一年兩熟”種植模式，但在此模式下熱量資源相對(duì)不足，夏播作物成熟期推遲，進(jìn)而導(dǎo)致冬小麥晚播，而晚播又會(huì)影響冬小麥的生育期和產(chǎn)量[3-6]。小麥的產(chǎn)量與品質(zhì)受生態(tài)品種、栽培技術(shù)和生態(tài)環(huán)境等多種因素影響，而品種是最基本的影響因素[7-8]。晚播對(duì)不同品種冬小麥的幼穗分化、穗部性狀、農(nóng)藝性狀、葉面積指數(shù)、產(chǎn)量等方面均有不同程度的影響[9-10]。劉利青[11]通過(guò)對(duì)不同品種小麥的優(yōu)劣以及生長(zhǎng)情況的分析，選擇出了適合沙河市的小麥品種魯原502。麥麥提江·居麥[12]為選出適合果樹(shù)間作下的復(fù)播作物，引進(jìn)復(fù)播耐陰小麥品種，進(jìn)行了復(fù)播小麥品種對(duì)比試驗(yàn)，選出了綜合表現(xiàn)較好的新春11號(hào)。陸梅等[13]為篩選適合旱作麥區(qū)推廣的高產(chǎn)、高效小麥品種，將16個(gè)小麥品種在山西省聞喜縣進(jìn)行田間試驗(yàn)，選出了適宜該旱作麥區(qū)種植的高產(chǎn)、高效品種中臨Y8159和石麥19號(hào)。

本試驗(yàn)通過(guò)研究晚播對(duì)不同品種冬小麥的影響，對(duì)比晚播情況下不同品種冬小麥農(nóng)藝性狀、穗部性狀、產(chǎn)量構(gòu)成因素及產(chǎn)量等因素，旨在為山西中部地區(qū)一年兩熟模式下小麥品種的選擇提供理論及實(shí)踐依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2018—2019年7月在山西省晉中市太谷區(qū)山西農(nóng)業(yè)大學(xué)科技創(chuàng)業(yè)園區(qū)（112°30′E，37°25′N(xiāo)）進(jìn)行。該區(qū)海拔786.5 m，屬暖溫帶大陸性氣候，春季干旱多風(fēng)，夏季暖熱多雨，秋季秋高氣爽，冬季少雪干冷，土壤為砂質(zhì)黏壤土，地勢(shì)平坦，土壤肥力較好。試驗(yàn)地前茬作物是夏播高粱。播前土壤基礎(chǔ)理化性狀如表1所示。

表1 供試土壤基礎(chǔ)理化性狀

1.2 試驗(yàn)材料

供試冬小麥品種為晉太182、中麥175和濟(jì)麥22，其中，晉太182是山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所自1998年來(lái)經(jīng)11 a系譜選育而成的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、廣適小麥品種，于2012年12月通過(guò)山西省品種審定，是晉中地區(qū)的主推品種；中麥175是中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所用BPM27/京411選育的小麥品種，適宜在黃淮地區(qū)的山西晉南地區(qū)種植；濟(jì)麥22是山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所最新育成的超高產(chǎn)、多抗、優(yōu)質(zhì)中筋小麥新品種。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)品種為一個(gè)處理，共設(shè)3個(gè)處理，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，共9個(gè)小區(qū)，每小區(qū)面積為50 m2（20.0 m×2.5 m）。冬小麥于2018年10月31日采用機(jī)器播種，播種密度為300 kg/hm2。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.4.1 生育時(shí)期調(diào)查 小麥播種后，在小麥的整個(gè)生長(zhǎng)期間于麥田中實(shí)時(shí)觀(guān)測(cè)小麥的生長(zhǎng)發(fā)育變化，并記錄小麥的關(guān)鍵生育時(shí)期（出苗期、分蘗期、拔節(jié)期、抽穗期、開(kāi)花期、成熟期）。

1.4.2 農(nóng)藝性狀的測(cè)定 冬小麥出苗后，每隔14 d取一次樣，每次取樣在試驗(yàn)田小區(qū)中隨機(jī)挖取10株小麥，在室內(nèi)測(cè)定株高、葉面積。

其中，S為小麥單片葉面積，L為葉長(zhǎng)，W為最大葉寬，LAI為葉面積指數(shù)，ST為葉片總面積，SA為土地面積。

1.4.3 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素測(cè)定 小麥?zhǔn)斋@前，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)取5個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)選取1 m2調(diào)查成穗數(shù)。于成熟期調(diào)查小麥的有效穗數(shù)，成熟后每小區(qū)隨機(jī)取10株小麥進(jìn)行考種，測(cè)量穗長(zhǎng)、穗下節(jié)長(zhǎng)、穗質(zhì)量、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量，并收獲測(cè)產(chǎn)（每小區(qū)選定3 m2，用鐮刀收獲后，風(fēng)干、脫粒，稱(chēng)質(zhì)量后計(jì)算產(chǎn)量）。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010軟件作圖，用SPSS 25.0軟件進(jìn)行方差分析、顯著性差異比較，以及相關(guān)分析等。

2 結(jié)果與分析

2.1 晚播對(duì)不同品種冬小麥生育時(shí)期的影響

從表2可以看出，晉太182的生育期最短，中麥175比晉太182多2 d，濟(jì)麥22比晉太182多3 d。不同冬小麥品種冬前均未出苗，出苗期與分蘗期時(shí)間都相同。濟(jì)麥22、中麥175與晉太182相比，從出苗到開(kāi)花的各個(gè)生育時(shí)期，濟(jì)麥22比晉太182多2 d，中麥175比晉太182多1 d。在晚播條件下，晉太182的成熟期最早，在6月19日達(dá)到成熟，濟(jì)麥22的成熟期最晚，在6月22日達(dá)到成熟。各品種成熟期最多僅相差3 d，說(shuō)明晚播對(duì)不同品種小麥的生育時(shí)期影響較小。

表2 不同品種冬小麥的生育進(jìn)程 月-日

2.2 晚播對(duì)不同品種冬小麥株高的影響

株高是反映小麥生長(zhǎng)發(fā)育的重要指標(biāo)之一。由圖1可知，小麥的株高隨著生育時(shí)期的推進(jìn)也呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)，在拔節(jié)期和抽穗期增長(zhǎng)最為迅速，其他時(shí)期生長(zhǎng)較為緩慢。在抽穗期以后，各品種的株高增長(zhǎng)變緩，6月2日之后，小麥的株高基本穩(wěn)定。3月10日至4月7日3個(gè)品種的株高基本相似，4月7日后，晉太182、中麥175的株高明顯高于濟(jì)麥22，5月5日后晉太182的株高增幅明顯高于中麥175與濟(jì)麥22，穩(wěn)定后，晉太182的小麥株高最高，為66.12 cm，濟(jì)麥22的小麥株高最低，為49.02 cm。

2.3 晚播對(duì)不同品種冬小麥葉面積指數(shù)的影響

葉面積指數(shù)是衡量作物群體生長(zhǎng)狀況的一個(gè)重要指標(biāo)。由圖2可知，不同品種冬小麥的葉面積指數(shù)在晚播條件下均呈先增加后降低的單峰曲線(xiàn)。從出苗到拔節(jié)期，各品種的葉面積指數(shù)增加幅度較小，這是由于這段時(shí)間有效積溫較少，作物生長(zhǎng)發(fā)育速率較低。拔節(jié)結(jié)束后，葉面積指數(shù)增加明顯加快，原因是4月7日后陽(yáng)光充足，有效積溫增加，提高了作物的生長(zhǎng)發(fā)育速度；在5月19日前后也就是孕穗期前后均達(dá)到了最高，之后葉面積指數(shù)開(kāi)始下降，這是因?yàn)椴糠秩~片開(kāi)始衰老脫落，導(dǎo)致葉面積指數(shù)減小。3個(gè)小麥品種相比，晉太182的葉面積指數(shù)在整個(gè)生育時(shí)期均最高，濟(jì)麥22的葉面積指數(shù)始終最小，中麥175居中。說(shuō)明在葉面積指數(shù)方面，最好的是晉太182。

2.4 晚播對(duì)不同品種冬小麥成熟期產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表3可知，晉太182的有效穗數(shù)最高，穗粒數(shù)與千粒質(zhì)量均最低。中麥175的有效穗數(shù)最低，而穗粒數(shù)與千粒質(zhì)量均達(dá)最高。濟(jì)麥22的有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量都處于中間值。

表3 不同品種冬小麥的產(chǎn)量構(gòu)成因素比較

由表4可知，晚播條件下，晉太182的穗下節(jié)長(zhǎng)、穗長(zhǎng)和結(jié)實(shí)小穗數(shù)均最高，單穗質(zhì)量次之；中麥175的不結(jié)實(shí)小穗數(shù)最高，穗下節(jié)長(zhǎng)居中，其余性狀都最低；濟(jì)麥22與中麥175的穗長(zhǎng)和穗下節(jié)長(zhǎng)均顯著低于晉太182（P＜0.05）。此外，濟(jì)麥22的有效穗數(shù)高于中麥175，說(shuō)明提高結(jié)實(shí)小穗可改善其產(chǎn)量構(gòu)成因素?？傮w來(lái)說(shuō)，晉太182無(wú)論是有效穗數(shù)還是穗部性狀都較好，中麥175產(chǎn)量及其構(gòu)成因素最差，濟(jì)麥22產(chǎn)量構(gòu)成因素與穗部形狀均居中。綜合來(lái)看，晚播條件下，晉太182穗部性狀及相關(guān)農(nóng)藝性狀均最佳。

表4 不同品種冬小麥成熟期穗部性狀及相關(guān)農(nóng)藝性狀的對(duì)比

2.5 晚播對(duì)不同品種冬小麥產(chǎn)量的影響

由表5可知，晚播對(duì)不同品種冬小麥的產(chǎn)量有顯著影響，晉太182的產(chǎn)量最高，為6 203.07 kg/hm2，與中麥175的產(chǎn)量之間差異極顯著（P＜0.01）。濟(jì)麥22的產(chǎn)量為6 074.11 kg/hm2，雖然較晉太182低，但二者之間差異不顯著。

表5 不同品種冬小麥的產(chǎn)量比較

從表6可以看出，冬小麥產(chǎn)量與有效穗數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與千粒質(zhì)量呈極顯著負(fù)相關(guān)，與穗粒數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)。有效穗數(shù)與穗粒數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)，與千粒質(zhì)量呈顯著負(fù)相關(guān)，穗粒數(shù)與千粒質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)。

表6 產(chǎn)量構(gòu)成因素和產(chǎn)量的相關(guān)性分析

3 結(jié)論與討論

不同的冬小麥品種對(duì)不同地區(qū)的不同種植模式的適應(yīng)性不同，選擇適應(yīng)當(dāng)?shù)胤N植模式的冬小麥品種可以充分發(fā)揮當(dāng)?shù)氐馁Y源優(yōu)勢(shì)，顯著提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。孫立臣[14]研究表明，晚播對(duì)不同品種冬小麥產(chǎn)量的影響不同。因此，選擇一個(gè)適應(yīng)晉中地區(qū)一年兩熟“冬小麥—夏作物”模式下晚播的冬小麥品種對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物增產(chǎn)創(chuàng)收至關(guān)重要。

隨著播期的推遲，冬小麥營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期縮短，而且會(huì)推遲拔節(jié)期、抽穗期、成熟期等重要的生育時(shí)期[15]。本試驗(yàn)的3個(gè)冬小麥品種都是在10月31日播種，可能是因?yàn)橥寥拉h(huán)境、冬前積溫不足等原因影響，3個(gè)品種在冬前均未出苗。而且選用的3個(gè)冬小麥品種中晉太182生育期最短，濟(jì)麥22生育期比晉太182多3 d，但由于自然環(huán)境因素相同，所以，總體上3個(gè)冬小麥品種的生育進(jìn)程都相差不大，均在6月21日左右成熟。觀(guān)察田間小麥的群體生長(zhǎng)發(fā)現(xiàn)，小麥的株高隨著生育時(shí)期的增加呈S型曲線(xiàn)增長(zhǎng)，并且3個(gè)冬小麥品種中晉太182的株高最高，其次是中麥175，濟(jì)麥22的株高最低。前人研究表明，晚播會(huì)導(dǎo)制冬小麥株高降低[16]，而株高降低會(huì)增加小麥的抗倒伏能力。本試驗(yàn)晉太182的葉面積指數(shù)最大，中麥175居中，濟(jì)麥22較小，說(shuō)明晉太182群體生長(zhǎng)發(fā)育相對(duì)較好。前人研究表明，晚播會(huì)影響小麥分蘗，導(dǎo)致單株分蘗數(shù)減少，從而減少單位面積晚播冬小麥的有效穗數(shù)[17]。有效穗數(shù)的降低又會(huì)導(dǎo)致穗粒數(shù)增加[18]。選擇有效穗數(shù)與穗粒數(shù)協(xié)調(diào)的冬小麥品種可以有效增加產(chǎn)量。本研究表明，小麥的有效穗數(shù)對(duì)產(chǎn)量的影響較大，達(dá)到了顯著水平。馬超等[19]研究表明，提高小麥的單穗質(zhì)量與結(jié)實(shí)率，可以提高小麥的產(chǎn)量。本研究發(fā)現(xiàn)，晉太182與濟(jì)麥22的單穗質(zhì)量與結(jié)實(shí)率較高，而中麥175的相對(duì)較低。

綜合對(duì)比可知，在山西中部地區(qū)“冬小麥—夏作物”模式下，晉太182不論是農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量構(gòu)成因素，還是穗部綜合性狀，在參試的3個(gè)品種中都是最好的，并且最終收獲的產(chǎn)量最高，可以作為山西中部地區(qū)一年兩作晚播種植模式的主推冬小麥品種。濟(jì)麥22較晉太182雖然各個(gè)方面都有差距，但最終產(chǎn)量相差不大，可以作為備選品種進(jìn)行推廣。而中麥175由于其產(chǎn)量構(gòu)成因素和穗部性狀等方面都表現(xiàn)較差，不建議在當(dāng)?shù)赝茝V。