淮北地區(qū)7 個推廣小麥品種的灌漿特性分析

劉 利

（亳州市農業(yè)科學研究院 安徽渦陽 233600）

小麥是我國主要的糧食作物之一， 小麥產量的提高，對糧食安全有重要意義。 隨著栽培技術和生產水平的不斷提高，在大田生產過程中，畝穗數(shù)和穗粒數(shù)的變化基本趨于穩(wěn)定， 因此千粒重的提高才是決定小麥產量的關鍵因素[1]。 通過測定小麥灌漿速率可以了解小麥品種的粒重動態(tài)， 更好地把握不同小麥品種的灌漿特點， 為小麥品種在生產上的應用和推廣提供有效的數(shù)據(jù)支持。 本試驗主要針對近年來不斷涌現(xiàn)的小麥新品種， 選擇在淮北地區(qū)有一定推廣面積的7 個小麥品種進行了小麥灌漿速率測定試驗，以了解這些品種在本地的灌漿特性，為大田生產服務。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

供試品種分別為新麥26、渦麥9 號、豐德存麥22、鄭麥136、濟麥22、淮麥20 和中麥578。 試驗統(tǒng)一采取大區(qū)無重復設計， 小區(qū)長15 m、 寬9.6 m， 面積144 m2，行距23 cm；試驗地點為渦陽縣糧麥原種場，前茬大豆， 土壤屬于砂漿黑土， 0～20 cm 土壤肥力：有機質14.118 g/kg， 速效氮0.952 7 mg/kg， 速效磷16 mg/kg， 速效鉀161 mg/kg； 播期為2020 年10 月13 日，播量統(tǒng)一設計為22 萬/畝，機械條播；基肥：小麥專用復混肥（15∶15∶15）50 kg/畝和尿素15 kg/畝，機械拋灑。 其他管理和記載參照國家黃淮南片小麥生產試驗標準。

1.2 測定項目與分析方法

1.2.1 質量測定各小麥品種揚花期選取同一時間揚花的單穗掛牌標記，并記載其開花時間，然后在統(tǒng)一的時間取樣， 每隔5 d 隨機選取20 穗放入烘箱，105℃下烘30 min 殺青（第1 期、第2 期由于籽粒過小，不易脫粒，先對麥穗殺青，而后脫粒再烘干，以后各期按常規(guī)方法先脫粒后再殺青烘干）， 殺青后在80℃烘8 h 至恒重，測定籽粒干重，折算千粒重。

1.2.2 分析方法以開花后天數(shù)t 為自變量、千粒重Y 為因變量參照趙洪亮等[2]的方法，利用logistic 方程Y＝K/［1＋e（a+bt）］擬合小麥籽粒質量增加的過程。 其中K 為理論最大千粒質量，t 為相對灌漿時間（相對灌漿時間=取樣日期-開花時間-7）[3]，a、b 為常數(shù)。 對擬合方程求一階導數(shù)和二階導數(shù)， 分別得到初級和次級灌漿參數(shù)， 初級參數(shù)t1，t2，t3 分別為logistic 曲線拐點時間和粒重達到99%時的灌漿時間[3]，次級灌漿參數(shù)T1、R1；T2、R2；T3、R3 分別表示3 個階段的灌漿持續(xù)時間（d）和灌漿速率[g/（103·d）]；W1、W2、W3 分別表示3 個階段的籽粒干物質累積量（g）。Tmax 為最大灌漿速率出現(xiàn)的時間（d），Ts 為灌漿持續(xù)期（d）；Rmax 和Rmean 分別表示最大灌漿速率[g/（103·d）]和平均灌漿速率[g/（103·d）]。 利用DPS V9.01 軟件擬合Logistic 方程并作相關性分析， 利用Excel 進行數(shù)據(jù)整理和作圖。 灌漿參數(shù)及其計算公式見表1。

表1 灌漿參數(shù)表述及其計算公式[4]

2 結果與分析

2.1 籽粒增重和灌漿速率動態(tài)

2.1.1 籽粒增重動態(tài)從圖1 可以看出，7 個小麥品種的粒重增加都是呈現(xiàn)前期慢、中期快、后期又變慢的 “S” 型特點。 其中中麥578 的粒重增加趨勢遠高于其他品種，千粒重在所有品種中最高，其次是豐德存22 和鄭麥136， 二者粒重在后期基本相近， 濟麥22在5 月5～20 日這個階段粒重的增加高于豐德存22和鄭麥136，但在后期又低于二者；渦麥9 號階段粒重的增加高于新麥26，但后期二者粒重基本一致；淮麥20 的粒重增加趨勢在所有品種中最低，千粒重在所有品種中也最低。

圖1 7 個小麥品種千粒重增加動態(tài)

2.1.2 灌漿速率動態(tài)從圖2 可以看出， 灌漿速率的變化趨勢和籽粒增重的趨勢基本一致， 即總體符合 “慢—快—慢” 的灌漿規(guī)律。 所有品種的灌漿速率都呈正態(tài)分布， 灌漿高峰期都出現(xiàn)在5 月15 日，然后開始逐漸下降， 但淮麥20 的高峰期出現(xiàn)在5 月20 日，且在5 月25 日以后逐漸下降。 中麥578、豐德存22、 鄭麥136 和濟麥22 在5 月15 日前灌漿速率均急劇上升，而渦麥9 號和新麥26 則相對緩慢。 淮麥20 在此階段灌漿速率增長最慢。 在灌漿速率曲線下降過程中中麥578 的曲線急劇下降，而淮麥20 則緩慢下降，其他品種居于二者之間。

圖2 7 個小麥品種灌漿速率動態(tài)

2.2 7 個小麥品種的logistic 方程模型及其檢測

從表2 可以看出，7 個小麥品種的logistic 方程決定系數(shù)和相關系數(shù)都在0.99[5]以上，且經過F 檢測P 值都小于0.01， 說明logistic 方程擬合符合度較高且都達到極顯著水平， 表明此方程可以很好地模擬各品種小麥籽粒增重進程。

表2 7 個小麥品種logistic 方程參數(shù)和系數(shù)及其F 檢測值

2.3 7 個小麥品種的籽粒灌漿參數(shù)

2.3.1 灌漿時間參數(shù)從表3 可以看出， 各品種的灌漿持續(xù)時間（Ts）長短不一，其中淮麥20 的灌漿持續(xù)時間最長，新麥26 和鄭麥136 次之，豐德存22 和渦麥9 號的灌漿持續(xù)時間相近，而中麥578 的灌漿持續(xù)時間最短。 所有品種都表現(xiàn)為緩增階段灌漿時間＞快增階段灌漿時間＞漸增階段灌漿時間（T3＞T2＞T1）。在漸增階段淮麥20 的灌漿時間最長，為12.72 d，新麥26、鄭麥136 和豐德存22 在9.50 d 左右，渦麥9 號和濟麥22 在6.50 d 左右，中麥578 最短，只有5.88 d；在快增階段淮麥20 的灌漿時間最長， 為17.45 d，新麥26 和渦麥9 號次之，分別為17.14 d 和16.45 d，中麥578 最短，為12.57 d。緩增階段各品種的灌漿時間的長短排序和快增階段一致。

2.3.2 灌漿速率參數(shù)從表3 可以看出， 各品種都呈現(xiàn)快增階段的灌漿速率最大，漸增階段次之，緩增階段最小（R2＞R1＞R3）。 在漸增階段，中麥578 的灌漿速率最高，其次是濟麥22 和渦麥9 號，淮麥20 最低；在快增階段和緩增階段，中麥578 的灌漿速率最高，其次為豐德存22 和鄭麥136，最低的為淮麥20。7 個小麥品種最高灌漿速率和平均灌漿速率的高低排序基本一致， 即中麥578 最高， 其次為豐德存22和鄭麥136，最低的為淮麥20 和新麥26。

2.3.3 灌漿階段的干物質積累從表3 可以看出，雖然品種不同階段性干物質積累的多少不同， 但是各品種各階段的干物質積累總體都呈現(xiàn)相同的規(guī)律，即快增階段的干物質積累量最多，漸增階段的干物質積累量次之，緩增階段最少（W2＞W(wǎng)1＞W(wǎng)3）。 通過比較發(fā)現(xiàn)，快增階段是籽粒增重的重要階段，它的干物質積累量占總干物質積累的58.32%， 漸增階段和緩增階段的干物質積累規(guī)律大致相近。

表3 7 個小麥品種籽粒灌漿參數(shù)

2.4 7 個小麥品種實際千粒重與灌漿參數(shù)的相關性

由表4 可知，灌漿持續(xù)時間（Ts）、最大灌漿出現(xiàn)時間（Tmax）、各階段灌漿時間（T1、T2、T3）和千粒重都是負相關，且快增階段（T2）和緩增階段（T3）的灌漿時間都達到了顯著水平（P＜0.05）；快增階段灌漿速率（R2）、緩增階段灌漿速率（R3）、最大灌漿速率（Rmax）和平均灌漿速（Rmean）都和千粒重有正相關性，且都達到極顯著水平（P＜0.01），而漸增階段灌漿速率（R1） 和千粒重雖然正相關卻不顯著（P＜0.05），由此可知各品種的粒重增加和籽粒的形成主要受灌漿時間和灌漿速率的雙重影響， 尤其是快增階段和緩增階段。 理論最大值（K）和三個階段的干物質積累（W1、W2、W3）都和千粒重呈極顯著正相關（P＜0.01）。

表4 7 個小麥品種的粒重與灌漿參數(shù)相關性

3 討論

3.1 氣象因素對小麥灌漿的影響

不同的區(qū)域氣候環(huán)境不同，光照和溫度[6]、 降水和熱脅迫[7]來臨的早晚不同，有研究表明溫度19～20℃和充足的光照有利于灌漿，而弱光照影響小麥品種的灌漿， 主要是通過影響其灌漿時間和速率來實現(xiàn)。 從表5 可以看出，本年度在5 月13～17 日有一個降水過程，低溫寡照影響了小麥快增階段的灌漿，但品種不同對此段時間光溫變化的反應不一， 淮麥20的灌漿速率曲線基本不受影響， 可能是因其灌漿速率本身就緩慢，變化不明顯；在5 月27 日至收獲期間最高溫度都在30℃以上，風力為3 級，是明顯的干熱風天氣， 這種高溫脅迫也影響了小麥緩增階段的灌漿， 前者導致快增階段灌漿時間的延長和速率的降低， 后者導致緩增階段灌漿時間的縮短和灌漿速率的降低，甚至停止灌漿。

表5 階段氣象資料

3.2 品種對小麥灌漿的影響

本試驗7 個小麥品種類型[8]不同，中麥578、豐德存22 和鄭麥136 屬大粒型品種，其粒重[9]明顯高于其他品種，渦麥9 號和新麥26 屬優(yōu)質[10]品種，淮麥20和濟麥22 屬半冬性偏冬[2]類型的品種。 不同類型的品種適應的區(qū)域環(huán)境不同，雖然也能在本地種植，但是并不能充分表達其特性，具體表現(xiàn)在其階段性發(fā)育程度不同， 因此其籽粒形成對灌漿特性的要求也不相同， 在相同的氣候環(huán)境下從粒重和速率動態(tài)曲線上可以明顯地發(fā)現(xiàn)品種間灌漿時間和速率的差異。

3.3 栽培管理對小麥灌漿的影響

本試驗的播期安排在2020 年10 月13 日，密度為22 萬/畝，施肥和管理水平均高于大田。 而在實際生產中，播期密度[11]、施肥水平[12]、耕作方式[13]等因素隨區(qū)域生產水平和季節(jié)的變化而變化， 其灌漿進程也會發(fā)生不同程度的變化。 有研究表明在低密度、遲播和高肥條件下品種的灌漿速率會提高，而灌溉、早播可延長灌漿時間。

4 結論

本試驗在2021 年度本區(qū)域的生態(tài)環(huán)境下，通過對7 個本地推廣的小麥品種灌漿速率的觀測， 利用logistic 方程模擬粒重增加的過程表明， 中麥578 的粒重增加趨勢遠高于其他品種， 千粒重在所有品種中最高，其次是豐德存22 和鄭麥136；各小麥品種灌漿時間和千粒重呈負相關，且快增階段（T2）和緩增階段的灌漿時間（T3）與千粒重負相關都到達顯著水平， 這一現(xiàn)象可能是受氣候條件和品種等因素的影響；各小麥品種的灌漿速率和千粒重呈正相關性，除漸增階段的灌漿速率（R1）以外都達到了顯著水平，這一結論與大部分研究結果一致； 各灌漿階段的干物質積累與千粒重呈顯著正相關， 通過比較發(fā)現(xiàn)快增階段是籽粒增重的重要階段， 它的干物質積累量占總干物質積累的58.32%， 漸增階段和緩增階段的干物質積累大致相近。 在實際生產上如果利用灌漿特性來選擇品種， 要結合本地的生態(tài)環(huán)境和種植習慣及不同年份的數(shù)據(jù)來綜合考慮比較合理。