播期和播量對不同穗型小麥品種群體性狀和產(chǎn)量的影響

易 媛，馬紅勃，王 靜，張會云，趙 娜，2，朱雪成，張 娜，劉東濤

（1. 江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇 徐州 221131；2. 揚(yáng)州大學(xué) 小麥研究中心，江蘇 揚(yáng)州 225009）

小麥（Triticum aestivumL.）是世界三大主糧之一。播期和播量是影響小麥產(chǎn)量形成的2個重要因素。播期不同會導(dǎo)致小麥生育期（尤其是群體構(gòu)建期）內(nèi)資源配置的差異，適期播種有利于延長群體構(gòu)建期，提高單位面積群體數(shù)量與生物量，同吋改善群體質(zhì)量，提高穗粒數(shù)，進(jìn)而提高產(chǎn)量[1?6]。播量不同會造成小麥個體生長發(fā)育的差異，進(jìn)而影響個體的分蘗數(shù)、成穗情況和生長狀況，從而對群體結(jié)構(gòu)、群體環(huán)境和產(chǎn)量形成產(chǎn)生較大影響，適宜播量有利于產(chǎn)量的提高[7?9]。播期和播量存在交互作用，兩者的交互作用影響小麥生長、產(chǎn)量和品質(zhì)[10?15]。汪娟梅等[11]研究發(fā)現(xiàn)，不同播期條件下播量對小麥中麥895穗數(shù)的調(diào)控呈現(xiàn)不同的規(guī)律：早播時，隨著播量增加，穗數(shù)減??；晚播時，隨著播量增加，穗數(shù)增加。史曉芳等[12]在山西省臨汾市的研究結(jié)果表明，堯麥16的最佳播期和播量分別為10月7日和150 kg/hm2，播期推遲至10 月12—17 日、播量增加到187.5 kg/hm2時仍能夠獲得較高的產(chǎn)量。杜小娟等[13]研究發(fā)現(xiàn)，西農(nóng)509的最佳播期和播量分別為10月12日和136.8 kg/hm2，在此條件下產(chǎn)量最高，為9 265.5 kg/hm2。研究發(fā)現(xiàn)，晚播條件下，適度增加播量可緩解晚播對小麥有效穗數(shù)的影響，進(jìn)而緩解晚播對產(chǎn)量的降低作用[14?15]。綜上，前人關(guān)于播期、播量互作對小麥產(chǎn)量的影響研究大多采用的是單一品種，且所得結(jié)果因生態(tài)環(huán)境、栽培制度及品種的差異而有所不同，尚未見關(guān)于不同穗型小麥品種的研究。為此，在淮北地區(qū)，選用不同穗型小麥品種研究播期和播量對小麥群體和產(chǎn)量的影響，確定不同播期下不同穗型小麥品種的最佳播量，為淮北小麥高產(chǎn)高效生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況及試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2020—2021 年在江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗(yàn)田進(jìn)行（117°11′E、34°15′N），該區(qū)屬亞熱帶溫潤氣候。前茬為綠肥，土壤類型為輕壤土，質(zhì)地偏淤，0～20 cm 耕層土壤pH 值為7.36，有機(jī)質(zhì)含量為20.3 g/kg，全氮含量為1.22 g/kg，速效氮含量為136.0 mg/kg，速效鉀含量為144.0 mg/kg，速效磷含量為39.5 mg/kg。

供試小麥品種為多穗型品種徐麥40 和大穗型品種徐麥41，均由江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所選育而成。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)10 月10 日（適期播種）和10 月25 日（晚播）2 個播期；每個播期設(shè)3 個播量，播期10 月10 日條件下設(shè)常規(guī)播量（D1，120 kg/hm2）、1.25倍常規(guī)播量（D2，150 kg/hm2）和1.5倍常規(guī)播量（D3，180 kg/hm2）3 個播量，播期10 月25日條件下設(shè)常規(guī)播量（D1，180 kg/hm2）、1.25 倍常規(guī)播 量（D2，225 kg/hm2）和1.5 倍 常 規(guī) 播 量（D3，270 kg/hm2）3 個播量。共12 個處理，每個處理重復(fù)3次，共36個小區(qū)，小區(qū)面積為9.6 m2（1.6 m×6.0 m）。全 生 育 期 施N 240 kg/hm2、P2O5120 kg/hm2、K2O 120 kg/hm2，氮肥和鉀肥1/2基施、1/2拔節(jié)期追施，磷肥全部基施。氮、磷、鉀肥分別為尿素（含N 46.3%）、磷酸二胺（N∶P2O5=14∶43）和氯化鉀（含K2O≥60%）。精量機(jī)條播，等行距種植（23.3 cm），其他田間管理同一般高產(chǎn)大田，2021年6月11日收獲。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

1.3.1 葉面積指數(shù)和干物質(zhì)積累量 分別于越冬期（Wintering stage，WS）、返青期（Re?greening stage，RS）、拔節(jié)期（Jointing stage，JS）、孕穗期（Booting stage，BS）、開花期（Anthesis stage，AS）和成熟期（Mature stage，MS）（表1），取10 株具有代表性的植株，用LI-3000C 葉面積儀測定葉面積，并計(jì)算葉面積指數(shù)。將測算葉面積后的植株地上部置105 ℃烘箱中殺青30 min，然后80 ℃烘干至恒質(zhì)量，冷卻后稱質(zhì)量，計(jì)算干物質(zhì)積累量。

表1 不同播期條件下的生育進(jìn)程 月-日Tab.1 Growth process under different sowing dates Mouth?day

1.3.2 莖蘗成穗能力 于出苗期（Seeding stage，SS）調(diào)查基本苗，于越冬期調(diào)查冬前莖蘗數(shù)，于拔節(jié)期調(diào)查最大莖蘗數(shù)。每小區(qū)取1 m2具有代表性的區(qū)域進(jìn)行莖蘗數(shù)的定點(diǎn)調(diào)查，并計(jì)算單株莖蘗數(shù)、單株穗數(shù)和成穗率。其中，單株莖蘗數(shù)=最大莖蘗數(shù)/基本苗，單株穗數(shù)=穗數(shù)/基本苗，成穗率=穗數(shù)/最大莖蘗數(shù)×100%。

1.3.3 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素 成熟期，每小區(qū)選取1 m2區(qū)域調(diào)查穗數(shù)、穗粒數(shù)，計(jì)算總結(jié)實(shí)粒數(shù)；測定籽粒含水率，換算13%含水量的千粒質(zhì)量和產(chǎn)量，并計(jì)算收獲指數(shù)和粒質(zhì)量葉比。其中，收獲指數(shù)=籽粒產(chǎn)量/成熟期干物質(zhì)積累量，粒質(zhì)量葉比=籽粒產(chǎn)量/孕穗期葉面積。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2003 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，采用SPSS 21.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和多重比較（LSD法），采用SigmaPlot 10.0進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 播期和播量對不同穗型小麥品種干物質(zhì)積累量的影響

隨生育進(jìn)程的推移，2 個不同穗型小麥品種群體干物質(zhì)積累量呈遞增趨勢，尤其是拔節(jié)后干物質(zhì)開始快速積累，至成熟期干物質(zhì)積累量達(dá)到峰值（圖1）。除孕穗期外，各生育時期干物質(zhì)積累量表現(xiàn)為徐麥40>徐麥41，且孕穗前差異較大，孕穗后差異逐步縮小。2 個播期間，小麥生育前期干物質(zhì)積累量總體上表現(xiàn)為10 月10 日>10 月25 日；但隨著春季小麥植株干物質(zhì)開始快速積累，孕穗至成熟期以10 月25 日條件下干物質(zhì)積累量較高。隨著播量增加，2 個不同穗型小麥品種干物質(zhì)積累量遞增。總體而言，2 個不同穗型小麥品種均以播期10 月25日條件下D3 處理成熟期干物質(zhì)積累量較高，說明晚播條件下增加播量有利于提高小麥生物量，可為高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)奠定良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。

圖1 播期和播量對不同穗型小麥品種干物質(zhì)積累量的影響Fig.1 Effects of sowing date and seeding rate on dry matter accumulation of wheat varieties with different spike types

2.2 播期和播量對不同穗型小麥品種莖蘗成穗能力的影響

由方差分析（表2）可知，品種對小麥冬前莖蘗數(shù)、穗數(shù)、單株莖蘗數(shù)、單株穗數(shù)和成穗率的影響均達(dá)到顯著或極顯著水平；播期和播量對基本苗、冬前莖蘗數(shù)、最大莖蘗數(shù)、穗數(shù)、單株莖蘗數(shù)、單株穗數(shù)和成穗率的影響均達(dá)到極顯著水平；品種與播期互作對冬前莖蘗數(shù)、最大莖蘗數(shù)、穗數(shù)、單株莖蘗數(shù)和單株穗數(shù)的影響均達(dá)到極顯著或顯著水平；品種與播量互作對冬前莖蘗數(shù)、單株穗數(shù)的影響分別達(dá)到極顯著、顯著水平；播期與播量互作對冬前莖蘗數(shù)、最大莖蘗數(shù)、單株莖蘗數(shù)、單株穗數(shù)和成穗率的影響均達(dá)到極顯著水平；品種、播期、播量三者互作對單株莖蘗數(shù)、單株穗數(shù)和成穗率的影響均達(dá)到顯著或極顯著水平。

表2 播期和播量對不同穗型小麥品種莖蘗成穗能力的影響Tab.2 Effects of sowing date and seeding rate on panicle formation of stem and tiller of wheat varieties with different spike types

由表2 可知，徐麥40 冬前莖蘗數(shù)、穗數(shù)、單株穗數(shù)和成穗率總體上均顯著高于徐麥41，說明該品種莖蘗成穗能力較強(qiáng)，而其基本苗和最大莖蘗數(shù)總體上略低于徐麥41。10 月25 日播種條件下，由于播量增加，基本苗顯著增加，冬前莖蘗數(shù)、最大莖蘗數(shù)和穗數(shù)（僅徐麥41）總體上均顯著高于10 月10 日播種處理，說明晚播條件下加大播量對穗數(shù)有一定的補(bǔ)償作用，但單株莖蘗數(shù)、單株穗數(shù)和成穗率卻顯著降低。相同播期條件下，基本苗、冬前莖蘗數(shù)、最大莖蘗數(shù)和穗數(shù)均隨著播量的增加而增加，而單株莖蘗數(shù)、單株穗數(shù)和成穗率均隨著播量的增加而降低。穗數(shù)以10月10日播種D1處理最低，10月10日（徐麥40）或10月25日（徐麥41）播種D3處理最高，2個品種最高穗數(shù)較最低穗數(shù)分別提高16.7%（徐麥40）和18.8%（徐麥41），說明增大播量可有效提高成熟期最終穗數(shù)。2 個品種單株莖蘗數(shù)、單株穗數(shù)和成穗率均以10月10日播種D1處理最高，10月25日播種D3 處理最低，徐麥40 和徐麥41 單株莖蘗數(shù)、單株穗數(shù)、成穗率最高值較最低值分別提高51.9%、100.0%、38.5%和28.6%、90.9%、44.3%，說明適期播種條件下采用常規(guī)播量可有效減少無效分蘗，提高單株莖蘗成穗能力。

2.3 播期和播量對不同穗型小麥品種葉面積指數(shù)和粒質(zhì)量葉比的影響

2.3.1 葉面積指數(shù) 由圖2 可知，2 個品種相比，在生育前期徐麥40葉面積指數(shù)較大，而隨著拔節(jié)后小麥快速生長，徐麥41 葉面積指數(shù)增加較快，至孕穗期其葉面積指數(shù)高于徐麥40，說明該品種能在生育中后期保持較長的葉片功能期，有利于增強(qiáng)光合作用和物質(zhì)生產(chǎn)。10 月25 日播種處理小麥生育前期葉面積指數(shù)明顯低于10 月10 日播種處理，隨著生育進(jìn)程的推移，小麥拔節(jié)后其差異逐漸縮小，至孕穗期，2 個播期間葉面積指數(shù)差異不明顯。相同播期條件下，生育前期，隨著播量增加，小麥葉面積指數(shù)逐漸增加，拔節(jié)后各處理間差異變小，且總體以D2處理葉面積指數(shù)最高，說明增加播量對葉面積指數(shù)有一定的補(bǔ)償作用，但其調(diào)控作用存在閾值，持續(xù)增加播量并不會使葉面積指數(shù)持續(xù)增加。10 月10 日播種條件下，D2（徐麥40）或D3（徐麥41）處理開花期葉面積指數(shù)可達(dá)到4.0 以上，說明適期播種條件下增加25%～50%播量可優(yōu)化小麥群體結(jié)構(gòu)，使植株在生育中后期維持較高的葉面積指數(shù)，增強(qiáng)光合作用和物質(zhì)生產(chǎn)。

圖2 播期和播量對不同穗型小麥品種葉面積指數(shù)的影響Fig.2 Effects of sowing date and seeding rate on leaf area index of wheat varieties with different spike types

2.3.2 粒質(zhì)量葉比 由圖3 可知，2 個品種相比，大穗型品種徐麥41 的粒質(zhì)量葉比總體上高于徐麥40。10 月10 日播種處理小麥粒質(zhì)量葉比顯著高于10 月25 日播種處理。相同播期條件下，2 個不同穗型小麥品種均以D1 處理粒質(zhì)量葉比最高，且播量處理間差異總體上均達(dá)到顯著水平。2個品種均以播期10 月10 日條件下D1 處理粒質(zhì)量葉比最高，比10 月25 日條件下D3 處理提高18.0%（徐麥40）～23.6%（徐麥41），說明適期播種條件下采用常規(guī)播量有助于提高單位面積葉片干物質(zhì)生產(chǎn)能力。

圖3 播期和播量對不同穗型小麥品種粒質(zhì)量葉比的影響Fig.3 Effects of sowing date and seeding rate on grain weight-leaf ratio of wheat varieties with different spike types

2.4 播期和播量對不同穗型小麥品種產(chǎn)量及其構(gòu)成因素和收獲指數(shù)的影響

2.4.1 產(chǎn)量 由表3可知，播期、品種與播期互作對產(chǎn)量的影響均達(dá)到顯著水平?？傮w上，徐麥40產(chǎn)量高于徐麥41。對于徐麥40，10 月10 日播種處理產(chǎn)量與10 月25日播種處理差異較小；對于徐麥41，總體上10 月10 日播種處理產(chǎn)量顯著高于10 月25 日播種處理，說明適期播種是保證小麥高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要農(nóng)藝措施。同一播期，不同播量處理間差異不顯著，徐麥40以D3處理產(chǎn)量最高，徐麥41以D1和D2處理產(chǎn)量較高。對于多穗型品種徐麥40，各播期播量組合下產(chǎn)量差異不顯著，該品種在10 月10 日和10 月25 日播種條件下雖均以D3 處理產(chǎn)量最高，但在2 個播期下D1 處理產(chǎn)量較D3 處理僅下降了1.08%和1.86%，且節(jié)省了50%的種子；晚播條件下產(chǎn)量仍可維持在適期播種條件下水平，說明該品種播期彈性較大，可適應(yīng)生產(chǎn)上極端天氣導(dǎo)致的播期推遲狀況。綜合考慮，徐麥40 在10 月10 日和10 月25 日條件下均以D1 處理為宜。對于大穗型品種徐麥41 而言，在10 月10 日播種條件下，以D2 處理產(chǎn)量最高；在10 月25 日播種條件下，以D1 處理產(chǎn)量最高，說明早播條件下適當(dāng)增加播量有利于提高徐麥41 產(chǎn)量，但晚播條件下增加播量對徐麥41 產(chǎn)量沒有補(bǔ)償作用。

表3 播期和播量對不同穗型小麥品種產(chǎn)量及其構(gòu)成因素和收獲指數(shù)的影響Tab.3 Effects of sowing date and seeding rate on yield and its components and harvest index of wheat varieties with different spike types

2.4.2 產(chǎn)量構(gòu)成因素 品種、播期、播量及品種與播期互作對穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量和總結(jié)實(shí)粒數(shù)的影響均達(dá)到顯著或極顯著水平，品種與播量互作對總結(jié)實(shí)粒數(shù)的影響達(dá)到極顯著水平，播期與播量互作對穗粒數(shù)的影響達(dá)到極顯著水平，品種、播期、播量三者互作對千粒質(zhì)量和總結(jié)實(shí)粒數(shù)的影響均達(dá)到極顯著水平（表3）。對于大穗型品種徐麥41，穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量總體上均顯著高于徐麥40，總結(jié)實(shí)粒數(shù)低于徐麥40。2 個播期間比較，10 月10 日播種處理穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量較10 月25 日播種處理提高，10月25日播種處理由于播量增加，其總結(jié)實(shí)粒數(shù)高于10 月10 日播種處理。相同播期條件下，隨著播量增加，穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量均降低，總結(jié)實(shí)粒數(shù)表現(xiàn)為徐麥40增加、徐麥41無明顯變化。2個品種穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量均以10 月10 日播種條件下D1 處理最高，說明適期播種條件下采用常規(guī)播量有助于提高穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量。徐麥40 總結(jié)實(shí)粒數(shù)以10 月10 日播種條件下D3 處理最高，而徐麥41 總結(jié)實(shí)粒數(shù)以10月25日播種條件下D3處理最高。

2.4.3 收獲指數(shù) 品種、播期、播量以及品種與播期互作對收獲指數(shù)的影響均達(dá)到顯著或極顯著水平（表3）。2 個品種間，大穗型品種徐麥41 的收獲指數(shù)高于徐麥40。10 月10 日播種處理收獲指數(shù)高于10月25日播種處理。相同播期條件下，2個穗型品種收獲指數(shù)總體表現(xiàn)為D1>D2≥D3。2 個穗型品種收獲指數(shù)均以10 月10 日播種條件下D1 處理最高，說明適期播種條件下采用常規(guī)播量光合干物質(zhì)轉(zhuǎn)換率較高。

3 結(jié)論與討論

小麥產(chǎn)量提升的關(guān)鍵在于構(gòu)建優(yōu)質(zhì)高效群體，不同播期配合適宜播量才能構(gòu)建合理群體，實(shí)現(xiàn)小麥高產(chǎn)高效生產(chǎn)。本試驗(yàn)條件下，對于徐麥41，總體上10 月10 日播種處理產(chǎn)量顯著高于10 月25 日播種處理，說明適期播種是保證小麥高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要農(nóng)藝措施。對于多穗型品種徐麥40，隨著播量增加，產(chǎn)量總體上增加，但各播量間產(chǎn)量差異不顯著，在10 月10 日和10 月25 日播種條件下雖均以D3 處理產(chǎn)量最高，但在2 個播期下D1 處理較D3 處理產(chǎn)量僅下降了1.08%和1.86%，且節(jié)省了50%的種子。綜合考慮，徐麥40以10月10日播種條件下D1處理為宜。汪娟梅等[11]認(rèn)為，播期相同時，隨著播量增加，小麥產(chǎn)量增加1.1%～2.5%，這與本研究中徐麥40 的結(jié)果較一致。對于大穗型品種徐麥41，在10月10 日播種條件下，以D2 處理產(chǎn)量最高；在10 月25 日播種條件下，以D1 處理產(chǎn)量最高，各播量處理間差異不顯著。說明早播條件下適當(dāng)增加播量有利于提高徐麥41產(chǎn)量，但晚播條件下增加播量對徐麥41 產(chǎn)量沒有補(bǔ)償作用。王龍俊等[16]認(rèn)為，冬小麥每晚播5 d，產(chǎn)量減少7%～10%，比適期播種的小麥平均產(chǎn)量降低750～900 kg/hm2。而李華英等[17]、孔海波等[18]研究表明，適期晚播雖導(dǎo)致小麥有效穗數(shù)減少，但穗粒數(shù)提高，適當(dāng)推遲播期可以通過協(xié)調(diào)有效穗數(shù)和穗粒數(shù)的關(guān)系維持較高的產(chǎn)量。另有研究認(rèn)為，播期推遲14 d 以內(nèi)，增加一定播量有利于提高小麥產(chǎn)量[19?20]。胡文靜等[21]則認(rèn)為，晚播條件下播量對小麥產(chǎn)量的影響不顯著。本研究認(rèn)為，晚播并增加播量對2個小麥品種產(chǎn)量的調(diào)控效應(yīng)存在差異，多穗型品種徐麥40 產(chǎn)量受其影響較小，說明該品種播期彈性較大，生產(chǎn)上可通過適當(dāng)增加播量來促進(jìn)植株群體生長發(fā)育和產(chǎn)量的提高；而晚播條件下即使增加播量，大穗型品種徐麥41較適期播種處理減產(chǎn)明顯，這與李鑫格等[22]、李寧等[23]的研究結(jié)果較一致。由于徐麥41穗型較大，晚播條件下加大播量雖對穗數(shù)有一定的補(bǔ)償作用，但穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量降低（尤其是千粒質(zhì)量），這可能是產(chǎn)量下降的主要原因。

早播增加分蘗，群體生長旺盛，若播量過大會引起生育后期養(yǎng)分不足，易造成早衰；晚播造成小麥冬前個體偏弱，群體質(zhì)量差，二者均不利于小麥產(chǎn)量的提升。本研究認(rèn)為，適期播種有利于提高單株莖蘗數(shù)、單株穗數(shù)、成穗率、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量、粒質(zhì)量葉比和收獲指數(shù)，這與FERRISE 等[2]、王蘭等[24]的研究結(jié)果類似，說明適期播種可充分利用秋末的光溫資源，使小麥在冬前有足夠的時間發(fā)根分蘗，形成強(qiáng)健的個體，為整個生育期的生長提供較好的條件，是小麥豐產(chǎn)的關(guān)鍵措施之一。前人研究結(jié)果表明，增加播量可以增加成熟期的總莖數(shù)和干物質(zhì)積累量，從而提高穗數(shù)和產(chǎn)量[25?27]。本研究認(rèn)為，晚播條件下增加播量對小麥干物質(zhì)積累量、冬前莖蘗數(shù)、最大莖蘗數(shù)、穗數(shù)、葉面積指數(shù)和總結(jié)實(shí)粒數(shù)有補(bǔ)償作用，但由于營養(yǎng)生長期縮短（晚播15 d，但開花期和成熟期相差較?。?dǎo)致庫強(qiáng)源弱，故其單株莖蘗數(shù)、單株穗數(shù)、成穗率、粒質(zhì)量葉比、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量和收獲指數(shù)降低，進(jìn)而產(chǎn)量受到一定影響，充分證明適量播種的重要性，盲目加大播量并不利于小麥高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。本研究中多穗型品種徐麥40 具有較強(qiáng)的莖蘗成穗能力和較高的成穗率，晚播條件下，由于增加播量對穗數(shù)的促進(jìn)作用大于對穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量的降低作用，故產(chǎn)量仍可維持適期播種條件下水平，說明該品種播期彈性較大，可適應(yīng)生產(chǎn)上極端天氣導(dǎo)致的播期推遲狀況。