不同播期和密度對小麥新品種航宇19 產(chǎn)量及其構(gòu)成要素的影響

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(1. 河南省科學院同位素研究所有限責任公司/河南省核農(nóng)學重點實驗室，河南鄭州 450015；2. 河南省植物保護植物檢疫站，河南鄭州 450002；3. 河南科技學院，河南新鄉(xiāng) 453003)

小麥是我國最重要的糧食作物之一，保障小麥供給是實現(xiàn)口糧絕對安全的重要方面。 穩(wěn)定面積、提高單產(chǎn)繼而增加總產(chǎn)是實現(xiàn)我國小麥基本供給的根本途徑[1]。 小麥產(chǎn)量高低不僅由產(chǎn)量三要素決定，還與實際生產(chǎn)中的播期、密度、施肥種類、施肥量、氮素運籌、澆水條件等各種栽培措施密切相關(guān)，是生態(tài)環(huán)境和栽培措施相互作用的結(jié)果[2-3]。 因此，在有限耕地上選用適宜的小麥品種，通過栽培措施的合理配置提高小麥單產(chǎn)水平是實現(xiàn)增加總產(chǎn)目標的主要途徑[4]。

播期和密度是影響小麥產(chǎn)量和加工品質(zhì)的關(guān)鍵因素。 周秋峰等[2]認為，適播期內(nèi)適當早播能延長小麥籽粒灌漿時間，有利于增加粒重，提高產(chǎn)量；而適宜的密度可延長小麥生育期，增加光合產(chǎn)物的合成與積累，協(xié)調(diào)產(chǎn)量構(gòu)成三要素，實現(xiàn)超高產(chǎn)。 汪娟梅等[5]研究發(fā)現(xiàn)播期和播量顯著影響中麥895 的產(chǎn)量、蛋白質(zhì)含量和容重，而對加工品質(zhì)和拉伸品質(zhì)沒有顯著影響，認為適期晚播更有利于提高該品種的成穗數(shù)和千粒重以獲得高產(chǎn)。Shah 等[6]研究發(fā)現(xiàn)在冬小麥-夏玉米雙季種植模式下，適播期外播種期每推遲一天，糧食產(chǎn)量下降1%，而延遲播種可提高小麥籽粒蛋白質(zhì)和淀粉含量，但其出粉率顯著降低。 不同類型的小麥品種對播期的敏感程度存在明顯差異。 白露等[7]發(fā)現(xiàn)隨播期推遲，不同品種的生育期均顯著縮短，且播種至拔節(jié)期的變化最為明顯，而適播期內(nèi)適當早播可提高冬小麥品種的產(chǎn)量，晚播能增加弱春性小麥品種的可育小穗數(shù)；隨播期推遲籽粒蛋白質(zhì)含量變化不明顯，而濕面筋含量則逐漸下降。

播期和密度不僅影響小麥產(chǎn)量和品質(zhì)，而且對其耐寒性、抗倒春寒和抗倒伏性等也具有重要影響。 安曉東等[8]研究表明在晉南冬麥區(qū)，同一基因型的品種隨播期推遲單株鮮重逐漸降低，小麥幼苗的抗倒春寒能力越來越差。 趙秦亮[9]對小偃269、小偃68 等5個品種耐寒性的研究發(fā)現(xiàn)，所有品種的耐寒性隨播期逐漸推遲呈先升后降的趨勢，而播期一致時，密度過大會導致品種的耐寒性降低。 Matsuyama 等[10]研究密度對小麥產(chǎn)量、抗倒伏性和莖稈強度的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著播量減少，最大分蘗數(shù)和有效穗數(shù)減少，成穗率和穗粒數(shù)增加，但倒伏指數(shù)受播種量的影響顯著，莖稈強度和抗倒伏性隨播種量的增加而降低。 牛海燕等[11]研究認為，適當晚播并根據(jù)品種特性匹配合理的播量能夠在顯著增加小麥產(chǎn)量的同時增強其抗倒伏性，且以晚播15 天效果最佳。

目前，關(guān)于不同播期和播量對小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成要素影響的研究報道較多[12-14]，但受生態(tài)類型、土壤質(zhì)地、品種特性、栽培條件以及試驗的方式方法差異等因素影響，諸多研究報道的結(jié)果不盡相同。 因此，在一定的環(huán)境條件下，通過播期和密度試驗研究特定小麥品種的高產(chǎn)或超高產(chǎn)栽培措施尤為重要。 航宇19 是河南省科學院同位素研究所有限責任公司小麥誘變育種團隊，以周麥18 干種子經(jīng)航天誘變篩選出的高產(chǎn)、矮稈突變體豫同194 為母本，以高產(chǎn)親本周麥23 為父本雜交并經(jīng)系統(tǒng)選育出的半冬性、中早熟、高產(chǎn)、綜合性狀優(yōu)良的小麥新品種[15]。 本試驗主要研究播期、密度對航宇19 產(chǎn)量及其構(gòu)成要素的影響，旨在探明該品種在豫中北部生態(tài)條件下的最優(yōu)栽培措施，以充分發(fā)揮該品種的高產(chǎn)潛力。

1 材料與方法

1.1 供試品種

供試小麥新品種航宇19(國審麥20210141)屬半冬性中早熟品種，幼苗半直立，分蘗力較強，株型緊湊，抗倒性中等，中后期耐旱性好，近長方形穗，籽粒角質(zhì)、飽滿度較好，適宜在黃淮南片冬麥區(qū)的河南、陜西、安徽等省的中高水肥地塊種植推廣。

1.2 試驗概況

試驗于2021—2022年在河南省科學院新鄭高新技術(shù)試驗基地進行。 試驗地為砂質(zhì)壤土，土層深厚，肥力均勻，灌溉條件便利。 前茬作物青飼玉米，全部粉碎還田，深耕細耙。 播種前施磷酸二銨復合肥600 kg/hm2、尿素150 kg/hm2作基肥，返青拔節(jié)期間追施尿素150 kg/hm2。

1.3 試驗設計

采用二因素互作裂區(qū)試驗設計，隨機區(qū)組排列，重復3 次。 小區(qū)面積13.5 m2。 試驗地周圍種植4 行航宇19 作為保護行。 具體試驗設計如表1 所示，播期(A)為主處理，設3個水平；播種密度(B)為副處理，設4個水平，共計12個處理。各處理其它管理措施同當?shù)卮筇锷a(chǎn)。

表1 試驗設計

1.4 測定項目及方法

每小區(qū)選取有代表性的相鄰兩行作為固定樣點，采用1 m 雙行的方法調(diào)查基本苗、最大分蘗數(shù)和有效成穗數(shù)，折算出每公頃基本苗、最大分蘗數(shù)和成穗數(shù)，同時每個小區(qū)選取有代表性的樣點隨機連續(xù)取10 穗測定穗粒數(shù)和千粒重，千粒重測定取兩次平均值。 小區(qū)機械收獲后測定籽粒產(chǎn)量，并換算為每公頃產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Microsoft Excel 2013 和SPSS 18.0 軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析和差異顯著性比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同播期和密度下航宇19 產(chǎn)量的方差分析

從表2 可知，不同播期、密度及播期×密度互作對產(chǎn)量的影響均達到極顯著水平(P＜0.01)，而3個重復間(誤差)的差異表現(xiàn)不顯著。 說明播期、密度、播期×密度互作均可以顯著影響航宇19產(chǎn)量。 從播期、密度效應及播期×密度互作效應及誤差(重復)效應占離均差總平方和的百分數(shù)可以看出，播期效應＞密度效應＞播期×密度互作效應＞誤差效應，播期效應對航宇19 產(chǎn)量的影響是密度效應的2.62 倍，是播期×密度互作效應的3.24 倍，是誤差效應的22.84 倍。 播期對航宇19產(chǎn)量的影響最大，說明適期播種對該品種獲得高產(chǎn)至關(guān)重要。 密度以及播期×密度互作對航宇19產(chǎn)量也具有重要影響。 不同重復之間的試驗誤差效應最小，說明試驗整體誤差較小，也間接說明該田間試驗設計的合理性以及試驗種植和田間管理的規(guī)范性。

表2 不同播期和密度下航宇19 產(chǎn)量的方差分析

2.2 不同播期和密度對航宇19 產(chǎn)量及其構(gòu)成三要素的影響

2.2.1 不同播期對航宇19 產(chǎn)量及其構(gòu)成要素的影響從圖1A 可知，不同播期對航宇19 單位面積成穗數(shù)影響較為明顯。 隨播期推遲，B1、B2 和B3密度下航宇19 的單位面積成穗數(shù)呈先增后減的變化趨勢，而B4 密度下則表現(xiàn)為逐漸增加。 說明在適播期內(nèi)航宇19 的群體結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)能力較強。

圖1 不同播期對航宇19 產(chǎn)量及其構(gòu)成三要素的影響

從圖1B 可知，播期對不同密度下航宇19 穗粒數(shù)的影響差異不大。 隨播期推遲，B1、B2 和B3密度下穗粒數(shù)呈先增后減的趨勢，但變化不明顯；而B4 密度下穗粒數(shù)雖然逐漸增加，但均低于同播期其它密度。 說明早播不利于該品種穗的形成和發(fā)育。

從圖1C 可知，隨播期推遲，航宇19 千粒重在B1、B2 和B3 密度下呈現(xiàn)先增后減的平緩變化，而B4 密度下表現(xiàn)為逐漸增加，但均低于同播期其它密度。 說明早播不利于該品種千粒重潛力的提高。

從圖1D 可知，隨播期推遲，B1、B2 和B3 密度下航宇19 的產(chǎn)量呈現(xiàn)先增后減的變化趨勢，A2 時產(chǎn)量最高；B4 密度下，隨播期推遲該品種產(chǎn)量呈現(xiàn)先增加后略微降低的趨勢。 說明早播不利于發(fā)揮該品種產(chǎn)量潛力。

綜之，在B1、B2 和B3 密度下，隨播期推遲，單位面積產(chǎn)量及其構(gòu)成要素的變化趨勢基本一致，均表現(xiàn)為先增后降；B4 密度下航宇19 的穗粒數(shù)和千粒重均明顯低于同播期其它密度，但其成穗數(shù)與產(chǎn)量隨播期推遲則呈現(xiàn)先增加后略微降低的趨勢。 說明早播不利于航宇19 產(chǎn)量提高，在適播期范圍內(nèi)適當晚播更有利于提升其產(chǎn)量潛力。

2.2.2 不同密度對航宇19 產(chǎn)量及其構(gòu)成要素的影響從圖2A 可知，密度對航宇19 單位面積成穗數(shù)的影響較為明顯。 A2 播期下，該品種單位面積成穗數(shù)隨密度增加呈現(xiàn)先增后減的變化趨勢，且在不同密度條件下均高于其它播期；A1 和A3 播期下單位面積成穗數(shù)隨密度增加呈遞增變化。 說明在適播期內(nèi)航宇19 的群體結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)能力較強，單位面積成穗數(shù)較高，且早播不適合大播量，晚播則需要加大播量提高單位面積成穗數(shù)以獲得高產(chǎn)。

圖2 不同密度對航宇19 產(chǎn)量及其構(gòu)成要素的影響

從圖2B、C 可知，航宇19 的穗粒數(shù)和千粒重隨密度增加呈逐漸降低的變化趨勢。 說明高密度群體導致單株個體生物量減少，不利于該品種穗粒數(shù)增加和千粒重形成。

從圖2D 可知，隨密度增加，該品種在不同播期的產(chǎn)量水平存在明顯差異。 A1 和A2 播期下航宇19 產(chǎn)量水平的變化趨勢基本一致，均表現(xiàn)為隨密度增加呈先增加后緩慢降低的變化趨勢，且A2 播期下各密度產(chǎn)量水平均明顯高于A1 播期；A3 播期下隨密度增加產(chǎn)量逐漸增加。 B1、B2、B3密度下A3 播期的產(chǎn)量明顯低于A2 播期，但B4密度下A3 播期產(chǎn)量和A2 播期無明顯差異。 說明適當增加密度可在一定程度上彌補晚播造成的產(chǎn)量損失。

綜上，隨著密度的逐漸增加，穗粒數(shù)和千粒重呈逐漸降低趨勢；單位面積成穗數(shù)和產(chǎn)量變化基本一致，A2 呈先增后緩慢降低的趨勢，A3 持續(xù)緩慢增加，A1 則表現(xiàn)為成穗數(shù)持續(xù)增加，產(chǎn)量先增后降。 該品種晚播時可通過增加密度提高單位面積成穗數(shù)以獲得較高產(chǎn)量。

2.2.3 播期和密度互作對航宇19 產(chǎn)量及其構(gòu)成要素的影響從表3 可知，播期和密度互作對航宇19 產(chǎn)量及其構(gòu)成要素的影響差異顯著。 其中A2B2 處理航宇19 單位面積成穗數(shù)最高，為633.0萬/hm2，A2B3 和A2B4 處理次之，分別為627.0萬/hm2和600.0 萬/hm2，A3B1 處理最低，僅為513.0 萬/hm2。 從同一播期不同密度處理的平均值來看，A1 和A3 播期該品種單位面積成穗數(shù)之間無顯著性差異，且均顯著低于A2 播期。 說明播期過早或過晚，都不利于航宇19 單位面積成穗數(shù)的提高。

不同播期和密度互作處理，A2B1 處理下航宇19 穗粒數(shù)最多，為37.1 粒，A1B1、A2B2 和A3B1 處理次之，均為36.8 粒，A1B4 處理最低，僅為34.8 粒。 說明高密度下早播不利于該品種穗粒數(shù)的增加。

不同播期和密度互作處理，航宇19 的千粒重變幅在49.3 ～50.5 g 之間；從同一播期不同密度處理的平均值來看，播期對航宇19 千粒重影響無顯著性差異，但A3 播期下，不同密度處理的千粒重平均值最低，A2 播期下最高。

不同播期和密度互作處理對航宇19 產(chǎn)量的影響差異顯著。 其中，A2B2 處理產(chǎn)量最高，達到9 911.12 kg/hm2，其次為A2B3 和A2B4，分別為9 698.77 kg/hm2和9 098.77 kg/hm2，A3B1 和A1B4 處理下航宇19 的產(chǎn)量較低，分別為8 086.42 kg/hm2和8 158.03 kg/hm2，且二者差異不顯著。從同一播期不同密度處理的產(chǎn)量平均值來看，A3播期處理的產(chǎn)量水平一般，A1 播期處理的產(chǎn)量最低，二者均顯著低于A2 播期。 說明播期過早或過晚，都不利于航宇19 產(chǎn)量提高。

2.3 航宇19 產(chǎn)量及其構(gòu)成三要素的相關(guān)性分析

從表4 可知，航宇19 產(chǎn)量構(gòu)成三要素與其產(chǎn)量相關(guān)水平的順序為:單位面積成穗數(shù)＞穗粒數(shù)＞千粒重。 其中，單位面積成穗數(shù)與產(chǎn)量表現(xiàn)為極顯著正相關(guān)，穗粒數(shù)與產(chǎn)量表現(xiàn)為顯著正相關(guān)，千粒重與產(chǎn)量表現(xiàn)為正相關(guān)，但未達到顯著水平。

表4 產(chǎn)量構(gòu)成要素與產(chǎn)量的相關(guān)性

說明千粒重受遺傳特性影響較大，要想獲得較高的單產(chǎn)水平，必須重點從提高成穗數(shù)和增加穗粒數(shù)著手。 單位面積成穗數(shù)與千粒重呈顯著負相關(guān)，而穗粒數(shù)與千粒重呈極顯著正相關(guān)。 因此，實際生產(chǎn)中應通過合理的栽培措施不斷協(xié)同產(chǎn)量構(gòu)成三要素間的關(guān)系，充分發(fā)揮航宇19 的高產(chǎn)潛力，進而獲得高產(chǎn)。

3 討論與結(jié)論

3.1 播期和密度對小麥產(chǎn)量的影響

小麥產(chǎn)量高低受品種、氣候、土壤等多種因素的影響，而適宜播期和密度是保障小麥獲得高產(chǎn)的主要因素，對群體結(jié)構(gòu)、干物質(zhì)的積累、轉(zhuǎn)運和分配及后期產(chǎn)量的提高具有重要意義[2-3，16]。 劉芳亮等[17]研究表明播期推遲會降低有效成穗數(shù)和千粒重，不利于產(chǎn)量提高，而穗粒數(shù)則隨著播期的推遲先增后減，有效成穗數(shù)隨密度的增加而增加，而穗粒數(shù)、千粒重都隨密度的增加而降低。 李曉航等[18]研究發(fā)現(xiàn)在適播期內(nèi)適當增加密度，一定程度上會提高單產(chǎn)水平，但適播期后播種即使增加密度也不一定能實現(xiàn)高產(chǎn)。 Shah 等[6]研究發(fā)現(xiàn)增加密度可彌補延遲一周播種的產(chǎn)量損失，也可部分彌補延遲兩周播種的產(chǎn)量損失，但對于超過兩周的延遲播種，即使增加密度也不能完全彌補產(chǎn)量損失。 楊永樂等[19]研究播期、密度等栽培措施對瑞華麥520 產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)播期效應大于密度效應，隨著播期推遲籽粒產(chǎn)量逐漸下降，而蛋白質(zhì)、濕面筋含量和面團穩(wěn)定時間等品質(zhì)參數(shù)隨播期推遲而增加。

本研究結(jié)果與前人[17-19]研究報道基本一致。本研究結(jié)果表明，航宇19 在105 ～195 kg/hm2(B1-B3)密度范圍內(nèi)，隨播期推遲，產(chǎn)量及其構(gòu)成三要素均呈先增后減的變化趨勢；240 kg/hm2(B4)密度下航宇19 的穗粒數(shù)和千粒重均隨播期推遲逐漸升高，但均明顯低于同播期其它密度，且其成穗數(shù)與產(chǎn)量隨播期推遲呈現(xiàn)先增加后略微降低趨勢。 A3 播期下，B4 密度處理的成穗數(shù)和產(chǎn)量均明顯高于其它處理。 隨著密度增加，穗粒數(shù)和千粒重呈逐漸降低趨勢，單位面積成穗數(shù)和產(chǎn)量變化基本一致，其中A3 表現(xiàn)為持續(xù)緩慢增加，表明航宇19 晚播時可通過增加密度提高單位面積成穗數(shù)，以獲得較高產(chǎn)量。

3.2 航宇19 適宜播期和密度確定

適期適量播種對小麥產(chǎn)量具有重要意義，小麥在適宜播期范圍內(nèi)適當增加播量會提高產(chǎn)量。李俊杰[20]、李東升[21]等分別對冬小麥品種泛麥11 和強筋小麥揚麥29 播期播量的研究發(fā)現(xiàn)，泛麥11 和揚麥29 的產(chǎn)量及其構(gòu)成要素對播期均有顯著響應，而對播量均無顯著響應。 曹燕燕等[22]研究發(fā)現(xiàn)漯麥163 的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素在不同播期之間差異不顯著，而在不同播量之間的差異則達到極顯著水平。

本研究結(jié)果表明，播期和密度及二者互作對航宇19 產(chǎn)量及其構(gòu)成要素的影響圴達到極顯著水平，具體表現(xiàn)為:播期效應＞密度效應＞播期×密度互作效應。 說明播期對航宇19 產(chǎn)量的影響最大，適期播種對該品種獲得高產(chǎn)至關(guān)重要。 隨著播期推遲，相同密度下航宇19 產(chǎn)量表現(xiàn)為先增加后減少趨勢，這與閆文利等[23]的研究結(jié)果基本一致。 本試驗條件下，A2B2 處理航宇19 產(chǎn)量最高，為9 911.12 kg/hm2，產(chǎn)量達到8 500 kg/hm2以上的處理有9個，占所有處理的75%。 這9個處理的產(chǎn)量水平表現(xiàn)為:A2B2＞A2B3＞A3B4＞A2B4＞A2B1＞A3B3＞A1B2＞A3B2＞A1B3。 說明在航宇19高產(chǎn)或超高產(chǎn)栽培中，首先應根據(jù)生產(chǎn)實際進行適期播種，再依據(jù)播期來確定其適宜種植密度。

綜之，根據(jù)小麥生產(chǎn)實際情況，采取以播期定播量的方法，堅持“早播少播、晚播多播”的基本原則。 在適播期內(nèi)應采用合理密度，以獲得較為理想的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)；適播期前播種的應適當減少密度，以防止冬前凍害和倒伏現(xiàn)象發(fā)生；適播期后播種的應適當增加密度，并適當淺播，爭取早出苗和早分蘗，以確保獲得足夠大的群體。 本試驗條件下，該品種最佳播種時間在10月20日(A2)前后，最佳播種密度范圍為150(B2)～195 kg/hm2(B3)。 由此可以看出，通過合理調(diào)整播期和密度，可直接影響航宇19 的單位面積成穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重，進而間接影響航宇19 的最終產(chǎn)量。

本研究結(jié)果確定的最佳播期和密度可為豫中北部地區(qū)小麥生產(chǎn)中發(fā)掘航宇19 高產(chǎn)和超高產(chǎn)潛力提供參考，但在該地區(qū)小麥生產(chǎn)中還要根據(jù)不同田塊的土壤墑情、肥力狀況、整地和播種質(zhì)量等實際因素綜合考慮，以確定其實際播期內(nèi)的最佳密度。