晚播條件下高產冬小麥品種的產量形成特點

呂麗華，姚艷榮，董志強，張麗華，賈秀領

（農業部華北地區作物栽培科學觀測實驗站，河北省農林科學院糧油作物研究所，河北石家莊050035）

晚播條件下高產冬小麥品種的產量形成特點

呂麗華，姚艷榮，董志強，張麗華，賈秀領*

（農業部華北地區作物栽培科學觀測實驗站，河北省農林科學院糧油作物研究所，河北石家莊050035）

冀中南地區的種植制度為冬小麥-夏玉米一年兩熟輪作，而種植耐遲播小麥品種是保證兩季作物均衡增產的重要栽培措施。為了篩選耐遲播的小麥品種，2015年以適宜河北地區種植的16個冬性或半冬性小麥品種為試材，采用完全隨機設計，研究了遲播（10月15日播種）對小麥產量形成的影響，并分析了遲播高產品種的生長發育特點。結果表明：小麥產量與冬前的單株分蘗數、單株次生根條數和主莖葉片數均呈負相關，其中，與冬前單株分蘗數的相關性達到了顯著水平；與其他生長和生理指標均呈正相關，其中，與成熟期旗葉SPAD值和開花期葉面積指數的相關性達到了極顯著水平，與挑旗期旗葉SPAD值和灌漿期天數的相關性達到了顯著水平。在晚播條件下，應選擇春季發育較快、灌漿期長、后期衰老較慢的小麥品種；而冬前植株生長過快、過旺，反而不利于產量的提高。從高產水平（產量＞9 500 kg/hm2）看，冀麥325、石農086、嬰泊700、衡S29、濟麥22和冀麥585屬于耐遲播品種，這些品種的特點是：冬前生長速度中等（主莖葉片3葉一心），灌漿期較長（39～41 d），冬前LAI為0.90～1.03、開花期LAI為7.46～8.03，生育后期葉片衰老較慢、SPAD較高（≥36.8）。

晚播；冬小麥；產量形成；高產原理

適期播種是冬小麥獲得高產穩產的重要栽培措施之一[1～3]。在當前河北地區冬小麥-夏玉米一年兩熟輪作種植制度下，提倡冬小麥晚播，但是晚播后光熱資源明顯不足，因此，了解晚播后小麥高產穩產品種的特性、篩選耐遲播冬小麥品種是保證兩季作物均衡增產的重要栽培措施。不同地區和氣候因素對產量的影響不同，且不同小麥品種要求的適宜播期也不一樣[4～6]。晚播會使冬小麥前期生長減慢，單株分蘗降低，易造成群體不足[7，8]，也不利于小麥葉面積指數（LAI）[9]和葉片光合性能的提高[10，11]，進而影響小麥產量。因此，篩選晚播后仍能形成高產群體的小麥品種，成為生產中必須考慮的問題。

有關不同播期對冬小麥產量形成的影響研究較多[12～16]，而針對近年來審定冬小麥品種晚播條件下生長發育特點以及耐遲播冬小麥品種篩選等的研究較少。為此，以近年來河北和山東地區主栽的16個冬小麥品種為試材進行晚播效應試驗，研究晚播條件下高產小麥品種的特性，旨為篩選耐遲播小麥品種，以及冬小麥-夏玉米一年兩熟輪作制度下合理、高效分配兩季的光熱資源提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗點概況

田間試驗在河北省農林科學院糧油作物研究所藁城堤上試驗站進行。該區屬華北太行山山前平原區（北緯38°41′，東經116°85′），年平均降雨量484 mm。試驗地0～20cm耕層土壤基礎養分含量為有機質1.55%、全氮0.097%、全磷0.22%、堿解氮72.7 mg/kg、有效磷19.5 mg/kg、有效鉀91.0 mg/kg。

1.2 試驗材料

參試小麥品種為近5 a河北、山東地區主栽的16個冬性或半冬性品種，均適宜河北地區種植（表1）。

表1 參試小麥品種概況Table 1 General situation of wheat varieties tested

1.3 試驗設計

1.3.1 試驗設計冬小麥播種前整地時，施史丹利復合肥（N、P2O5、K2O含量分別為20%、26%、8%）600 kg/hm2做底肥。2015年10月15日播種，設16個小麥品種處理。小區面積1.2 m×11.8 m，完全隨機區組排列，4次重復。小麥行距15 cm，基本苗數量450萬株/hm2；拔節期和開花期各灌水1次，灌水量均為70 mm/次，其中，拔節期結合灌水追施尿素（N含量46%）225 kg/hm2；其他田間管理措施同常規。2016年6月13日收獲。

1.3.2 測定項目與方法

1.3.2.1 開花期、灌漿期和全生育期天數。調查參試冬小麥品種的開花日期和收獲日期，統計全生育期、開花期和籽粒灌漿期（生育期減去播種至開花期所需天數）。

1.3.2.2 冬前植株生長狀況。越冬前（2015年12月9日），每小區選定0.15 m2，調查單株分蘗、次生根和主莖葉片的數量。

1.3.2.3 植株LAI。分別于冬前（2015年12月9日）和開花期（2016年5月4日），每小區選定0.15 m2，挑選長勢均勻的植株3株，測量葉長和葉寬，根據單株葉面積計算植株LAI（單株葉面積×0.83×單位土地面積內株數/單位土地面積）。重復3次。

1.3.2.4 葉片葉綠素相對含量（SPAD值）。分別在挑旗期（2016年4月25日）和成熟期（2016年6月3日），每小區選5片旗葉，用手持式SPAD-502型葉綠素計測定葉片的SPAD值。每葉測定3點，取平均值。

1.3.2.5 產量及產量構成性狀。2016年小麥成熟期測定。（1）生物產量。6月11日，每小區選定0.15 m2，挖取植株，剪掉根系后裝袋，先105℃殺青30 min，而后80℃下烘干至恒重，稱量干重。（2）籽粒產量和產量性狀。6月13日，采用小區聯合收割機（CLASSIC，Wintersteiger，4910 Ried in Innkreis，Upper Austria，Austria）全小區收獲，籽粒風干后稱重，折算為含水量13%的標準產量。每小區選定0.333 m2，收獲所有植株，統計單位面積穗數；隨機取50穗，統計穗粒數；脫粒，籽粒風干后，測定千粒重，重復8次，同時測定含水量，折算為含水量13%的標準千粒重。

1.3.2.6 經濟系數。根據公式（經濟系數＝籽粒產量/生物產量）計算得到。

1.3.3 數據統計分析采用Microsoft Excel 2003軟件處理數據，在SAS v8e軟件包中運行GLM（General Linear Model）程序進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 參試冬小麥品種的冬前植株生長狀況

2.1.1 分蘗數量藁優5218、冀麥418、冀麥325、冀麥585、良星66和鑫麥296的分蘗數為1.3～1.5個/株，單株分蘗量較少，分蘗力較低，六者之間差異不顯著；衡4444、衡S29、農大399和石農086的分蘗數為1.8～1.9個/株，單株分蘗量較多，分蘗力較高，四者差異不顯著，但均顯著＞分蘗力較低的6個品種；其他品種分蘗力均中等，差異不顯著，且與分蘗力較低和較高品種間的差異也均不顯著（表2）。

2.1.2 次生根數量藁優5218、濟麥22、冀麥585、良星66和嬰泊700的次生根數量（1.0～1.1條/株）較少，其次是冀麥325和科農2009（均為1.3條/株），七者之間差異不顯著；冀麥120的次生根數量（1.8條/株）最多，其次是衡S29（1.7條/株）、冀麥418（1.6條/株）、石4185（1.6條/株）和鑫麥296（1.5條/株），五者差異不顯著，但均顯著＞次生根較少的5個品種；其他品種的次生根數量均為1.4條/株，差異不顯著，且與冀麥120除外的其他品種差異也均不顯著。

2.1.3 主莖葉片數量良星66、嬰泊700的主莖葉片數分別為3.2和3.3片/株，葉片較少，二者差異不顯著，但均顯著＜濟麥22、農大399和鑫麥296（均為3.4片/株）除外的其他品種；冀麥120的主莖葉片數（4.1片/株）最多，且顯著較高；其他品種的主莖葉片數為3.5～3.7片/株，葉片較多，差異不顯著，但均顯著＞主莖葉片數較少的2個品種。

綜上分析可以看出，冀麥120、衡S29和石4185冬前植株發育較快，尤其是冀麥120，其冬前主莖葉片數和次生根條數明顯較多；冀麥585、良星66、冀麥325、濟麥22和嬰泊700冬前植株發育相對較慢；其他品種冬前植株發育速度均中等。

表2 參試冬小麥品種的冬前植株生長狀況Table 2 Growth status of wheat varieties plants before winter

2.2 參試冬小麥品種的開花期、灌漿期和全生育期

田間觀察發現，參試冬小麥品種的生育期為237～242 d（表3），與品種審定公告不盡一致。其中，早熟品種冀麥120開花（4月30日）最早，且全生育期最短；而其他品種與早熟品種相比，開花期晚2～4 d（圖1），全生育期長1～5 d（圖2）。從開花日期看，石4185、衡S29和衡4444開花相對較早，平均較冀麥120晚2 d；農大399、冀麥585、冀麥325和濟麥22開花較晚，平均較冀麥120晚4 d；其他品種則平均晚3 d。從全生育期看，嬰泊700和冀麥585生育期最長，較早熟品種冀麥120長5 d；其次是濟麥22、冀麥325、石農086和鑫麥296，生育期均為241 d，較冀麥120長4 d；藁優5218生育期為238 d，與冀麥120相當，二者僅相差1 d；其他品種生育期為239～240 d，較冀麥120長2～3 d。

從參試冬小麥品種的籽粒灌漿期可以看出，藁優5218、農大399的灌漿期分別為37和38 d，屬于灌漿期相對較短的品種；衡S29、冀麥585、石4185、石農086、鑫麥296和嬰泊700的灌漿期為40～41 d，屬于灌漿期相對較長的品種；其他品種灌漿期均為39 d。

表3 參試冬小麥品種的實測生育期以及播種至開花所需的天數（d）Table 3 Measured growth stage and days from sowing to flowering of winter wheat varieties

圖1 早熟品種冀麥120與其他參試小麥品種開花日期相差的天數Fig.1 Difference days of flowering date between early maturing variety Jimai120 and others tested varieties

圖2 早熟品種冀麥120與其他參試小麥品種生育期相差的天數Fig.2 Difference days of growing period between early maturing variety Jimai120 and others tested varieties

2.3 參試冬小麥品種的葉面積指數

參試冬小麥品種的冬前LAI為0.72～1.40、開花期LAI為5.15～8.26，差異均達到了顯著水平，但是2個時期的LAI順序不盡一致（表4）。越冬前，早熟品種冀麥120的LAI最高，顯著＞其他品種；其次是農大399，顯著＞冀麥585除外的其他品種；衡4444、藁優5218、石4185和輪選103的冬前LAI（0.72～0.77）均較低，四者差異不顯著，顯著＜鑫麥296、良星66、濟麥22和科農2009（LAI為0.80～0.84）除外的其他品種；其他10個品種的LAI為0.80～0.95，差異均不顯著。開花期，輪選103的LAI最高，顯著＞衡S29和冀麥325除外的其他品種；藁優5218、石4185、科農2009和冀麥120的LAI（5.15～6.26）明顯較低，其中藁優5218最低；其他11個品種的LAI（6.94～7.83）較高，差異均不顯著。

可以看出，早熟品種冀麥120冬前發育較快、LAI較高，但開花期LAI卻較低；而冀麥585、冀麥325、冀麥418、嬰泊700、石農086、衡S29、農大399冬前和開花期的LAI均中等，且較高；而藁優5218和石4185冬前和開花期的LAI均較低。

表4 參試冬小麥品種冬前和開花期的葉面積指數Table 4 LAI of winter wheat varieties before winter and at flowering stage

2.4 參試冬小麥品種的旗葉SPAD值

參試冬小麥品種的挑旗期旗葉SPAD值為46.4～55.8、成熟期SPAD值為10.8～44.6，差異均達到了顯著水平，但是2個時期的SPAD值順序不盡一致（圖3和4）。

挑旗期，鑫麥296、良星66、冀麥585和科農2009的SPAD值（55.1～55.8）較高，四者差異不顯著；其次是嬰泊700、濟麥22、輪選103和衡S29（53.6～53.8），四者差異不顯著，且與SPAD值較高的4個品種差異也均不顯著；冀麥418和石4185的SPAD值明顯較低，且二者差異不顯著；其他6個品種的SPAD值為49.6～52.9，差異不顯著。該期葉片SPAD值較高，表明有可能維持較高的光合速率，生產較多的光合產物，為形成較高產量奠定了基礎。

圖3 參試小麥品種挑旗期的旗葉SPAD值Fig.3 SPAD value of flag leaf of winter wheat varieties at flagging stage

圖4 參試冬小麥品種成熟期的旗葉SPAD值Fig.4 SPAD value of flag leaf of winter wheat varieties at maturing stage

成熟期，濟麥22和嬰泊700（42.8）的SPAD值較高，二者差異不顯著，但均顯著＞其他品種；其次是冀麥585、衡S29、良星66、冀麥418、石農086和冀麥325，SPAD值為37.0～38.9，六者差異不顯著，且均僅與鑫麥296（SPAD值34.5）差異不顯著；冀麥120和藁優5218的SPAD值（SPAD值10.8～15.0）明顯較低；其他5個品種的SPAD值為26.8～32.3，差異不顯著。生育后期葉片SPAD值較高，表明葉片持綠性較好、衰老較緩慢，可以維持較高的光合能力，為實現高產奠定了基礎。

2.5 參試冬小麥品種的產量及其構成因素

參試小麥品種的單位面積穗數為561～748個/m2，穗粒數為34.5～43.4粒，千粒重為36.7～46.4 g，產量為8 771.8～10 395.3 kg/hm2，經濟系數為0.41～0.47，差異均達到了顯著水平（表5）。

表5 參試冬小麥品種的產量、產量構成因素和收獲指數Table 5 Yield，yield components and harvest index of winter wheat varieties tested

2.5.1 單位面積穗數嬰泊700和石農086的單位面積穗數較多，與冀麥585、石4185、濟麥22和良星66差異不顯著，但顯著＞其他品種；衡4444、衡S29、冀麥120和農大399單位面積穗數中等；其他品種單位面積穗數均較少。

2.5.2 穗粒數科農2009穗粒數最多，其次是鑫麥296（41.9粒），二者差異顯著，且均顯著＞其他品種；再次是農大399、冀麥585、衡4444、衡S29、冀麥418和輪選103；藁優5218、石農086、良星66和冀麥120穗粒數較少，差異不顯著，但均顯著＜濟麥22、濟麥325、石4185和嬰泊700除外的其他品種。

2.5.3 千粒重石農086千粒重最高，且顯著＞其他品種；其次是冀麥120和濟麥22，二者差異不顯著，但均顯著＞衡4444、冀麥418、冀麥585、鑫麥296和嬰泊700除外的其他品種；藁優5218、科農2009、農大399和石4185千粒重較低，四者差異不顯著，但均顯著＜其他品種。

2.5.4 產量冀麥325產量最高，其次是石農086、嬰泊700、衡S29、濟麥22和冀麥585，5個品種產量均＞9 500 kg/hm2，且差異均不顯著。

2.5.5 經濟系數藁優5218、濟麥22、科農2009、輪選103、衡S29、鑫麥296和嬰泊700經濟系數（0.46～0.47）較高，冀麥325、冀麥418、冀麥585和石4185經濟系數（0.41～0.43）較低，兩類品種差異達到了顯著水平；其他品種經濟系數居中。

2.6 小麥產量與生長和生理指標的相關性分析

小麥產量與冬前的單株分蘗數、單株次生根條數和主莖葉片數均呈負相關，其中，與冬前單株分蘗數的相關性達到了顯著水平；與其他生長和生理指標均呈正相關，其中，與成熟期旗葉SPAD值和開花期LAI的相關性達到了極顯著水平，與挑旗期旗葉SPAD值和灌漿期天數的相關性達到了顯著水平（表6）。表明冬前小麥植株生長過快或過旺，均不利于產量的提高；而成熟期旗葉SPAD值和開花期LAI較高，以及灌漿時間較長，均會使產量明顯提高。

表6 小麥產量與植株生長和生理指標的相關性分析Table 6 Correlation between yield and plant growth and physiological indexes of winter wheat varieties

3 結論與討論

以往研究表明，冬小麥安全越冬的主莖葉片數需達到6～7片[17，18]。但是在本研究中，產量水平較高（＞9 500 kg/hm2）的6個冬小麥品種冀麥325、石農086、嬰泊700、衡S29、濟麥22和冀麥585，晚播后冬前主莖葉片數僅為4片（3葉一心）。表明與傳統品種相比，當前主栽冬小麥品種對熱量的需求已經發生了變化，對光熱資源的利用能力明顯提高。該結果與本文作者之前的研究結果[19]基本一致。

冬前植株生長過快或過旺均不利于形成高產，而春季生長速度較快且生理指標較優才是產量提高的關鍵。如，冀麥120晚播后冬前植株生長較快，次生根較多，主莖形成了4葉一心，但是，其開花期的LAI和成熟期的旗葉SPAD值均較低，最終產量（9 079.7 kg/hm2）也較低。本研究結果顯示，冀麥325、石農086、嬰泊700、衡S29、濟麥22和冀麥585產量為9 536.7～10 395.3 kg/hm2，晚播后仍能達到高產水平。由此認為，這6個品種屬于耐遲播品種。該類型小麥品種一般具有以下4個特點：冬前生長速度中等（主莖葉片3葉一心），灌漿期較長（39～41 d），冬前、開花期的LAI分別為0.82～1.03和7.13～8.03，生育后期葉片衰老較慢、SPAD值較高（≥36.8）。小麥品種至少具有以上特點中的3個，才能保證晚播不減產。

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Yield Formation Characteristics of Winter Wheat Varieties with High Yield under Late Sowing Condition

LV Li-hua，YAO Yan-rong，DONG Zhi-qiang，ZHANG Li-hua，JIA Xiu-ling*
（Scientific Observing and Experimental Station of Crop Cultivation in North China，Ministry of Agriculture P. R.China，Institute of Cereal and Oil Crops of Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Shijiazhuang 050035，China）

Wheat-maize double cropping is the main cropping system in Middle-Southern Hebei.The yield of wheat and maize could be increased evenly by planting late-sowing wheat varieties.To screen out wheat cultivars tolerant to late sowing，a field experiment was carried out with random block in Gaocheng of Hebei Province in 2015.The effects of late sowing on yield formation of 16 main wheat varieties were studied，and the characteristics of late-sowing wheat varieties with high yield were analyzed.The results showed that the yield of wheat was negatively correlated with number of tillers per plant，number of secondary roots per plant and leaves number of main stem before winter，and the relevance with number of tillers per plant reached a significant level.The yield was extremely correlated with SPAD value of flag leaf at maturing stage，and LAI at flowering stage，which had obviously positive correlation with SPAD value of flag leaf at flagging stage and days of grain filling.In the late sowing condition，the wheatvarietieswiththecharacteristicsofrapid development in spring，long grain filling time and slowsenescenceatlategrowthstagecouldbe selected.While it was adverse for the increase of yield that theplant grew rapi dly and vigo rously beforewinter.Jimai325，Shinong086，Yingbo700，HengS29，Jimai22 and Jimai585 were tolerant to late sowing，which had the characteristics at high yieldlevel（＞9 500 kg/hm2）of medium growth rate before winter（3 leaves and one heart leaf on main stem），long filling period（39-41 days），LAI before winter and flowering period respectively in 0.90-1.03 and 7.46-8.03，leaf senesce slowly at late growth stage，and higher SPAD at late growth stage（≥36.8）.

Late sowing；Winter wheat；Yield formation；High-yielding principle

S512.1+1

A

1008-1631（2017）03-0007-07

2016-10-28

河北省渤海糧倉科技示范工程；河北省財政專項（2015045083）

呂麗華（1977-），女，河北景縣人，助理研究員，博士，主要從事小麥玉米微灌節水高產、水肥一體化技術研究。Tel：0311-87670620；E-mail：nkyllh@163.com。

賈秀領（1964-），女，河北正定人，研究員，主要從事作物節水高產與資源高效利用研究。Tel：0311-87670620；E-mail：jiaxl2005@aliyun.com。