商麥156干物質積累動態及產量結構特點分析

朱倩 孟自力 閆向泉 倪雪峰 朱偉

摘要：以高產冬小麥商麥156為試材，以鄭麥0943、周麥27、西農979為對照品種，綜合研究其干物質積累規律及產量構成特點。結果表明：商麥156花前干物質積累量大，向非經濟器官中分配比例低，向經濟器官中分配比例高，成熟期籽粒干物質積累量達1.62 g/莖，分別較鄭麥0943、西農979、周麥27提高13.29%、18.25%、19.12%，且差異均達到顯著水平；花后干物質轉運量（5 340.86 kg/hm2）、轉運率（43.23%）及對籽粒的貢獻率（61.12%）大，穗數中等，穗粒數（37.60粒）和千粒重（42.30 g）相對較高，產量表現為商麥156>周麥27>鄭麥0943>西農979，商麥156產量分別較三個對照高5.67%、9.97%、18.85%。因此，干物質源足、庫大、轉運流暢是商麥156實現高產的主要因素。

關鍵詞：商麥156；冬小麥；干物質積累；產量結構

中圖分類號：S512.1+10.1文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2018）04-0033-04

Abstract Zhengmai 0943， Zhoumai 27 and Xinong 979 were used as control materials， and high-yield winter wheat variety Shangmai 156 was used as test material to study its dry matter accumulation law and yield component traits. The results showed that Shangmai 156 had large quantities of dry matter before flowering， low distribution proportion in non-economic organs and high distribution proportion in economic organs. Its dry matter accumulation in grains during mature period reached 1.62 g per stem and increased by 13.29%，18.25%，19.12% compared with Zhengmai 0943，Xinong 979 and Zhoumai 27 with significant differences. The dry matter translocation amount（5 340.86 kg/hm2）， translocation rate （43.23%） and contribution rate to grain（61.12%） were the highest after flowering. And the ear number was medium，but the grain number（37.60） per spike and the thousand kernel weight （42.30 g） were relatively higher. The yields of different varieties showed as Shangmai 156>Zhoumai 27>Zhengmai 0943>Xinong 979，and that of Shangmai 156 was 5.67%， 9.97% and 18.85% higher compared to the control materials respectively. Therefore， enough dry matter source， large sink and smooth transportation was the main factors to achieve high yield for Shangmai 156.

Keywords Shangmai 156；Winter wheat； Dry matter accumulation； Yield components

隨著人口增長和可耕地面積日益減少，不斷提高作物單產是保障糧食總量增長的關鍵[1]。作物產量主要源于光合作用，而光合作用的最終產物是干物質，因此干物質的積累、分配及轉運與經濟產量的形成密切相關[2-4]。冬小麥是我國黃淮海平原最重要的糧食作物之一。商麥156是商丘市農林科學院選育的中晚熟半冬性小麥品種，經大面積實收測產，單產達10 000 kg/hm2，具有較高的豐產潛力。本試驗以商麥156為試材，以其它3個不同類型的冬小麥品種為對照，分析商麥156干物質積累規律及產量構成特點，以期為高產冬小麥品種選育提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選用商麥156（半冬性、中晚熟品種）為試材，以河南近年大面積種植的3個不同類型冬小麥品種為對照，即鄭麥0943（半冬性、中晚熟品種）、周麥27（半冬性、中熟品種）、西農979（半冬性、早熟品鐘）。

1.2 試驗設計

試驗于2016—2017年在商丘市農林科學院雙八試驗基地進行。前茬玉米，土壤為兩合土，肥力中等。播期10月10日，播量基本苗300萬株/hm2。隨機區組設計，重復3次。小區面積13.5 m2（9 m×1.5 m），行距20 cm。

1.3 測定項目及方法

于拔節期、抽穗期、開花期、花后10天、花后20天、成熟期隨機取樣，每個重復20株，測定全株總干重。

開花期、成熟期在各小區長勢一致區域連續取50個單莖，分為葉、莖鞘、穗軸、穎殼、籽粒等器官，用101A型電熱鼓風干燥箱處理樣品，105℃下殺青30 min，70℃烘干至恒重，測定計算有關干物質指標。方法[5]如下：

植株地上部總干物質重=葉+鞘+莖+穗軸+穎殼+籽粒；

營養器官干物質轉運量（kg/hm2）=開花期營養器官干物質重-成熟期營養器官干物質重；

營養器官干物質轉運率（%）=營養器官干物質轉運量/開花期營養器官干物質重×100；

干物質轉移對籽粒的貢獻率（%）=營養器官干物質轉運量/成熟期籽粒干重×100。

成熟期調查記載與產量有關的項目，每小區選20株進行室內考種，測株高、穗數、穗粒數、千粒重，實收測產。

1.4 數據處理

采用Microsoft Excel和SPSS 10.0進行數據統計分析與做圖。

2 結果與分析

2.1 各品種不同生育期干物質積累量表現

由圖1可知，不同小麥品種干物質積累量變化趨勢基本一致，呈現出“S型”走勢。拔節期到開花期是小麥生長速度最快、生長量最大的時期，也是營養生長與生殖生長并進的時期，此時期商麥156干物質增長速率高于其它3個品種，到開花期其干物質積累量分別比周麥27、鄭麥0943、西農979高17.19%、29.31%、59.57%。表明商麥156在生長前期能夠積累足夠的“源”。開花期后4個品種生物量增長速率均趨緩，但商麥156仍然高于其它3個品種。

2.2 不同品種成熟期干物質在不同器官中的分配

由表1可知，成熟期干物質在各器官中的分配量和分配比例均表現為籽粒>葉+鞘+莖>穗軸+穎殼。不同品種相比較，單莖的葉+鞘+莖干物質分配比例表現為周麥27>鄭麥0943>西農979>商麥156，商麥156顯著低于周麥27和鄭麥0943；商麥156籽粒干物質積累量分別較鄭麥0943、西農979、周麥27高13.29%、18.25%、19.12%，且差異均達到顯著水平，籽粒干物質分配比例顯著高于周麥27、鄭麥0943。說明不同冬小麥品種干物質積累量和分配規律存在差異，商麥156非經濟器官干重積累量和分配比例較低，光合產物向籽粒分配的比例較高，有利于較高產量的形成。

2.3 不同品種干物質積累、轉運及對籽粒產量的貢獻率

由表2可知，花后營養器官干物質積累量逐漸減少，穗軸、穎殼和籽粒干物質積累量逐漸增加。不同品種營養器官干物質轉運量、轉運率及對籽粒的貢獻率不同，成熟期干物質積累量表現為周麥27>商麥156>鄭麥0943>西農979；營養器官干物質轉運量表現為商麥156>鄭麥0943>周麥27>西農979，分別較對照增加1 337.49、1 456.07、2 035.87 kg/hm2；干物質轉運率及對籽粒的貢獻率均表現為商麥156>鄭麥0943>周麥27>西農979，分別較對照增加9.25、10.78、10.92個百分點及10.74、14.15、16.17個百分點，且差異均達到顯著水平。由此說明較高的干物質轉運量、轉運率及對籽粒的貢獻率是商麥156高產的生理基礎。

2.4 不同品種產量構成因子及相關性

穗數、穗粒數、千粒重是小麥產量形成的關鍵要素。在基本苗相同情況下，鄭麥0943穗數最多，其它3個品種無顯著差異。商麥156株高、穗粒數、千粒重均高于對照品種，最終產量達8 739.00 kg/hm2，分別較周麥27、鄭麥0943、西農979增產5.67%、9.97%、18.85%，且差異均達到顯著水平。說明穗粒數和千粒重是商麥156產量形成的關鍵（表3）。

由表4產量構成因子間相關關系可知，產量與株高、穗數、穗粒數、千粒重均呈正相關，相關系數分別為0.481 8、0.742 1、0.999 8、0.414 7。其中穗數、穗粒數與產量的相關性較高，說明提高穗數、穗粒數或者二者的乘積是實現高產的關鍵因素。

3 討論與結論

提高小麥單產是育種追求的基本目標。小麥單產高低與干物質積累及轉運密切相關，小麥生長發育前期干物質積累量大、干物質分配及對籽粒的貢獻率高，能夠提高小麥籽粒產量[6-9]。小麥產量構成三因子協調發展，能夠構建合理的群體結構和充分利用單位空間的生產能力。楊春玲等[10]研究表明增加有效分蘗數、穩定千粒重、挖掘穗粒數的潛力是黃淮麥區高產育種的策略。金艷等[11]研究表明小麥育種和高產栽培應注重公頃穗數與穗粒數的協調，將大穗和大群體有效結合，穩定千粒重，同時注意產量構成三因子的協調發展，從而達到高產目標。還有一些研究表明穗小、單株生物量低能夠提高籽粒產量，原因是單位面積成穗較高情況下，單位面積群體結構顯著變大，單位空間生產能力大幅度提高[12]。

本研究結果表明，商麥156花前干物質積累量大，向非經濟器官中分配比例低，向經濟器官中分配比例高，成熟期籽粒干物質積累量達1.62 g/莖，分別較鄭麥0943、西農979、周麥27提高13.29%、18.25%、19.12%，且差異均達到顯著水平；花后干物質轉運量（5 340.86 kg/hm2）、轉運率（43.23%）及對籽粒的貢獻率（61.12%）大，穗數中等，穗粒數（37.60粒）和千粒重（42.30 g）相對較高，產量表現為商麥156>周麥27>鄭麥0943>西農979，分別較對照增加468.95、792.56、1 385.76 kg/hm2。綜合來看，與對照品種相比，商麥156干物質積累量大、對籽粒的貢獻率大和穗粒數多、千粒重高是實現商麥156高產的途徑，但在基本苗相同情況下其分蘗成穗率較低，因此該品種增加單位面積穗數、建立更加合理的群體結構，是進一步提高籽粒產量的有效途徑。

參 考 文 獻：

[1] 于振文. 小麥產量與品質生理及栽培技術[M]. 北京：中國農業出版社，2006：3-12.

[2] 姚素梅，康躍虎，劉海軍. 噴灌與地面灌溉冬小麥干物質積累、分配和運轉的比較研究[J]. 干旱地區農業研究，2008，26（6）：51-56.

[3] 郭天財，賀德先，王志和. 小麥穗粒重研究進展[C]//小麥穗粒重研究. 北京：中國農業出版社，1995：1-24.

[4] 李世清，邵明安，李紫燕，等. 小麥籽粒灌漿特征及影響因素的研究進展[J]. 西北植物學報，2003，23（11）：2031-2039.

[5] 周玲，王朝輝，李富翠，等. 不同產量水平旱地冬小麥品種干物質累積和轉移的差異分析[J]. 生態學報，2012 ，32（13）：4123-4131.

[6] 郭天財，王之杰，胡廷積，等. 不同穗型小麥品種群體光合特性及產量性狀的研究[J].作物學報，2001，27（5）：633-639.

[7] 熊淑萍，吳延鵬，王小純，等. 減氮處理對不同小麥品種干物質積累及氮素轉運特性的影響[J]. 麥類作物學報，2015，35（8）：1134-1140.

[8] 湯永祿，李朝蘇，吳春，等. 四川盆地單產9000 kg·hm-2以上超高產小麥品種產量結構與干物質積累特點[J]. 作物學報，2014，40（1）：134-142.

[9] 韓占江，郜慶爐，薛香，等. 不同小麥品種干物質積累、分配與產量的關系[J]. 貴州農業科學，2008，36（6）：14-16.

[10]楊春玲，關立，侯軍紅，等. 黃淮麥區小麥產量構成因素效用研究[J]. 山東農業科學，2007（4）：19-23.

[11]金艷，白冬，陳杰，等. 2005-2014年河南省推廣的國審半冬性小麥品種產量構成分析[J]. 中國農學通報，2016，32（27）：29-33.

[12]邵立剛，高鳳梅，王巖，等. 超高產春小麥品種的產量結構特點及干物質動態積累研究[J]. 中國農學通報，2005，21（10）：163-165.