關中東部渭河灌區不同播期播量對農大1108小麥光合特性及產量的影響

王娟玲， 賈少敏， 張 睿

(1.大荔縣農業技術推廣中心,陜西 大荔 715100； 2.西北農林科技大學 農學院,陜西 楊凌 712100)

小麥是我國的主要糧食作物，同時也是老百姓最重要的口糧之一，其產量高低直接影響我國的糧食安全和社會穩定[1-5].隨著小麥生產種植面積的逐年減少，新品種的選育及其推廣對穩定小麥生產具有十分重要的意義.小麥生產環境及其生產資源的短缺愈加明顯，在新品種的推廣過程中，依據品種的特性實施合理的栽培措施，實現良種良法的配套是提高新品種產量和保障其品質的重要途徑.李寧等[6-16]研究了不同小麥品種播期密度與產量群體的關系后認為，播期對小麥籽粒產量有顯著影響.由于品種特性的差異和生產區域不同，其高產的適宜播期和播量存在一定差異.王楠等[13-17]對不同播期播量對籽粒品質的研究后認為，在一定范圍內，隨播期推遲，小麥產量下降，籽粒的總體加工品質有所改善，過早或過晚播種均對產量和品質不利，產量高的適宜播期和品質優的適宜播期在一定程度上可以統一.本研究以新審定的小麥品種農大1108為材料，研究不同播期和播量對其產量和品質性狀的影響，完善其優栽技術，為該品種在關中東部渭河灌區的推廣提供理論依據.

1 材料與方法

試驗于2016年9月～2017年7月在大荔縣韋林鎮慶灃村劉武濤責任田進行.試驗地地勢平坦、地力均勻，土質為河淤土，耕層土壤基礎養分為:有機質含量10.2 g/kg，速效氮含量102.6 mg/kg，速效磷含量64.9 mg/kg，有效鉀含量163 mg/kg，pH值為8.07.試驗采用兩因素二次D飽和最優設計，共設6個處理.處理1播期為10月5日，播量為119.1k g/hm2；處理2播期為10月22日，播量為119.1 kg/hm2；處理3播期為10月5日，播量為218.3 kg/hm2；處理4播期為10月12日，播量為162.1 kg/hm2；處理5播期為10月22日，播量為188.2 kg/hm2；處理6播期為10月17日，播量為218.3 kg/hm2.小區面積12 m2,4次重復，隨機排列.2016年10月3日在小麥播種前深翻整地，底肥施純氮(N)204 kg/hm2，純磷(P2O5)240 kg/hm2，純鉀(K2O)96 kg/hm2，結合整地一次施入.2017年2月20日返青期灌水，追施尿素275 kg/hm2，4月5日孕穗期灌水，5月12灌漿期灌水.2017年3月10日用36%的唑草苯磺隆可濕性粉劑 75 g/hm2兌水300 kg/hm2進行化學除草.4月23日和5月5日分別用1 000倍有機黃腐酸葉面肥+10%噻蟲嗪.高氯氟懸浮劑300 mL/hm2+5%的己唑醇600 mL/hm2懸浮劑兌水450 kg/hm2進行噴施防治赤霉病、白粉病和麥穗蚜.6月12日收獲.供試小麥品種農大1108由西北農林科技大學農學院提供.尿素為陜西渭河化肥廠生產(有效養分N≥46.4%)，磷肥為云南三環化工有限公司生產(有效養分P2O5≥16%),硫酸鉀為陜西景勝硫酸鉀肥有限公司生產(有效成分K2O≥50%,S≥12%)均在當地農資店購買.

試驗調查不同處理的階段生育進程、越冬期和拔節期個體和群體數量及質量，收獲前調查成穗數、穗粒數，每小區實收4 m2測實產，并測定千粒重.收獲前采1 m雙行測定有效穗數，每處理取10株室內考種，測定不同器官干物質積累量.2017年4月28日用Li-6400XT光合儀(LI-COR)測定開花期主莖功能葉凈光合速率,用SPAD-502葉綠素儀測定主莖功能葉葉綠素含量，用直尺測定葉片長和寬，計算葉面積.用德國生產的Sartorius PMD511-000U品質分析測定儀測定小麥籽粒容重、硬度、蛋白質、沉降值、濕面筋、吸水率、穩定時間、拉伸面積、延展性和最大拉伸阻力.數據利用Excel 2007及LNT分析軟件進行統計分析.

2 結果與分析

2.1 不同處理對功能葉光合特性的影響

不同處理對農大1108功能葉光合特性的效應見表1.不同處理對功能葉的光合特性有顯著的影響，處理之間旗葉、倒二葉和倒三葉的凈光合速率差異極顯著，處理對氣孔導度和胞間CO2濃度的效應，葉位之間差異顯著，其中旗葉不同處理之間差異顯著和極顯著，倒二葉僅胞間CO2濃度差異極顯著，氣孔導度差異不顯著，倒三葉兩個指標差異均不顯著，處理對不同葉位功能葉蒸騰速率沒有顯著影響.因此,處理對功能葉光合參數的效應，葉位之間差異較大.

表1 不同播期播量對農大1108小麥孕穗期功能葉光合特性的影響

注：表中數據后大寫和小寫字母分別代表1%和5%水平下差異顯著性，下同.

不同葉片間光合速率表現為：旗葉>倒二葉>倒三葉.旗葉中，除處理5外，其他處理間光合速率無顯著差異，且處理5光合速率顯著低于其他處理；處理3旗葉氣孔導度和胞間CO2濃度均最大，但與處理1無顯著差異.播量相同時，隨著播期推遲，旗葉的凈光合速率提高，處理2較處理1增加2.2%，處理6較處理3增加7.4%.在播期相同時，隨著播量的增加，旗葉凈光合速率降低，處理3較處理1低1.5%，處理5較處理2低20.5%.倒二葉中，處理2的凈光合速率最高，其在播量相同的情況下，隨著播期推遲,其變化規律與旗葉一致，晚播較早播增加4.4%～48.3%，但在播期相同，播量增加的情況下，早播倒二葉凈光合速率增加，處理3較處理1增加23.1%，晚播則降低，處理5較處理2低35.8%.倒三葉在低播量隨著播期推遲和早播隨著播量增加的情況下，葉片凈光合速率均增加，處理2較處理1增加8.3%，處理3較處理1增加10.5%；在大播量隨播期的推遲和晚播隨播量增加的情況下，葉片凈光合速率降低，處理6較處理3降低43.9%，處理5較處理2降低33.6%.

2.2 不同處理對功能葉葉綠色含量及葉面積的影響

分析葉綠素含量可知(表1)，各處理倒二葉葉綠素含量高于旗葉和倒三葉.旗葉中，處理1葉綠素含量最高，為50.43;處理3最低，為48.80;但不同處理間葉綠素含量差異不顯著.倒二葉中，處理1、2、5、6的葉綠素含量均較高，且4個處理間差異不顯著，但均顯著高于處理3;處理3葉綠素含量最低，且與處理4間沒有顯著差異.倒三葉中，處理1葉綠素含量最高，達52.03;處理3最低，為46.17，顯著低于其他5個處理.綜合比較發現，處理1旗葉、倒二葉、倒三葉的葉綠素含量均最高，且與處理2、4、6之間差異均不顯著；而處理3的葉綠素含量均較低，顯著低于其他5個處理.

不同處理對旗葉和倒三葉葉面積影響較大，處理間差異顯著.但對倒二葉影響較小，處理間差異不顯著.

2.3 不同處理對個體及不同器官的干物質積累效應

不同處理對株高、單株分蘗和次生根數量的效應見表2.從表中可以看出，不同播期和播量對株高、單株成穗數和單株次生根的影響較大.在播量相同的情況下，隨著播期推遲，株高、單株成穗數和單株次生根均減少，分別減少2.0%～11.6%、4.8%～30.0%和1.6%～2.5%，在播期相同時，隨著播量的增加，株高、單株成穗數和單株次生根均減少，分別減少0.2%～6.1%、0.0%～30.0%和16.9%～22.3%.

表2 播期播量對農大1108小麥個體及不同器官干物質積累的影響

播期和播量對不同器官的干物質量的影響極顯著，處理間差異極顯著.單株穎殼、葉片+葉鞘、莖、穗和籽粒的干重見表2.從表中可以看出，不同播期和播量對單株穎殼、葉片+葉鞘、莖、穗和籽粒的干重的影響較大.在播量相同的情況下，隨著播期推遲，單株穎殼、葉片+葉鞘、莖、穗和籽粒的干重均增加，依次增加14.3%～72.3%、12.2%～18.1%、39.5%～58.4%、22.0%～69.3%和18.1%～53.7%，在播期相同時，隨著播量的增加，單株穎殼、葉片+葉鞘、莖、穗和籽粒的干重均減少，分別減少21.4%～24.4%、34.9%～40.1%、28.9%～40.6%、24.2%～53.4%和17.6%～34.1%.

2.4 不同處理對籽粒品質的效應

不同處理對農大1108的品質效應見表3.從表中數據分析結果看，不同的播期和播量對籽粒的容重影響較大，但對其他的蛋白質品質和拉伸品質指標影響較小.這表明農大1108的品質指標比較穩定，受播期和播量影響較小.

表3不同播期播量對農大1108小麥品質的影響

處理容重/(g·L-1)硬度/%吸水率/%蛋白質/%沉降值(14%)/mL濕面筋/%拉伸面積/cm2延展性/mm最大拉伸阻力/B.U1794.44bA64.98a59.09a11.70a23.95a24.68a50.51a148.19a290.48a2799.13aA65.87a59.55a11.63a23.31a24.62a49.27a148.87a290.69a3790.14bB64.46a58.78a12.13a22.83a25.70a49.95a147.77a288.08a4798.74aA64.73a59.18a11.55a23.17a24.40a49.98a148.16a290.76a5802.32aA65.27a59.49a11.44a23.15a24.26a49.39a148.68a291.30a6795.73bA65.29a59.49a11.87a23.63a25.27a49.80a149.04a291.11aF5.851**0.5091.0931.3780.2891.0450.7230.3430.602

2.5 不同處理對產量及其構成因素的影響

不同處理對農大1108的產量及其結構的效應見表4.不同處理之間成穗數、穗粒數、千粒重和產量差異極為顯著.

表4 不同播期播量對農大1108小麥產量及構成因素的影響

不同處理成穗數，處理6的最高，與處理2和處理5差異極顯著，與其他處理差異顯著.在播量相同時，隨著播期的推遲，低播量的成穗數減少，處理2較處理1低23.6%，高播量的成穗數增加，處理6較處理3增加11.8%.在播期相同時，早播的成穗數隨著播量增加而降低，處理3較處理1減少5.6%，晚播的成穗數隨著播量的增加而增加，處理5較處理2增加7.1%.從穗粒數看，早播有利于提高穗粒數.處理5的穗粒數最低.在播期相同時，隨著播量的增加，穗粒數減少1.3%～10.8%，在播量相同時，隨著播期的推遲，穗粒數減少6.3%～8.9%.從千粒重看，晚播大播量有利于提高千粒重.在播量相同的條件下，隨著播期的推遲，千粒重提高11.0%～13.5%；在播期相同情況下，隨著播量的增加，千粒重減少1.9%～6.7%.

從產量結果看，不同處理之間產量差異極顯著.處理6的產量最高，顯著高于處理1，極顯著高于其他處理.在播量較大的情況下，隨著播期的推遲，產量增加，處理6較處理3增產19.0%，低播量隨著播期的推遲產量降低，處理2較處理1減產22.7%，播期相同，隨著播量的增加產量降低6.2%～11.7%.

對播期、播量與產量進行回歸分析，其回歸方程為：

y=565.469-36.917x1-4.984x2-128.968x12+72.448x22+28.816x1x2

對回歸方程進行檢驗，F=92.3F0.01=5.64，差異極顯著.方程與生產實際擬合度高，方程可代表生產實際.

當播量為270 kg/hm2時，播期與產量的回歸方程為：

y=565.468 9-36.917x1-128.968x12

依據方程求導后得到，播期為10月12日時，產量最高為8 522 kg/hm2.

當播期為10月14日時，播量與產量的回歸方程為：

y=565.468 9-4.984x2+72.448x22

依據方程求導后得到，播量為273 kg/hm2時，產量最高為8 484 kg/hm2.

通過方程尋優，播期播量互作效應為：播期為10月5日，播量為258 kg/hm2時產量最高，為9 740 kg/hm2.

當目標產量為6 750～7 500 kg/hm2時，最適播期為10月1日～10月19日，最適播量為258～340 kg/hm2；當目標產量為7 500～8 250 kg/hm2時，最適播期為10月8日～10月19日，最適播量為256～340 kg/hm2.

3 結論與討論

(1)不同播期和播量對農大1108功能葉的光合特性有顯著的影響.不同處理之間旗葉、倒二葉和倒三葉的凈光合速率差異極為顯著，這點與李寧等[6]研究結果一致.處理對氣孔導度和胞間CO2濃度的效應，葉位之間差異顯著，其中旗葉不同處理之間差異顯著和極顯著，倒二葉僅胞間CO2濃度差異極顯著，氣孔導度差異不顯著，倒三葉兩個指標差異均不顯著，處理對不同葉位功能葉蒸騰速率沒有顯著影響.

不同功能葉葉片間凈光合速率差異顯著，其大小順序為旗葉>倒二葉>倒三葉.本試驗結果旗葉和倒三葉凈光合速率變化規律一致，隨著播期推遲，葉片凈光合速率提高，隨著播量的增加，旗葉凈光合速率降低.但倒二葉變化則不同，在播量相同的情況下，隨著播期推遲其凈光合速率的變化規律與旗葉一致，在播期相同、播量增加的情況下，早播凈光合速率增加，晚播則降低.這可能與不同葉位之間發育狀況有關，其真正原因有待進一步研究.

(2)不同播期播量對農大1108的株高、單株分蘗和次生根數量有顯著影響.隨著播期推遲或播量增加，個體質量變差，株高、單株成穗數和單株次生根均呈減少趨勢.但對成熟期個體不同器官干物質積累量有顯著的影響.在播量相同時，隨著播期推遲，單株穎殼、葉片+葉鞘、莖、穗和籽粒的干重均增加，而播期相同時，隨著播量的增加，各器官干重均呈降低趨勢.

(3)從表中數據分析結果看，不同的播期和播量對籽粒的容重影響較大，但對其他的蛋白質品質和拉伸品質指標影響較小.這表明農大1108的品質指標比較穩定，受播期和播量影響較小.這與王榮成等[9,13,17]研究結果基本一致，但與李新強等[14-15]研究結果不盡相同.這一方面可能與品種基因型不同有關，也可能與生態區差異有關，或者與氣候和水肥管理措施有關，有待進一步研究.

(4)不同處理對農大1108的產量及其結構影響明顯.不同處理之間成穗數、穗粒數、千粒重和產量差異極顯著.在播量相同時，隨著播期的推遲，低播量的成穗數減少，高播量的成穗數增加，在播期相同時，早播的成穗數隨著播量增加而降低，晚播的成穗數隨著播量的增加而增加.這與淮賀舉等[7-11]研究結果一致.穗粒數隨著播量的增加或播期的推遲而減少，這與李豪圣等[12]研究結果不盡一致.從千粒重看，晚播大播量有利于提高千粒重.

在播量較大的情況下，隨著播期的推遲，產量增加，低播量隨著播期的推遲產量降低；播期相同，隨著播量的增加產量降低，這與李新強等[6]研究結果一致.當目標產量為6 750～7 500 kg/hm2時，最適播期為10月1日～10月19日，最適播量為258～340 kg/hm2；當目標產量為7 500～8 250 kg/hm2時，最適播期為10月8日～10月19日，最適播量為256～340 kg/hm2.這一優選結果與蒙星等[8-9,12-13]研究結果相符.