“羅麥10號”高產(chǎn)群體特征及產(chǎn)量構(gòu)成因素分析

曹玲珍 朱 國 薄玉華 張耀明 朱 敏 金德龍 吳 剛 王瑛皎

（1上海市寶山區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 201999；2上海市寶山區(qū)顧村鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心201906；3上海市寶山區(qū)羅店鎮(zhèn)農(nóng)科站 201907；4上海市寶山區(qū)月浦鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心200942；5上海市寶山區(qū)羅涇鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心 200949）

小麥?zhǔn)俏覈饕募Z食作物，也是最重要的商品糧[1]。小麥因具有抗旱、耐低溫、適應(yīng)性廣、豐產(chǎn)性好和易栽培等優(yōu)勢，在上海地區(qū)冬季被大面積種植，目前是上海地區(qū)兩熟制（水稻—小麥）重要的主栽作物。近年來，上海郊區(qū)水稻優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、早熟品種的種植比例逐年增加，緩解了稻麥兩熟制茬口季節(jié)的矛盾，更有利于晚熟小麥品種的推廣種植。“羅麥10號”不僅充分利用了本地溫光資源，還保障了小麥生產(chǎn)季的收益，因而深受滬郊糧食專業(yè)合作社、農(nóng)場等相關(guān)生產(chǎn)部門的青睞。隨著農(nóng)業(yè)科技的迅速發(fā)展和對優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)小麥品種“羅麥10號”機(jī)械條播等配套技術(shù)的推廣，上海市寶山區(qū)小麥單產(chǎn)穩(wěn)步提高。2014年寶山區(qū)小麥單產(chǎn)達(dá)5 403.0 kg/hm2。由于寶山區(qū)地處東海之濱，受氣候和土壤等影響，“羅麥10號”的單產(chǎn)水平雖明顯高于上海其他地區(qū)，但其年際間的產(chǎn)量存在不穩(wěn)定性。同時(shí)，由于年際間生長環(huán)境和栽培技術(shù)的差異，“羅麥10號”不同產(chǎn)量水平的群體結(jié)構(gòu)特征存在明顯差異。因此，建立“羅麥10號”合理的群體結(jié)構(gòu)，是提高其產(chǎn)量的關(guān)鍵。為進(jìn)一步明確上海市寶山區(qū)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)小麥“羅麥10號”群體形成指標(biāo)特征和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，擬通過研究寶山區(qū)2012—2016年小麥高產(chǎn)試驗(yàn)點(diǎn)構(gòu)建的“羅麥10號”不同群體樣本，篩選出該品種高產(chǎn)群體指標(biāo)和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)參考值，以期為上海市郊種植小麥品種“羅麥10號”選擇合理生長群體和挖掘高產(chǎn)栽培潛力提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)點(diǎn)概況

“羅麥10號”高產(chǎn)試驗(yàn)點(diǎn)位于上海市寶山區(qū)稻麥糧作區(qū)內(nèi)，當(dāng)?shù)貧夂驕睾蜐駶櫍柟獬渥悖炅砍渑妫瑢俚湫偷膩啛釒Ъ撅L(fēng)氣候[2]。示范區(qū)土壤質(zhì)地為夾沙泥、黃潮泥等[3]，地勢平坦；土壤地力中等偏上，耕作層有機(jī)質(zhì)含量1.8%～2.6%，堿解氮含量88.0～127.0 mg/kg，有效磷含量21.6～40.9 mg/kg，有效鉀含量77.0～155.0 mg/kg，pH 6.63～8.02[4-5]。試驗(yàn)田前茬作物均為水稻，播種方式以淺耕滅茬種植為主。試驗(yàn)點(diǎn)推廣秸稈全量還田技術(shù)，小麥全生育期用氮量在264.0～403.5 kg/hm2，拍麥鎮(zhèn)壓和病蟲草害防治等同常規(guī)生產(chǎn)。

1.2 試驗(yàn)材料

示范材料為寶山區(qū)小麥主推品種“羅麥1 0號”，由上海市寶山區(qū)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)中心培育。小麥播種期為10月25日—11月20日。

1.3 測定的主要內(nèi)容及方法

1.3.1 莖蘗動(dòng)態(tài)

小麥播種齊苗后，試驗(yàn)點(diǎn)定點(diǎn)定期觀察0.33 m2的苗數(shù)，然后折算為每1 hm2莖蘗數(shù)。每個(gè)節(jié)氣（間隔15 d）調(diào)查1次，至齊穗期結(jié)束。

1.3.2 主莖總?cè)~齡

在定點(diǎn)觀察區(qū)內(nèi)，定10株做標(biāo)記，觀察主莖總?cè)~片數(shù)。每個(gè)節(jié)氣（間隔15 d）調(diào)查1次，至孕穗期結(jié)束。

1.3.3 產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)

于成熟期在試驗(yàn)點(diǎn)調(diào)查有效穗數(shù)，并選取有代表性的植株30株，進(jìn)行室內(nèi)穗粒結(jié)構(gòu)考查。收割前2～3 d，試驗(yàn)點(diǎn)隨機(jī)取籽粒1 000粒測定千粒重。收割后烘（曬）干并折合標(biāo)準(zhǔn)含水量計(jì)產(chǎn)。

1.4 數(shù)據(jù)整理分析

樣本數(shù)據(jù)整理匯總后采用DPSv 7.05版系統(tǒng)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，在Microsoft Excel 2003/2007上輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 群體特征

2.1.1 群體莖蘗特征

統(tǒng)計(jì)2012—2016年上海市寶山區(qū)46個(gè)不同產(chǎn)量水平的群體樣本。由表1可知，產(chǎn)量范圍在5 250～6 750 kg/hm2的“羅麥10號”的基本苗數(shù)在251.1～256.65萬苗/hm2，群體成穗率在67.75%～71.13%，顯示在該基本苗數(shù)和成穗率范圍內(nèi)“羅麥10”可獲得高產(chǎn)。“羅麥10號”不同產(chǎn)量水平由高到低，群體基本苗數(shù)與有效穗數(shù)的倍數(shù)分別為0.57、0.58、0.62、0.59倍；基本苗數(shù)（x）與有效穗數(shù)(Y)之間呈二次曲線關(guān)系，Y=-0.023 7x2+12.322x-1 164.1(R2=0.254 4**)，呈先增后減的趨勢，以基本苗數(shù)為259.96萬苗/hm2時(shí)，有效穗數(shù)最高，達(dá)437.37萬穗/hm2。基本苗數(shù)(x)與產(chǎn)量(Y)之間也呈二次曲線關(guān)系，Y=-0.221x2+119.0x-9 907(R2=0.071 2)，當(dāng)基本苗數(shù)為269.23萬苗/hm2時(shí)，產(chǎn)量達(dá)最高。“羅麥10號”不同產(chǎn)量水平由高到低，群體高峰苗數(shù)與其基本苗數(shù)的倍數(shù)分別為2.40、2.44、2.41、2.53倍，表明“羅麥10號”要獲得5 250 kg/hm2以上的產(chǎn)量水平，其群體高峰苗數(shù)應(yīng)控制在適宜基本苗數(shù)的2.40～2.44倍；若超過2.5倍，則群體過大，營養(yǎng)生長過旺，養(yǎng)分消耗大，抑制其生殖生長，產(chǎn)量反而降低。“羅麥10號”不同產(chǎn)量水平由高到低，高峰苗數(shù)與其有效穗數(shù)的倍數(shù)分別為1.38、1.41、1.49、1.48倍，表明“羅麥10號”要獲得5 250 kg/hm2以上的產(chǎn)量水平，其群體最高苗數(shù)要控制在目標(biāo)有效穗數(shù)的1.38～1.49倍。

2.1.2 群體成穗率

成穗率是衡量小麥基本苗數(shù)、穗粒發(fā)展、群體綜合性狀的一個(gè)重要指標(biāo)[6]。“羅麥10號”的成穗率（x）與產(chǎn)量（Y）之間呈二次曲線關(guān)系，Y=0.431 3x2-30.477x+6 106.5(R2=0.113 9*)，表明有效穗數(shù)在316.95萬～480.00萬穗/hm2范圍內(nèi)，隨著成穗率的提高，產(chǎn)量呈增加的趨勢。見圖1。試驗(yàn)樣本統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明，“羅麥10號”基本苗數(shù)在256.65萬±23.85萬苗/hm2，成穗率在67%以上，可獲得5 250 kg/hm2以上的產(chǎn)量水平。

表1 “羅麥10號”不同產(chǎn)量水平的群體特征

圖1 成穗率與產(chǎn)量的關(guān)系

2.1.3 個(gè)體主莖總?cè)~片數(shù)

“羅麥10號”的主莖總?cè)~片數(shù)與播種期有密切關(guān)系。試驗(yàn)樣本統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明，“羅麥10號”的主莖總?cè)~片數(shù)在10～11張，且年際間變化較小。主莖總?cè)~片數(shù)（x）與產(chǎn)量(Y) 之間呈二次曲線關(guān)系，Y=-1 479.2x2+31 941x-165 964（R2=0.216 3**），表明主莖總?cè)~片數(shù)增加到一定值時(shí)，產(chǎn)量呈遞增趨勢。見圖2。由此可知，在全生育期用氮量為315 kg/hm2條件下，“羅麥10號”適時(shí)早播，確保主莖總?cè)~片數(shù)達(dá)到（10.36±0.39）張，并保證一定的光合面積，可獲得5 250 kg/hm2的產(chǎn)量水平。

2.2 產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)

2.2.1 產(chǎn)量結(jié)構(gòu)

由表2可知，“羅麥10號”不同產(chǎn)量水平從低到高，有效穗數(shù)和每穗實(shí)粒數(shù)隨產(chǎn)量的增加呈遞增的趨勢。但當(dāng)“羅麥10號”產(chǎn)量水平＜5 250 kg/hm2或＞6 750 kg/hm2時(shí)，千粒重有所下降。

圖2 主莖總?cè)~片數(shù)與產(chǎn)量的關(guān)系

在產(chǎn)量構(gòu)成因素中，有效穗數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)和千粒重的變異系數(shù)（CV）分別為7.91%、5.45%和4.81%，其中變異系數(shù)最大的是有效穗數(shù)，其次為每穗實(shí)粒數(shù)，千粒重最小。說明環(huán)境條件對“羅麥10號”的有效穗數(shù)影響最大，尤其是播種時(shí)的氣候條件對最終有效穗數(shù)的影響更大。可見，“羅麥10號”要獲得5 250 kg/hm2以上的產(chǎn)量水平，要在確保千粒重的基礎(chǔ)上，提高有效穗數(shù)和每穗實(shí)粒數(shù)，以有效提高“羅麥10號”產(chǎn)量。

表2 “羅麥10號”不同產(chǎn)量水平的產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)

2.2.2 產(chǎn)量及構(gòu)成因素相關(guān)性分析

由表3可知，“羅麥10號”的產(chǎn)量構(gòu)成因素中，有效穗數(shù)（x1）、每穗實(shí)粒數(shù)（x2）和千粒重（x3）與產(chǎn)量(Y)均呈正相關(guān)，其中有效穗數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)與產(chǎn)量的相關(guān)程度較大，相關(guān)系數(shù)分別為0.450 3、0.367 6，千粒重與產(chǎn)量的相關(guān)程度最小（相關(guān)系數(shù)僅為0.175 8）。結(jié)果表明，“羅麥10號”要獲得5 250 kg/hm2以上的產(chǎn)量水平，應(yīng)以提高有效穗數(shù)和每穗實(shí)粒數(shù)為主攻目標(biāo)，在確保有效穗數(shù)[（416.25±40.05）萬穗/hm2以上]和每穗實(shí)粒數(shù)[（34.81±2.7）粒以上]的基礎(chǔ)上，可適當(dāng)提高千粒重。

由表3可知，有效穗數(shù)與每穗實(shí)粒數(shù)和千粒重均呈負(fù)相關(guān)。其中，有效穗數(shù)與每穗實(shí)粒數(shù)的相關(guān)系數(shù)為-0.045 8，有效穗數(shù)與千粒重的相關(guān)系數(shù)為-0.022 7；每穗實(shí)粒數(shù)與千粒重呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.136 6。由此可見，“羅麥10號”的產(chǎn)量構(gòu)成因素之間既相互促進(jìn)又相互制約，要獲得“羅麥10號”的高產(chǎn)，穗、粒、重必須協(xié)調(diào)發(fā)展。

表3 “羅麥10號”產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素的相關(guān)系數(shù)

2.2.3 產(chǎn)量及構(gòu)成因素通徑分析

由表4可知，提高有效穗數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)和千粒重均能提高“羅麥10號”產(chǎn)量，其中以增加有效穗數(shù)的作用最大（Py=0.470 4），其次是每穗實(shí)粒數(shù)（Py=0.370 6），增加千粒重的作用最小（Py=0.135 9）。分析表明，有效穗數(shù)和每穗實(shí)粒數(shù)對“羅麥10號”增產(chǎn)的效果顯著，千粒重則對增產(chǎn)的效果不明顯。此外，有效穗數(shù)通過每穗實(shí)粒數(shù)和千粒重對產(chǎn)量的間接作用都有不同程度的負(fù)效應(yīng)，每穗實(shí)粒數(shù)通過千粒重對產(chǎn)量的間接作用則存在正效應(yīng)。

表4 “羅麥10號”產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素的通徑系數(shù)

3 結(jié)論與討論

合理的基本苗數(shù)是創(chuàng)建小麥理想群體結(jié)構(gòu)的起點(diǎn)，也是合理控制群體動(dòng)態(tài)發(fā)展的重要基礎(chǔ)[7]。試驗(yàn)結(jié)果表明，“羅麥10號”獲得高產(chǎn)的基本苗數(shù)變幅范圍在249.75萬～256.65萬苗/hm2。當(dāng)基本苗數(shù)為259.96萬苗/hm2時(shí)，有效穗數(shù)達(dá)到最高；當(dāng)基本苗數(shù)為269.23萬苗/hm2時(shí)，產(chǎn)量達(dá)到最高。研究表明，在適宜范圍內(nèi)降低群體起點(diǎn)——基本苗數(shù)，可明顯提高成穗率、每穗實(shí)粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量，達(dá)到優(yōu)化產(chǎn)量構(gòu)成各因素的目標(biāo)，這與周印富等[8]的研究結(jié)果基本一致。在10月底至11月20日播期范圍內(nèi)，基本苗數(shù)的確定主要依據(jù)播期的早晚而定，早播則基本苗數(shù)應(yīng)適當(dāng)減少，晚播則基本苗數(shù)宜酌情增加[9]。“羅麥10號”的基本苗數(shù)與有效穗數(shù)的倍數(shù)宜控制在0.57～0.62倍；高峰苗數(shù)宜控制在目標(biāo)有效穗數(shù)的1.38～1.49倍[9]。本試驗(yàn)結(jié)果與曹宏鑫等[10]的研究結(jié)果不同，這可能與試驗(yàn)點(diǎn)采用秸稈全量還田、土壤肥力和氣候條件不同有關(guān)。

關(guān)于成穗率對小麥產(chǎn)量的影響，前人已做了大量的研究報(bào)道，一致認(rèn)為成穗率與小麥的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量呈二次曲線關(guān)系，即隨成穗率的提高，產(chǎn)量呈增加的趨勢。王龍俊等[6]研究結(jié)果表明，提高成穗率可提高上3張功能葉面積，提高單莖莖鞘重，減緩有效、高效光合面積的衰亡，提高花后干物質(zhì)積累量，為提高籽粒產(chǎn)量奠定了苗質(zhì)基礎(chǔ)。本試驗(yàn)結(jié)果與封超年等[11]的研究結(jié)果基本一致。

小麥主莖葉片數(shù)的消長是由品種階段發(fā)育的特性決定的，同時(shí)也受栽培氣候等外界條件的影響和制約。在一定生態(tài)條件下，一個(gè)小麥品種的主莖葉片數(shù)是相對穩(wěn)定的，當(dāng)外界條件發(fā)生變化時(shí)，葉片數(shù)的消長也隨之變化。在適宜播期內(nèi)，早播的達(dá)上限，遲播的達(dá)下限，播種越遲，主莖葉片數(shù)越少[12]。“羅麥10號”的主莖總?cè)~片數(shù)在10～11張，且年際間變化較小[13]。相關(guān)研究表明，隨著主莖總?cè)~片數(shù)的增加，光合面積擴(kuò)增，光合產(chǎn)物提增，養(yǎng)分供應(yīng)增量，“羅麥10號”的產(chǎn)量呈遞增趨勢。

試驗(yàn)相關(guān)性分析結(jié)果表明，有效穗數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)和千粒重均與產(chǎn)量呈正相關(guān)，相關(guān)程度依次為有效穗數(shù)＞每穗實(shí)粒數(shù)＞千粒重，表明群體產(chǎn)量主要來源于有效穗數(shù)和每穗實(shí)粒數(shù)，這與張國江等研究結(jié)果相一致[14-16]。通徑分析結(jié)果表明，有效穗數(shù)對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)最大，其次是每穗實(shí)粒數(shù)，千粒重對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)最小，這與多數(shù)學(xué)者的研究結(jié)果基本一致[17-18]。