不同播種密度對周麥18號小麥生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響

吳和平 呂永軍 韓玉林

摘要 ? ?試驗設(shè)置了16個播種密度水平，研究其對周麥18號生長發(fā)育特性、產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成三因素的影響。結(jié)果表明，低密度條件下（150萬～210萬株/hm2），周麥18號幼苗期生長發(fā)育較高密度（420萬～600萬株/hm2）慢2～3 d，主要表現(xiàn)在返青晚、起身拔節(jié)較慢、株高降低3～8 cm;高密度條件下，周麥18號抽穗揚(yáng)花偏晚1～2 d、成熟期推遲3～4 d、株高增加3～8 cm。通過對產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成三因素進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，成穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重與產(chǎn)量均無顯著的相關(guān)性，表明周麥18號的產(chǎn)量水平相對穩(wěn)定，不隨任一單因素的改變而發(fā)生顯著變化。周麥18號的最佳播種密度為300萬～420萬株/hm2，播種密度范圍較大。通過二次多項式回歸分析，建立了產(chǎn)量模型：Y=-44.85-0.73X12+4.81X22+2.81X32+1.72X1X2-7.67X2X3，預(yù)測出產(chǎn)量最大值為9 627 kg/hm2。

關(guān)鍵詞 ? ?小麥;周麥18號;播種密度;生長發(fā)育;產(chǎn)量;產(chǎn)量構(gòu)成

中圖分類號 ? ?S512.1 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2019）23-0001-02 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）

小麥?zhǔn)俏覈钪匾募Z食作物之一，我國是小麥生產(chǎn)大國，也是消費(fèi)大國，提高小麥產(chǎn)量，對保障我國糧食至關(guān)重要[1]。穗粒數(shù)、穗數(shù)與千粒重是構(gòu)成小麥產(chǎn)量的三要素，決定著小麥的最終產(chǎn)量。理論上各因素數(shù)值越大，產(chǎn)量也越高，但是實際上，三因素之間是相互制約的，不能同增減。有學(xué)者研究表明，小麥產(chǎn)量構(gòu)成三因素均對產(chǎn)量有著自動補(bǔ)償能力，三者之間可以自動調(diào)節(jié)[2]。為實現(xiàn)小麥高產(chǎn)，須在合理控制群體密度的基礎(chǔ)上相互協(xié)調(diào)各個產(chǎn)量構(gòu)成因素之間的關(guān)系[3]。合理的種植密度可以直接或間接提高光合作用，利于小麥干物質(zhì)積累，提高產(chǎn)量。小麥群體的光合性能，是實現(xiàn)小麥高產(chǎn)的關(guān)鍵[4]。岳壽松等[5]、董樹亭[6]研究均表明，種植密度較小的小麥在灌漿后期仍維持較高的光合作用。劉開昌等[7]研究發(fā)現(xiàn)，不同播種密度可導(dǎo)致田間小氣候存在差異，并影響光合作用，進(jìn)而影響小麥產(chǎn)量。多數(shù)研究和實踐證明，隨著小麥播種密度增加，其產(chǎn)量也隨之增加，但達(dá)到一定程度之后，小麥的產(chǎn)量反而隨之降低。因此，合理地配置種植密度，有利于形成合理的群體結(jié)構(gòu)，促進(jìn)干物質(zhì)的積累，對提高小麥產(chǎn)量具有十分重要的意義。

周麥18號是周口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院培育的半冬性小麥品種[8]，其親本組合為內(nèi)鄉(xiāng)185/周麥9號。具有超高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、多抗、耐旱節(jié)水、適應(yīng)性廣等顯著特點[9]，2008年至今，周麥18號被定為國家黃淮南片及河南省冬水組區(qū)域試驗對照品種，累計推廣面積逾600萬hm2，新增經(jīng)濟(jì)效益達(dá)55.8億元，同時也被全國多個科研院所作為重點親本材料。周麥18號的雙親優(yōu)點多、缺點少、性狀互補(bǔ)且遺傳基礎(chǔ)豐富、遺傳背景廣泛，但其穩(wěn)產(chǎn)機(jī)理研究較少，王麗娜等[10]研究認(rèn)為，播種密度對產(chǎn)量影響差異不顯著。本試驗精細(xì)劃分了16個不同密度水平，對周麥18號的生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響進(jìn)行了研究，探討其高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)機(jī)理，有利于更好地發(fā)揮其作為對照品種的標(biāo)桿作用，并為小麥高產(chǎn)育種工作提供參考。

1 ? ?材料與方法

1.1 ? ?試驗地概況

試驗地塊的土壤質(zhì)地為壤質(zhì)土，常年小麥種植產(chǎn)量為7 500 kg/hm2以上，土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分為有機(jī)質(zhì)16.0 g/kg、堿解氮95.4 g/kg、速效磷55.6 mg/kg、速效鉀98.9 mg/kg。前茬作物為大豆。

1.2 ? ?試驗設(shè)計

試驗根據(jù)基本苗數(shù)設(shè)16個密度水平，分別為150萬、180萬、210萬、240萬、270萬、300萬、330萬、360萬、390萬、420萬、450萬、480萬、510萬、540萬、570萬、600萬株/hm2。3次重復(fù)，完全隨機(jī)排列，小區(qū)面積10 m2，行距20 cm，6行區(qū)，三葉期人工間苗與定苗。

1.3 ? ?試驗實施

本試驗于2015—2016年度、2016—2017年度連續(xù)2年在河南省周口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥試驗田進(jìn)行，供試小麥品種為周麥18號。于小麥播種前基施氮肥80 kg/hm2、磷肥170 kg/hm2、鉀肥75 kg/hm2，拔節(jié)期追施氮肥225 kg/hm2，其他田間管理同常規(guī)高產(chǎn)田。

1.4 ? ?測定內(nèi)容與方法

播種后，對小麥各個發(fā)育時期進(jìn)行記載，包括出苗期、拔節(jié)期、抽穗期、成熟期、越冬群體、最高群體、株高、穗數(shù)、穗粒數(shù)，收獲后測量千粒重和產(chǎn)量等。數(shù)據(jù)處理為2年結(jié)果的平均值，以減小氣候因素對試驗結(jié)果造成的誤差。

1.5 ? ?數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用DPS 7.05及Excel 2003軟件進(jìn)行處理和分析。

2 ? ?結(jié)果與分析

2.1 ? ?不同播種密度對小麥生育時期的影響

不同播種密度下，對周麥18號生育期的影響主要表現(xiàn)為：低密度（150萬～210萬株/hm2）條件下，周麥18號出苗至拔節(jié)期歷時較長;高密度（420萬～600萬株/hm2）條件下，出苗至拔節(jié)期歷時較短，兩者最高相差3 d。由此說明，群體條件下，有效積溫在越冬期對小麥的生長發(fā)育有很大影響：隨著環(huán)境溫度不斷上升，小麥生長發(fā)育進(jìn)程加快，較低群體條件下，幼穗發(fā)育較快，抽穗早，灌漿快，成熟期提前;而群體過大時，出現(xiàn)了抽穗遲、灌漿慢、成熟期推遲現(xiàn)象。

2.2 ? ?不同播種密度和不同群體間的相關(guān)性

通過對周麥18號不同群體的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)（表1），基本苗與越冬群體、最高群體和成穗數(shù)均成極顯著正相關(guān)，成穗數(shù)與基本苗的相關(guān)系數(shù)達(dá)0.976 7。越冬群體與最高群體、成穗數(shù)之間及最高群體與成穗數(shù)之間也均成極顯著正相關(guān)關(guān)系。增大種植密度可極顯著增加最高群體數(shù)和成穗數(shù)，這與生產(chǎn)上大播量播種相吻合。

2.3 ? ?不同播種密度對小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量三因素的影響

不同種植密度下，對周18號產(chǎn)量和產(chǎn)量三因素進(jìn)行方差分析（表2），結(jié)果表明，周麥18號穗數(shù)隨播種密度的增大而增加，密度越大，穗數(shù)越多。密度為600萬株/hm2時，成穗數(shù)最大，為664.5萬穗/hm2;穗粒數(shù)和千粒重隨播種密度增大基本呈下降趨勢，分別在240萬株/hm2和210萬株/hm2出現(xiàn)最大值;產(chǎn)量隨播種密度的增大而呈先增后減趨勢，在播種密度為330萬株/hm2時產(chǎn)量最高，為8 356.5 kg/hm2，播種密度300萬～420萬株/hm2時產(chǎn)量差異不顯著，播種密度超過420萬株/hm2時周麥18號產(chǎn)量隨密度的增大而減少。

2.4 ? ?產(chǎn)量構(gòu)成三因素與產(chǎn)量的相關(guān)性

對產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成三因素進(jìn)行相關(guān)性分析（表3），結(jié)果表明，產(chǎn)量與成穗數(shù)、穗粒數(shù)成正相關(guān)，與千粒重成負(fù)相關(guān)，但相關(guān)性均不顯著;成穗數(shù)與穗粒數(shù)、千粒重均成極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.846 6、-0.888 6。穗粒數(shù)和千粒重成極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.704 4。

對產(chǎn)量構(gòu)成三因素進(jìn)行二次多項式回歸分析（表4），產(chǎn)量的構(gòu)成由三因素緊密相互作用完成，模型的回歸方程達(dá)極顯著水平，可以用于周麥18號的大田產(chǎn)量預(yù)測。建立產(chǎn)量的回歸方程模型：Y=-44.85-0.73X12+4.81X22+2.81X32+1.72X1X2-7.67X2X3，為二次曲線關(guān)系，在成穗數(shù)為489萬穗/hm2、穗粒數(shù)為28.2粒、千粒重為47.5 g的條件下，產(chǎn)量達(dá)到最大值9 627 kg/hm2。

3 ? ?結(jié)論與討論

播種密度主要影響小麥小花原基分化的總數(shù)，在低密度條件下，光照條件好，光合能力強(qiáng)[11]，碳水化合物供應(yīng)能力強(qiáng)[12]，小花發(fā)育進(jìn)程較快、較均衡;播種密度過高時，群體過大，容易造成營養(yǎng)消耗，小花分化發(fā)育進(jìn)程受阻[13]。在本試驗條件下，隨著播種密度的增加，越冬群體和最高群體呈增加趨勢，二者與成穗數(shù)成極顯著正相關(guān)，增大播種密度可極顯著增加成穗數(shù)。而穗粒數(shù)和千粒重隨播種密度的增加呈現(xiàn)下降趨勢，說明播種密度大并不一定能高產(chǎn)。方差分析結(jié)果表明，周麥18號的最佳種植密度為300萬～420萬株/hm2。通過對產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成三因素之間的相關(guān)性分析結(jié)果表明，成穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重與產(chǎn)量均無顯著的相關(guān)性，說明周麥18號的產(chǎn)量水平相對較為穩(wěn)定，產(chǎn)量構(gòu)成三因素間調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，產(chǎn)量不會因單一因素的變化而變化。產(chǎn)量隨播種密度的增加而呈“低—高—低”的趨勢[14]，播種密度過高或過低都不利于周麥18高產(chǎn)，這與前人的研究結(jié)果一致。王麗娜等[10]研究認(rèn)為，周麥18號的最佳播種密度為270萬～330萬株/hm2，而本試驗在協(xié)調(diào)產(chǎn)量構(gòu)成因素的基礎(chǔ)上[15]，更精細(xì)地權(quán)衡周麥18號的適宜播量范圍，為周麥18號的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供參考。另外，播量對株高和植株莖稈形態(tài)特征也存在影響，隨播種密度的增大，株高增加，最高增加了8 cm，加大了倒伏風(fēng)險。因此，適當(dāng)降低播種密度可有效預(yù)防倒伏[8]。

4 ? ?參考文獻(xiàn)

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