不同播期對江蘇徐州地區冬小麥土壤水分、生長發育及產量的影響

李軻 張利華 吳世明

摘要：以徐麥33號為材料，于2017年10月—2018年6月在徐州農業科學研究所試驗場內進行冬小麥分期播種試驗，播期為10月10日、10月20日、10月30日和11月9日，研究不同播期條件下土壤水分和產量的差異。研究結果，適當推遲播期有利于改善0～30 cm土壤墑情，在小麥生育后期尤為明顯，但對30～50 cm土壤墑情無明顯影響。推遲播期對小麥葉面積指數和干物質累積均有較為明顯的抑制作用，產量隨播期的推遲而遞減，播期為10月10日與10月20日、10月30日、11月9日播種的比較產量分別降低9.7%、18.0%、26.1%。但從水分利用效率方面來看，10月20日播種比10月10日播種提高了1.5%，比其他2個播期則分別降低9.0%和17.0%。結果表明，適當推遲播期有利于改善土壤墑情，提高冬小麥水分利用效率，但過晚播種不僅降低產量，水分利用效率也隨之降低。

關鍵詞：冬小麥;播期;土壤水分;干物質;水分利用效率;產量

中圖分類號： S512.101 ?文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2020）15-0125-07

我國小麥種植面積約為3 000萬hm2，占全國耕地面積的30%，其中秋播小麥占83%，春播小麥占17%。江蘇徐州地區以秋播小麥為主，2010年以來，徐州市小麥種植面積均在34萬hm2以上。小麥產量不僅與品種特性有關，也與生態環境以及種植措施有密切的關系。播期和種植密度是影響小麥產量形成的2個主要因素。播期差異會影響作物的整個生長發育，進而影響作物產量[1-2]。播期差異會造成小麥生育期間光溫水等生態條件的差異，選擇合適的播種期有利于小麥充分利用冬前光溫水資源，培育壯苗。相關研究表明，播種期與小麥產量關系密切[3-5]。馬溶慧等認為，播期對產量的影響不是很大，但是千粒質量對產量影響顯著[6]。胡煥煥等研究發現，播種期對穗數、穗粒數和千粒質量的影響均不顯著，但對產量影響顯著[7]。余澤高等研究表明，播期對產量和3個產量構成因素的影響均達到顯著水平[8]。楊衛君等指出，播期對小麥整個生育期生長發育的影響均為顯著，早播小麥的產量顯著高于晚播小麥[9]。播種期確定要考慮到地區和品種的差異。近年來，受氣候和肥水條件以及種植方式的影響，有必要對小麥播期作出適當調整。

徐麥33號是徐州農業科學研究所選育的半冬性中晚熟品種，適宜黃淮冬麥區南片的河南省中北部、安徽省北部、江蘇省北部、陜西省關中地區水地早中茬種植。研究播期對產量形成的影響，對于確定適宜的播期、充分發揮該品種在生產中的潛力具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗地基本情況

試驗地點為江蘇省徐州農業科學研究所試驗田（34°17′N，117°09′E）內，海拔高度為 41.2 m，土質0～40 cm為黏土，40～50 cm為沙土。

1.2 試驗材料與設計

1.2.1 試驗材料 供試材料為徐麥33號，屬半冬性中晚熟品種。

1.2.2 試驗設計 試驗設4個播期，分別為10月10日（播期1）、10月20日（播期2）、10月30日（播期3）、11月9日（播期4）。每個播期設4個重復，每個重復的小區種植面積為21 m2，各小區種間隔0.5 m，種植方式為南北條播，行距為0.2 m。小區排列方式采用標準拉丁方設計。播種量為 10 kg/hm2。

1.3 測定項目

1.3.1 土壤相對濕度、土壤含水率 在冬小麥主要生育期進行測定，測定土壤深度為0～50 cm，用稱質量法測定土壤相對濕度和土壤含水率。

1.3.2 群體密度 小麥主要生育普遍期，參照《農業氣象觀測規范》（上卷）內容，每個小區選取相鄰2行各取0.5 m長錯開的一段，測定不同處理的株（莖）數。

1.3.3 葉面指數及干物質量 在小麥主要生育期每個小區隨機選取10莖（株）長勢均勻的小麥進行取樣，剪下葉片，通過掃描儀測定葉面積[10]，根據密度計算出葉面積指數。并將葉片、葉鞘、莖稈和麥穗分別裝樣，用烘箱殺青，烘干，分別稱量干物質量。

1.3.4 產量及產量因素 成熟后每個小區選取10株進行產量因素測定，同時再在每個小區隨機選取長勢均勻的50個麥穗，計算穗粒數并且脫粒去殼自然風干進行稱質量，計算產量。

1.3.5 計算方法

水分利用效率（WUE）=經濟產量/耗水量;

耗水量=播種時的土壤含水量+降水量+澆灌量-收獲期土壤含水量;

理論產量=穗粒數×千粒質量×單位面積有效莖數/1 000。

1.4 統計分析

數據采用統計分析軟件SPSS、Excel進行分析。

2 結果與分析

2.1 不同播期內降水量的變化

試驗期間從播期1開始播種（2017年10月10日）至播期4收獲（2018年5月31日）為止總計 233 d，試驗期內降水量為213.4 mm（圖1）。

播期1生育期內的降水量為213.4 mm，播期2、播期3的降水量均為176.5 mm，播期4的降水量為196.3 mm。播期1和其他播期差異的原因是播期1在播種之后連續2 d的降水量超過15 mm，而不同播期在生育后期差距較小。

2.2 相同深度在不同播期土壤含水量的變化

從圖2可以看出，隨著冬小麥的生長發育，土壤含水量整體呈現遞減趨勢。表層土壤（0～10 cm）含水量變化幅度較大，不同播期的田塊在相同生育期的差距也相對較大，在返青之前土壤含水量最大差值均在5%以上。出苗期甚至達到最大，播期1和播期2的土壤含水量相差達 9.4%，在返青期差值縮小至1.4%，返青之后，冬小麥進入快速生長階段，需水量也逐漸增大，土壤含水量開始降低，在孕穗期，除播期1外其他播期的土壤含水量均達到整個生育期的最低值，播期1在開花期達到最低值。在成熟期，播期1田塊的土壤含水量有所增加，其他播期田塊均降低，播期4的土壤含水量相對較低，為19.3%。隨著土層深度增加，各播期所在田塊的土壤水分含量在相同生育期的差距減小。至最深土層（40～50 cm）田塊在返青之后土壤含水量幾乎趨于一致。可能是受播種時間差異的影響，各個播期的生育期均不一致，尤其是返青期前，各生育期內的降水差異差距較大，導致表層土壤含水量變化幅度較大。但在冬小麥返青后，不同播期的冬小麥生育期在時間方面差距縮小，生育期內的降水也逐漸接近，不同播期田塊的土壤含水量差距也有所減小。

2.3 相同生育期內不同深度的土壤含水量變化

從圖3可以看出，相同生育期內，4個不同播期處理的冬小麥在相同深度的土壤含水量有較為明顯的差異。在出苗期，播期1在其生育期內降水量為36.9 mm，導致其0～10 cm的土壤含水量遠遠大于另外3組處理，同時在三葉期和分蘗期0～10 cm的不同播期間的土壤含水量差距也較為明顯，但在20 cm處，除分蘗期外其他發育期不同處理間的土壤含水量幾乎接近一致。由于各播期的返青期在相同日期，因此返青期間的土壤含水量在各土層深度幾乎趨近相同。返青過后氣溫逐漸回升，各個播期間的生育期較為接近，各層土壤含水量主要受降水影響，拔節期在0～10 cm處，播期2的土壤濕度最大，其次是播期3，播期4最小，造成這一現象的原因可能是播期4在拔節前8 d內均無降水，且小麥進入快速增長期需水量較大，從而導致土壤相對濕度偏低。播期2的土壤相對濕度最大是因為在拔節期當天有較明顯的降水。在孕穗期和開花期，0～10 cm土壤相對濕度各播期間較為接近，尤其是在孕穗期，0～10 cm土壤含水量均在18%左右，而 20～30 cm的含水量相差較大，在開花期20～30 cm的土壤含水量則非常接近，形成這一結果的原因可能是土壤滯后現象，因此孕穗期在0～10 cm處土壤含水量相近，經過一段時間下滲之后，在20～30 cm處土壤含水量相對接近。在成熟收獲期，播期2在垂直方向上（0～50 cm）土壤含水量均處于較高水平，播期1則在0～30 cm土壤含水量最小。總體來說，在返青之前，播期1的土壤含水量較大，在返青之后，播期2的土壤含水量較大。

2.4 不同播期條件下冬小麥葉面積指數的變化

葉面積指數是衡量群體光合作用的主要指標之一。葉面積指數的大小也可以反映作物的產量水平。從圖4可以看出，由于前期生長充分，播期1的葉面積指數在拔節期及其之前一直大于另外3個播期。播期1在拔節期葉面積指數達到生育期內最大值，為8.3，其他3個播期均在抽穗期達到最大值，葉面積指數播期2為8.2，播期3為6.2，播期4為6.5，抽穗期小麥群體生命活力達到鼎盛，抽穗期后冬小麥進入生育后期葉面積指數開始下降。在小麥拔節期及其之前，不同播期間的葉面積指數差距較大，但隨著小麥生育進程進入生長后期，小麥葉片逐漸變黃，不同處理間的葉面積指數差距縮小，至成熟期時，最大值（播期3）和最小值（播期2）差距僅為0.9。從葉面積指數總體可以看出，推遲播期會較明顯地抑制葉面積指數的增長。

2.5 不同播期條件下對小麥生物量的影響

生育期內不同播期處理的干物質量反映了作物生長力和有機物的積累，尤其在生育后期，穗干質量的大小一定程度上決定了產量的高低。從圖5可以看出，在三葉時期，播期1比其他3個播期的冬小麥在干物質方面分別減少23.7%、19.2%和38.9%。至小麥抽穗期，除分蘗期外，播期1比播期3干物質減少19.0%，抽穗期、乳熟期、成熟期播期1均比其他3個播期的干物質大，但在乳熟期播期1麥穗干物質偏少，導致樣本植株總的干物質均比其他3個播期小，分別降低13.0%、17.0%和5.0%。而在成熟期，播期1穗干質量最大，為24.77 g，比其他各播期分別高22.8%、7.5%和7.8%。結果表明，相較于播期1，遲播會導致小麥干物質降低，從而間接影響小麥產量的形成。

2.6 不同播期對產量構成因素及產量的影響

從表1可以看出，不同播期對冬小麥產量有較顯著的影響，產量隨播期的推遲而下降。播期1產量最高，為8 571.79 kg/hm2，顯著高于播期2、播期3和播期4，產量分別高出9.68%、18.03%和26.09%。在產量構成因素方面，不同播期間差異不顯著。小穗數播期1最多，比其他播期分別高6.7%、5.8%和5.2%;不孕小穗數，播期3最少，僅為1.90個，分別比播期1、播期2和播期4低2.4%、7.9%和3.3%;4個播期的穗粒數平均值為42.24個，其中播期1最多，播期3次之，分別比平均值高1.5%和0.6%，播期2和播期4分別低于均值1.6%和0.6%;千粒質量變化范圍在41.25～43.33 g之間，播期3的千粒質量最大，播期1次之，播期4最小。總體來說， 推遲播期不利于產量的提高，推遲播期（播期3）僅在千粒質量方面有所增加，但是播種時間過晚，則會導致冬小麥越冬前，苗弱且分蘗不充分，從而間接影響小麥產量。綜合產量及產量構成因素指標看出，播期1在千粒質量和穗粒數方面均優于其他播期，且產量最高，表明播期1為江蘇徐州地區冬小麥的最佳播種時期。

2.7 不同播期水分利用效率

從表2中可以看出，播期2的水分利用效率最高，播期1次之，但播期1與播期2之間差距僅為 0.27 kg/（hm2·mm），播期3和播期4分別比播期2降低10.38%和21.82%。從水分利用效率來看，較晚播種對冬小麥的水分利用效率有較為明顯的影響，播種越早水分利用效率越高，播期在10月10日—10月20日之間，對冬小麥水分利用率有較為明顯的提升。

3 討論與結論

試驗結果表明，冬小麥越冬前，土壤墑情主要受天氣降水影響;返青后，冬小麥進入快速生長期，需水量增加，各層土壤墑情都有較為明顯的下降，播期1降低最為明顯。適當推遲播期有利于改善 0～30 cm 深度的土壤墑情，在生育后期尤為明顯。但對30～50 cm深度的土壤墑情影響不明顯。

從各生育期的平均含水量可以看出，相同生育期內，4個不同播期的冬小麥在相同深度的土壤含水量差異不一，返青之前，由于播種時間差異，4個播期的土壤含水量也有所不同，但到返青期、孕穗期和開花期差別較小，對拔節期和成熟期的影響較為明顯，適當推遲播期能夠改善冬小麥整個生育期土壤墑情，本結論與張淑芳等研究結果[11]相似。播期2、播期3處于較好的土壤墑情，但播期1、播期4的土壤墑情相對較差。

冬小麥期在拔節期至抽穗期，葉面積指數達到最大。但播期推遲對葉面積指數有較為明顯的抑制作用，在冬小麥生長旺盛期，播期3、播期4的葉面積指數小于播期1、播期2。葉面積指數表征著作物光合生產力的能力，而干物質的大小則反映了光合作用有機物最終的積累量，與葉面積指數相似，播期推遲也不利于小麥干物質累積，從而間接影響冬小麥最終產量。

從產量結果來看，推遲播期對產量構成因素影響不顯著，但對產量則有較為明顯的影響，產量隨著播期的推遲而降低，表明江蘇徐州地區冬小麥最適播期為10月10日。但從水分利用效率看，播期2的水分利用效率最高，其次是播期1，播期4則最小，因此適當推遲播期，有利于提升冬小麥水分利用效率。

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