靳建紅 孫志軍 谷增輝 馬 亞 趙蒙蒙 楊紅軍 于增強
(1石家莊市農業技術推廣中心 河北 石家莊 050051;2河北嘉豐種業有限公司 河北 石家莊 050000;3石家莊市農林科學院趙縣實驗基地 河北 趙縣 051530)
播期和播量是影響小麥群體性狀、農藝性狀、產量和品質特性的重要因素[1]。不同播期播量對小麥產量的影響均達到顯著或極顯著水平[2];播種偏早,容易出現旺長易遭受凍害和倒伏,播種過晚,苗小、苗弱不利安全越冬,且中后期受倒春寒危害。小麥適期播種能有效利用資源,促進形成發達根系和健壯大分蘗,有效增強抗逆性、提高成穗率、培育壯稈大穗;適量播種,合理密植,可充分利用光能有效提高光合效率,協調小麥生長發育與環境條件、群體與個體的關系[3]。生產上小麥在適宜條件下適期適量播種,能有效協調產量三因素,確保高產群體的建立。
2018年輪選266通過了京津冀三地小麥專業委員會聯合審定(審定編號:京津冀審麥20180001)。該品種高產穩產,綜合抗病性好,適應性廣。為加速品種利用和推廣,對播期播量對輪選266產量的影響進行了研究,以期為該品種高產栽培、實現良種良法配套提供依據。
1.1 試驗地基本情況。試驗于2020~2021年在天津武清占山種業科技有限公司試驗地進行,試驗數據及其變化規律在京津冀麥區具有代表性。試驗地土壤肥力中上等,地勢平坦,地力均勻,灌溉方便。養分狀況為:堿解氮66mg/kg,速效磷35mg/kg,速效鉀112mg/kg。播種前,畝施純氮(N)15kg、純磷(P2O5)10kg、純鉀(K2O)8kg作為底肥施入,結合春灌畝追施尿素7.5kg,其他田間管理同一般大田。
1.2 試驗設計。試驗采用播期播量二次飽和D-二因素最優設計,試驗設4個播期水平分別為:10月5日、10月14日、10月19日和10月25日;4個播量水平分別為:7.5kg/畝、11kg/畝、13kg/畝、15kg/畝。每個因素分別設6個處理,小區面積15m2。
1.3 產量及數據處理方法。收實產,小區產量折合成畝產量。使用Excel、DPS數據分析軟件對數據進行分析統計。
2.1 播期、播量對輪選266產量的影響。由表1可知,輪選266小麥產量與播期播量關系密切,早播的條件下(10月5日),產量隨播量的增加呈上升的趨勢,播期中期相近的條件下(10月14日、10月19日);產量隨播期的推遲呈下降的趨勢;晚播的條件下(10月25日),產量隨播量的增加呈增加的趨勢。在低播量(7.5kg/畝),中播量(11kg/畝、13kg/畝)、高播量(15kg/畝)條件下,輪選266隨播期的推遲均呈下降的趨勢。

表1 不同播期播量對論選266小麥產量影響
播期播量對輪選266產量有顯著的影響,早播有利于小麥的產量提高,播種偏早,出現旺長易遭受凍害和后期倒伏,過晚播種苗小、苗弱不利安全越冬,且后期易遭受倒春寒。播期播量交互作用對輪選266產量影響明顯。適期播種,合理播量,其成穗數、穗粒數、千粒重3因素比較協調,產量較高。
2.2 模型建立。依據二次飽和D-最優設計的結構矩陣和試驗結果,得到產量與播期、播量的回歸方程如下:Y=622.181-26.472X1+15.228X2-28.1901X12-24.6803X22+3.6628X1X2…………(1)對所得方程進行統計檢驗,F(回歸)=95.95>F0.01=5.64,差異達極顯著水平,因此,試驗結果與所建方程式吻合,所建方程可靠,可用于生產中選擇優化栽培方案。
2.2.1 主效因子分析。播期、播量偏回歸系數絕對值分別為26.472、15.228,說明播期、播量對輪選266產量作用大小的順序為:播期主效應>播量主效應。
2.2.2 單因素效應分析。將播期、播量和產量回歸模型中2個自變量中的任意1個固定在0碼值,可得到剩余自變量與目標函數的關系,即播期、播量對產量回歸方程(2)、(3):

回歸方程(2)、(3)可以看出,二次項系數為負,曲線開口向下,播期、播量在[-11]編碼范圍內,輪選266產量呈現先漸次上升而后漸次下降的趨勢。當播期編碼值X1=-0.4695,即播期在10月10日時,產量最高,最高產量為628.4kg/畝。當播量編碼值X2=0.3085,即播量為12.4kg/畝時產量最高,最高產量為627.2kg/畝。
以上分析可知,播期在10月5~10日范圍內,產量呈現漸次遞增的趨勢,10月10~25日范圍內,呈現漸次遞減的趨勢;播量在7.5~12.4kg范圍內,產量呈現漸次遞增的趨勢,12.4~15kg范圍內,呈現漸次遞減的趨勢。
2.2.3 交互作用分析。用DPS分析軟件對回歸方程(1)求極大值,當播期編碼值X1=-0.4517,播量編碼值X2=0.2750,即播期在10月10日,播量為12.3kg/畝時輪選266產量最高值為630.3kg/畝。
2.3 定指標約束條件,選擇最優組合。以畝產量>600kg為優化目標,對高產農藝方案進行篩選農藝措施確定。將四個編碼值兩兩組合,共組成16個全因子組合,將播期、播量編碼值組合代入回歸方程(1),符合約束條件共計8個組合(表2)。

表2 模擬結果
表2可以看出,這種優化結果只表示在某一特定條件下的產量潛力和取得的極限。在輪選266大面積高產推廣生產方案決策時,為減少或避免由于隨機因子的變化影響和非可控因子的作用,達到大面積生產中各項農藝措施的實用性與可靠性,需要篩選出適合當地生產水平的可行方案。對8個最優組合編碼值用頻次分布法進行數據統計分析,確定農藝措施(表3)。

表3 輪選266畝產大于600kg方案編碼頻次分布
由表3可以看出,播期在10月6~17日范圍內,播量在11~14kg范圍內,通過優化栽培可得到600kg以上產量。
2.4 模型尋優。以步長0.2,對產量回歸方程(1)進行模擬分析,采用DPS進行有約束條件下的非線性規劃,尋求該模型畝產量>600kg播期、播量最優組合。通過DPS模型模擬尋優共121套組合,符合約束條件的共有70套組合,占總模擬數的57.85%。
采用編碼值頻率分布法對70套組合進行數據分析,輪選266畝產>600kg的農藝措施為:播期置信區間為-0.5080~-0.2782、播量期置信區間為0.07860~0.3563,即播期為10月9~12日,播量為11.5~12.6kg/畝。
模型尋優結果可知,農藝措施均在頻數法分析各變量方案的范圍內。尋優后的農藝措施更有利于指導輪選266生產。
研究結果表明,輪選266產量隨播期推遲和播量的增加而提高,當播期播量到臨界值時,產量隨播期推遲和播量的增加而下降。播期、播量、播期、播量互作均對產量有顯著影響。在適宜播期范圍內,適當減少播量有利于節約種子,減少成本。
適期播種合理播量可獲得產量較高。通過試驗結果建議,京津冀輪選266冬小麥區,輪選266畝產>600kg的農藝措施為:最佳播期為10月10日,適宜播期為10月9~12日;最佳播量12.3kg/畝,適宜播量為11.5~12.6kg/畝。
