播種量對小麥品種宛1390 產(chǎn)量和干物質(zhì)積累的影響

張 彬 王 震 石利朝 簡俊濤 李金秀 李金榜

（南陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院/南陽市科學(xué)院，河南南陽 473000）

我國是小麥生產(chǎn)大國和消費大國，小麥在國民經(jīng)濟發(fā)展中占有十分重要的地位，其產(chǎn)量是保證我國糧食安全和社會穩(wěn)定的重要基礎(chǔ)[1]。隨著不斷增長的人口對糧食的需求，小麥消費水平和消費量有增無減，提高小麥單產(chǎn)，確保總產(chǎn)穩(wěn)定，是保證我國糧食安全的重要目標[2]。在小麥生產(chǎn)過程中，播種量是影響小麥群體性狀和產(chǎn)量的重要因素。播種量不同，種植密度不同，適宜的種植密度不僅可以充分利用光熱資源，培育壯苗，還可以協(xié)調(diào)小麥生長發(fā)育與自然環(huán)境之間的矛盾，有利于解決小麥個體與群體間的矛盾[3]。構(gòu)建合理的小麥群體結(jié)構(gòu)，能夠協(xié)調(diào)產(chǎn)量三要素（有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重）的發(fā)展，有助于光合同化物的生產(chǎn)和轉(zhuǎn)運[4]。但是，隨著全球氣候變暖，我國各小麥生態(tài)區(qū)的環(huán)境條件均發(fā)生了變化，極端天氣狀況增多，加之耕作制度的改變，影響小麥的種植和生長發(fā)育，如果依舊按照傳統(tǒng)的播種量種植小麥，就有可能導(dǎo)致小麥種植質(zhì)量下降，不利于形成高產(chǎn)。此外，干物質(zhì)作為植物通過光合作用形成同化物的最終形式，是作物產(chǎn)量的基礎(chǔ)[5]。研究發(fā)現(xiàn)，小麥較高的籽粒產(chǎn)量依賴于較高的干物質(zhì)量，取決于光合同化物的生產(chǎn)、轉(zhuǎn)運與積累[6]，播種量對小麥群體的構(gòu)建和干物質(zhì)的積累及轉(zhuǎn)運有顯著影響[5]。宛1390 是由南陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院（南陽市科學(xué)院）選育的小麥新品種，具有環(huán)境適應(yīng)性廣、綜合抗逆性強、產(chǎn)量潛力突出的特點。通過研究宛1390 在不同播種量條件下的產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成要素，以及干物質(zhì)生產(chǎn)、轉(zhuǎn)運規(guī)律，明確其合理群體結(jié)構(gòu)下的適宜播種量，完善該品種的高產(chǎn)栽培技術(shù)，為其推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1試驗材料試驗于2022-2023 年在南陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗基地進行。供試小麥品種為宛1390，由南陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究室提供。

1.2試驗方法播種前每hm2施復(fù)合肥（N-P-K∶15-15-15）750kg、尿素150kg。小麥播種日期為2022 年10 月19 日，小麥條播，每hm2播種量分別為37.5kg、75kg、150kg、225kg、300kg 五個處理，試驗小區(qū)隨機排列，3 次重復(fù)；小區(qū)長9m，寬1.6m，行距20cm。分別在小麥開花期和成熟期選取行長1m 小麥，取地上部分，于105℃殺青30min，75℃烘干至恒重，測定干物質(zhì)量；在成熟期進行室內(nèi)考種，調(diào)查有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重。小麥成熟后每小區(qū)全部收獲，根據(jù)考種數(shù)據(jù)，計算因取樣造成的產(chǎn)量損失，合并計算小區(qū)最終產(chǎn)量，并折算為每hm2產(chǎn)量。

花前營養(yǎng)器官貯藏同化物轉(zhuǎn)運量=開花期干重-成熟期干重

花前營養(yǎng)器官貯藏同化物轉(zhuǎn)運率（%）=花前營養(yǎng)器官貯藏同化物轉(zhuǎn)運量/開花期干重×100

花后同化物生產(chǎn)量=成熟期籽粒干重-花前營養(yǎng)器官貯藏同化物轉(zhuǎn)運量

籽粒產(chǎn)量的貢獻率（%）=花前營養(yǎng)器官貯藏同化物轉(zhuǎn)運量（或花后同化物輸入籽粒的量）/成熟期籽粒干重×100

1.3數(shù)據(jù)處理與分析采用Excel 2016 和SPSS 19.0 對數(shù)據(jù)進行整理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1不同播種量條件下宛1390產(chǎn)量及其構(gòu)成要素的變化由表1 可知，播種量對宛1390 的產(chǎn)量及其構(gòu)成要素有顯著影響。低播種量時，隨著播種量的增加，增產(chǎn)效應(yīng)明顯；高播量時，隨著播種量的增加，增產(chǎn)效應(yīng)減小，甚至造成減產(chǎn)。隨著播種量的增加，產(chǎn)量呈先升高后降低的趨勢，變化趨勢為225kg/hm2＞150kg/hm2＞300kg/hm2＞75kg/hm2＞37.5kg/hm2，但是，150kg/hm2與225kg/hm2播種量，產(chǎn)量間差異不顯著。通過分析產(chǎn)量構(gòu)成要素發(fā)現(xiàn)，隨著播種量的增加，有效穗數(shù)增加，穗粒數(shù)和千粒重均降低，說明因播種量不同，各產(chǎn)量要素之間的優(yōu)勢也在發(fā)生變化。有效穗數(shù)的變化范圍為394.5 萬～724.5 萬穗/hm2，播種量為300kg/hm2時，有效穗數(shù)最高，較最低播種量增加83.65%；但是，播種量增加到一定程度后，有效穗數(shù)的差異不顯著。穗粒數(shù)的變化范圍為31.6～39.7 粒，播種量為37.5kg/hm2時，穗粒數(shù)最多，較最小穗粒數(shù)多25.63%；但是，播種量37.5kg/hm2與75kg/hm2穗粒數(shù)間差異不顯著，播種量225kg/hm2與300kg/hm2穗粒數(shù)間同樣無顯著性差異，播種量為150kg/hm2時，穗粒數(shù)與其他處理間差異顯著。千粒重變化范圍為44.1～51.2g，變化幅度7.1g，播種量300kg/hm2與其他處理間差異顯著；150kg/hm2、225kg/hm2與37.5kg/hm2差異顯著；其他處理相互間無顯著性差異。

表1 播種量對宛1390 產(chǎn)量及其構(gòu)成要素的影響

2.2播種量對宛1390干物質(zhì)積累的影響由表2可知，播種量對宛1390 干物質(zhì)的積累有明顯的影響。花前莖稈干重和成熟期莖稈干重均隨著播種量的增加而增加，在播種量為300kg/hm2時達到最大值，分別為12565.5kg/hm2和10387.5kg/hm2；其中，花前莖稈干重與其他播種量下的花前莖稈干重差異顯著，這可能是因為增加播種量，可以提高種植密度，總莖數(shù)增加，莖稈干重隨之增加。籽粒干重隨播種量的增加呈先增加后減少的趨勢，這可能是因為隨著播種量的增加，有效穗數(shù)逐漸增多，但穗粒數(shù)和千粒重減小，當增加的有效穗數(shù)不足以補償穗粒數(shù)和千粒重減少對產(chǎn)量的影響時，籽粒干重降低。在225kg/hm2時籽粒干重達到最大值，為7764.0kg/hm2，但是，其與150kg/hm2和300kg/hm2播種量條件下的籽粒干重差異不顯著。

表2 播種量對宛1390 干物質(zhì)積累的影響 （kg/hm2）

2.3播種量對宛1390光合同化物分配的影響由表3 可知，花后干物質(zhì)的生產(chǎn)量大于花前營養(yǎng)器官干物質(zhì)貯藏再轉(zhuǎn)運量，花前營養(yǎng)器官貯藏同化物再轉(zhuǎn)運對籽粒的貢獻率為17.46%～34.57%，花后同化物生產(chǎn)對籽粒的貢獻率為65.43%～82.54%，花后同化物生產(chǎn)對籽粒的貢獻率顯著大于花前營養(yǎng)器官貯藏同化物再轉(zhuǎn)運對籽粒的貢獻率，說明花后同化物生產(chǎn)是籽粒干物質(zhì)的重要來源。在播種量為300kg/hm2時，花前營養(yǎng)器官貯藏同化物再轉(zhuǎn)運量達到最大，為2178.0kg/hm2，與其他處理差異顯著；在播種量為150kg/hm2時，轉(zhuǎn)運量最小，為1344.0kg/hm2，與其他處理差異顯著。花前營養(yǎng)器官貯藏同化物再轉(zhuǎn)運的轉(zhuǎn)運率和對籽粒的貢獻率均隨播種量的增加呈先減少后增加的趨勢，在播種量為150kg/hm2時，轉(zhuǎn)運率和貢獻率最小，分別是11.98%和17.46%。花后同化物生產(chǎn)量和貢獻率均隨播種量的增加呈先增加后減少的趨勢。在播種量為150kg/hm2時，花后同化物生產(chǎn)量和貢獻率最大，分別為6354.0kg/hm2和82.54%，其生產(chǎn)量與播種量為225kg/hm2時的花后同化物生產(chǎn)量無顯著性差異，但與其他處理差異顯著。

表3 播種量對宛1390 光合同化物分配的影響

3 討論

在小麥的高產(chǎn)栽培技術(shù)措施中，要實現(xiàn)高產(chǎn)目標，關(guān)鍵是構(gòu)建合理的群體結(jié)構(gòu)，有效利用養(yǎng)分、空間和光能等環(huán)境資源[7]。播種量作為小麥栽培措施中的主要內(nèi)容，對小麥群體發(fā)育及產(chǎn)量形成具有重要作用[3]。本研究中，播種量對宛1393 的產(chǎn)量及其構(gòu)成要素有顯著影響。低播種量時（37.5～75kg/hm2），高的穗粒數(shù)和千粒重可以補償有效穗數(shù)少對產(chǎn)量形成造成的不利影響；高播種量時（225～300kg/hm2），有效穗數(shù)顯著增加，但是會造成穗粒數(shù)和千粒重減小，導(dǎo)致產(chǎn)量降低。這與前人關(guān)于小麥播種量對產(chǎn)量影響的研究結(jié)果一致，低播種量時，隨著播種量的增加，提高種植密度，有效穗數(shù)可以明顯增加，小麥產(chǎn)量隨之提高[8]；但是在高播種量條件下，會因小麥群體偏大，田間郁閉，通風透光差，田間小氣候惡化，莖稈瘦弱易倒伏，有效光合葉面積減小，個體與群體矛盾突出，無效分蘗多，成穗率降低，穗粒數(shù)和千粒重減小，相對于低播種量增加的有效穗數(shù)，不足以補償穗粒數(shù)和千粒重減少對產(chǎn)量形成造成的不利影響，致使產(chǎn)量降低[9-11]。

干物質(zhì)是作物光合作用同化產(chǎn)物的最終形態(tài)，小麥高產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)就是依靠干物質(zhì)的積累[11]。在一定范圍內(nèi)，小麥籽粒中干物質(zhì)積累量隨播種量的增加而提高，但播種量過大時籽粒中干物質(zhì)的積累量會有所下降[12]，本研究也得到相似的結(jié)果。本研究中，宛1390 的播種量在37.5～225kg/hm2時，籽粒干重逐漸增加，為4647.0～7764.0kg/hm2；播種量為300kg/hm2時，籽粒干重有所降低，為7524.0kg/hm2。這可能是因為高播種量時，群體過大，遮蔽性強，葉面積指數(shù)降低，干物質(zhì)生產(chǎn)能力減弱，干物質(zhì)的轉(zhuǎn)運和分配不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致干物質(zhì)積累量減少。如本研究中，播種量為300kg/hm2時，花后同化物生產(chǎn)量顯著降低，僅為5346.0kg/hm2。此外，本研究表明，花后同化物生產(chǎn)對籽粒產(chǎn)量的貢獻率顯著大于花前營養(yǎng)器官貯藏同化物再轉(zhuǎn)運對籽粒產(chǎn)量的貢獻率。這與郭文善等[13]和盧殿君等[14]的研究結(jié)果相同，籽粒干重受花后干物質(zhì)積累的制約，花后光合同化物生產(chǎn)對籽粒產(chǎn)量的貢獻率要顯著大于花前營養(yǎng)器官貯藏同化物再轉(zhuǎn)運對籽粒產(chǎn)量的貢獻率，播種量是調(diào)節(jié)同化物生產(chǎn)、轉(zhuǎn)運和分配的重要栽培措施。

總之，小麥生產(chǎn)要達到高效高產(chǎn)的目標，必須重視有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重的協(xié)調(diào)發(fā)展[15]；其產(chǎn)量優(yōu)勢的形成是產(chǎn)量構(gòu)成要素間優(yōu)勢相互補償與積累的結(jié)果[16]。播種量是小麥構(gòu)建好的群體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，是影響小麥群體數(shù)量、質(zhì)量和產(chǎn)量的主要因素，其在促進群體健康發(fā)展的同時，也能夠協(xié)調(diào)和緩解群體與個體間矛盾，可以有效地調(diào)節(jié)光合同化物的生產(chǎn)和分配，有利于有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重的協(xié)調(diào)發(fā)展[17-18]。在本研究中，宛1390 的最佳播種量為150kg/hm2，此時，產(chǎn)量三要素最協(xié)調(diào)，干物質(zhì)積累量大，產(chǎn)量高。