不同栽培模式及生態條件對弱筋小麥群體莖蘗動態和穗數的影響

陳松 朱娟 呂超 王菲菲 郭寶健 許如根

(江蘇省作物基因組學和分子育種重點實驗室/植物功能基因組學教育部重點實驗室/江蘇省作物遺傳生理重點實驗室/揚州大學農學院/江蘇省糧食作物現代產業技術協同創新中心，江蘇 揚州 225009)

引言

弱筋小麥籽粒軟質，蛋白質含量低，面筋強度弱，適用于制作餅干和糕點等食品[1]。小麥群體動態可以反映小麥全生育期生長發育狀況，既受自身遺傳因素的影響，又受栽培模式和環境因素調控，足夠穗數是小麥獲得高產群體的基礎[2]。適宜的基本苗數有利于協調作物的個體與群體，提高作物對溫、光、水、肥等資源的利用率[3]。在一定范圍內，隨著種植密度的增加，植物群體光能利用率和群體生物量也隨之增加[4]。施用有機及無機復合肥可以改善土壤溫度，促進作物根系生長[5]，為作物生長發育奠定基礎。不同的施氮量和追肥時期對小麥群體動態具有顯著的調節效應，拔節期適當追肥對小麥中后期營養生長具有十分重要的促進作用[6，7]。不同栽培模式對弱筋小麥莖蘗動態影響差異較大，適宜密度和合理肥料運籌是保證弱筋小麥優質、高產群體的前提。本文以江蘇近年來主體推廣種植的8個弱筋小麥品種及2個中筋小麥品種(對照)為材料，于2020—2022年在江蘇方強農場農科所和姜堰區白米鎮采用不同栽培模式種植，研究不同栽培模式及生態條件對參試品種莖蘗動態變化及穗數的的影響，旨在為江蘇弱筋小麥的優質高產栽培群體動態的調控技術提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與試驗材料

1.1.1 試驗地點

本試驗于2020—2021年度(Y1)在姜堰區白米鎮(D1)和江蘇省方強試驗農場農科所(D2)、2021—2022年度(Y2)在江蘇省方強農場農科所進行，兩試點前茬作物均為水稻，方強農場沿海沙壤土、姜堰區白米鎮沿江高沙土，土壤肥力均為中等偏上。姜堰區試點全年氣候溫暖，光照充足，雨水充沛，年平均氣溫為15.4℃，全年無霜期平均220d，年平均降水量991.7mm。方強試點地處江蘇東部沿海地區，年平均氣溫為14.5℃，全年無霜期平均216d，平均降水量為1014mm。

1.1.2 試驗材料

以江蘇近年來推廣種植的8個弱筋小麥品種及2個中筋小麥品種(對照)為材料，材料編號、名稱、品質特性及選育單位見表1。

表1 參試材料編號、名稱、品質特征及選育單位

表2 肥料運籌方式

1.1.3 試驗設計

本試驗采用弱筋小麥優質栽培模式(A1)和中筋小麥高產栽培模式(A2)。

1.1.3.1 弱筋小麥優質栽培模式

基本苗240×104株·hm-2，純氮180kg·hm-2，磷鉀肥根據試點的土壤情況，配合使用，以基苗肥為主，氮肥按基肥∶苗肥∶拔節肥(倒3.5葉前)=7∶1∶2。基肥：N、P、K各15%的復合肥150kg·hm-2加尿素225kg·hm-2；苗肥：尿素39kg·hm-2；拔節肥：尿素78kg·hm-2。

1.1.3.2 中筋小麥高產栽培模式

基本苗180×104株·hm-2，純氮240kg·hm-2，磷鉀肥根據試點的土壤情況，配合使用，磷、鉀肥以基苗肥為主，氮肥按基肥∶苗肥∶拔節孕穗肥=5∶2∶3，拔節孕穗肥可分拔節肥和孕穗肥(劍葉)施用。具體肥料施用要求為N、P、K各15%的復合肥150kg·hm-2加尿素211.5kg·hm-2；苗肥：尿素105kg·hm-2；拔節孕穗肥：150kg·hm-2尿素。

1.1.3.3 小區設置

姜堰試點小區行長3.3m，行距0.25m，每小區種10行，人工條播。方強試點小區長3.3m，行距0.2m，每小區種10行，人工條播。2種栽培模式各3個重復，小區隨機排列。

1.2 性狀測定與數據分析

1.2.1 性狀測定

測定各小區的基本苗數、冬前苗數、返青苗數、高峰苗數及穗數等性狀。

1.2.2 數據處理

采用Excel 2019對試驗數據進行記錄整理，運用SPSS 22.0對數據進行方差分析，用LSD法多重比較。

2 結果與分析

2.1 參試小麥品種莖蘗動態和穗數的方差分析

參試小麥品種莖蘗動態的方差分析見表3。由表3可知，除冬前苗在品種間及穗數在年份間的差異不顯著外，其余莖蘗動態數在品種間、栽培模式間、試點間及年份間的差異均達極顯著水平，基本苗在栽培模式-年份互作、栽培模式-試點互作及品種-試點互作間的差異極顯著，其他互作間的差異不顯著；莖蘗動態數、試點及品種互作間間均呈顯著或極顯著差異，穗數在栽培模式、品種、試點及年份的互作間均呈顯著或極顯著差異。說明參試小麥品種群體動態和穗數受栽培模式及生態條件差異影響較大。

表3 參試小麥品種莖蘗動態和穗數的方差分析(F值)

2.2 參試小麥品種莖蘗動態和穗數平均表現及差異性分析

參試品種莖蘗動態和穗數的平均值及差異性見表4，由表4可知，“揚麥20”平均基本苗最多，為201.75萬株·hm-2，“寧麥13”平均基本苗最少為174.15萬株·hm-2，品種間差異極顯著；“揚麥20”平均冬前苗數最多為514.95萬株·hm-2，“揚麥24”平均冬前苗最少為455.40萬株·hm-2，品種間差異不顯著；“揚麥24”平均高峰苗最多為1028.85萬株·hm-2，“寧麥13”平均高峰苗最少為836.85萬株·hm-2，品種間差異極顯著。“揚麥22”“揚麥24”“寧麥9號”及“寧麥13”的平均穗數均在495萬穗·hm-2以上，“寧麥13”的平均穗數最多為527.40萬穗·hm-2，其成穗率也最高為63.02%，均為參試品種最高，平均有效穗在品種間差異極顯著。

表4 參試小麥品種莖蘗動態和穗數的平均表現及差異性

2.3 不同年份及栽培模式參試小麥品種莖蘗動態和穗數的差異性

不同年份及栽培模式參試小麥品種莖蘗動態和穗數的平均值及差異性(方強試點)見表5。由表5可知，2020—2021年度的2種栽培模式基本苗及莖蘗動態的平均值顯著多于2021—2022年的對應表現，但2020—2021年度穗數平均值略低于2021—2022年度穗數平均值的差異不顯著，且A1栽培模式2年基本苗、莖蘗數及成穗數的平均值均顯著多于A2栽培模式的對應表現。同一栽培模式下，以2020—2021年度莖蘗平均值顯著多于2021—2022年度對應栽培模式的莖蘗動態平均值，但平均穗數在年份間的差異因栽培模式不同而異。

表5 不同年份及栽培模式參試小麥品種莖蘗動態和穗數的平均值及差異性

2020—2022年度參試品種莖蘗動態和穗數的表現及差異性(方強試點)見表6。由表6可知，A1栽培模式下，2020—2021年度參試品種基本苗平均值為266.70萬株·hm-2，顯著多于2021—2022年度的179.70萬株·hm-2，莖蘗動態數也均以2020—2021年度為高，但平均成穗數卻以2021—2022年度略多，說明穗數除與小麥的基本苗有關外，還與其生長年份的氣候條件有關，2年均以“揚麥22”穗數最多，“揚麥28”的成穗數偏少。A2栽培模式下，2020—2021年度參試品種基本苗平均值為190.35萬株·hm-2，顯著多于2021—2022年度133.35萬株·hm-2的平均基本苗，莖蘗動態數和穗數均以2020—2021年度為高，2年均以“寧麥13”成穗數最多，“揚麥20”的成穗數最少。說明在低氮(180kg·hm-2純氮)條件下，180～270萬株·hm-2基本苗均能獲得較高的群體及穗數，氮肥前移，基肥氮肥比例增加，可以促進大分蘗發生。在高氮(施氮量240kg·hm-2)，180萬株·hm-2種植密度下，莖蘗動態和穗數均高于135萬株·hm-2左右種植密度，但最終穗數均在495萬穗·hm-2左右，說明在高氮肥施用條件下，適當降低基本苗，可以獲得理想的穗數，但足夠基本苗是保證理想穗數的前提，且最終的穗數與當年當地的氣候條件有關。

表6 不同年份及栽培模式參試小麥品種莖蘗動態和穗數的表現及差異性

2.4 不同試點及栽培模式參試小麥品種莖蘗動態和穗數的差異性

不同試點及栽培模式莖蘗動態和穗數的平均值及差異性(2020—2021年度)見表7。由表7可知，姜堰試點2種栽培式參試品種基本苗、莖蘗動態及成穗數平均值顯著少于方強試點對應的基本苗、莖蘗動態及成穗數平均值。A1栽培模式兩試點參試品種基本苗、莖蘗動態平均值顯著多于A2栽培模式對應的基本苗、莖蘗動態，但A1栽培模式穗數平均值顯著少于A2栽培模式穗數平均值。同一栽培模式下，姜堰試點參試品種基本苗、莖蘗動態及穗數平均值顯著少于方強試點對應表現。

表7 不同試點及栽培模式參試小麥品種莖蘗動態和穗數的平均值及差異性

不同試點及栽培模式參試小麥品種莖蘗數和穗數的平均表現及差異性(2020—2021年度)見表8。由表8可知，2種栽培模式下，姜堰試點的基本苗均顯著低于方強試點基本苗，其播種量和種子質量完全一致，基本苗的差異主要與試點的整地質量、播種質量及土壤水分有關。A1栽培模式下，參試品種因具有較多的基本苗，前期基本苗、冬前苗、返青苗、高峰苗均顯著(P<0.05)高于A2栽培模式，但姜堰試點因中后期養分不足，其平均穗數僅有345.45萬穗·hm-2，嚴重低于495萬穗·hm-2左右理想穗數，而方強試點因基本苗較多，其平均穗數達到537.45萬穗·hm-2，比較理想；參試品種在兩試點內、品種間的穗數差異均達到極顯著水平，其中“揚麥22”在方強試點的穗數最多，“揚麥28”的穗數均偏低。A2栽培模式下，姜堰試點的平均基本苗僅有135萬株·hm-2左右，其莖蘗動態變化及穗數均低于方強試點，但因肥料供應充足，姜堰試點平均穗數達到473.70萬穗·hm-2，略低于方強試點509.10萬穗·hm-2；參試品種在兩試點內、品種間的穗數差異均達到極顯著水平，其中“寧麥13”在方強試點的穗數最多，“揚麥15”在姜堰試點穗數偏低。

表8 不同試點及栽培模式參試小麥品種莖蘗動態和穗數的表現及差異性

3 小結與討論

3.1 不同栽培模式對弱筋小麥群體動態和穗數的影響

陳俊才等[8]研究表明，在高種植密度條件下施足基肥，增加基肥氮肥施用比例，可促進弱筋小麥前期分蘗；李川[9]研究表明，肥料對小麥群體莖蘗動態變化具有極顯著的影響，這與本研究結果一致。相同種植密度條件下，參試品種總莖蘗數和穗數隨著氮肥施用量的增加而增加，在姜堰試點，A2栽培模式的平均基本苗顯著少于A1栽培模式的平均基本苗，其莖蘗動態數略低于A1栽培模式的平均表現，但穗數卻顯著高于A1栽培模式的穗數，達到473.70萬穗·hm-2，接近高產穗數水平。何甜[10]研究表明，增加播量可提升參試品種冬前苗的莖蘗總數，但是會導致小麥單株分蘗數下降。孫鵬等[11]研究指出，小麥穗數隨著種植密度增加呈現先上升后下降的趨勢。本研究結果與其基本一致，本研究為協調施肥量及施肥時期對群體莖蘗動態和穗數的影響，在低肥條件下，適當調高參試品種的基本苗，可以彌補肥料不足，姜堰試點與同年的方強試點比較，相同栽培模式，基本苗均偏低，導致穗數明顯減少。弱筋小麥品種“揚麥22”和“寧麥13”在弱筋栽培模式下，均能獲得較高的穗數，為弱筋小麥產量與品質的協同提高奠定了基礎，“寧麥13”和“揚麥22”在沿江地區及沿海地區均得到了大面積推廣。

3.2 不同年份及地點的生態條件對小麥群體動態和穗數的影響

小麥品種的穗數受品種自身分蘗成穗特性影響，又受到栽培技術和生長期的氣候條件影響。A1栽培模式下，2020—2021年度方強農場試點參試品種的平均基本苗為266.70萬株·hm-2，2021—2022年度該試點參試品種的平均基本苗為179.70萬株·hm-2，2020—2021年度冬前苗、返青苗和高峰苗均高于2021—2022年度的對應表現，但穗數卻以2021—2022年度為高，達566.40萬穗·hm-2，這主要與分蘗的健壯程度及分蘗消亡期的植株養分狀況、當年當地氣候條件有關[12-15]；2020—2021年度姜堰試點參試品種的平均基本苗為196.95萬株·hm-2，其高峰苗也達到842.85萬株·hm-2，但最終平均穗數僅有345.45萬穗·hm-2，與2021—2022年度方強農場試點相比，姜堰試點的基本苗、冬前苗及返青苗均略高于方強農場試點，但高峰苗和穗數顯著低于方強農場試點。本研究認為，A1栽培模式下，弱筋小麥品種“揚麥22”和“揚麥24”不同試點、年份及栽培模式均易獲得較大群體，但弱筋小麥“揚麥22”“揚麥24”和“寧麥13”均易獲得較高穗數，是較好的弱筋小麥品種；A2栽培模式下，中筋小麥品種“揚麥25”不同試點、年份及栽培模式均易獲得較大群體和較理想的穗數，是較好的中筋小麥品種。因此，在選擇好品種的基礎上，保證種子質量，抓好整地質量和播種質量，確保苗齊、苗全、苗壯、苗均，結合當年當地的氣候和品質，對小麥優質高產栽培技術進行適當的微調，協同群體與穗數。