閆樹(shù)平

摘要：為探明不同品種小麥花前營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)積累、轉(zhuǎn)運(yùn)與產(chǎn)量形成的關(guān)系，并據(jù)此為當(dāng)前的小麥育種提供理論依據(jù)和技術(shù)支持，特選擇6個(gè)新品種為材料進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果表明：冬前生物量對(duì)小麥花前生物量的積累具有一定程度的決定作用，要提高花前營(yíng)養(yǎng)器官中儲(chǔ)藏的干物質(zhì)總量，就必須保證冬前有效積溫的總量，從而積累更多的養(yǎng)分；花前營(yíng)養(yǎng)器官中積累的干物質(zhì)較多，對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率就較大，并且干物質(zhì)的轉(zhuǎn)移率也會(huì)較高，對(duì)最終的總生物量起決定性作用。

關(guān)鍵詞：小麥；花前干物質(zhì)；轉(zhuǎn)運(yùn)；產(chǎn)量

中圖分類號(hào)：S512.103.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2016）10-0065-04

我國(guó)是世界上最大的小麥生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)。據(jù)預(yù)測(cè)，2020年我國(guó)小麥需求量約為1.4億噸，超過(guò)目前產(chǎn)量的28%[1]，要實(shí)現(xiàn)小麥主體自給，任務(wù)非常艱巨[2]。要保證小麥產(chǎn)量的持續(xù)增長(zhǎng)，就必須依靠良種的換代改良[3]，從源頭上做好高產(chǎn)準(zhǔn)備，為日后的田間管理打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，起到事半功倍的效果，實(shí)現(xiàn)小麥的穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)。

籽粒是小麥生產(chǎn)的終極產(chǎn)品。我們育種目標(biāo)中關(guān)于小麥籽粒標(biāo)準(zhǔn)的制定應(yīng)對(duì)路、執(zhí)行要到位，反之，則是失敗[4]。小麥粒重是產(chǎn)量的重要組成部分，籽粒是否充實(shí)直接關(guān)系到粒重和產(chǎn)量的高低[5]。小麥籽粒的積累是一個(gè)不斷變化、協(xié)調(diào)的過(guò)程，搞好育種，必須明晰、疏通小麥庫(kù)源關(guān)系才能使育出品種在品質(zhì)、產(chǎn)量方面有所改進(jìn)提高，最終育出品質(zhì)優(yōu)、產(chǎn)量高的新品種。為探明不同品種小麥花前營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)積累、轉(zhuǎn)運(yùn)與產(chǎn)量形成的關(guān)系，并據(jù)此為當(dāng)前育種提供理論依據(jù)和技術(shù)支持，特選6個(gè)自育新品種為試材進(jìn)行試驗(yàn)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

聊城市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院自選新品種LN05-1、LN06-1、LN06-2、LN07-1、LN07-2、LN07-3。

1.2試驗(yàn)地概況

2014年10月，試驗(yàn)在排灌條件良好的本院高新技術(shù)示范園區(qū)進(jìn)行。黏質(zhì)土壤，有機(jī)質(zhì)含量15.7 g/kg，堿解氮126.9 mg/kg，速效磷33.1 mg/kg，速效鉀78.7 mg/kg。前茬夏玉米，收獲后秸稈還田。每公頃用腐熟牛糞60 m3、小麥專用復(fù)合肥（N-P2O5-K2O=12-18-15）50 kg、尿素10 kg，勻撒地面耕翻作底肥。

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)和管理

試驗(yàn)地共540 m2。小區(qū)長(zhǎng)10 m，寬3 m。12行區(qū)，行距25 cm。10月13日用精播機(jī)播種，留基本苗225萬(wàn)/hm2。隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。拔節(jié)后期追施尿素300 kg/hm2，其它田間管理措施同大田。

1.4調(diào)查和取樣

三葉期每小區(qū)選6個(gè)生長(zhǎng)均勻有代表性的固定樣段（樣段長(zhǎng)50 cm），分別于越冬期、返青期、起身期、拔節(jié)期、開(kāi)花期每次選取一個(gè)樣點(diǎn)，將樣段內(nèi)的麥苗全部拔出以測(cè)量其葉面積系數(shù)和開(kāi)花期的干物質(zhì)量，于成熟期拔其樣點(diǎn)植株測(cè)量干物質(zhì)量及籽粒干重。

將麥苗剪去根部帶回實(shí)驗(yàn)室。將每個(gè)小區(qū)拔取植株上的全部綠葉取下，從中選取較大的10片綠葉截取中間的3～5 cm作為標(biāo)準(zhǔn)葉，量其長(zhǎng)和寬，求其葉面積（S1），裝入紙袋，烘干后稱其重為g1。將其余綠色葉片裝入紙袋，烘干后稱其重為g2。將剩下的莖稈裝入紙袋，烘干后稱其重為g3。將紙袋放入烘箱，在105℃殺青30 min，然后70℃烘至恒重。

利用以下公式計(jì)算所需數(shù)據(jù)[6，7]：

樣點(diǎn)葉面積=標(biāo)準(zhǔn)葉的葉面積（S1）×[（g1+g2）/g1]；

葉面積系數(shù)=樣點(diǎn)葉面積/樣點(diǎn)面積。

由數(shù)據(jù)g1、g2、g3計(jì)算出干物質(zhì)量，公式為

生物產(chǎn)量=（g1+g2+g3）×80 000.0；

小麥花前營(yíng)養(yǎng)器官同化物轉(zhuǎn)移量=開(kāi)花期整株干重-成熟期秸稈干重；

小麥花前營(yíng)養(yǎng)器官同化物轉(zhuǎn)移率（%）=（開(kāi)花期整株干重-成熟期秸稈干重）/開(kāi)花期整株干重×100；

小麥花前干物質(zhì)對(duì)籽粒產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率（%）=花前營(yíng)養(yǎng)器官同化物轉(zhuǎn)移量/成熟期籽粒干重×100。

1.5數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2003和SPSS 2012方差分析軟件進(jìn)行分析。

2結(jié)果與分析

2.1葉面積系數(shù)對(duì)花前小麥營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)積累的影響

由表1可見(jiàn)，從越冬前到開(kāi)花期小麥的葉面積系數(shù)逐漸增大，開(kāi)花期達(dá)到最大。冬前到返青期6個(gè)品種的葉面積系數(shù)增加不明顯，返青到開(kāi)花期增長(zhǎng)迅速，尤其是起身到拔節(jié)期，此時(shí)正值春季分蘗高峰期，開(kāi)花期小麥群體達(dá)最大值；拔節(jié)后葉面積系數(shù)的增長(zhǎng)主要靠單片葉面積的增大。

結(jié)合圖1和表1可見(jiàn)，LN05-1冬前生長(zhǎng)旺盛，分蘗較多，葉面積系數(shù)在6個(gè)品種中較大，雖然其返青、拔節(jié)、起身期的葉面積系數(shù)較小，但到了開(kāi)花期它的葉面積系數(shù)和花前干物質(zhì)積累量卻是最大的。LN07-1冬前葉面積系數(shù)在6個(gè)品種中倒數(shù)第二，雖然其返青后表現(xiàn)出較強(qiáng)的生長(zhǎng)勢(shì)頭，葉面積系數(shù)迅速增大，但到開(kāi)花期它積累的生物產(chǎn)量仍是6個(gè)品種中最少的。其余4個(gè)品種的花前葉面積系數(shù)表現(xiàn)差異不大，花前營(yíng)養(yǎng)器官積累的生物量也處于中間水平。由此可見(jiàn)，冬前的生物量對(duì)冬小麥花前生物量的積累具有一定程度的決定作用，要提高花前營(yíng)養(yǎng)器官中儲(chǔ)藏的干物質(zhì)總量，就必須保證冬前有效積溫的總量，保證冬前分蘗的個(gè)數(shù)，促使冬前大蘗成穗，從而積累更多的養(yǎng)分。

2.2不同小麥品種花前營(yíng)養(yǎng)器官貯藏物質(zhì)向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)分析

產(chǎn)量的形成一方面決定于總生物量的多少，另一方面還決定于干物質(zhì)向經(jīng)濟(jì)器官的轉(zhuǎn)運(yùn)效率[8]。由表2可見(jiàn)，6個(gè)品種的花前營(yíng)養(yǎng)器官的干物質(zhì)積累量在11 305～15 572 kg/hm2之間，最高相差4 267 kg/hm2；籽粒和成熟期秸稈干物質(zhì)量?jī)HLN05-1較高，其余5個(gè)品種差異均不大；花前干物質(zhì)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率均低于花后干物質(zhì)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率，LN07-3花后干物質(zhì)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率達(dá)到91.5%；花前同化物轉(zhuǎn)移率最高的LN06-1為18.5%，最低的LN07-3僅為5.4%。

6個(gè)品種中，LN05-1的花前營(yíng)養(yǎng)器官積累的干物質(zhì)量最高為15 572 kg/hm2，籽粒干重和成熟期秸稈干重也最高，但它的花前干物質(zhì)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率卻只有24.1%，居第3位，花前同化物的轉(zhuǎn)移率只有13.9%，也是第3位。LN06-1的花前營(yíng)養(yǎng)器官積累的干物質(zhì)量是12 480 kg/hm2，在6個(gè)品種中居第3位，籽粒干重最低，僅為6 779 kg/hm2，成熟期秸稈重排在第5位，但是花前干物質(zhì)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率和花前同化物的轉(zhuǎn)移率卻都是6個(gè)品種中最高的。LN07-3的籽粒干重、成熟期的秸稈重均是6個(gè)品種中的第3位，但花前干物質(zhì)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率只有8.5%，花前同化物的轉(zhuǎn)移率只有5.4%，均是6個(gè)品種中最低的。

6個(gè)品種花前干物質(zhì)的積累量與花前干物質(zhì)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率及花前干物質(zhì)的轉(zhuǎn)移率3個(gè)指標(biāo)高度一致，可見(jiàn)，花前營(yíng)養(yǎng)器官中積累的干物質(zhì)較多，對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率就較大，并且干物質(zhì)的轉(zhuǎn)移率也會(huì)較高?；ㄇ盃I(yíng)養(yǎng)器官積累的干物質(zhì)量在6個(gè)品種中的排名，與收獲時(shí)籽粒干重、秸稈干物質(zhì)量在6個(gè)品種中的排名高度一致，可見(jiàn)，小麥花前營(yíng)養(yǎng)器官中積累的干物質(zhì)量對(duì)最終收獲的總生物量起決定性作用。

2.3不同小麥品種產(chǎn)量構(gòu)成因素及收獲指數(shù)

由表3可見(jiàn)，6個(gè)品種中籽粒產(chǎn)量最高的是LN05-1，為8 986 kg/hm2；LN06-2為7 423 kg/hm2，位于第2位；LN06-1產(chǎn)量最低為6 779 kg/hm2。方差分析結(jié)果表明，6個(gè)品種間產(chǎn)量有顯著差異。

LN05-1的群體穗數(shù)最多，為707.8萬(wàn)/hm2，穗粒數(shù)最少，為29.7個(gè)，千粒重42.3 g，位居6個(gè)品種的第3位，它的產(chǎn)量和秸稈干物質(zhì)重都是6個(gè)品種中最高的，收獲指數(shù)（HI）是0.40。可見(jiàn)，大群體是LN05-1取得產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)的首要因素，若要保證LN05-1高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)就必須保證有足夠的群體。

LN06-1的群體穗數(shù)是524.3萬(wàn)/hm2，在6個(gè)品種中居第4位；穗粒數(shù)32.5個(gè)，位于第4位，千粒重也是第4位；產(chǎn)量最低，秸稈和地上部總干物質(zhì)積累位于第5位，收獲指數(shù)0.40。要提高產(chǎn)量就必須對(duì)產(chǎn)量三要素進(jìn)行全面提升，定向選取符合育種目標(biāo)的株系。

LN06-2的穗數(shù)是541.8萬(wàn)/hm2，穗粒數(shù)34.6個(gè)，千粒重39.3 g，實(shí)際產(chǎn)量7 423 kg/hm2（第2位），秸稈干物質(zhì)重和總干物質(zhì)重均為第2位，收獲指數(shù)最低，為0.37。要提高LN06-2的產(chǎn)量就要著手提高其收獲指數(shù)，從而使其產(chǎn)量水平再上一個(gè)新臺(tái)階。

LN07-1的群體穗數(shù)最低，為441.3萬(wàn)/hm2，千粒重最高，為43.2 g，籽粒產(chǎn)量第5位，秸稈干物質(zhì)重最低，收獲指數(shù)最高，為0.42。要提高產(chǎn)量，就要適當(dāng)早播，著重培育冬前壯苗以增加冬前分蘗，并且加強(qiáng)春季管理促進(jìn)春季有效分蘗形成，盡可能提高有效穗數(shù)，以此達(dá)到增產(chǎn)目的。

LN07-2的群體穗數(shù)為554.9萬(wàn)/hm2（第2位），穗粒數(shù)第5位，千粒重為42.5 g（第2位），籽粒產(chǎn)量、秸稈干物質(zhì)重和地上部總干物質(zhì)重都是第4位，收獲指數(shù)0.40。要提高產(chǎn)量就要適當(dāng)選取穗粒數(shù)多的穗子進(jìn)行著重培育，再輔以適當(dāng)?shù)墓芾泶胧┍M可能提高群體穗數(shù)。

LN07-3的穗粒數(shù)最多，群體穗數(shù)較少，千粒重較低，產(chǎn)量指標(biāo)均為第3位，收獲指數(shù)0.40。此品種產(chǎn)量的提高主要應(yīng)以增加群體穗數(shù)和千粒重為主。

3討論與結(jié)論

由本試驗(yàn)可見(jiàn)，起身到拔節(jié)期為春季分蘗高峰期，此時(shí)小麥群體達(dá)最大值，其葉面積系數(shù)的增長(zhǎng)主要靠葉片總數(shù)的增多；拔節(jié)后葉面積系數(shù)的增長(zhǎng)主要靠單片葉面積的增大，它對(duì)葉面積系數(shù)的貢獻(xiàn)率較大。冬前生物量對(duì)小麥花前生物量的積累具有一定程度的決定作用，要提高花前營(yíng)養(yǎng)器官中儲(chǔ)藏的干物質(zhì)總量，就必須保證冬前有效積溫的總量，保證冬前分蘗的個(gè)數(shù)，促使冬前大蘗成穗，從而積累更多養(yǎng)分?；ㄇ盃I(yíng)養(yǎng)器官中積累的干物質(zhì)較多，對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率就較大，并且干物質(zhì)轉(zhuǎn)移率也會(huì)較高[9-11]。小麥花前營(yíng)養(yǎng)器官中干物質(zhì)積累量對(duì)最終收獲的總生物量起決定性作用。

針對(duì)6個(gè)品種分別提出增產(chǎn)措施如下：LN05-1，必須有足夠的群體；LN06-1，必須對(duì)產(chǎn)量三要素進(jìn)行全面提升；LN06-2，提高收獲指數(shù)；LN07-1，適當(dāng)早播，盡可能提高有效穗數(shù)；LN07-2，適當(dāng)選取穗粒數(shù)多的穗子，再適當(dāng)提高群體穗數(shù)；LN07-3，主要提高群體穗數(shù)和千粒重。

通過(guò)品種改良可以提高小麥物質(zhì)生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率，協(xié)調(diào)不同生育階段的物質(zhì)積累情況，調(diào)節(jié)花前和花后干物質(zhì)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)比例。在今后育種中，我們要著力于提高拔節(jié)前的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)、花前的干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)、后期干物質(zhì)向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)，以提高收獲指數(shù)和小麥單產(chǎn)。

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