姚廣平, 汪娟梅*, 張 睿, 楊 梅, 田永平
(1.陜西省三原縣農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)中心,陜西 三原 713800; 2.西北農(nóng)林科技大學(xué) 農(nóng)學(xué)院,陜西 楊凌 712100)
小麥?zhǔn)俏覈习傩兆钪匾目诩Z之一,其產(chǎn)量高低和品質(zhì)好壞直接關(guān)系到我國的糧食安全和社會(huì)穩(wěn)定[1-3].播種期和種植密度是小麥生產(chǎn)中的重要栽培技術(shù).隨著品種的更新?lián)Q代,依據(jù)品種的特性實(shí)施合理的栽培措施,是提高品種產(chǎn)量和改善品質(zhì)的重要途徑.淮賀舉等[4-12]研究了不同小麥品種播期密度與產(chǎn)量的關(guān)系認(rèn)為,由于品種特性的差異和生產(chǎn)區(qū)域不同,其研究結(jié)果不盡一致.播期對(duì)小麥籽粒產(chǎn)量有顯著影響,在一定范圍內(nèi),隨播期推遲,小麥產(chǎn)量下降[5],籽粒的總體加工品質(zhì)有所改善[6,8,12,14].王東[8]等研究認(rèn)為,過早或過晚播種均對(duì)產(chǎn)量和品質(zhì)不利,產(chǎn)量高的適宜播期和品質(zhì)優(yōu)的適宜播期在一定程度上可以統(tǒng)一.本研究以新審定的小麥品種農(nóng)大399為材料,研究不同播種期和種植密度對(duì)其產(chǎn)量和品質(zhì)性狀的影響,完善其優(yōu)栽技術(shù),為該品種在關(guān)中中部灌區(qū)的推廣提供理論依據(jù).
試驗(yàn)于2016—2017年在關(guān)中中部灌區(qū)的三原縣安樂鎮(zhèn)西毛村進(jìn)行,該地地勢平坦,地力均勻,土壤類型為褐土.試驗(yàn)地耕層(0~20 cm)土壤pH值8.1,有機(jī)質(zhì)10.2 g/kg,堿解氮63 mg/kg,速效磷36 mg/kg,速效鉀157 mg/kg.前茬作物為玉米,灌溉方便.試驗(yàn)采用兩因素二次D飽和最優(yōu)設(shè)計(jì),共設(shè)6個(gè)處理.處理1為10月5日播種,密度1.80×106株/hm2;處理2為10月22日播種,密度1.80×106株/hm2;處理3為10月5日播種,密度3.30×106株/hm2;處理4為10月12日播種,密度2.45×106株/hm2;處理5為10月22日播種,密度2.85×106株/hm2;處理6為10月17日播種,密度3.30×106株/hm2.小區(qū)面積12 m2,3次重復(fù),隨機(jī)排列.2016年10月3日在小麥播種前深翻整地,底肥施純氮(N)132 kg/hm2,純磷(P2O5)120 kg/hm2,純鉀(K2O)90 kg/hm2.2016年10月23日統(tǒng)一灌壓茬水,12月29日進(jìn)行冬灌,追施尿素105 kg/hm2.2017年3月10日進(jìn)行春灌,追施尿素120 kg/hm2,4月19日和4月29日分別用60%樂·酮·多菌靈可濕性粉劑1.5 kg/hm2+10%吡蟲啉0.3 kg/hm2可濕性粉劑兌水450 kg/hm2進(jìn)行噴施.6月8日收獲.供試小麥品種為農(nóng)大399,由西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院提供.試驗(yàn)用尿素為陜西渭河化肥廠生產(chǎn)(有效養(yǎng)分N≥46.4%),磷肥為云南三環(huán)化工有限公司生產(chǎn)(有效養(yǎng)分P2O5≥16%),硫酸鉀為陜西景勝硫酸鉀肥有限公司生產(chǎn)(有效成分K2O≥50%,S≥12%)均在當(dāng)?shù)剞r(nóng)資店購買.
試驗(yàn)調(diào)查越冬期和拔節(jié)期個(gè)體和群體數(shù)量及質(zhì)量,收獲前調(diào)查成穗數(shù)、穗粒數(shù),每小區(qū)實(shí)收5 m2測實(shí)產(chǎn),并測定千粒重.用德國生產(chǎn)的Sartorius PMD511-000U品質(zhì)分析測定儀測定小麥籽粒容重、硬度、蛋白質(zhì)、沉降值、濕面筋、吸水率、穩(wěn)定時(shí)間、拉伸面積、延展性和最大拉伸阻力.數(shù)據(jù)利用Excel 2007及LNT分析軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析.
不同播期和密度對(duì)小麥群體和個(gè)體影響較大,各個(gè)性狀指標(biāo)處理之間差異達(dá)極顯著水平.其結(jié)果見表1.從越冬期群體看,同一播期,密度大的群體大,處理3比處理1總莖數(shù)高24.0%,差異極顯著,處理5比處理2高1.8%,差異不顯著,并表現(xiàn)隨著播期的推遲,群體增加幅度減小.同樣,同一密度情況下,隨著播期的推遲,群體顯著降低,降幅3.6%~8.8%.從越冬期個(gè)體質(zhì)量指標(biāo)看,同一播期,隨著密度增加,株高、葉齡、單株分蘗和次生根均降低,依次降低1.1%~1.2%、12.7%~13.6%、10.7%~11.9%和9.8%~12.5%,個(gè)體質(zhì)量指標(biāo)均降低,呈變差趨勢,但處理之間除葉齡差異顯著外,其他指標(biāo)處理之間差異不顯著.同一密度,隨著播期的推遲,個(gè)體質(zhì)量顯著變差,株高、葉齡、單株分蘗和次生根均降低,依次降低19.2%~27.0%、5.3%~16.7%、16.2%~33.3%和12.7%~21.3%.
表1 不同處理對(duì)農(nóng)大399小麥越冬期和拔節(jié)期個(gè)體性狀效應(yīng)比較
從拔節(jié)期群體看,同一播期,隨著密度增加,群體增大,并表現(xiàn)出播期推遲,增加幅度變大的趨勢.處理3比處理1總莖數(shù)高9.7%,處理5比處理2高18.2%,這在一定程度上與品種遺傳特性,特別是品種分蘗能力有關(guān).同樣,同一密度情況下,隨著播期的推遲,低密度的群體變化不大,高密度群體增加7.6%.從拔節(jié)期個(gè)體質(zhì)量指標(biāo)看,同一播期,隨著密度增加,個(gè)體質(zhì)量變差,葉齡、單株分蘗和次生根均降低,依次降低5.4%~16.9%、18.5%~19.2%和17.1%~30.4%.株高情況則不同,早播情況下,隨著密度增加,株高增加16.8%,晚播情況下,株高變化不大.同一密度,隨著播期的推遲,株高降低5.0%~14.5%,葉齡增加11.8%~17.7%,單株分蘗低密度隨播期推遲而增加,高密度隨播期推遲減小,次生根增加2.3%~6.7%.
2.2.1 對(duì)成穗數(shù)的效應(yīng)
不同處理對(duì)成穗數(shù)影響較大,處理間差異極顯著.從表2可知,播期相同時(shí),隨著密度增加,成穗數(shù)顯著提高,增加3.9%~7.0%,并隨著播期推遲,增加幅度變??;密度相同時(shí),隨著播期推遲,成穗數(shù)降低1.1%~8.9%,并表現(xiàn)低密度情況下,隨著播期推遲,成穗數(shù)極顯著降低,高密度情況下隨著播期推遲,成穗數(shù)變化較小.成穗數(shù)最大為處理3,達(dá)6.38×106株/hm2.
成穗數(shù)與播期和密度的回歸方程如下:
所得方程F= 14.8>F0.01=5.64,試驗(yàn)結(jié)果與所建方程式擬合度高,所建方程可靠.由方程式可以看出,成穗數(shù)y隨著播期x1的增大而增加,后有下降趨勢.隨密度x2有下降趨勢.回歸分析結(jié)果表明,播期和密度對(duì)成穗數(shù)的互作效應(yīng),播期為10月12日時(shí),播種密度為3.30×106株/hm2,成穗數(shù)可達(dá)最高,為6.43×106個(gè)/hm2.
表2 不同播期密度對(duì)農(nóng)大399小麥產(chǎn)量及構(gòu)成要素效應(yīng)比較
2.2.2 對(duì)穗粒數(shù)的效應(yīng)
不同播期和密度對(duì)穗粒數(shù)的效應(yīng)見表2.處理間差異極顯著.播期相同時(shí),隨著密度增加,穗粒數(shù)呈降低趨勢,降低0.5%~0.6%,但處理間差異不顯著;密度相同時(shí),隨著播期推遲,穗粒數(shù)降低1.1%~4.5%,并表現(xiàn)低密度情況下,隨著播期推遲,穗粒數(shù)極顯著降低,高密度情況下隨著播期推遲,穗粒數(shù)變化較小.
穗粒數(shù)與播期和密度的回歸方程如下:
方程F=7.49>F0.01=5.64,差異達(dá)極顯著水平.試驗(yàn)結(jié)果與所建方程式擬合度高,所建方程可靠.方程式表明,在播期為零水平時(shí),穗粒數(shù)隨密度增大而增加,后在一定范圍內(nèi)又有下降的趨勢,在密度為零水平時(shí),穗粒數(shù)隨播期推遲而減少,后在一定范圍內(nèi)又有上升的趨勢.回歸分析結(jié)果表明,播期和密度對(duì)穗粒數(shù)的互作,其最優(yōu)組合為密度2.85×106株/hm2,播期10月5日,穗粒數(shù)可達(dá)40.0粒/穗.
2.2.3 播期和密度對(duì)千粒重的效應(yīng)
不同播期和密度對(duì)千粒重的效應(yīng)見表2.處理間差異極顯著.播期相同時(shí),隨著密度增加,千粒重呈增加趨勢,提高3.8%~6.1%,處理間差異顯著;密度相同時(shí),隨著播期推遲,千粒重增加1.9%~3.8%.
千粒重與播期和密度的回歸方程如下:
方程F=7.28>F0.01=5.64,差異達(dá)極顯著水平.試驗(yàn)結(jié)果與所建方程式擬合度高,所建方程可靠.方程式表明,千粒重隨密度的增大而增加,在遲播的情況下,密度越小,千粒重越大,處理2千粒重可達(dá)最大值40.1 g.回歸分析結(jié)果表明,播期和密度的交互作用下,千粒重最優(yōu)的密度為1.80×106株/hm2,播期為10月22日,可達(dá)42.3 g.
2.2.4 對(duì)產(chǎn)量的影響
不同處理對(duì)產(chǎn)量影響顯著,處理間差異極顯著.從表2可知,播期相同時(shí),隨著密度增加,產(chǎn)量顯著增加,增加幅度為1.9%~8.3%.密度相同時(shí),隨著播期推遲,產(chǎn)量降低3.7%~13.6%,并表現(xiàn)低密度情況下,隨著播期推遲,產(chǎn)量極顯著降低,高密度情況下隨著播期推遲,產(chǎn)量降幅較小.
產(chǎn)量與播期和密度的回歸方程為:
方程F=42.55>F0.01=5.64,差異達(dá)極顯著水平.試驗(yàn)結(jié)果與所建方程擬合度高,所建方程可靠,可用于生產(chǎn)中產(chǎn)量及選擇優(yōu)化栽培方案.從方程可以看出產(chǎn)量隨密度的增大有上升趨勢.
回歸分析結(jié)果表明,播期和密度對(duì)產(chǎn)量的互作用效應(yīng),當(dāng)密度為3.30×106株/hm2,播期10月12日時(shí)產(chǎn)量可達(dá)最高,為9 607.539 kg/hm2.根據(jù)播期和密度的關(guān)系方程式計(jì)算,目標(biāo)產(chǎn)量在8 250 kg/hm2~9 750 kg/hm2時(shí),農(nóng)大399在關(guān)中中部灌區(qū)適宜播種期為10月7日~10月15日,適宜播種密度為2.30×106株/hm2~2.89×106株/hm2.
小麥的品質(zhì)性狀不僅受遺傳基因的控制,而且受環(huán)境及栽培措施影響.從表3可以看出,適時(shí)播種和合理種植密度有利于兼顧產(chǎn)量和品質(zhì)的統(tǒng)一.
2.3.1 不同處理對(duì)蛋白質(zhì)品質(zhì)指標(biāo)的影響
不同播期和種植密度對(duì)農(nóng)大399的蛋白質(zhì)品質(zhì)指標(biāo)有顯著影響,其結(jié)果見表3.處理間蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、穩(wěn)定時(shí)間和沉降值差異顯著.在播期相同的情況下,隨著密度增加,蛋白質(zhì)品質(zhì)提高,蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、穩(wěn)定時(shí)間和沉降值均表現(xiàn)增加趨勢,高密度較低密度依次提高3.9%~9.9%、6.5%~11.2%、14.5%~16.8%和2.4%~12.9%.在密度相同的情況下,隨著播期的推遲,蛋白質(zhì)品質(zhì)下降,蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、穩(wěn)定時(shí)間和沉降值均表現(xiàn)降低趨勢,晚播較早播依次降低2.9%~7.0%、3.3%~5.1%、12.4%~18.1%和1.4%~6.1%.試驗(yàn)結(jié)果表明,早播密度大有利于提高蛋白質(zhì)含量.相同密度情況下,隨著播期的推遲,蛋白質(zhì)品質(zhì)變差.
表3 不同播期和種植密度對(duì)農(nóng)大399籽粒品質(zhì)效應(yīng)比較
2.3.2 對(duì)磨粉品質(zhì)指標(biāo)的效應(yīng)
不同播期和種植密度對(duì)農(nóng)大399的磨粉品質(zhì)指標(biāo)有影響,但處理之間差異不顯著,其結(jié)果見表3.籽粒容重、硬度和吸水率均呈降低趨勢.在播期相同的情況下,隨著密度增加,籽粒容重和吸水率均降低,高密度較低密度依次降低0.5%~2.1%和0.4%~1.5%,硬度在早播時(shí)降低,晚播時(shí)提高.在密度相同的情況下,隨著播期的推遲,籽粒容重、硬度和吸水率均表現(xiàn)提高趨勢,晚播較早播依次提高0.7%~1.0%、1.3%~4.3%和2.2%~3.4%.試驗(yàn)結(jié)果表明,同一播期情況下,增加密度不利于提高磨粉品質(zhì),同一密度情況下,推遲播種在一定程度有利于提高磨粉品質(zhì).
2.3.3 對(duì)拉伸品質(zhì)指標(biāo)的效應(yīng)
不同播期和種植密度對(duì)農(nóng)大399的拉伸品質(zhì)指標(biāo)有顯著影響,其結(jié)果見表3.處理間拉伸面積差異顯著,延展性和最大拉伸阻力差異不顯著.在播期相同的情況下,隨著密度增加,拉伸面積提高0.2%~8.8%,延展性降低0.3%~0.4%,最大拉伸阻力降低-0.7%~2.7%.在密度相同的情況下,隨著播期的推遲,延展性和最大拉伸阻力增加,晚播較早播依次增加1.3%和0.0%~2.8%,拉伸面積降低0.3%~0.7%.試驗(yàn)結(jié)果表明,不同播期和密度對(duì)拉伸面積有顯著影響,但對(duì)延展性和拉伸阻力的影響不顯著.
群體質(zhì)量是小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素是否協(xié)調(diào)和產(chǎn)量水平的決定因素,其中分蘗和葉片生長是衡量小麥群體結(jié)構(gòu)是否合理的重要指標(biāo).本試驗(yàn)研究結(jié)果表明,不同播期和密度對(duì)小麥群體的影響較大,處理之間差異達(dá)極顯著水平.播期相同時(shí)群體隨密度增加而增加,密度相同時(shí)越冬群體隨著播期的推遲而降低,拔節(jié)期群體有增加趨勢.這一結(jié)果與王榮成等[9-11,14]研究結(jié)果基本一致.
不同播期和密度對(duì)個(gè)體質(zhì)量有顯著的影響.這種影響與品種的遺傳特性和環(huán)境因素、水肥管理措施等諸多因素有關(guān)[4,10].本試驗(yàn)結(jié)果表明,同一播期,隨著密度增加,個(gè)體質(zhì)量呈變差趨勢,但處理之間差異不顯著.一方面與播種后個(gè)體間的營養(yǎng)競爭有關(guān),也與冬前生長發(fā)育期間的有效積溫和溫度有關(guān).在個(gè)體質(zhì)量指標(biāo)中,僅株高變化有別,越冬前播期和播量對(duì)其影響不大,處理之間差異不顯著;拔節(jié)期情況則不同,早播情況下,隨著密度增加,株高增加16.8%,晚播情況下,株高變化不大.密度相同時(shí)隨著播期的推遲,株高降低5.0%~14.5%.
不同處理對(duì)產(chǎn)量影響顯著,處理間差異極顯著.播期相同時(shí),隨著密度增加,產(chǎn)量顯著增加,增加幅度為1.9%~8.3%.密度相同時(shí),隨著播期推遲,產(chǎn)量降低3.7%~13.6%,并表現(xiàn)低密度情況下,隨著播期推遲,產(chǎn)量極顯著降低,高密度情況下隨著播期推遲,產(chǎn)量降幅較小.這與王東[8-12]等研究結(jié)果一致.在關(guān)中中部灌區(qū),農(nóng)大399目標(biāo)產(chǎn)量在8 250 kg/hm2~9 750 kg/hm2時(shí),適宜播種期為10月7日~10月15日,適宜播種密度為2.30×106株/hm2~2.89×106株/hm2.
播期和播量對(duì)產(chǎn)量結(jié)構(gòu)因素影響顯著.本試驗(yàn)結(jié)果表明,在播期相同時(shí),隨著密度增加成穗數(shù)增加,穗粒數(shù)減少,在密度相同時(shí),隨著播期的推遲,成穗數(shù)和穗粒數(shù)降低,這與前人[9-11]研究結(jié)果和生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基本一致,但千粒重變化規(guī)律并不一致,在播期相同密度增加或密度相同、播期推遲的情況下,千粒重均呈增加趨勢,這一方面可能與農(nóng)大399品種本省遺傳特性有關(guān),也可能與本試驗(yàn)?zāi)甓鹊臍夂蛞蛩赜嘘P(guān).由于本試驗(yàn)僅為一年一點(diǎn)結(jié)果,因此還有待進(jìn)一步進(jìn)行多點(diǎn)多年試驗(yàn)驗(yàn)證.
小麥籽粒品質(zhì)不僅取決于基因型,而且與小麥所處的環(huán)境及栽培措施密切相關(guān)[4,12-13].本試驗(yàn)結(jié)果表明,不同播期和種植密度對(duì)農(nóng)大399的蛋白質(zhì)品質(zhì)指標(biāo)影響顯著.同一播期情況下,隨著密度增加,籽粒蛋白質(zhì)品種變優(yōu),蛋白質(zhì)、濕面筋、穩(wěn)定時(shí)間和沉降值均表現(xiàn)增加趨勢,高密度較低密度依次提高3.9%~9.9%、6.5%~11.2%、14.5%~16.8%和2.4%~12.9%.在密度相同的情況下,隨著播期的推遲,蛋白質(zhì)品質(zhì)下降,蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、穩(wěn)定時(shí)間和沉降值均表現(xiàn)降低趨勢,晚播較早播依次降低2.9%~7.0%、3.3%~5.1%、12.4%~18.1%和1.4%~6.1%.播期和密度對(duì)磨粉品質(zhì)影響不大,這與王晨陽[15]等研究結(jié)果不盡一致,可能與試驗(yàn)的生態(tài)區(qū)、品種的基因型等因素有關(guān),其深層次原因有待進(jìn)一步研究.