王倩茜 崔明灼 嚴(yán)美玲 丁曉義 姜鴻明 李林志

摘 要：為了解影響小麥生長及產(chǎn)量的因素，以小麥品種煙農(nóng)173為材料，研究了不同種植密度對其產(chǎn)量及光合特性的影響。結(jié)果表明，以處理2（D2）產(chǎn)量最高，達(dá)10976.8kg/hm2;說明煙農(nóng)173最適宜的種植密度是基本苗為210萬/hm2。在此密度下，植株葉片保持良好的受光面積，養(yǎng)分吸收充分，光合作用時間較長，干物質(zhì)積累多，營養(yǎng)向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)多，最終產(chǎn)量高。

關(guān)鍵詞：小麥;種植密度;產(chǎn)量;光合特性

中圖分類號 S512.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 1007-7731（2019）23-0045-04

Effects of Different Densities on Yield and photosynthetic Characteristics of A Wheat Cultivar Yannong 173

Wang Qianqian1，2 et al.

（1Shandong Yantai Academy of Agricultural Sciences，Yantai 265500，China;2YanTai University，Yantai 264005，China）

Abstract：There are many factors affecting the growth and yield of Wheat. In this study，the effects of planting density on the yield and photosynthetic characteristics of a wheat cultivar Yannong173 were studied. The results showed that the density of 21×105/hm2 （D2） was the best suitable for the growth of the new wheat cultivar Yannong173 which the yield was 10976.77kg/hm2.Through this experiment，the planting density suitable for the growth of new wheat variety Yannong 173 was selected，which provided theoretical basis and research basis for future breeding workers.

Key words：Wheat;Planting density;Yield;Leaf photosynthesis

小麥作為主要糧食作物之一，其產(chǎn)量對于保障世界糧食供應(yīng)，尤其是對于人口眾多的中國具有重大意義。隨著耕地面積的減少，人口的增加，我國面臨著巨大的糧食安全的挑戰(zhàn)。因此，培育高產(chǎn)、抗病的優(yōu)質(zhì)小麥成為糧食作物育種的主要目標(biāo)[1]。20世紀(jì)50年代，國內(nèi)外許多學(xué)者就種植密度對小麥群體的光合特性影響方面展開了研究[2-4]。畢常銳等研究認(rèn)為，種植密度決定作物群體的光合特性，進(jìn)而影響作物群體的光合利用率[7]?；促R舉等研究認(rèn)為種植密度是影響小麥產(chǎn)量和質(zhì)量的1個重要因素[5]，陳天房認(rèn)為種植密度與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)[6]。種植密度的大小影響植株?duì)I養(yǎng)狀況、光能截獲量等，進(jìn)而影響小麥光合速率及干物質(zhì)積累[8]。適宜的密度可以合理改善作物群體結(jié)構(gòu)、提高群體的光合作用、積累更多的干物質(zhì)，從而提高作物的產(chǎn)量[9-12]。本試驗(yàn)以小麥新品種煙農(nóng)173為材料，研究不同種植密度對其產(chǎn)量及光合特性的影響，以期為該品種選取合適的種植密度提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 試驗(yàn)于2015—2016年度在煙臺市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院農(nóng)場進(jìn)行，試驗(yàn)地前茬為玉米;試驗(yàn)材料選用小麥新品種煙農(nóng)173。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)設(shè)5個密度水平處理。處理1（D1）：基本苗150萬/hm2;處理2（D2）：基本苗210萬/hm2;處理3（D3）：基本苗270萬/hm2;處理4（D4）：基本苗330萬/hm2;處理5（D5）：基本苗390萬/hm2。試驗(yàn)采取完全隨機(jī)排列，3次重復(fù);每小區(qū)種6行，行距20cm，面積為9.6m2（6×1.6m）。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

1.3.1 灌漿速率 于開花期選擇開花一致的主莖掛牌?；ê?、7d、14d、21d、28d和35d分別取掛牌小麥的30個單莖，并將其分成4部分;其它葉、莖、葉鞘和麥穗，放置于105℃的烘箱內(nèi)殺青20min，之后再于70℃烘箱內(nèi)烘干至恒重，烘干后數(shù)出籽粒數(shù)并稱籽粒重量，用于灌漿速率測定。

1.3.2 光合速率 選擇葉齡一致、葉片之間無遮掩、生長狀況良好、未衰老和成熟的葉片，借助于儀器LI-6400XT光合儀，在上午9∶00—11∶00最佳測量時間測定，3次重復(fù)，計(jì)算平均值。

1.3.3 葉綠素含量 取旗葉5片，用面積為0.4212cm2的打孔器打6次，裝入3只試管中，每試管10小片，加入95%乙醇15 mL，塞子蓋緊密封，暗處放置48h，期間搖晃振蕩5～6次，于分光光度計(jì)下665nm、649nm下比色，根據(jù)公式計(jì)算葉綠素含量：

葉綠素a濃度（mg/L）=13.95×D665-6.88×D649

葉綠素b濃度（mg/L）=24.96×D649-7.32×D665

葉綠素含量（mg/g）=色素濃度（mg/L）×提取液體積（L）÷樣品鮮重（g）

1.3.4 葉綠素?zé)晒?選取位置相近的新葉，待測葉片充分暗反應(yīng)20min后，開始用葉綠素?zé)晒鈨x測量熒光參數(shù)，測定光下最大熒光（F′m）、穩(wěn)態(tài)熒光（Fs）、初始熒光（Fo）、最大熒光（Fm）。

實(shí)際光化學(xué)效率（φPSⅡ）=（F′m-Fs）/F′m

最大光化學(xué)效率（Fv/Fm）=（Fm-Fo）/Fm

1.3.5 產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀 于小麥?zhǔn)斋@前1d，取1m2的小區(qū)調(diào)查小麥穗數(shù)，計(jì)算穗數(shù);待麥穂自然曬干后，計(jì)算經(jīng)濟(jì)系數(shù)。收獲時取30個單莖，調(diào)查穗粒數(shù)、穗數(shù)和千粒重等產(chǎn)量性狀。收獲后的籽粒自然風(fēng)干后稱重，計(jì)算產(chǎn)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植密度對小麥產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響 由表1可見，各密度處理的群體和收獲指數(shù)具有一定的差異。處理2（D2）的收獲指數(shù)最大，同時產(chǎn)量最高;說明基本苗為210萬/hm2時，小麥群體的生物產(chǎn)量能較好的轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，光合轉(zhuǎn)化效率高，干物質(zhì)積累多，產(chǎn)量高。處理5（D5）的收獲指數(shù)最小，且產(chǎn)量也最低;說明當(dāng)基本苗達(dá)390萬/hm2時，高密度影響了小麥群體的生長，干物質(zhì)積累較少，造成產(chǎn)量下降。

由圖1可知，各處理小麥的千粒重隨著天數(shù)而增加，只是增加的幅度有些許不同。前期，處理1（D1）的數(shù)值高，后期處理2（D2）達(dá)到最高。處理5（D5）后期增加緩慢，可能是因?yàn)槊芏冗^大，阻礙了植株群體間光照和養(yǎng)分的吸收，影響籽粒灌漿速率，從而造成千粒重減少。

2.2 不同種植密度對小麥光合速率的影響 由圖2可見，處理1（D1）的光合速率最高。王文鑫認(rèn)為，在小麥籽粒灌漿期，低密度處理的小麥葉片生長旺盛，衰老速度慢，光合作用強(qiáng)[13]。由海霞研究表明，光合速率的大小主要受葉肉細(xì)胞光合產(chǎn)物同化能力的影響，同化能力的大小受氣孔和非氣孔因素的制約，制約小，氣孔傳導(dǎo)大，光合速率高[14]。這與本研究的結(jié)果是一致的。

2.3 不同種植密度對小麥葉綠素含量的影響 葉綠素含量的高低直接反映該植物的營養(yǎng)狀況和光和能力，它們之間呈正相關(guān)[15-16]。高等植物中光合色素包括葉綠素a，葉綠素b和類胡蘿卜素，其中起主要作用的是葉綠素a和葉綠素b，葉綠素a的作用是將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能，葉綠素b的作用是吸收光能，所以一定要通過提高光能轉(zhuǎn)化率來積累更多的有機(jī)物質(zhì)[17]。由圖3可知，處理1（D1）的葉綠素含量最高，隨著密度的增加，小麥群體的葉綠素含量隨之減少。這說明種植密度較小時，植株間距較大，光照能力增強(qiáng)，葉綠素含量較高，能保證葉片良好的光合作用[18]。而種植密度過大時，作物群體間的通風(fēng)透光性較差，影響光合色素形成，并且呼吸消耗增多，光合產(chǎn)物積累減少[19-20]。從圖中可發(fā)現(xiàn)，種植密度對葉綠素a的影響較大，對葉綠素b和類胡蘿卜素影響不顯著。

2.4 不同種植密度對小麥光化學(xué)效率的影響 實(shí)際光化學(xué)效率表示光化學(xué)反應(yīng)中消耗的能量占葉片吸收光能的比例。最大光化學(xué)效率的作用為分析葉片最大PSⅡ光能轉(zhuǎn)換效率。它們都能更好的反映作物群體的光合作用。由圖4、5可見，密度的增加，阻礙了作物群體的光合作用，從而導(dǎo)致實(shí)際光化學(xué)效率降低。密度對于其最大光化學(xué)效率具有顯著影響，其中處理2（D2）的數(shù)值最高，表明在該密度下葉片的光能轉(zhuǎn)換效率高，積累的有機(jī)物質(zhì)多，產(chǎn)量高。

2.5 不同種植密度對小麥干物質(zhì)量的影響 種植密度過低會造成群體數(shù)量減少，干物質(zhì)積累量低，從而達(dá)不到高產(chǎn)效果;種植密度過高會造成群體無效分蘗增多，養(yǎng)分供應(yīng)不足，植株瘦弱，容易產(chǎn)生籽粒干癟、植株倒伏等現(xiàn)象，最終影響干物質(zhì)積累[21] 。由表2可知，處理2（D2）的干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量和轉(zhuǎn)移效率最高，說明該密度適合作物的生長，干物質(zhì)積累多。因此，合理的種植密度可以提高產(chǎn)量。

3 討論

穂數(shù)、穂粒數(shù)和千粒重是決定小麥產(chǎn)量的3個關(guān)鍵因素。胡煥煥等人研究發(fā)現(xiàn)，種植密度對產(chǎn)量3個構(gòu)成因素的影響均達(dá)到顯著水平[22]。湯永祿等研究認(rèn)為，適當(dāng)提高種植密度，可達(dá)到增產(chǎn)效果，中密度（基本苗405萬/hm2）平均產(chǎn)量顯著高于低密度（基本苗330萬/hm2），但高密度（基本苗495萬/hm2）平均產(chǎn)量與中密度和低密度之間無顯著差異[23]。本試驗(yàn)結(jié)果與其存在差異的原因可能是由于土壤條件、作物品種、氣候差異、地域等因素。大多數(shù)研究發(fā)現(xiàn)表明，在一定范圍內(nèi)，隨著密度的增加，小麥的穂數(shù)隨之增加，而穂粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量下降[24-26];這與屈會娟等人的研究結(jié)果是一致的[27]。

董浩等人的研究表明，密度對小麥的實(shí)際光化學(xué)效率和最大光化學(xué)效率都有顯著的影響[28]。郭天財(cái)?shù)妊芯空J(rèn)為，種植密度與小麥的實(shí)際光化學(xué)效率和最大光化學(xué)效率呈負(fù)相關(guān)，種植密度越大，容易引發(fā)小麥倒伏現(xiàn)象[29]。張永麗等認(rèn)為，小麥的光合速率與種植密度呈負(fù)相關(guān)[30]。本試驗(yàn)的結(jié)果與前人研究基本一致，但在最大光化學(xué)效率和光合速率方面存在一些偏差，并不呈線性關(guān)系，這可能與當(dāng)?shù)亟涤?、氣溫、土壤肥力有關(guān)。

4 結(jié)論

在5個種植密度下，煙農(nóng)173最適宜的種植密度是基本苗為210萬/hm2，產(chǎn)量最高，達(dá)10976.77kg/hm2;說明煙農(nóng)173最適宜的種植密度是基本苗210萬/hm2。在此密度下，植株葉片保持良好的受光面積，養(yǎng)分吸收充分，光合作用時間較長，干物質(zhì)積累多，營養(yǎng)向籽轉(zhuǎn)運(yùn)多，最終產(chǎn)量高。

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（責(zé)編：孫迎春）