唐興旺　駱蘭平　于振文　石玉

摘要：為明確不同潛力小麥品種干物質(zhì)積累特性與產(chǎn)量的差異，本試驗(yàn)在大田條件下以煙農(nóng)1212、濟(jì)麥22和濟(jì)麥229為材料，研究3個(gè)品種群體動(dòng)態(tài)變化和干物質(zhì)積累、轉(zhuǎn)運(yùn)、分配以及籽粒產(chǎn)量的差異。結(jié)果表明：①越冬期至拔節(jié)期小麥群體總莖數(shù)表現(xiàn)為濟(jì)麥22、濟(jì)麥229>煙農(nóng)1212，開花期和成熟期群體總莖數(shù)3個(gè)品種間無顯著差異;分蘗成穗率表現(xiàn)為煙農(nóng)1212>濟(jì)麥22、濟(jì)麥229。②越冬期至拔節(jié)期煙農(nóng)1212和濟(jì)麥22干物質(zhì)積累量無顯著差異，均顯著高于濟(jì)麥229;開花期和成熟期為煙農(nóng)1212>濟(jì)麥22>濟(jì)麥229。③開花后干物質(zhì)在籽粒中的分配量為煙農(nóng)1212>濟(jì)麥22>濟(jì)麥229;開花后干物質(zhì)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率為煙農(nóng)1212>濟(jì)麥22、濟(jì)麥229。④品種間單位面積穗數(shù)無顯著差異，穗粒數(shù)表現(xiàn)為煙農(nóng)1212>濟(jì)麥22、濟(jì)麥229，千粒重為煙農(nóng)1212、濟(jì)麥22>濟(jì)麥229;煙農(nóng)1212的籽粒產(chǎn)量最高，達(dá)到10 893.44 kg· hm-2。煙農(nóng)1212品種無效分蘗少，生育后期干物質(zhì)積累能力強(qiáng)，收獲指數(shù)高，獲得最高產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞：小麥;品種;群體;干物質(zhì)積累特性;籽粒產(chǎn)量

中圖分類號(hào)：S512.101文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2020）03-0029-05

Abstract In order to clarify the characteristics of dry matter accumulation and yield differences among wheat varieties with different yield potential， the differences of population dynamics， dry matter accumulation，transport and distribution， and grain yield among Yannong 1212，Jimai 22 and Jimai 229 were studied under field conditions. The results showed that： ①The total number of stems of different wheat population from wintering stage to jointing stage showed as Jimai 22 and Jimai 229>Yannong 1212， and that at flowering stage and mature stage were not significantly different. The spike forming rate of tillers was in the order of Yannong 1212>Jimai 22 and Jimai 229. ②There was no significant difference in the accumulation amount of dry matter between Yannong 1212 and Jimai 22 from wintering stage to jointing stage，but they were significantly higher compared with Jimai 229;while that at flowering stage and maturity stage was Yannong 1212>Jimai 22>Jimai 229.③ The distribution amount of dry matter in grains after flowering was Yannong 1212>Jimai 22>Jimai 229. The contribution rate of dry matter to grains after flowering was Yannong 1212>Jimai 22 and Jimai 229.④There was no significant difference in ear number per unit area among the three varieties. The grain number per spike showed as Yannong 1212>Jimai 22 and Jimai 229，and the 1 000-grain weight showed as Yannong 1212 and Jimai 22>Jimai 229. The grain yield of Yannong 1212 was the highest as 10 893.44 kg·hm-2. Yannong 1212 were considered as having few ineffective tillers，strong dry matter accumulation ability at late growth stage and high harvest index in the study， so it had the highest grain yield.

Keywords Wheat; Varieties; Population;Dry matter accumulation characteristic; Grain yield

黃淮海平原是我國小麥的主產(chǎn)區(qū)，其小麥播種面積和總產(chǎn)量占全國的55.6%和61.6%[1]。近年來，在人口增長(zhǎng)和糧食安全的共同影響下，小麥需求量逐漸增加，提高單產(chǎn)水平是實(shí)現(xiàn)小麥總產(chǎn)量穩(wěn)步提高以滿足需求量目標(biāo)的關(guān)鍵因素。小麥新品種對(duì)我國小麥產(chǎn)量提升的貢獻(xiàn)最大，達(dá)到30.9%，平均年貢獻(xiàn)率約1%[2]。小麥從中產(chǎn)到高產(chǎn)、高產(chǎn)到超高產(chǎn)之間的產(chǎn)量差距，首先表現(xiàn)在生物產(chǎn)量上[3]。小麥籽粒產(chǎn)量與開花后同化物在籽粒中的積累量及其對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率呈顯著正相關(guān)[4]。因此，明確不同產(chǎn)量潛力小麥品種干物質(zhì)特性和產(chǎn)量的差異，對(duì)小麥高產(chǎn)栽培研究具有重要意義。

前人研究表明，耐旱型小麥品種山農(nóng)20的花后光合積累量顯著高于水分敏感品種輻287[5]。同一水分條件下，不同品種間干物質(zhì)積累存在差異，且不同水分條件下，對(duì)小麥不同營養(yǎng)器官干物質(zhì)積累影響不同[6]。亦有研究表明，正常供氮條件下，人工合成小麥衍生品種產(chǎn)量比非人工合成小麥衍生品種高14.4%;而氮脅迫條件下的前者產(chǎn)量比后者高15.9%，且生物產(chǎn)量和單位面積粒數(shù)也是后者較高[7]。由此可見，前人對(duì)不同小麥品種產(chǎn)量及干物質(zhì)積累特性差異的研究，多集中于水肥調(diào)控條件下。本試驗(yàn)選用3個(gè)產(chǎn)量潛力不同的小麥品種為供試材料，在大田條件下，研究不同小麥品種群體動(dòng)態(tài)、干物質(zhì)積累分配轉(zhuǎn)運(yùn)及產(chǎn)量的差異，以期明確高產(chǎn)小麥品種的群體動(dòng)態(tài)和干物質(zhì)積累特性，為小麥高產(chǎn)高效品種的選育、推廣和栽培技術(shù)創(chuàng)新提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2018—2019年小麥季在山東省濟(jì)寧市兗州區(qū)小孟鎮(zhèn)史王村進(jìn)行。試驗(yàn)田為壤土，前茬作物為玉米，收獲后秸稈還田。小麥播種前0～20 cm土層養(yǎng)分含量為有機(jī)質(zhì)14.89 g·kg-1、全氮1.15 g·kg-1、堿解氮118.07 mg·kg-1、速效磷36.60 mg·kg-1和速效鉀113.55 mg·kg-1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試品種為煙農(nóng)1212、濟(jì)麥22和濟(jì)麥229。

試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)小麥品種種植處理，隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。小區(qū)面積為20 m×2 m=40 m2，不同品種間設(shè)置2 m隔離區(qū)。播種前基施N 105 kg·hm-2、P2O5 150 kg·hm-2、K2O 150 kg·hm-2，拔節(jié)期追施N 135 kg·hm-2。氮、磷、鉀肥分別為尿素、磷酸二銨和硫酸鉀。2018年10月9日播種，四葉期定苗，密度為每公頃180萬株。2019年6月14日收獲。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 群體動(dòng)態(tài)調(diào)查及分蘗成穗率 于越冬期、返青期、拔節(jié)期、開花期和成熟期，分別在每個(gè)小區(qū)調(diào)查群體總莖數(shù)變化。分蘗成穗率（%）=成熟期群體總莖數(shù)/返青期群體總莖數(shù)×100[8]。

1.3.2 植株干物質(zhì)積累與分配的測(cè)定 于越冬期、返青期、拔節(jié)期、開花期和成熟期取植株樣品，其中成熟期按籽粒、莖鞘+葉片和穗軸+穎殼取樣，置于70℃烘箱中，烘干稱重，并按下列公式[9]計(jì)算相應(yīng)指標(biāo)：

開花前營養(yǎng)器官貯藏干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量=開花期干重-成熟期干重;

開花前營養(yǎng)器官貯藏干物質(zhì)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率（%）=（開花期干重-成熟期干重）/成熟期籽粒干重×100;

開花后干物質(zhì)在籽粒中的分配量=成熟期籽粒干重-開花前營養(yǎng)器官貯藏干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量;

開花后干物質(zhì)對(duì)籽粒產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率（%）=開花后干物質(zhì)在籽粒中的分配量/成熟期籽粒干重×100

1.3.3 籽粒產(chǎn)量 于成熟期收獲，自然風(fēng)干并測(cè)產(chǎn)，按公頃產(chǎn)量計(jì)數(shù)，每處理重復(fù)3次。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel和SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同小麥品種各生育期群體總莖數(shù)及分蘗成穗率

由表1可知，越冬至拔節(jié)期小麥群體總莖數(shù)表現(xiàn)為濟(jì)麥22、濟(jì)麥229>煙農(nóng)1212，開花期和成熟期群體總莖數(shù)3個(gè)品種間無顯著差異;分蘗成穗率表現(xiàn)為煙農(nóng)1212>濟(jì)麥22、濟(jì)麥229。表明，煙農(nóng)1212的群體總莖數(shù)拔節(jié)前較低，無效分蘗少，分蘗成穗率高，個(gè)體健壯，有利于形成大穗。

2.2 不同小麥品種各生育期的干物質(zhì)積累量

由表2可知，越冬期至拔節(jié)期煙農(nóng)1212和濟(jì)麥22的干物質(zhì)積累量無顯著差異，均顯著高于濟(jì)麥229;開花期和成熟期為煙農(nóng)1212>濟(jì)麥22>濟(jì)麥229。表明，煙農(nóng)1212開花后干物質(zhì)積累量較高，為獲得高產(chǎn)打下基礎(chǔ)。

2.3 不同小麥品種成熟期干物質(zhì)在不同器官中的分配

由表3可知，各小麥品種成熟期干物質(zhì)在不同器官中的分配量和比例依次為：籽粒>莖鞘+葉片>穗軸+穎殼。[JP]成熟期干物質(zhì)在籽粒和穗軸+穎殼中的分配量均表現(xiàn)為煙農(nóng)1212>濟(jì)麥22>濟(jì)麥229，分配比例在籽粒中的表現(xiàn)為煙農(nóng)1212>濟(jì)麥22、濟(jì)麥229，在穗軸+穎殼中表現(xiàn)為濟(jì)麥22>煙農(nóng)1212、濟(jì)麥229;干物質(zhì)在莖鞘+葉片中的分配量表現(xiàn)為煙農(nóng)1212>濟(jì)麥22、濟(jì)麥229，分配比例為濟(jì)麥229>濟(jì)麥22、煙農(nóng)1212。表明，煙農(nóng)1212成熟期籽粒干物質(zhì)積累量和分配比例均較高，收獲指數(shù)高，是其獲得高產(chǎn)的主要原因。

2.4 不同小麥品種花前花后干物質(zhì)的再分配及其對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率

由表4可知，開花前營養(yǎng)器官貯藏同化物的轉(zhuǎn)運(yùn)量表現(xiàn)為濟(jì)麥22>煙農(nóng)1212、濟(jì)麥229，對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率為濟(jì)麥229、濟(jì)麥22>煙農(nóng)1212;開花后干物質(zhì)在籽粒中的分配量為煙農(nóng)1212>濟(jì)麥22>濟(jì)麥229，對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率為煙農(nóng)1212>濟(jì)麥22、濟(jì)麥229。[JP]表明，煙農(nóng)1212開花后干物質(zhì)在籽粒中的分配量和對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率均較高，有利于提高穗粒重，進(jìn)而獲得較高的籽粒產(chǎn)量。

2.5 不同小麥品種的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

由表5可知，品種間單位面積穗數(shù)無顯著差異，穗粒數(shù)表現(xiàn)為煙農(nóng)1212>濟(jì)麥229、濟(jì)麥22，千粒重為煙農(nóng)1212、濟(jì)麥22>濟(jì)麥229，籽粒產(chǎn)量表現(xiàn)為煙農(nóng)1212>濟(jì)麥22>濟(jì)麥229。看出，煙農(nóng)1212穗粒數(shù)顯著高于其它品種，千粒重與濟(jì)麥22差異不顯著，但顯著高于濟(jì)麥229，穗粒數(shù)和千粒重較高是其獲得高產(chǎn)的重要因素。

3 討論與結(jié)論

小麥合理的群體結(jié)構(gòu)是獲得高產(chǎn)的基礎(chǔ)，合理調(diào)控高產(chǎn)群體質(zhì)量，可促進(jìn)單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重的協(xié)調(diào)發(fā)展[10]。有研究表明，施入過量的氮肥導(dǎo)致小麥前期分蘗多，造成小麥冬前群體過大，返青后無效分蘗迅速增加，成穗率減少[11]。亦有研究表明，小麥生長(zhǎng)前期過大的群體造成后期的小麥生長(zhǎng)相互遮陰、有效分蘗降低，而且開花期推遲，最終導(dǎo)致產(chǎn)量降低[12]?？梢姡ㄟ^施肥、種植密度等栽培技術(shù)可以調(diào)控小麥的群體結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，3個(gè)品種中產(chǎn)量潛力最高的煙農(nóng)1212拔節(jié)前群體總莖數(shù)較少，無效分蘗少，單株生產(chǎn)力強(qiáng)，群體內(nèi)光照條件好，穗粒數(shù)和千粒重高，獲得高產(chǎn)?？梢?，品種具有較適宜的群體結(jié)構(gòu)，產(chǎn)量三因素協(xié)調(diào)，才能實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。

小麥產(chǎn)量取決于光合產(chǎn)物的積累及向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)和分配。有研究表明，不同小麥品種的籽粒產(chǎn)量與干物質(zhì)積累、收獲指數(shù)均呈顯著正相關(guān)[13]。黃明等[14]對(duì)不同產(chǎn)量水平小麥品種的研究發(fā)現(xiàn)，高產(chǎn)組的籽粒產(chǎn)量分別較低產(chǎn)、中產(chǎn)組高75%～93%和17%～37%，高產(chǎn)組小麥成熟期干物質(zhì)積累量分別較低產(chǎn)、中產(chǎn)組高57%和17%。Zhang等[15]對(duì)冬小麥成熟期不同器官干物質(zhì)分配的研究得出，該期籽粒、莖葉、穗軸+穎殼和旗葉的13C分布所占比例分別為40.89%、31.09%、450%和2.19%。亦有研究表明，花前累積干物質(zhì)對(duì)小麥產(chǎn)量有一定貢獻(xiàn)，但產(chǎn)量高低主要取決于花后干物質(zhì)的積累和轉(zhuǎn)移，花后轉(zhuǎn)移干物質(zhì)貢獻(xiàn)率可達(dá)65%以上[16]。本研究結(jié)果表明，煙農(nóng)1212開花期和成熟期干物質(zhì)積累量和在籽粒中的干物質(zhì)分配量高于其它品種，且開花后營養(yǎng)器官貯藏干物質(zhì)向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)量及對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率均顯著高于其它品種，開花后干物質(zhì)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率為72.56%，為產(chǎn)量的提高奠定了生理基礎(chǔ)。

不同品種小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素存在差異[17]。Ding等[18]研究指出，產(chǎn)量構(gòu)成的協(xié)同改善有助于建立高產(chǎn)和穩(wěn)定的品種。有研究表明，超高產(chǎn)品種比一般高產(chǎn)品種產(chǎn)量高約24.2%，其單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重分別比一般高產(chǎn)品種高8.2%、10.7%和0.6%[19]。亦有研究表明，漯麥6010的單位面積穗數(shù)和千粒重分別比鄂麥580高4.04%和18.52%[20]?？梢?，不同小麥品種獲得高產(chǎn)的產(chǎn)量構(gòu)成三因素存在差異。本試驗(yàn)選用3個(gè)穗型一致、產(chǎn)量潛力不同的小麥品種進(jìn)行研究，表明超高產(chǎn)品種煙農(nóng)1212的單位面積穗數(shù)與其它兩個(gè)品種無顯著差異，但具有較高的穗粒數(shù)和千粒重，因而獲得最高產(chǎn)量。

綜上所述，煙農(nóng)1212無效分蘗少，成穗率高，干物質(zhì)積累量高，成熟期干物質(zhì)在籽粒中的分配量及分配比例大，產(chǎn)量構(gòu)成因素較協(xié)調(diào)，最終獲得高產(chǎn)。

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