張宏芝，高永紅，王立紅，孔德鵬，張躍強，李劍峰，王 重，高 新，時 佳，趙 奇，樊哲儒

(1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院核技術(shù)生物技術(shù)研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部荒漠綠洲作物生理生態(tài)與耕作重點實驗室，烏魯木齊 830091；2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所，烏魯木齊 830091；3.新疆維吾爾自治區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站, 烏魯木齊 830000)

0 引 言

【研究意義】近年來，小麥需求量逐漸增加，提高單產(chǎn)水平是實現(xiàn)小麥總產(chǎn)量穩(wěn)步提高，以滿足需求量目標的關(guān)鍵因素[1]。小麥新品種對我國小麥產(chǎn)量提升的貢獻最大，達到30.9%，平均年貢獻率約1%[2]。干物質(zhì)生產(chǎn)是小麥產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)，其產(chǎn)量的95%以上源于光合所用，而小麥開花后同化物的積累，及花前營養(yǎng)器官積累的同化物向籽粒中的轉(zhuǎn)運是影響小麥增產(chǎn)的關(guān)鍵所在[3-4]。研究小麥不同品種干物質(zhì)生產(chǎn)特性，對于高產(chǎn)超高產(chǎn)品種選擇及小麥栽培管理具有重要的意義[5]。【前人研究進展】小麥籽粒產(chǎn)量形成的過程實質(zhì)是其光合產(chǎn)物生產(chǎn)、運轉(zhuǎn)及向籽粒分配的過程[5]。研究發(fā)現(xiàn)，不同基因型小麥的光合產(chǎn)物積累與轉(zhuǎn)運特性存在明顯的差異，并且可以通過改變其遺傳體系進行改良選育[6-8]。賀明榮等[9]研究發(fā)現(xiàn)，不同小麥品種的源庫在調(diào)控同化物分配上的作用有一定的差異。Fang等[10]認為小麥品種間產(chǎn)量與抽穗后干物質(zhì)積累量呈顯著正相關(guān)，而與抽穗前干物質(zhì)積累無明顯差異。田中偉等[11]指出，提高小麥拔節(jié)前及花后干物質(zhì)積累量和生長速率是品種改良的一個重要特征。【本研究切入點】前人對不同小麥品種干物質(zhì)積累特性差異已有較多研究，但對新疆南疆不同高產(chǎn)小麥品種的干物質(zhì)積累特性的研究還鮮見報道。研究選用新疆南疆的4個高產(chǎn)冬小麥品種為材料，研究不同高產(chǎn)冬小麥品種干物質(zhì)積累特性及產(chǎn)量的差異，為新疆南疆高產(chǎn)冬小麥品種的選擇、高產(chǎn)高效栽培提供理論依據(jù)?！緮M解決的關(guān)鍵問題】研究新疆南疆4個高產(chǎn)小麥品種群體動態(tài)、干物質(zhì)積累、轉(zhuǎn)運、分配及產(chǎn)量的差異，分析不同高產(chǎn)小麥品種的群體動態(tài)、干物質(zhì)積累特性的差異，為小麥高產(chǎn)高效品種的選育、不同品種栽培管理措施的制定提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗于2016～2017年度在新疆澤普縣種子公司脫絨廠進行，試驗點地處 E 77°16'，N 38°10', 海拔高度1 266 m，土壤類型為沙壤土。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設(shè)計

供試品種為新冬20號、新冬40號、新冬57號和新冬60號。試驗設(shè)置為大區(qū)試驗，4個品種在同一塊地種植，每個品種880.44 m2(1.32畝)，品種間間隔1 m。播種前基施磷酸二銨375 kg/hm2，返青期追施尿素150 kg/hm2，拔節(jié)期追施尿素300 kg/hm2，孕穗期追施尿素150 kg/hm2，播種量300 kg/hm2，行距15 cm。返青后灌水6次，灌水量270 m3/667m2，灌水采用滴灌，追肥隨水滴施。其他管理措施同一般高產(chǎn)田。

1.2.2 測定指標

1.2.2.1 群體動態(tài)

于出苗期每個品種確定5個點調(diào)查群體動態(tài)，每個點調(diào)查1 m×5 m，于越冬期、返青期、拔節(jié)期、揚花期和成熟期，分別調(diào)查定點位置群體總莖數(shù)變化。莖蘗成穗率(%)=成熟期群體總莖數(shù)/拔節(jié)期群體總莖數(shù)×100[12]。

1.2.2.2 植物干物質(zhì)積累與分配

與拔節(jié)期、揚花期和成熟期取植株樣品，每個處理取10株將植株分成莖桿、葉片、穗等器官，烘干后稱重，測定干物質(zhì)積累量。按公式計算相應(yīng)指標[13]：

花前營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)運量=開花期營養(yǎng)器官干物質(zhì)積累量-成熟期營養(yǎng)器官干物質(zhì)積累量；

花前營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)運效率=花前營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)運量/開花期營養(yǎng)器官干物質(zhì)積累量×100%；

花前營養(yǎng)物質(zhì)對籽粒的貢獻率=花前營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)運量/成熟期籽粒干重×100%；

花后干物質(zhì)積累量=成熟期籽粒干重-花前營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)運量；

花后干物質(zhì)積累量對籽粒的貢獻率=花后干物質(zhì)積累量/成熟期籽粒干重×100%。

1.2.2.3 產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素

收獲期進行田間測產(chǎn)，每處理取2 m2樣方，每處理5次重復(fù)，取平均值；另外每處理取定點1 m行長進行室內(nèi)考種，調(diào)查667m2穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用DPS軟件，Duncan多重比較法進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同小麥品種群體動態(tài)及莖蘗成穗率

研究表明，越冬期總莖數(shù)表現(xiàn)為新冬20號>新冬40號>新冬57號和新冬60號，返青期總莖數(shù)新冬40號>新冬20號>新冬57號和新冬60號，拔節(jié)-成熟期總莖數(shù)新冬20號和新冬40號間差異不明顯，但顯著高于新冬57號和新冬60號。莖蘗成穗率新冬60號>新冬57號>新冬20號和新冬40號。新冬60號莖蘗成穗率高，個體健壯，有利于形成大穗。表1

表1 不同品種各生育期群體總莖數(shù)及莖蘗成穗率差異Table 1 The difference of total stem number and tiller ear formation rate of different cultivars in each growth period

2.2 不同小麥品種各生育期的干物質(zhì)積累量

研究表明，拔節(jié)期和揚花期干物質(zhì)積累量新冬40號顯著高于其它處理，成熟期干物質(zhì)積累量新冬40號和新冬60號無明顯差異，但顯著高于新冬20號和新冬57號。表2

2.3 不同小麥品種成熟期干物質(zhì)在各個器官中的分配

研究表明，不同冬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>莖稈+葉片>穎殼+穗軸。成熟期干物質(zhì)在莖稈+葉片中分配量和比例新冬40號和新冬20號顯著高于新冬60號和新冬57號，在穎殼+穗軸中分配量和比例處理間差異不明顯，在籽粒中的分配比例新冬60號顯著高于其它處理。新冬60號成熟期干物質(zhì)在籽粒中分配量和比例均較高。表3

表2 不同品種各生育期的干物質(zhì)積累量Table 2 The different of dry matter accumulationof different cultivars in each growth period

表3 不同小麥品種成熟期干物質(zhì)在各個器官中的分配Table 3 Distribution of dry matter in various organs of different wheat varieties at maturity stage

2.4 不同小麥品種花前花后干物質(zhì)的分配及對籽粒的貢獻率

研究表明，開花前營養(yǎng)器官貯藏干物質(zhì)的轉(zhuǎn)運量、轉(zhuǎn)運率及花前干物質(zhì)對籽粒的貢獻率均表現(xiàn)為新冬20號和新冬57號高于新冬40號和新冬60號。而花后干物質(zhì)轉(zhuǎn)運量和對籽粒的貢獻率表現(xiàn)為新冬60號>新冬40號>新冬57號>新冬20號。新冬60號花后干物質(zhì)在籽粒中的分配量和對籽粒的貢獻率較高，有利于提高穗粒重，獲得較高的產(chǎn)量。表4

表4 不同小麥品種花前花后干物質(zhì)的再分配Table 4 Redistribution of dry matter before and after flowers in different wheat varieties

2.5 不同小麥品種產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素

研究表明，不同品種的產(chǎn)量新冬60號和新冬57號>新冬40號>新冬20號，容重新冬60號顯著高于其它品種。收獲穗數(shù)新冬40號和新冬20號>新冬60號和新冬57號，穗粒數(shù)新冬60號顯著高于其它品種，千粒重新冬57號顯著高于其它品種。新冬57號產(chǎn)量較高是由于有較高的千粒重，但新冬57號庫容過大，籽粒很難灌飽，容重較低，從而影響其品質(zhì)。新冬60號產(chǎn)量三要素較協(xié)調(diào)，穗粒數(shù)高，獲得較高的產(chǎn)量。表5

表5 不同小麥品種的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素Table 5 Yield and yield components of different wheat varieties

3 討 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，可促進單位面積穗數(shù)、粒數(shù)和千粒重的協(xié)調(diào)發(fā)展[14]。有研究表明，小麥生長前期過大的群體造成后期的小麥生長相互遮陰、有效分蘗降低，而且開花期推遲，最終導(dǎo)致產(chǎn)量降低[15]。也有研究表明，在生育前期形成較大群體和有效分蘗，在此基礎(chǔ)上增加穗粒數(shù)和千粒重，達到產(chǎn)量構(gòu)成三要素協(xié)調(diào)發(fā)展，以實現(xiàn)高產(chǎn)[16]。研究表明，新冬40號和新冬20號生育期總莖數(shù)較高，但莖蘗成穗率較低；新冬60號莖蘗成穗率高，個體健壯，有利于形成大穗。唐興旺等[1]研究也表明，產(chǎn)量潛力較高的品種拔節(jié)前群體總莖數(shù)較少，無效莖蘗少，單株生產(chǎn)力強，群體內(nèi)光照條件好，穗粒數(shù)和千粒重高，獲得高產(chǎn)。群體的協(xié)調(diào)發(fā)展是小麥產(chǎn)量提高的關(guān)鍵[1,17]。

干物質(zhì)是小麥光合產(chǎn)物的最終形態(tài)，在小麥整個生育期的各個階段，植株光合產(chǎn)能不同，干物質(zhì)積累量及積累比例也就不同[18]。小麥花后光合同化物的積累及花前營養(yǎng)器官貯存的同化產(chǎn)物向籽粒的轉(zhuǎn)運對小麥籽粒產(chǎn)量的提高起著關(guān)鍵作用[19]。有研究表明，花前累積干物質(zhì)對小麥產(chǎn)量有一定貢獻，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)貢獻率可達65%以上[20]。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)運量及對籽粒的貢獻率均顯著高于其它品種，開花后干物質(zhì)對籽粒的貢獻率為72.56%，為產(chǎn)量的提高奠定了生理基礎(chǔ)[1]?；ㄇ昂突ê笪镔|(zhì)生產(chǎn)對小麥產(chǎn)量建成都很重要，至于二者對產(chǎn)量的貢獻大小則取決于特定生態(tài)條件和品種產(chǎn)量水平[21]。在干旱、貧瘠等不利生產(chǎn)條件下, 轉(zhuǎn)移干物質(zhì)對籽粒灌漿和產(chǎn)量的貢獻率更高[20,22], 而在良好生產(chǎn)條件下, 花后干物質(zhì)的貢獻率更大[23]。研究表明，新冬60號成熟期干物質(zhì)積累量較高，向籽粒的分配率顯著高于其它品種；新冬60號開花后營養(yǎng)器官貯藏干物質(zhì)向籽粒的轉(zhuǎn)運量及對籽粒的貢獻率較高，開花后干物質(zhì)對籽粒的貢獻率為79%。

4 結(jié) 論

新冬60號生育期群體總莖數(shù)低于新冬20號和新冬40號，但莖蘗成穗率顯著高于其他品種，較其他品種高3.2%～8.7%，有利于形成大穗。新冬60號花后干物質(zhì)積累量及對籽粒貢獻率顯著高于其它品種，成熟期干物質(zhì)積累量新冬60和新冬40號無明顯差異，但顯著高于其他品種，新冬60號在籽粒中分配比例顯著高于其它品種。

冬小麥品種新冬60號莖蘗成穗率高，開花后營養(yǎng)器官貯藏干物質(zhì)向籽粒的轉(zhuǎn)運量及對籽粒的貢獻率較大，成熟期干物質(zhì)積累量及向籽粒的分配率較高，獲得較高的穗粒數(shù)，產(chǎn)量構(gòu)成因素較協(xié)調(diào)，獲得高產(chǎn)。選擇高產(chǎn)品種，采取合理的栽培措施，特別是通過養(yǎng)分調(diào)控保持花后較高的干物質(zhì)積累量及干物質(zhì)向籽粒的轉(zhuǎn)移，是提高新疆南疆冬小麥產(chǎn)量的重要途徑。