楊曉菲,張樹軍,唐 敏
(1.渭南師范學(xué)院環(huán)境與生命科學(xué)學(xué)院,陜西渭南 714099;2.華陰市種子管理站,陜西華陰 714200)
小麥是非常重要的糧食作物之一,它的生產(chǎn)在國民經(jīng)濟中有著十分重要的意義,世界小麥播種面積和總產(chǎn)量雄居第1位,與水稻、玉米、薯類一起并列于世界4大糧食作物中,在人類生活中占據(jù)著非常重要的地位.營造適宜的生長環(huán)境、及時處理田間病蟲害等可以提高小麥產(chǎn)量和品質(zhì),為我們指導(dǎo)糧食生產(chǎn)提供依據(jù),甚至可以為世界面臨的糧食短缺、低質(zhì)量等問題提供相應(yīng)的解決思路[1-3].
小麥和其他大多數(shù)農(nóng)作物一樣,都要經(jīng)歷營養(yǎng)生長、生殖生長.其一生從種子萌發(fā)開始,要經(jīng)過出苗、生根、長葉、分蘗、拔節(jié)、孕穗、抽穗、開花、結(jié)實等一系列的生長發(fā)育過程,直到產(chǎn)生新的小麥種子,終結(jié)它的一生[4-6].小麥一生中最重要時期就是抽穗期,因為抽穗期不僅是決定小麥粒重的關(guān)鍵時期,也是最后確定每穗粒數(shù)的重要時期,直接影響小麥產(chǎn)量.抽穗期還是小麥對養(yǎng)料、供水、溫度和光照等要求最多也最高的時期,也是生長發(fā)育最快的時期,因此必須嚴格把控小麥抽穗期各種環(huán)境因素,各項指標(biāo)都要予以高度重視[7].
影響小麥抽穗期的因素很多,比如溫度、光照、播種日期、供水等,其中溫度是影響小麥早期粒重的主導(dǎo)因素,小麥的早期粒重又是形成最終粒重的基礎(chǔ)[8-10],而又因抽穗期對決定小麥粒重起著關(guān)鍵作用,因此研究溫度與小麥抽穗期之間的相關(guān)性分析就顯得尤為重要.播種期對小麥抽穗期有一定的影響[11-12],播種期的不同會使小麥處于不同的生長環(huán)境中,因此初步猜想播種期延遲,相應(yīng)地小麥抽穗期也會延遲,可能會出現(xiàn)“早播早熟,晚播晚熟”的現(xiàn)象,本試驗將進行分析驗證.本文對2018—2019年和2019—2020年小麥抽穗期的試驗結(jié)果進行分析研究,所得的數(shù)據(jù)進行整理比較,旨在分析播種期和溫度與小麥抽穗期的相關(guān)性,并得出最終結(jié)論,以期能夠為當(dāng)?shù)匦←溕a(chǎn)提供一定的理論參考依據(jù).
本文選取鄭麥162、航裕33、周麥38號、永民麥1號、先圣368和華展166等39個品種作為分析對象,其中以周麥18作為對照品種,百農(nóng)207作為輔助對照品種(見表1).
表1 試驗所用小麥品種Tab.1 Wheat varieties used in the experiment
本次試驗分別在2018年10月和2019年10月于華陰市種子管理站試驗地(華西鎮(zhèn)慶華村)進行.每一個小區(qū)的長度為6.67 m,寬度為2 m,每一個小區(qū)的行數(shù)為8行,行距為22 cm,播種密度為300苗/m2.
試驗以39種不同小麥為研究對象,采用兩年田間試驗法,每年各設(shè)置六個小組,每個小組選擇18個不同品種的小麥作為供試品種,每個品種設(shè)置3個重復(fù)(因本實驗各組3個重復(fù)之間的抽穗日期無差異,下文結(jié)果分析采用3個重復(fù)的一致數(shù)據(jù),不再分別列舉),按照當(dāng)?shù)卦耘嗪凸芾泶胧┻M行相同處理,避免其他因素對試驗結(jié)果產(chǎn)生干擾.兩年試驗的氣象資料包括月均溫度及月累計日照時數(shù)由華陰市氣象局提供通過觀察和記錄小麥播種期、抽穗期及生長過程中溫度變化,整理并繪制柱狀圖分析研究播種期和溫度與冬小麥抽穗期的相關(guān)性,其研究結(jié)果可作為指導(dǎo)小麥生產(chǎn)的科學(xué)依據(jù),使其呈現(xiàn)高產(chǎn)、高質(zhì)量的效果.
本試驗39個品種的實驗結(jié)果差異較小,因篇幅限制,選取了6種具有代表性的供試小麥進行數(shù)據(jù)分析.其兩年各3個重復(fù)的播種期均為10月12日,且播種前后的栽培管理技術(shù)一致,通過記錄4月份的抽穗日期(表2),分析相同播種日期不同溫度對這6種供試小麥抽穗期的影響.
表2 選取的6種供試小麥分別在兩年的抽穗日期Tab.2 The heading date of six common wheats in 2019 and 2020
可以看出,同一年份不同小麥品種之間的抽穗日期略微有差別,說明不同品種在相同的外界生長環(huán)境中進入生殖生長的時期是不同的;不同年份同一品種小麥的抽穗日期也有差別,表現(xiàn)為2019年4月份小麥的抽穗日期統(tǒng)一比2020年4月份的抽穗日期晚幾天.其中先圣368差別最大.
根據(jù)圖1月均溫度和圖2月積累日照時數(shù)可知,2019年3月份月均溫度僅低于2020年3月份月均溫度0.3℃,但是其日照時數(shù)卻大于2020年3月份的日照時數(shù).小麥拔節(jié)期所要求的日平均氣溫上升到10℃后,小麥開始拔節(jié).一般情況下,小麥拔節(jié)后約經(jīng)一個月左右可開始抽穗.小麥抽穗期所要求的最低溫度:9~11℃,2019年4月份月均溫度(16.3℃)高出2020年4月份月均溫度(15.1℃)1.2℃.在供試品種兩年間播種日期一樣和其他栽培管理條件相同的前提下,同一品種在不同年份(2019年和2020年)抽穗日期表現(xiàn)不同,2019年抽穗日期晚于2020年抽穗日期.出現(xiàn)這樣的差異是由多種因素共同造成的,通過分析得出日照時數(shù)對小麥抽穗期的影響比較小,最主要的影響因素還是抽穗前的月均溫度(尤其抽穗前的4月份的月均溫).這一分析與崔金梅等在《冬小麥粒重形成與生育中期氣象條件關(guān)系的研究》一文中對于影響小麥粒重因素的論述相同[13].小麥抽穗期對決定小麥最終粒重有關(guān)鍵性的作用,因此對粒重有最大影響的因素——溫度,也就成為影響小麥抽穗期最主要的因素.
圖1 2018年10月—2020年4月的月均溫度記錄Fig.1 The mean monthly temperature from October 2018 to April 2020
圖2 2018年10月—2020年4月的月積累日照時數(shù)記錄Fig.2 The number of sunshine hours per month from October 2018 to April 2020
從2018年10月和2019年10月份對照品種和輔助對照品種小麥的播種日期,第六組試驗的播種日期比其余小組晚5 d,初步猜想第六組小麥的抽穗日期可能比其余5組晚(表3).
表3 對照品種周麥18和輔助對照品種百農(nóng)207在2018—2019年和2019—2020年間的播種日期和抽穗日期Tab.3 The sowing date and heading date of the control variety Zhoumai 18 and auxiliary control variety Bainong 207 during 2018-2019 and 2019-2020
從表3可知,2018—2019年間第六組較前五組的播種日期推遲5 d,對照品種周麥18和輔助對照品種百農(nóng)207的抽穗日期卻與前五組一致,均為4月16日;2019—2020年間第六組較前五組的播種日期亦推遲5 d,對照品種周麥18和輔助對照品種百農(nóng)207的抽穗日期分別與其前五組一致,其中周麥18在2019—2020年間抽穗日期為4月14日,百農(nóng)207在2019—2020年間抽穗日期為4月15日.結(jié)果顯示即使第六組的播種日期晚于其他小組5 d,表現(xiàn)出的相同年份間品種抽穗日期沒有顯著差異.上述結(jié)果表明在同一年份相同積溫的情況下,冬小麥的播種日期與抽穗日期的關(guān)系不大,喪失了“早播早熟,晚播晚熟”的現(xiàn)象,表現(xiàn)為不同時期播種的同種小麥,其抽穗日期都是一樣的,就算有差別,也只是個別試驗組之間的差別,而且差別特別細微,可以忽略不計.這一點與張文等在《不同類型小麥品種抽穗期的變異及其氣候生態(tài)模式》一文中對于冬小麥播種期、溫度與抽穗期關(guān)系的分析表述相契合[14].
通過比較對照品種周麥18和輔助對照品種百農(nóng)207在兩年間的抽穗日期,發(fā)現(xiàn)2018—2019年間對照品種和輔助對照品的抽穗日期均晚于2019—2020年間相對應(yīng)品種的抽穗日期.其結(jié)果與上述6種不同供試品種小麥在兩年間的抽穗日期結(jié)果一致,均是2018—2019年間抽穗日期晚于2019—2020年間抽穗日期.由圖1可知,2019年4月份均溫比2020年4月份均溫高0.9℃,相應(yīng)地,2019年小麥的抽穗期統(tǒng)一比2020年的抽穗期晚幾天.因此可得出結(jié)論:冬小麥抽穗期與抽穗前的4月份均溫呈負相關(guān),這一點與林文等在《陜西冬小麥物候期對氣候特征響應(yīng)研究》一文中的觀點一致[15].日照時數(shù)對冬小麥抽穗期的影響較小,它是和溫度結(jié)合起來共同影響小麥抽穗期的.因此在所獲得的氣象資料中,主要考慮溫度對冬小麥抽穗期的作用.
結(jié)果表明,當(dāng)我們想要通過調(diào)整冬小麥抽穗期前后各種影響因素來控制小麥抽穗期,使其適時成熟,可以忽略播種期這個相關(guān)性不大的因素,節(jié)省不必要的試驗環(huán)節(jié),提高效率.
冬小麥對溫度有一定的要求,在適宜的溫度下,冬小麥才能適時進行營養(yǎng)生長和生殖生長的轉(zhuǎn)變,才會穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn).相反,如果給予冬小麥的生長溫度不適宜,可能會造成冬小麥低產(chǎn)甚至不能成熟而導(dǎo)致絕產(chǎn)的后果.因此,給予冬小麥適當(dāng)?shù)臏囟仁瞧湔IL發(fā)育的基礎(chǔ)和保障[16-19].本文通過分析相同播種期不同溫度處理下供試小麥的抽穗日期,冬小麥抽穗日期的早與遲和冬小麥抽穗期前后(3、4月份)的月均溫有很大關(guān)系,具體表現(xiàn)為呈現(xiàn)出負相關(guān).這與林文等(2013)結(jié)果一致,其研究認為關(guān)中平原1月—3月平均溫度、渭北旱塬1月—4月平均溫度均與冬小麥抽穗期呈負相關(guān)關(guān)系,且通過一般顯著及以上統(tǒng)計檢驗,其他月份對抽穗影響較弱[15].抽穗期不僅受月平均溫度影響,還受其他如降水和日照時數(shù)等因素影響,這些因素對抽穗期影響雖然不顯著,但也可能抵消月均溫升高造成的部分影響.根據(jù)分析相同溫度不同播種期處理下小麥的抽穗期表明,小麥播種日期與小麥抽穗日期的關(guān)系不大,未出現(xiàn)“早播早熟,晚播晚熟”的現(xiàn)象,而是表現(xiàn)為同一年份內(nèi)相同積溫下,同種小麥品種在不同的播種期處理下,抽穗期依然相同的現(xiàn)象,這與王洪明(2020)結(jié)果一致,其研究認為播種日期對于小麥抽穗期、千粒重的影響并不是很大,只對小麥的出苗率和出苗期產(chǎn)生一定程度的影響[20].這說明,只要溫度處理沒有變化,播種期對冬小麥的抽穗期影響很小,兩者沒有直接的相關(guān)性.為我們合理安排小麥生長環(huán)境,保證小麥優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)提供了新思路,也能為科學(xué)地指導(dǎo)生產(chǎn)工作,避免走繞路提供依據(jù)和方法.
1)本文基于對鄭麥162、航裕33、周麥38號、永民麥1號、先圣368和華展166等39個品種兩年的試驗結(jié)果數(shù)據(jù)分析,其中以周麥18為對照品種、百農(nóng)207為輔助對照品種,最終得出冬小麥抽穗日期與抽穗前3月—4月的月均溫呈負相關(guān)的關(guān)系.
2)以周麥18為對照品種和百農(nóng)207為輔助對照品種的六組實驗,在2018—2019年間和2019—2020年間第六組播種日期均較前五組推遲5 d,但抽穗日期完全一致,得出抽穗日期與播種日期關(guān)系不大的結(jié)論.