不同年份下播期对旱地小麦产量及水分利用率的影响

2013-09-15丁锐钦裴雪霞张定一

山西农业科学 2013年4期

丁锐钦，丁亨，裴雪霞，张定一

（1.临汾市气象局，山西临汾041000；2.山西省农业科学院小麦研究所，山西临汾041000）

山西省南部麦区属黄淮海冬麦区，为山西小麦主产区和商品小麦生产基地，播种面积占全省小麦面积的50%～60%，其中，旱地小麦又占到该区小麦面积的50%～60%，其丰增欠减，对全省小麦的生产和粮食产量具有举足轻重的影响[1-3]。山西省南部旱地小麦生产十年九旱，年际间差异很大，小麦生育期间常伴有播期底墒不足以及冬、春干旱等，加之土壤耕层蒸发量较大，春霜冻也时有发生，导致干旱时期及程度均较黄淮各省旱地危害严重。因此，干旱缺水是小麦生产的主要自然灾害和小麦产量提高的主要限制因子[4-6]。

本试验研究了不同年型下3个播期对旱地小麦籽粒产量、生理特性和水分利用效率的影响，旨在为山西省旱地小麦适期晚播和自然降水利用率的提高提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验设计

试验于2008—2010年在临汾市尧都区大阳镇内鼻村进行，土壤为壤质石灰性褐土。2008年试验地理化性状为：有机质9.05 g/kg，碱解氮48.69 mg/kg，速效磷13.45 mg/kg，速效钾含量为132 mg/kg。2008年设9月20日播种，播种量112.5 kg/hm2；9月 30日播种，播量 165.0 kg/hm2；10月5日播种，播量187.5 kg/hm2共3个处理。2009年设9月22日播种，播种量112.5 kg/hm2；9月28日播种，播量150 kg/hm2；10月4日播种，播量187.5 kg/hm2共3个处理。大区设计，面积为446.5 m（247 m×9.5 m），不设重复。播前基施纯氮150 kg/hm2，P2O5120 kg/hm2，K2O 60 kg/hm2。供试品种为临抗11号，第2年6月2日收获。

1.2 测定项目及方法

1.2.1 群体调查 3叶期前，各处理选取3个1m2样方，调查其基本苗数，越冬前、拔节期调查其总茎数和单株茎蘖数。

1.2.2 干物质转移和积累除调查样方外，各处理随机取10个单茎装入密封塑料袋带回室内，按照茎、叶、穗部分开，105℃下杀青30 min后，80℃烘干至恒质量。

1.2.3 产量及其构成因素公顷穗数为3个1 m2样方内大于5粒的全部穗数；穗粒数为样方内随机选取1行，拔取单行20 cm的全部植株，去除小于5粒的穗后，调查每穗粒数；各处理收获3个未取样样方和2个1 m2随机样方，脱粒，风干后称质量，计产；取500粒进行称量，换算成千粒质量，2次重复（相差≤0.5 g）。

1.2.4 土壤贮水量播种和收获当天测定0～20，20～40，40～60，60～80，80～100，100～200 cm土层含水量。土层贮水量W（mm）＝w×ρs×h×0.1，式中，w 为土层含水量（%），ρs为土壤容重（g/cm3），h为土层厚度（cm），0.1为单位换算系数；田间耗水量（mm）＝播种时贮水量＋生育期灌水量+有效降水量－收获期贮水量；籽粒产量水分利用效率（kg/mm）＝籽粒产量/田间耗水量。

2 结果与分析

2.1 播期对总茎蘖和单株茎蘖的影响

由表1可知，2008—2009年越冬前总茎蘖和单株茎蘖、拔节期和成熟期单株成穗数均随播期推迟而减少，拔节期和成熟期总茎蘖随播期推迟先增加后减少，其原因是生育前中期持续干旱，土壤水分是决定分蘖的主要因素，积温的作用次之。而2009—2010年越冬前和拔节期总茎蘖和单株茎蘖数、成熟期单株茎蘖数均随播期推迟而减少，成熟期总茎蘖以第2播期最高，其原因是播种后降温早，再加上冬春持续低温，而积温是决定分蘖的主要因素。

表1 不同播期对总茎蘖和单株茎蘖的影响

2.2 播期对产量构成因素及产量的影响

由表2可知，2个年度产量均以第2播期最高，其次是第3播期，第1播期最低；产量构成因素中，成穗数和千粒质量也以第2播期最高，第1播期最低；穗粒数则为2009年随播期推迟而增加，2010年则随播期推迟先升高后降低。说明9月30日前后播种确保了较高的成穗数和千粒质量，这是高产的关键因素。

表2 不同播期对产量构成因素及产量的影响

2.3 播期对干物质积累和转移的影响

由表3可知，干物质转移量叶片和茎秆均表现为第2播期＞第3播期＞第1播期；穗部干物质积累量表现为第2播期＞第3播期＞第1播期；总干物质积累量2009年以第3播期最多，其次是第1播期，2010年以第1播期最多，第2播期最少。

表3 不同播期对干物质积累和转移的影响 g/株

2.4 播期对籽粒产量水分利用效率的影响

从表4可以看出，收获期土壤贮水量随播期推迟而增加；田间总耗水量随播期推迟而减少；籽粒产量水分利用效率2008—2009年以第2播期最高，达0.979 kg/mm，第1播期最低，仅为0.500 kg/mm。2009—2010年随播期推迟而升高，第3播期最高，达1.006 kg/mm。因此，适期晚播可避免冬前分蘖多、群体大旺长造成的生育期耗水量多，可提高自然降水的籽粒产量生产率。

表4 不同播期对籽粒水分利用效率的影响

3 结论与讨论

有研究表明，播期不同可造成小麦生长发育期积温、耗水和光照等生态条件存在差异，使生长发育过程中光合作用及营养物质的运转分配也相应发生变化，对作物籽粒产量产生影响[7-11]。裴雪霞等[3，12-15]认为，暖冬条件下，播期过早、气温偏高，会导致旺长，水肥大量消耗，遇到不利气候极易发生冻害。2008—2009年小麦生育期间，山西省发生了50 a不遇的伏、秋、冬、春连旱，2008年7月到2009年4月总降雨量为222 mm，较常年同期降雨量少154.1 mm，严重影响了冬小麦生长发育，造成旱地小麦大幅减产。

2009—2010年小麦播种时，底墒较好，7—9月降雨量为205.1 mm，但降温降雪早，积温不足，生育期较常年推迟7～10 d，而积温是影响单株茎蘖和总茎蘖的主要因素。本研究表明，生育期总茎蘖、单株茎蘖和单株成穗数均随播期推迟而降低；生育期耗水量以9月28日播种最多，其次是9月22日；水分利用率随播期推迟而提高；9月28日播种穗部干物质积累量增加最多，产量构成因素和产量均最高，这与2008—2009年结果一致。因此，不论特大干旱年份还是冬春低温、积温不足年份，适期播种都是提高旱地小麦水分利用效率、确保高产的基础。

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