不同行距和密度对耐密品种克旱16花后个体质量和产量的影响

邵 凯，李建伟，于立河，张景云，薛赢文，金珊珊，郭建华

(1.黑龙江八一农垦大学农学院/黑龙江省寒地作物种质改良与栽培重点实验室，黑龙江大庆163319；2.黑龙江省农垦科学院作物所，黑龙江佳木斯 154007)



不同行距和密度对耐密品种克旱16花后个体质量和产量的影响

邵 凯1，李建伟1，于立河1，张景云2，薛赢文1，金珊珊1，郭建华1

(1.黑龙江八一农垦大学农学院/黑龙江省寒地作物种质改良与栽培重点实验室，黑龙江大庆163319；2.黑龙江省农垦科学院作物所，黑龙江佳木斯 154007)

摘要：为研究不同播种行距和密度对春小麦单株茎鞘物质积累及垂直分配的影响，以耐密品种克旱16为试验材料，分别设置行距为10、15 cm(分别记为C1、C2)和密度为600万、750万、900 株·hm-2(分别记为B1、B2、B3)，共6个处理组合，研究不同处理下单株花后茎鞘不同节间物质积累动态、贮藏物质再转运以及对穗贡献率、茎长、小穗密度、千粒重和产量的影响。结果表明，上三节间平均茎鞘物质积累量在B1C2处理(对照)最高；单株茎鞘干物质积累量随行距增宽而降低；倒一节茎鞘贮藏物质对穗的贡献率最大；茎长随行距的增宽而增长，B3C2处理下茎长最大(73.73 cm)；小穗密度在B3C2处理下最低；千粒重和产量在B3C1处理下最高，较对照(B1C2)增加0.71%和13.13%。可见，对于耐密品种克旱16而言，适当增加密度和减小行距有利于高产，本试验以B3C1处理为最适栽培模式。

关键词：春小麦；行距；密度；干物质；产量

小麦产量由群体内单位面积穗数、穗粒数和千粒重三个因素组成，群体产量是个体单株生产力累加的结果，但又不是每个个体产量充分增长的总和，栽培管理措施影响小麦群体产量和个体单株生产力的发挥。育种工作者在早期世代的选择过程中发现，小麦植株个体的产量潜力与群体产量往往不一致[1]。种植方式[2]、耕作方式和播种质量[3]、肥水措施[4-6]、密度和播期[7-9]和行距调整[10-13]等栽培管理措施对小麦产量都有一定影响。叶片是植株光合作用的主要器官，但茎鞘作为非叶器官其贮藏物质对穗的贡献也十分重要[14-18]。前人研究大多针对的是不同栽培管理措施下的小麦群体[2,19]，但对其中个体的表现未做研究。因此，本研究利用耐密型春小麦品种克旱16，比较不同播种行距和密度下个体花后茎鞘器官贮藏物质积累动态及贮藏物质再分配和对穗的贡献率、茎长、小穗密度、产量的影响，以期为耐密品种的适宜栽培模式提供参考。

1材料与方法

1.1试验地概况

试验于2013年在黑龙江省农业科学院克山分院试验地进行，该试验地位于黑龙江省齐齐哈尔市克山县(125.87 °E 48.03°N)。春小麦生育期平均气温为19.1 ℃，总降雨量为387.8 mm，总日照时数为567.2 h；前茬作物为小麦。供试土壤为淋溶性黑钙土，0～20 cm土壤耕层基础理化指标为：碱解氮128.7 mg·kg-1，速效磷51.7 mg·kg-1，速效钾166.0 mg·kg-1，有机质3.54 g·kg-1，pH值为6.2。

1.2试验材料

试验材料为黑龙江省春小麦主栽品种克旱16(KH16)，由黑龙江省农业科学院克山分院育成。该品种耐密植、抗旱、中筋、晚熟。本试验播种日期为4月24日。

1.3试验设计

采用大田随机区组设计。种植密度设600万、750万、900万株·hm-2三个水平，分别用B1、B2和B3表示；行距设为10 cm和15 cm两个水平，分别用C1和C2表示；因大田常规播种密度和行距为550～600万株·hm-2和15 cm[20]，本试验以B1C2处理作为对照(CK)。每个处理3 次重复，共18 个小区。小区面积2.4 m2，长2 m，宽1.2 m。基肥为每公顷施尿素和磷酸二铵各150 kg(尿素含N 46.3%，磷酸二铵含N 18.0%、P2O546.0%)，其余管理措施同大田。

1.4测定指标及方法

在测产区外，分别于开花后0、10、20、30、40 d每个小区随机选取生长整齐一致的10个单株，去除分蘖保留主茎，将主茎其他叶片去除，仅留旗叶，最后将主茎分为倒一、二、三、四节茎鞘(叶鞘基部“关节”算入本节茎鞘)和主茎整穗5部分，再分开装入纸袋，105 ℃杀青30 min后80 ℃烘干至恒重。成熟期同样每个处理随机选取10株，风干后进行室内考种，测定其主穗穗长、小穗数、穗粒数和千粒重。成熟期采用小区计产，每个小区收获1 m2，统计成穗数后风干，脱粒后测产。

茎鞘物质转运特征参数和小穗密度计算公式如下：

最大干重期至成熟期贮藏物质转运量=最大干重期干物重-成熟期干物重；

最大干重期至成熟期贮藏物质转运率=(最大干重期干物重-成熟期干物重)/最大干重期干物重×100%；

最大干重期至成熟期贮藏物质贡献率=(最大干重期干物重-成熟期干物重)/穗重×100%；

开花前贮藏物质转运量=茎鞘开花期干物重-成熟期干物重；

开花前贮藏物质转运率=(茎鞘开花期干物重-成熟期干物重)/开花期干物重×100%；

开花前贮藏物质贡献率=(茎鞘开花期干物重-成熟期干物重)/穗重×100%；

小穗密度=[(小穗数-1)/穗轴长度]×10

(注：最大干重期即干物质积累最大的时期，本试验上3节最大干重期均为花后20 d，倒4节是花后10 d时)

1.5数据分析

数据用Excel 2003 进行处理、分析及绘图，用 SPSS 18.0版软件进行数据的统计分析及显著性分析。

2结果与分析

2.1不同行距和密度下的花后茎鞘物质积累特征

由图1可以看出，上四节茎鞘物质积累量均呈先上升后下降的变趋势化，上三节茎鞘物质积累量峰值均出现在花后20 d时，均以B3C1处理最高，但与其他处理差异不显著；倒四节茎鞘物质积累量峰值出现在花后10 d，以B1C2处理最高，亦与其他处理差异不显著。上三节平均茎鞘物质积累量均以CK处理(B1C2)最高；倒四节则以B2C1处理最高，B1C2次之。

花后40 d时(成熟期)，倒一、倒四节茎鞘物质积累量随密度增加呈先升高后下降的趋势，B2处理下最高；同一密度下，倒一、倒四节茎鞘物质积累量均随行距增宽而降低，倒一节在对照处理下最低，倒四节在B3C2处理下最低。分别较CK(B1C2)和B3C1处理降低1.43%和13.13%(图1A、1D)。C1行距时，倒二、三节茎鞘物质积累量随密度增加呈先升高后下降的趋势，C2行距时则呈递减趋势；B2和B3处理时，倒二节茎鞘物质积累量随行距增宽而降低。B3C2处理最低，分别较CK(B1C2)和B3C1处理降低8.99%、24.23%和15.81%、14.33%(图1B、1C)。单株上四节茎鞘物质积累量在C1行距时均呈先上升后下降的趋势，在C2行距时呈递减趋势；同一密度下，单株茎鞘物质积累量随行距增宽而降低，B3C2处理最低，分别较CK(B1C2)和B3C1处理降低6.94%和11.79%。

数据为3 次重复的平均值，图柱上不同的小写字母表示在 0.05 水平上差异显著，下同

The table shows an average of three replicates. Values followed by different lower case letters in the column mean difference significant at the 0.05 levels.The same as below

图1不同行距和密度处理下的花后茎鞘物质积累动态

Fig.1Dynamics of dry weight in stem organ after anthesis in different planting density and row spacing

2.2不同行距和密度对贮藏物质再转运及对穗贡献的影响

最大干重期至成熟期上四节茎鞘贮藏物质转运量以倒一节最高，倒二节次之，倒四节最小，贮藏物质转移率也基本以倒一、二节较高(表1)，表明倒一、二节间茎鞘贮藏物质对穗形成及籽粒形成具有重要意义。花前茎鞘贮藏物质转运量以倒一、倒二节较高，而倒四节最低，但贮藏物质转运率以倒一节较高，倒二、三、四节相差不大。

上四节最大干重期至成熟期茎鞘贮藏物质贡献率在C2行距时随密度的增加而增大，在C1行距时呈先降后升趋势，B2处理最低；B3C2处理贡献率最大，分别较CK(B1C2)和B3C1处理提高66.28%和20.97%。倒二、三节最大干重期至成熟期茎鞘贮藏物质转运率在B3C2处理下最大(分别为49.24%和46.45%)；倒一、倒四节最大干重期至成熟期茎鞘贮藏物质转运率、花前茎鞘贮藏物质转运率和贡献率在CK处理下最大。

表1　不同行距和密度处理下花后茎鞘物质再分配及对穗的贡献

同一列中不同的小写字母表示在 0.05 水平上差异显著

Values followed by different lower case letters within a column are significantly different at 0.05 levels

图2　不同行距和密度处理对茎长和小穗密度的影响

2.3不同行距和密度对茎长和小穗密度的影响

C1行距时茎长随密度增加呈递增趋势，C2行距时则先降后升，B2处理时最低；同一密度处理下，茎长随行距的增宽而增长，B3C2处理最高(73.73 cm)，分别较B1C2(CK)和B3C1处理增长1.75%和0.36%，但差异不显著。

C1行距时小穗密度随密度增加呈先降后升趋势，B2密度时最低；C2行距时呈递减趋势，B3最低。B1C2和B3C1处理较其密度增加6.76%和4.77%；B1和B2处理下，小穗密度随行距的增宽而增大，B3处理则相反。

2.4不同行距和密度对小麦产量及其构成的影响

不同播种行距和密度使小麦产量的差异较显著(表2)。在C1和C2行距下，均以B3密度的产量最高，分别为5 580.00 kg·hm-2和5 423.33 kg·hm-2，均与CK(B1C2)处理差异不显著；同一密度下(除B1处理外)，C1行距较C2更利于产量的提高。说明适宜的行距和密度配置有利于小麦的丰产。不同密度下，穗数呈极显著差异，但相同密度下不同行距间差异不显著。B3C1处理较B3C2处理穗数增加0.20%，较对照增加38.91%。

表2表明，在穗数接近时，产量的提高主要表现在以下两个方面：一是穗粒数，对照主穗粒数最多(41.93 粒)，除与B2C2处理差异显著外，与其他处理差异均不显著；二是粒重，B3C1处理千粒重最高(32.83 g)，且与其他处理差异不显著。而表2中，成穗数差异极显著的处理(B1C1、B1C2与B3C1、B3C2)的产量差异也极显著，表明植株个体单株生产力对产量的影响并没有超过群体内成穗数量对产量的影响。

表2　不同行距和密度对小麦产量和产量构成因素的影响

同一列中不同的大写字母表示在 0.01 水平差异显著，不同的小写字母表示在 0.05 水平上差异显著

Values followed by different capital and lower case letters within a column mean difference significant at 0.01 and 0.05 levels,respectively

3讨 论

小麦群体结构建立的基本措施是通过播种行距和密度实现的[21]。在群体规模下，个体质量与群体产量之间存在一定矛盾，协调好这些矛盾对构建高产高效群体具有十分重要的意义。前人对于播种行距或密度与产量关系的研究较多[22-23]，而对播种行距和密度互作下植株个体与产量关系的研究不够完善。人们通常认为低密度、宽行距有利于增加群体的通风透光性能，但也有研究认为低密度、宽行距同时也会使群体内产生过多的漏光损失[19]。高的种植密度从各方面来看都是一种逆境，高密度群体中个体对诸如光合有效辐射、土壤养分和水分等资源的竞争更加剧烈[24]。对于耐密品种来说，高密度种植条件下才能发挥其增产潜力。本研究发现，克旱16(KH16)千粒重和产量在900 万株·hm-2与10 cm行距配置时最高。张宏雷等[25]研究认为，常规行距(15 cm)处理且熟期正常的情况下，KH16以密度1 000万株·hm-2左右与施用氮磷钾纯量195 kg·hm-2左右配置为最佳肥密模式。刘宁涛等[26]研究发现，KH16产量在密度为850 万株·hm-2处理最高。本研究结果与二者相似。本研究表明，高密度(900 万株·hm-2)下主穗粒数较低密度(600 万株·hm-2)下少，平均降低9.50%；900 万株·hm-2与10 cm行距配置下小穗密度仅低于600 万株·hm-2与15 cm行距配置(对照)1.87%，差异不显著。说明低密度有利于单株穗部发育，增加结实率。

禾谷类作物经济产量的60%～100%来自开花后到成熟期的光合产物，生育后期的光合功能直接影响到籽粒产量[27]。相对于花后来说，花前光合产物对经济产量的贡献较少。本研究表明，KH16上四节茎鞘开花前贮藏物质对穗的贡献率以密度900 万株·hm-2、行距10 cm配置下最小，而此配置的花后贮藏物质对穗的贡献率最大，说明高密度、窄行距有利于单株花后茎鞘贮藏物质对穗提供更多营养，确保籽粒发育，进而提高经济产量。这与张向前等[28]研究结果相似。本研究也发现，900 万株·hm-2与10 cm行距配置下产量最高，但单株表现并非最佳，上四节茎鞘贮藏物质积累动态、最大干重至成熟期贮藏物质转运量、转运率及对穗的贡献率等指标均非最高，而以低密度处理下表现较好。说明群体和个体单株发育非协同增益。改善单株个体与群体之间的矛盾，使其共同发展是本试验今后的重要课题。

综上所述，对于KH16来说，在行距一定时，增加种植密度可增加成穗数，也可以增加植株个体花后上四节茎鞘贮藏物质对穗的贡献率，从而增加粒重，有效提高产量；在密度一定时，适当缩小行距，同样增加了成穗数和植株个体花后上四节茎鞘贮藏物质对穗的贡献率，还增加了主穗粒数，更有助于丰产。可见密度900 万株·hm-2与10 cm行距配置是春小麦品种KH16的最佳种植模式。

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Effect of Plant Density and Row Spacing on Growth and Yield of Post-anthesis Individual in Spring Wheat

SHAO Kai1,LI Jianwei1,YU Lihe1,ZHANG Jingyun2,XUE Yingwen1,JIN Shanshan1,GUO Jianhua1

(1.College of Agriculture,Heilongjiang Bayi Agricultural University/ Key Laboratory of Cold Crop Germplasm Improvement and Cultivation of Heilongjiang Province,Daqing,Heilongjiang 163319,China；2.Crops Development Institute of Heilongjiang Academy of Land Reclamation and Agricultural Sciences,Jiamusi,Heilongjiang 154007,China)

Abstract:In order to investigate the effects of different row spacing and density on the biomass accumulation of single spring wheat plant, with the high-density type cultivar, Kehan 16 as material, six treatments with two row spacing (10，15 cm，C1 and C2) and three planting densities of basic seedlings (600×104,750×104,900×104 plants·hm-2,B1,B2,B3) were designed and conducted in 2013 growing season. The biomass accumulation and yield components of individual plant were analyzed among different row spacing and density. The results showed that dry matter accumulation of the first to the third internode from ear was the highest under the treatment of B1C2.The dry matter accumulation in stem and sheath of individual plant was reduced with the increase of row spacing. The contribution of biomass accumulation in the first internode from the top to spike was the highest. The stem length was improved with the increase of row spacing, and the treatment of B3C2 gave the highest stem length (73.73 cm).The density of spikelet under B3C2 was the lowest, and which were improved by 6.76% and 4.77%,respectively,under the control and the treatment of B3C1.The 1 000-grain weight and yield under the treatment of B3C1 was the highest, which improved 1 000-grain weight and yield by 0.71% and 13.13% compared to the control, respectively. The results indicated that the optimal planting conditions for Kehan 16 are B3C1.

Key words:Spring wheat; Row spacing;Plant density;Dry matter;Yield

中图分类号：S512.1；S311

文献标识码：A

文章编号：1009-1041(2016)04-0465-07

通讯作者：于立河(E-mail：yulihe2002@126.com)；张景云(E-mail：nkzhangjy@163.com)

基金项目：国家公益性行业(农业)专项(201303007)；国家农垦总局科技攻关项目(HNK125A-01-02)；黑龙江省科技攻关项目(GZ11B101)。

收稿日期：2015-11-25修回日期：2015-12-25

网络出版时间：2016-04-01

网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1359.S.20160401.1533.024.html

第一作者E-mail：110451819@qq.com