不同品种冬小麦花前干物质积累转运及对产量的影响

闫树平

摘要：为探明不同品种小麦花前营养器官干物质积累、转运与产量形成的关系，并据此为当前的小麦育种提供理论依据和技术支持，特选择6个新品种为材料进行试验。结果表明：冬前生物量对小麦花前生物量的积累具有一定程度的决定作用，要提高花前营养器官中储藏的干物质总量，就必须保证冬前有效积温的总量，从而积累更多的养分；花前营养器官中积累的干物质较多，对籽粒的贡献率就较大，并且干物质的转移率也会较高，对最终的总生物量起决定性作用。

关键词：小麦；花前干物质；转运；产量

中图分类号：S512.103.3文献标识号：A文章编号：1001-4942（2016）10-0065-04

我国是世界上最大的小麦生产国和消费国。据预测，2020年我国小麦需求量约为1.4亿吨，超过目前产量的28%[1]，要实现小麦主体自给，任务非常艰巨[2]。要保证小麦产量的持续增长，就必须依靠良种的换代改良[3]，从源头上做好高产准备，为日后的田间管理打下坚实的基础，起到事半功倍的效果，实现小麦的稳产增产。

籽粒是小麦生产的终极产品。我们育种目标中关于小麦籽粒标准的制定应对路、执行要到位，反之，则是失败[4]。小麦粒重是产量的重要组成部分，籽粒是否充实直接关系到粒重和产量的高低[5]。小麦籽粒的积累是一个不断变化、协调的过程，搞好育种，必须明晰、疏通小麦库源关系才能使育出品种在品质、产量方面有所改进提高，最终育出品质优、产量高的新品种。为探明不同品种小麦花前营养器官干物质积累、转运与产量形成的关系，并据此为当前育种提供理论依据和技术支持，特选6个自育新品种为试材进行试验。

1材料与方法

1.1试验材料

聊城市农业科学研究院自选新品种LN05-1、LN06-1、LN06-2、LN07-1、LN07-2、LN07-3。

1.2试验地概况

2014年10月，试验在排灌条件良好的本院高新技术示范园区进行。黏质土壤，有机质含量15.7 g/kg，碱解氮126.9 mg/kg，速效磷33.1 mg/kg，速效钾78.7 mg/kg。前茬夏玉米，收获后秸秆还田。每公顷用腐熟牛粪60 m3、小麦专用复合肥（N-P2O5-K2O=12-18-15）50 kg、尿素10 kg，匀撒地面耕翻作底肥。

1.3试验设计和管理

试验地共540 m2。小区长10 m，宽3 m。12行区，行距25 cm。10月13日用精播机播种，留基本苗225万/hm2。随机区组排列，重复3次。拔节后期追施尿素300 kg/hm2，其它田间管理措施同大田。

1.4调查和取样

三叶期每小区选6个生长均匀有代表性的固定样段（样段长50 cm），分别于越冬期、返青期、起身期、拔节期、开花期每次选取一个样点，将样段内的麦苗全部拔出以测量其叶面积系数和开花期的干物质量，于成熟期拔其样点植株测量干物质量及籽粒干重。

将麦苗剪去根部带回实验室。将每个小区拔取植株上的全部绿叶取下，从中选取较大的10片绿叶截取中间的3～5 cm作为标准叶，量其长和宽，求其叶面积（S1），装入纸袋，烘干后称其重为g1。将其余绿色叶片装入纸袋，烘干后称其重为g2。将剩下的茎秆装入纸袋，烘干后称其重为g3。将纸袋放入烘箱，在105℃杀青30 min，然后70℃烘至恒重。

利用以下公式计算所需数据[6，7]：

样点叶面积=标准叶的叶面积（S1）×[（g1+g2）/g1]；

叶面积系数=样点叶面积/样点面积。

由数据g1、g2、g3计算出干物质量，公式为

生物产量=（g1+g2+g3）×80 000.0；

小麦花前营养器官同化物转移量=开花期整株干重-成熟期秸秆干重；

小麦花前营养器官同化物转移率（%）=（开花期整株干重-成熟期秸秆干重）/开花期整株干重×100；

小麦花前干物质对籽粒产量的贡献率（%）=花前营养器官同化物转移量/成熟期籽粒干重×100。

1.5数据处理

数据采用Microsoft Excel 2003和SPSS 2012方差分析软件进行分析。

2结果与分析

2.1叶面积系数对花前小麦营养器官干物质积累的影响

由表1可见，从越冬前到开花期小麦的叶面积系数逐渐增大，开花期达到最大。冬前到返青期6个品种的叶面积系数增加不明显，返青到开花期增长迅速，尤其是起身到拔节期，此时正值春季分蘖高峰期，开花期小麦群体达最大值；拔节后叶面积系数的增长主要靠单片叶面积的增大。

结合图1和表1可见，LN05-1冬前生长旺盛，分蘖较多，叶面积系数在6个品种中较大，虽然其返青、拔节、起身期的叶面积系数较小，但到了开花期它的叶面积系数和花前干物质积累量却是最大的。LN07-1冬前叶面积系数在6个品种中倒数第二，虽然其返青后表现出较强的生长势头，叶面积系数迅速增大，但到开花期它积累的生物产量仍是6个品种中最少的。其余4个品种的花前叶面积系数表现差异不大，花前营养器官积累的生物量也处于中间水平。由此可见，冬前的生物量对冬小麦花前生物量的积累具有一定程度的决定作用，要提高花前营养器官中储藏的干物质总量，就必须保证冬前有效积温的总量，保证冬前分蘖的个数，促使冬前大蘖成穗，从而积累更多的养分。

2.2不同小麦品种花前营养器官贮藏物质向籽粒转运分析

产量的形成一方面决定于总生物量的多少，另一方面还决定于干物质向经济器官的转运效率[8]。由表2可见，6个品种的花前营养器官的干物质积累量在11 305～15 572 kg/hm2之间，最高相差4 267 kg/hm2；籽粒和成熟期秸秆干物质量仅LN05-1较高，其余5个品种差异均不大；花前干物质对籽粒的贡献率均低于花后干物质对籽粒的贡献率，LN07-3花后干物质对籽粒的贡献率达到91.5%；花前同化物转移率最高的LN06-1为18.5%，最低的LN07-3仅为5.4%。

6个品种中，LN05-1的花前营养器官积累的干物质量最高为15 572 kg/hm2，籽粒干重和成熟期秸秆干重也最高，但它的花前干物质对籽粒的贡献率却只有24.1%，居第3位，花前同化物的转移率只有13.9%，也是第3位。LN06-1的花前营养器官积累的干物质量是12 480 kg/hm2，在6个品种中居第3位，籽粒干重最低，仅为6 779 kg/hm2，成熟期秸秆重排在第5位，但是花前干物质对籽粒的贡献率和花前同化物的转移率却都是6个品种中最高的。LN07-3的籽粒干重、成熟期的秸秆重均是6个品种中的第3位，但花前干物质对籽粒的贡献率只有8.5%，花前同化物的转移率只有5.4%，均是6个品种中最低的。

6个品种花前干物质的积累量与花前干物质对籽粒的贡献率及花前干物质的转移率3个指标高度一致，可见，花前营养器官中积累的干物质较多，对籽粒的贡献率就较大，并且干物质的转移率也会较高。花前营养器官积累的干物质量在6个品种中的排名，与收获时籽粒干重、秸秆干物质量在6个品种中的排名高度一致，可见，小麦花前营养器官中积累的干物质量对最终收获的总生物量起决定性作用。

2.3不同小麦品种产量构成因素及收获指数

由表3可见，6个品种中籽粒产量最高的是LN05-1，为8 986 kg/hm2；LN06-2为7 423 kg/hm2，位于第2位；LN06-1产量最低为6 779 kg/hm2。方差分析结果表明，6个品种间产量有显著差异。

LN05-1的群体穗数最多，为707.8万/hm2，穗粒数最少，为29.7个，千粒重42.3 g，位居6个品种的第3位，它的产量和秸秆干物质重都是6个品种中最高的，收获指数（HI）是0.40。可见，大群体是LN05-1取得产量优势的首要因素，若要保证LN05-1高产稳产就必须保证有足够的群体。

LN06-1的群体穗数是524.3万/hm2，在6个品种中居第4位；穗粒数32.5个，位于第4位，千粒重也是第4位；产量最低，秸秆和地上部总干物质积累位于第5位，收获指数0.40。要提高产量就必须对产量三要素进行全面提升，定向选取符合育种目标的株系。

LN06-2的穗数是541.8万/hm2，穗粒数34.6个，千粒重39.3 g，实际产量7 423 kg/hm2（第2位），秸秆干物质重和总干物质重均为第2位，收获指数最低，为0.37。要提高LN06-2的产量就要着手提高其收获指数，从而使其产量水平再上一个新台阶。

LN07-1的群体穗数最低，为441.3万/hm2，千粒重最高，为43.2 g，籽粒产量第5位，秸秆干物质重最低，收获指数最高，为0.42。要提高产量，就要适当早播，着重培育冬前壮苗以增加冬前分蘖，并且加强春季管理促进春季有效分蘖形成，尽可能提高有效穗数，以此达到增产目的。

LN07-2的群体穗数为554.9万/hm2（第2位），穗粒数第5位，千粒重为42.5 g（第2位），籽粒产量、秸秆干物质重和地上部总干物质重都是第4位，收获指数0.40。要提高产量就要适当选取穗粒数多的穗子进行着重培育，再辅以适当的管理措施尽可能提高群体穗数。

LN07-3的穗粒数最多，群体穗数较少，千粒重较低，产量指标均为第3位，收获指数0.40。此品种产量的提高主要应以增加群体穗数和千粒重为主。

3讨论与结论

由本试验可见，起身到拔节期为春季分蘖高峰期，此时小麦群体达最大值，其叶面积系数的增长主要靠叶片总数的增多；拔节后叶面积系数的增长主要靠单片叶面积的增大，它对叶面积系数的贡献率较大。冬前生物量对小麦花前生物量的积累具有一定程度的决定作用，要提高花前营养器官中储藏的干物质总量，就必须保证冬前有效积温的总量，保证冬前分蘖的个数，促使冬前大蘖成穗，从而积累更多养分。花前营养器官中积累的干物质较多，对籽粒的贡献率就较大，并且干物质转移率也会较高[9-11]。小麦花前营养器官中干物质积累量对最终收获的总生物量起决定性作用。

针对6个品种分别提出增产措施如下：LN05-1，必须有足够的群体；LN06-1，必须对产量三要素进行全面提升；LN06-2，提高收获指数；LN07-1，适当早播，尽可能提高有效穗数；LN07-2，适当选取穗粒数多的穗子，再适当提高群体穗数；LN07-3，主要提高群体穗数和千粒重。

通过品种改良可以提高小麦物质生产能力和生产效率，协调不同生育阶段的物质积累情况，调节花前和花后干物质对籽粒的贡献比例。在今后育种中，我们要着力于提高拔节前的营养生长、花前的干物质转运、后期干物质向籽粒的转运，以提高收获指数和小麦单产。

参考文献：

[1]

翟虎渠，刘旭. 中国粮食与农业综合生产能力科技支撑研究[M]. 北京：科学出版社，2008.

[2]赵广才. 小麦优质高产新技术[M]. 北京：中国农业科学技术出版社，2006.

[3]刘恩训，吴敏楚，史新海. 作物育种与良种繁育[M]. 青岛：青岛海洋大学出版社，1993.

[4]于振文. 作物栽培学各论[M]. 北京：中国农业出版社，2003.

[5]徐云姬，张伟杨，钱希旸，等. 施氮量对小麦籽粒灌浆的影响及其生理机制[J]. 麦类作物学报，2015，35（8）：1119-1126.

[6]马东辉，王月福，周华，等. 氮肥和花后土壤含水量对小麦干物质积累、运转及产量的影响[J]. 麦类作物学报，2007，27（5）：847-851.

[7]朱志勇，李友军，郝玉芬，等. 镉对小麦（Triticum aestivum）干物质积累、转移及籽粒产量的影响[J]. 农业环境科学学报，2012，31（2）：252-258.

[8]王进军，柯福来，白鸥，等. 不同施氮方式对玉米干物质积累及产量的影响[J]. 沈阳农业大学学报，2008，39（4）：392-395.

[9]范亚宁，李世清，何维模，等. 施氮对半湿润农田生态系统不同冬小麦品种灌浆期物质转移的影响[J]. 生态学杂志，2005，24（12）：1402-1408.

[10]赵万春，董剑，高翔，等. 施氮对杂交小麦不同器官氮素积累与转运及其杂种优势的影响[J].作物学报，2007，33（1）：57-62.

[11]范雪梅，戴廷波，姜东，等. 花后干旱与渍水下氮素供应对小麦碳氮运转的影响[J]. 水土保持学报，2004，18（6）：63-67.