晚播条件下高产冬小麦品种的产量形成特点

吕丽华，姚艳荣，董志强，张丽华，贾秀领

（农业部华北地区作物栽培科学观测实验站，河北省农林科学院粮油作物研究所，河北石家庄050035）

晚播条件下高产冬小麦品种的产量形成特点

吕丽华，姚艳荣，董志强，张丽华，贾秀领*

（农业部华北地区作物栽培科学观测实验站，河北省农林科学院粮油作物研究所，河北石家庄050035）

冀中南地区的种植制度为冬小麦-夏玉米一年两熟轮作，而种植耐迟播小麦品种是保证两季作物均衡增产的重要栽培措施。为了筛选耐迟播的小麦品种，2015年以适宜河北地区种植的16个冬性或半冬性小麦品种为试材，采用完全随机设计，研究了迟播（10月15日播种）对小麦产量形成的影响，并分析了迟播高产品种的生长发育特点。结果表明：小麦产量与冬前的单株分蘖数、单株次生根条数和主茎叶片数均呈负相关，其中，与冬前单株分蘖数的相关性达到了显著水平；与其他生长和生理指标均呈正相关，其中，与成熟期旗叶SPAD值和开花期叶面积指数的相关性达到了极显著水平，与挑旗期旗叶SPAD值和灌浆期天数的相关性达到了显著水平。在晚播条件下，应选择春季发育较快、灌浆期长、后期衰老较慢的小麦品种；而冬前植株生长过快、过旺，反而不利于产量的提高。从高产水平（产量＞9 500 kg/hm2）看，冀麦325、石农086、婴泊700、衡S29、济麦22和冀麦585属于耐迟播品种，这些品种的特点是：冬前生长速度中等（主茎叶片3叶一心），灌浆期较长（39～41 d），冬前LAI为0.90～1.03、开花期LAI为7.46～8.03，生育后期叶片衰老较慢、SPAD较高（≥36.8）。

晚播；冬小麦；产量形成；高产原理

适期播种是冬小麦获得高产稳产的重要栽培措施之一[1～3]。在当前河北地区冬小麦-夏玉米一年两熟轮作种植制度下，提倡冬小麦晚播，但是晚播后光热资源明显不足，因此，了解晚播后小麦高产稳产品种的特性、筛选耐迟播冬小麦品种是保证两季作物均衡增产的重要栽培措施。不同地区和气候因素对产量的影响不同，且不同小麦品种要求的适宜播期也不一样[4～6]。晚播会使冬小麦前期生长减慢，单株分蘖降低，易造成群体不足[7，8]，也不利于小麦叶面积指数（LAI）[9]和叶片光合性能的提高[10，11]，进而影响小麦产量。因此，筛选晚播后仍能形成高产群体的小麦品种，成为生产中必须考虑的问题。

有关不同播期对冬小麦产量形成的影响研究较多[12～16]，而针对近年来审定冬小麦品种晚播条件下生长发育特点以及耐迟播冬小麦品种筛选等的研究较少。为此，以近年来河北和山东地区主栽的16个冬小麦品种为试材进行晚播效应试验，研究晚播条件下高产小麦品种的特性，旨为筛选耐迟播小麦品种，以及冬小麦-夏玉米一年两熟轮作制度下合理、高效分配两季的光热资源提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验点概况

田间试验在河北省农林科学院粮油作物研究所藁城堤上试验站进行。该区属华北太行山山前平原区（北纬38°41′，东经116°85′），年平均降雨量484 mm。试验地0～20cm耕层土壤基础养分含量为有机质1.55%、全氮0.097%、全磷0.22%、碱解氮72.7 mg/kg、有效磷19.5 mg/kg、有效钾91.0 mg/kg。

1.2 试验材料

参试小麦品种为近5 a河北、山东地区主栽的16个冬性或半冬性品种，均适宜河北地区种植（表1）。

表1 参试小麦品种概况Table 1 General situation of wheat varieties tested

1.3 试验设计

1.3.1 试验设计冬小麦播种前整地时，施史丹利复合肥（N、P2O5、K2O含量分别为20%、26%、8%）600 kg/hm2做底肥。2015年10月15日播种，设16个小麦品种处理。小区面积1.2 m×11.8 m，完全随机区组排列，4次重复。小麦行距15 cm，基本苗数量450万株/hm2；拔节期和开花期各灌水1次，灌水量均为70 mm/次，其中，拔节期结合灌水追施尿素（N含量46%）225 kg/hm2；其他田间管理措施同常规。2016年6月13日收获。

1.3.2 测定项目与方法

1.3.2.1 开花期、灌浆期和全生育期天数。调查参试冬小麦品种的开花日期和收获日期，统计全生育期、开花期和籽粒灌浆期（生育期减去播种至开花期所需天数）。

1.3.2.2 冬前植株生长状况。越冬前（2015年12月9日），每小区选定0.15 m2，调查单株分蘖、次生根和主茎叶片的数量。

1.3.2.3 植株LAI。分别于冬前（2015年12月9日）和开花期（2016年5月4日），每小区选定0.15 m2，挑选长势均匀的植株3株，测量叶长和叶宽，根据单株叶面积计算植株LAI（单株叶面积×0.83×单位土地面积内株数/单位土地面积）。重复3次。

1.3.2.4 叶片叶绿素相对含量（SPAD值）。分别在挑旗期（2016年4月25日）和成熟期（2016年6月3日），每小区选5片旗叶，用手持式SPAD-502型叶绿素计测定叶片的SPAD值。每叶测定3点，取平均值。

1.3.2.5 产量及产量构成性状。2016年小麦成熟期测定。（1）生物产量。6月11日，每小区选定0.15 m2，挖取植株，剪掉根系后装袋，先105℃杀青30 min，而后80℃下烘干至恒重，称量干重。（2）籽粒产量和产量性状。6月13日，采用小区联合收割机（CLASSIC，Wintersteiger，4910 Ried in Innkreis，Upper Austria，Austria）全小区收获，籽粒风干后称重，折算为含水量13%的标准产量。每小区选定0.333 m2，收获所有植株，统计单位面积穗数；随机取50穗，统计穗粒数；脱粒，籽粒风干后，测定千粒重，重复8次，同时测定含水量，折算为含水量13%的标准千粒重。

1.3.2.6 经济系数。根据公式（经济系数＝籽粒产量/生物产量）计算得到。

1.3.3 数据统计分析采用Microsoft Excel 2003软件处理数据，在SAS v8e软件包中运行GLM（General Linear Model）程序进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 参试冬小麦品种的冬前植株生长状况

2.1.1 分蘖数量藁优5218、冀麦418、冀麦325、冀麦585、良星66和鑫麦296的分蘖数为1.3～1.5个/株，单株分蘖量较少，分蘖力较低，六者之间差异不显著；衡4444、衡S29、农大399和石农086的分蘖数为1.8～1.9个/株，单株分蘖量较多，分蘖力较高，四者差异不显著，但均显著＞分蘖力较低的6个品种；其他品种分蘖力均中等，差异不显著，且与分蘖力较低和较高品种间的差异也均不显著（表2）。

2.1.2 次生根数量藁优5218、济麦22、冀麦585、良星66和婴泊700的次生根数量（1.0～1.1条/株）较少，其次是冀麦325和科农2009（均为1.3条/株），七者之间差异不显著；冀麦120的次生根数量（1.8条/株）最多，其次是衡S29（1.7条/株）、冀麦418（1.6条/株）、石4185（1.6条/株）和鑫麦296（1.5条/株），五者差异不显著，但均显著＞次生根较少的5个品种；其他品种的次生根数量均为1.4条/株，差异不显著，且与冀麦120除外的其他品种差异也均不显著。

2.1.3 主茎叶片数量良星66、婴泊700的主茎叶片数分别为3.2和3.3片/株，叶片较少，二者差异不显著，但均显著＜济麦22、农大399和鑫麦296（均为3.4片/株）除外的其他品种；冀麦120的主茎叶片数（4.1片/株）最多，且显著较高；其他品种的主茎叶片数为3.5～3.7片/株，叶片较多，差异不显著，但均显著＞主茎叶片数较少的2个品种。

综上分析可以看出，冀麦120、衡S29和石4185冬前植株发育较快，尤其是冀麦120，其冬前主茎叶片数和次生根条数明显较多；冀麦585、良星66、冀麦325、济麦22和婴泊700冬前植株发育相对较慢；其他品种冬前植株发育速度均中等。

表2 参试冬小麦品种的冬前植株生长状况Table 2 Growth status of wheat varieties plants before winter

2.2 参试冬小麦品种的开花期、灌浆期和全生育期

田间观察发现，参试冬小麦品种的生育期为237～242 d（表3），与品种审定公告不尽一致。其中，早熟品种冀麦120开花（4月30日）最早，且全生育期最短；而其他品种与早熟品种相比，开花期晚2～4 d（图1），全生育期长1～5 d（图2）。从开花日期看，石4185、衡S29和衡4444开花相对较早，平均较冀麦120晚2 d；农大399、冀麦585、冀麦325和济麦22开花较晚，平均较冀麦120晚4 d；其他品种则平均晚3 d。从全生育期看，婴泊700和冀麦585生育期最长，较早熟品种冀麦120长5 d；其次是济麦22、冀麦325、石农086和鑫麦296，生育期均为241 d，较冀麦120长4 d；藁优5218生育期为238 d，与冀麦120相当，二者仅相差1 d；其他品种生育期为239～240 d，较冀麦120长2～3 d。

从参试冬小麦品种的籽粒灌浆期可以看出，藁优5218、农大399的灌浆期分别为37和38 d，属于灌浆期相对较短的品种；衡S29、冀麦585、石4185、石农086、鑫麦296和婴泊700的灌浆期为40～41 d，属于灌浆期相对较长的品种；其他品种灌浆期均为39 d。

表3 参试冬小麦品种的实测生育期以及播种至开花所需的天数（d）Table 3 Measured growth stage and days from sowing to flowering of winter wheat varieties

图1 早熟品种冀麦120与其他参试小麦品种开花日期相差的天数Fig.1 Difference days of flowering date between early maturing variety Jimai120 and others tested varieties

图2 早熟品种冀麦120与其他参试小麦品种生育期相差的天数Fig.2 Difference days of growing period between early maturing variety Jimai120 and others tested varieties

2.3 参试冬小麦品种的叶面积指数

参试冬小麦品种的冬前LAI为0.72～1.40、开花期LAI为5.15～8.26，差异均达到了显著水平，但是2个时期的LAI顺序不尽一致（表4）。越冬前，早熟品种冀麦120的LAI最高，显著＞其他品种；其次是农大399，显著＞冀麦585除外的其他品种；衡4444、藁优5218、石4185和轮选103的冬前LAI（0.72～0.77）均较低，四者差异不显著，显著＜鑫麦296、良星66、济麦22和科农2009（LAI为0.80～0.84）除外的其他品种；其他10个品种的LAI为0.80～0.95，差异均不显著。开花期，轮选103的LAI最高，显著＞衡S29和冀麦325除外的其他品种；藁优5218、石4185、科农2009和冀麦120的LAI（5.15～6.26）明显较低，其中藁优5218最低；其他11个品种的LAI（6.94～7.83）较高，差异均不显著。

可以看出，早熟品种冀麦120冬前发育较快、LAI较高，但开花期LAI却较低；而冀麦585、冀麦325、冀麦418、婴泊700、石农086、衡S29、农大399冬前和开花期的LAI均中等，且较高；而藁优5218和石4185冬前和开花期的LAI均较低。

表4 参试冬小麦品种冬前和开花期的叶面积指数Table 4 LAI of winter wheat varieties before winter and at flowering stage

2.4 参试冬小麦品种的旗叶SPAD值

参试冬小麦品种的挑旗期旗叶SPAD值为46.4～55.8、成熟期SPAD值为10.8～44.6，差异均达到了显著水平，但是2个时期的SPAD值顺序不尽一致（图3和4）。

挑旗期，鑫麦296、良星66、冀麦585和科农2009的SPAD值（55.1～55.8）较高，四者差异不显著；其次是婴泊700、济麦22、轮选103和衡S29（53.6～53.8），四者差异不显著，且与SPAD值较高的4个品种差异也均不显著；冀麦418和石4185的SPAD值明显较低，且二者差异不显著；其他6个品种的SPAD值为49.6～52.9，差异不显著。该期叶片SPAD值较高，表明有可能维持较高的光合速率，生产较多的光合产物，为形成较高产量奠定了基础。

图3 参试小麦品种挑旗期的旗叶SPAD值Fig.3 SPAD value of flag leaf of winter wheat varieties at flagging stage

图4 参试冬小麦品种成熟期的旗叶SPAD值Fig.4 SPAD value of flag leaf of winter wheat varieties at maturing stage

成熟期，济麦22和婴泊700（42.8）的SPAD值较高，二者差异不显著，但均显著＞其他品种；其次是冀麦585、衡S29、良星66、冀麦418、石农086和冀麦325，SPAD值为37.0～38.9，六者差异不显著，且均仅与鑫麦296（SPAD值34.5）差异不显著；冀麦120和藁优5218的SPAD值（SPAD值10.8～15.0）明显较低；其他5个品种的SPAD值为26.8～32.3，差异不显著。生育后期叶片SPAD值较高，表明叶片持绿性较好、衰老较缓慢，可以维持较高的光合能力，为实现高产奠定了基础。

2.5 参试冬小麦品种的产量及其构成因素

参试小麦品种的单位面积穗数为561～748个/m2，穗粒数为34.5～43.4粒，千粒重为36.7～46.4 g，产量为8 771.8～10 395.3 kg/hm2，经济系数为0.41～0.47，差异均达到了显著水平（表5）。

表5 参试冬小麦品种的产量、产量构成因素和收获指数Table 5 Yield，yield components and harvest index of winter wheat varieties tested

2.5.1 单位面积穗数婴泊700和石农086的单位面积穗数较多，与冀麦585、石4185、济麦22和良星66差异不显著，但显著＞其他品种；衡4444、衡S29、冀麦120和农大399单位面积穗数中等；其他品种单位面积穗数均较少。

2.5.2 穗粒数科农2009穗粒数最多，其次是鑫麦296（41.9粒），二者差异显著，且均显著＞其他品种；再次是农大399、冀麦585、衡4444、衡S29、冀麦418和轮选103；藁优5218、石农086、良星66和冀麦120穗粒数较少，差异不显著，但均显著＜济麦22、济麦325、石4185和婴泊700除外的其他品种。

2.5.3 千粒重石农086千粒重最高，且显著＞其他品种；其次是冀麦120和济麦22，二者差异不显著，但均显著＞衡4444、冀麦418、冀麦585、鑫麦296和婴泊700除外的其他品种；藁优5218、科农2009、农大399和石4185千粒重较低，四者差异不显著，但均显著＜其他品种。

2.5.4 产量冀麦325产量最高，其次是石农086、婴泊700、衡S29、济麦22和冀麦585，5个品种产量均＞9 500 kg/hm2，且差异均不显著。

2.5.5 经济系数藁优5218、济麦22、科农2009、轮选103、衡S29、鑫麦296和婴泊700经济系数（0.46～0.47）较高，冀麦325、冀麦418、冀麦585和石4185经济系数（0.41～0.43）较低，两类品种差异达到了显著水平；其他品种经济系数居中。

2.6 小麦产量与生长和生理指标的相关性分析

小麦产量与冬前的单株分蘖数、单株次生根条数和主茎叶片数均呈负相关，其中，与冬前单株分蘖数的相关性达到了显著水平；与其他生长和生理指标均呈正相关，其中，与成熟期旗叶SPAD值和开花期LAI的相关性达到了极显著水平，与挑旗期旗叶SPAD值和灌浆期天数的相关性达到了显著水平（表6）。表明冬前小麦植株生长过快或过旺，均不利于产量的提高；而成熟期旗叶SPAD值和开花期LAI较高，以及灌浆时间较长，均会使产量明显提高。

表6 小麦产量与植株生长和生理指标的相关性分析Table 6 Correlation between yield and plant growth and physiological indexes of winter wheat varieties

3 结论与讨论

以往研究表明，冬小麦安全越冬的主茎叶片数需达到6～7片[17，18]。但是在本研究中，产量水平较高（＞9 500 kg/hm2）的6个冬小麦品种冀麦325、石农086、婴泊700、衡S29、济麦22和冀麦585，晚播后冬前主茎叶片数仅为4片（3叶一心）。表明与传统品种相比，当前主栽冬小麦品种对热量的需求已经发生了变化，对光热资源的利用能力明显提高。该结果与本文作者之前的研究结果[19]基本一致。

冬前植株生长过快或过旺均不利于形成高产，而春季生长速度较快且生理指标较优才是产量提高的关键。如，冀麦120晚播后冬前植株生长较快，次生根较多，主茎形成了4叶一心，但是，其开花期的LAI和成熟期的旗叶SPAD值均较低，最终产量（9 079.7 kg/hm2）也较低。本研究结果显示，冀麦325、石农086、婴泊700、衡S29、济麦22和冀麦585产量为9 536.7～10 395.3 kg/hm2，晚播后仍能达到高产水平。由此认为，这6个品种属于耐迟播品种。该类型小麦品种一般具有以下4个特点：冬前生长速度中等（主茎叶片3叶一心），灌浆期较长（39～41 d），冬前、开花期的LAI分别为0.82～1.03和7.13～8.03，生育后期叶片衰老较慢、SPAD值较高（≥36.8）。小麦品种至少具有以上特点中的3个，才能保证晚播不减产。

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Yield Formation Characteristics of Winter Wheat Varieties with High Yield under Late Sowing Condition

LV Li-hua，YAO Yan-rong，DONG Zhi-qiang，ZHANG Li-hua，JIA Xiu-ling*
（Scientific Observing and Experimental Station of Crop Cultivation in North China，Ministry of Agriculture P. R.China，Institute of Cereal and Oil Crops of Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Shijiazhuang 050035，China）

Wheat-maize double cropping is the main cropping system in Middle-Southern Hebei.The yield of wheat and maize could be increased evenly by planting late-sowing wheat varieties.To screen out wheat cultivars tolerant to late sowing，a field experiment was carried out with random block in Gaocheng of Hebei Province in 2015.The effects of late sowing on yield formation of 16 main wheat varieties were studied，and the characteristics of late-sowing wheat varieties with high yield were analyzed.The results showed that the yield of wheat was negatively correlated with number of tillers per plant，number of secondary roots per plant and leaves number of main stem before winter，and the relevance with number of tillers per plant reached a significant level.The yield was extremely correlated with SPAD value of flag leaf at maturing stage，and LAI at flowering stage，which had obviously positive correlation with SPAD value of flag leaf at flagging stage and days of grain filling.In the late sowing condition，the wheatvarietieswiththecharacteristicsofrapid development in spring，long grain filling time and slowsenescenceatlategrowthstagecouldbe selected.While it was adverse for the increase of yield that theplant grew rapi dly and vigo rously beforewinter.Jimai325，Shinong086，Yingbo700，HengS29，Jimai22 and Jimai585 were tolerant to late sowing，which had the characteristics at high yieldlevel（＞9 500 kg/hm2）of medium growth rate before winter（3 leaves and one heart leaf on main stem），long filling period（39-41 days），LAI before winter and flowering period respectively in 0.90-1.03 and 7.46-8.03，leaf senesce slowly at late growth stage，and higher SPAD at late growth stage（≥36.8）.

Late sowing；Winter wheat；Yield formation；High-yielding principle

S512.1+1

A

1008-1631（2017）03-0007-07

2016-10-28

河北省渤海粮仓科技示范工程；河北省财政专项（2015045083）

吕丽华（1977-），女，河北景县人，助理研究员，博士，主要从事小麦玉米微灌节水高产、水肥一体化技术研究。Tel：0311-87670620；E-mail：nkyllh@163.com。

贾秀领（1964-），女，河北正定人，研究员，主要从事作物节水高产与资源高效利用研究。Tel：0311-87670620；E-mail：jiaxl2005@aliyun.com。