商麦156干物质积累动态及产量结构特点分析

2018-06-21朱倩孟自力闫向泉倪雪峰朱伟

山东农业科学 2018年4期

朱倩孟自力闫向泉倪雪峰朱伟

摘要：以高产冬小麦商麦156为试材，以郑麦0943、周麦27、西农979为对照品种，综合研究其干物质积累规律及产量构成特点。结果表明：商麦156花前干物质积累量大，向非经济器官中分配比例低，向经济器官中分配比例高，成熟期籽粒干物质积累量达1.62 g/茎，分别较郑麦0943、西农979、周麦27提高13.29%、18.25%、19.12%，且差异均达到显著水平；花后干物质转运量（5 340.86 kg/hm2）、转运率（43.23%）及对籽粒的贡献率（61.12%）大，穗数中等，穗粒数（37.60粒）和千粒重（42.30 g）相对较高，产量表现为商麦156>周麦27>郑麦0943>西农979，商麦156产量分别较三个对照高5.67%、9.97%、18.85%。因此，干物质源足、库大、转运流畅是商麦156实现高产的主要因素。

关键词：商麦156；冬小麦；干物质积累；产量结构

中图分类号：S512.1+10.1文献标识号：A文章编号：1001-4942（2018）04-0033-04

Abstract Zhengmai 0943， Zhoumai 27 and Xinong 979 were used as control materials， and high-yield winter wheat variety Shangmai 156 was used as test material to study its dry matter accumulation law and yield component traits. The results showed that Shangmai 156 had large quantities of dry matter before flowering， low distribution proportion in non-economic organs and high distribution proportion in economic organs. Its dry matter accumulation in grains during mature period reached 1.62 g per stem and increased by 13.29%，18.25%，19.12% compared with Zhengmai 0943，Xinong 979 and Zhoumai 27 with significant differences. The dry matter translocation amount（5 340.86 kg/hm2）， translocation rate （43.23%） and contribution rate to grain（61.12%） were the highest after flowering. And the ear number was medium，but the grain number（37.60） per spike and the thousand kernel weight （42.30 g） were relatively higher. The yields of different varieties showed as Shangmai 156>Zhoumai 27>Zhengmai 0943>Xinong 979，and that of Shangmai 156 was 5.67%， 9.97% and 18.85% higher compared to the control materials respectively. Therefore， enough dry matter source， large sink and smooth transportation was the main factors to achieve high yield for Shangmai 156.

Keywords Shangmai 156；Winter wheat； Dry matter accumulation； Yield components

隨着人口增长和可耕地面积日益减少，不断提高作物单产是保障粮食总量增长的关键[1]。作物产量主要源于光合作用，而光合作用的最终产物是干物质，因此干物质的积累、分配及转运与经济产量的形成密切相关[2-4]。冬小麦是我国黄淮海平原最重要的粮食作物之一。商麦156是商丘市农林科学院选育的中晚熟半冬性小麦品种，经大面积实收测产，单产达10 000 kg/hm2，具有较高的丰产潜力。本试验以商麦156为试材，以其它3个不同类型的冬小麦品种为对照，分析商麦156干物质积累规律及产量构成特点，以期为高产冬小麦品种选育提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选用商麦156（半冬性、中晚熟品种）为试材，以河南近年大面积种植的3个不同类型冬小麦品种为对照，即郑麦0943（半冬性、中晚熟品种）、周麦27（半冬性、中熟品种）、西农979（半冬性、早熟品钟）。

1.2 试验设计

试验于2016—2017年在商丘市农林科学院双八试验基地进行。前茬玉米，土壤为两合土，肥力中等。播期10月10日，播量基本苗300万株/hm2。随机区组设计，重复3次。小区面积13.5 m2（9 m×1.5 m），行距20 cm。

1.3 测定项目及方法

于拔节期、抽穗期、开花期、花后10天、花后20天、成熟期随机取样，每个重复20株，测定全株总干重。

开花期、成熟期在各小区长势一致区域连续取50个单茎，分为叶、茎鞘、穗轴、颖壳、籽粒等器官，用101A型电热鼓风干燥箱处理样品，105℃下杀青30 min，70℃烘干至恒重，测定计算有关干物质指标。方法[5]如下：

植株地上部总干物质重=叶+鞘+茎+穗轴+颖壳+籽粒；

营养器官干物质转运量（kg/hm2）=开花期营养器官干物质重-成熟期营养器官干物质重；

营养器官干物质转运率（%）=营养器官干物质转运量/开花期营养器官干物质重×100；

干物质转移对籽粒的贡献率（%）=营养器官干物质转运量/成熟期籽粒干重×100。

成熟期调查记载与产量有关的项目，每小区选20株进行室内考种，测株高、穗数、穗粒数、千粒重，实收测产。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel和SPSS 10.0进行数据统计分析与做图。

2 结果与分析

2.1 各品种不同生育期干物质积累量表现

由图1可知，不同小麦品种干物质积累量变化趋势基本一致，呈现出“S型”走势。拔节期到开花期是小麦生长速度最快、生长量最大的时期，也是营养生长与生殖生长并进的时期，此时期商麦156干物质增长速率高于其它3个品种，到开花期其干物质积累量分别比周麦27、郑麦0943、西农979高17.19%、29.31%、59.57%。表明商麦156在生长前期能够积累足够的“源”。开花期后4个品种生物量增长速率均趋缓，但商麦156仍然高于其它3个品种。

2.2 不同品种成熟期干物质在不同器官中的分配

由表1可知，成熟期干物质在各器官中的分配量和分配比例均表现为籽粒>叶+鞘+茎>穗轴+颖壳。不同品种相比较，单茎的叶+鞘+茎干物质分配比例表现为周麦27>郑麦0943>西农979>商麦156，商麦156显著低于周麦27和郑麦0943；商麦156籽粒干物质积累量分别较郑麦0943、西农979、周麦27高13.29%、18.25%、19.12%，且差异均达到显著水平，籽粒干物质分配比例显著高于周麦27、郑麦0943。说明不同冬小麦品种干物质积累量和分配规律存在差异，商麦156非经济器官干重积累量和分配比例较低，光合产物向籽粒分配的比例較高，有利于较高产量的形成。

2.3 不同品种干物质积累、转运及对籽粒产量的贡献率

由表2可知，花后营养器官干物质积累量逐渐减少，穗轴、颖壳和籽粒干物质积累量逐渐增加。不同品种营养器官干物质转运量、转运率及对籽粒的贡献率不同，成熟期干物质积累量表现为周麦27>商麦156>郑麦0943>西农979；营养器官干物质转运量表现为商麦156>郑麦0943>周麦27>西农979，分别较对照增加1 337.49、1 456.07、2 035.87 kg/hm2；干物质转运率及对籽粒的贡献率均表现为商麦156>郑麦0943>周麦27>西农979，分别较对照增加9.25、10.78、10.92个百分点及10.74、14.15、16.17个百分点，且差异均达到显著水平。由此说明较高的干物质转运量、转运率及对籽粒的贡献率是商麦156高产的生理基础。

2.4 不同品种产量构成因子及相关性

穗数、穗粒数、千粒重是小麦产量形成的关键要素。在基本苗相同情况下，郑麦0943穗数最多，其它3个品种无显著差异。商麦156株高、穗粒数、千粒重均高于对照品种，最终产量达8 739.00 kg/hm2，分别较周麦27、郑麦0943、西农979增产5.67%、9.97%、18.85%，且差异均达到显著水平。说明穗粒数和千粒重是商麦156产量形成的关键（表3）。

由表4产量构成因子间相关关系可知，产量与株高、穗数、穗粒数、千粒重均呈正相关，相关系数分别为0.481 8、0.742 1、0.999 8、0.414 7。其中穗数、穗粒数与产量的相关性较高，说明提高穗数、穗粒数或者二者的乘积是实现高产的关键因素。

3 讨论与结论

提高小麦单产是育种追求的基本目标。小麦单产高低与干物质积累及转运密切相关，小麦生长发育前期干物质积累量大、干物质分配及对籽粒的贡献率高，能够提高小麦籽粒产量[6-9]。小麦产量构成三因子协调发展，能够构建合理的群体结构和充分利用单位空间的生产能力。杨春玲等[10]研究表明增加有效分蘖数、稳定千粒重、挖掘穗粒数的潜力是黄淮麦区高产育种的策略。金艳等[11]研究表明小麦育种和高产栽培应注重公顷穗数与穗粒数的协调，将大穗和大群体有效结合，稳定千粒重，同时注意产量构成三因子的协调发展，从而达到高产目标。还有一些研究表明穗小、单株生物量低能够提高籽粒产量，原因是单位面积成穗较高情况下，单位面积群体结构显著变大，单位空间生产能力大幅度提高[12]。

本研究结果表明，商麦156花前干物质积累量大，向非经济器官中分配比例低，向经济器官中分配比例高，成熟期籽粒干物质积累量达1.62 g/茎，分别较郑麦0943、西农979、周麦27提高13.29%、18.25%、19.12%，且差异均达到显著水平；花后干物质转运量（5 340.86 kg/hm2）、转运率（43.23%）及对籽粒的贡献率（61.12%）大，穗数中等，穗粒数（37.60粒）和千粒重（42.30 g）相对较高，产量表现为商麦156>周麦27>郑麦0943>西农979，分别较对照增加468.95、792.56、1 385.76 kg/hm2。综合来看，与对照品种相比，商麦156干物质积累量大、对籽粒的贡献率大和穗粒数多、千粒重高是实现商麦156高产的途径，但在基本苗相同情况下其分蘖成穗率较低，因此该品种增加单位面积穗数、建立更加合理的群体结构，是进一步提高籽粒产量的有效途径。

参考文献：

[1] 于振文. 小麦产量与品质生理及栽培技术[M]. 北京：中国农业出版社，2006：3-12.

[2] 姚素梅，康跃虎，刘海军. 喷灌与地面灌溉冬小麦干物质积累、分配和运转的比较研究[J]. 干旱地区农业研究，2008，26（6）：51-56.

[3] 郭天财，贺德先，王志和. 小麦穗粒重研究进展[C]//小麦穗粒重研究. 北京：中国农业出版社，1995：1-24.

[4] 李世清，邵明安，李紫燕，等. 小麦籽粒灌浆特征及影响因素的研究进展[J]. 西北植物学报，2003，23（11）：2031-2039.

[5] 周玲，王朝辉，李富翠，等. 不同产量水平旱地冬小麦品种干物质累积和转移的差异分析[J]. 生态学报，2012 ，32（13）：4123-4131.

[6] 郭天财，王之杰，胡廷积，等. 不同穗型小麦品种群体光合特性及产量性状的研究[J].作物学报，2001，27（5）：633-639.

[7] 熊淑萍，吴延鹏，王小纯，等. 减氮处理对不同小麦品种干物质积累及氮素转运特性的影响[J]. 麦类作物学报，2015，35（8）：1134-1140.

[8] 汤永禄，李朝苏，吴春，等. 四川盆地单产9000 kg·hm-2以上超高产小麦品种产量结构与干物质积累特点[J]. 作物学报，2014，40（1）：134-142.

[9] 韩占江，郜庆炉，薛香，等. 不同小麦品种干物质积累、分配与产量的关系[J]. 贵州农业科学，2008，36（6）：14-16.

[10]杨春玲，关立，侯军红，等. 黄淮麦区小麦产量构成因素效用研究[J]. 山东农业科学，2007（4）：19-23.

[11]金艳，白冬，陈杰，等. 2005-2014年河南省推广的国审半冬性小麦品种产量构成分析[J]. 中国农学通报，2016，32（27）：29-33.