不同播种密度对周麦18号小麦生长发育及产量的影响

吴和平 吕永军 韩玉林

摘要    试验设置了16个播种密度水平，研究其对周麦18号生长发育特性、产量和产量构成三因素的影响。结果表明，低密度条件下（150万～210万株/hm2），周麦18号幼苗期生长发育较高密度（420万～600万株/hm2）慢2～3 d，主要表现在返青晚、起身拔节较慢、株高降低3～8 cm;高密度条件下，周麦18号抽穗扬花偏晚1～2 d、成熟期推迟3～4 d、株高增加3～8 cm。通过对产量和产量构成三因素进行相关性分析，结果发现，成穗数、穗粒数、千粒重与产量均无显著的相关性，表明周麦18号的产量水平相对稳定，不随任一单因素的改变而发生显著变化。周麦18号的最佳播种密度为300万～420万株/hm2，播种密度范围较大。通过二次多项式回归分析，建立了产量模型：Y=-44.85-0.73X12+4.81X22+2.81X32+1.72X1X2-7.67X2X3，预测出产量最大值为9 627 kg/hm2。

关键词    小麦;周麦18号;播种密度;生长发育;产量;产量构成

中图分类号    S512.1        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2019）23-0001-02                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）

小麦是我国最重要的粮食作物之一，我国是小麦生产大国，也是消费大国，提高小麦产量，对保障我国粮食至关重要[1]。穗粒数、穗数与千粒重是构成小麦产量的三要素，决定着小麦的最终产量。理论上各因素数值越大，产量也越高，但是实际上，三因素之间是相互制约的，不能同增减。有学者研究表明，小麦产量构成三因素均对产量有着自动补偿能力，三者之间可以自动调节[2]。为实现小麦高产，须在合理控制群体密度的基础上相互协调各个产量构成因素之间的关系[3]。合理的种植密度可以直接或间接提高光合作用，利于小麦干物质积累，提高产量。小麦群体的光合性能，是实现小麦高产的关键[4]。岳寿松等[5]、董树亭[6]研究均表明，种植密度较小的小麦在灌浆后期仍维持较高的光合作用。刘开昌等[7]研究发现，不同播种密度可导致田间小气候存在差异，并影响光合作用，进而影响小麦产量。多数研究和实践证明，随着小麦播种密度增加，其产量也随之增加，但达到一定程度之后，小麦的产量反而随之降低。因此，合理地配置种植密度，有利于形成合理的群体结构，促进干物质的积累，对提高小麦产量具有十分重要的意义。

周麦18号是周口市农业科学院培育的半冬性小麦品种[8]，其亲本组合为内乡185/周麦9号。具有超高产、稳产、多抗、耐旱节水、适应性广等显著特点[9]，2008年至今，周麦18号被定为国家黄淮南片及河南省冬水组区域试验对照品种，累计推广面积逾600万hm2，新增经济效益达55.8亿元，同时也被全国多个科研院所作为重点亲本材料。周麦18号的双亲优点多、缺点少、性状互补且遗传基础丰富、遗传背景广泛，但其稳产机理研究较少，王丽娜等[10]研究认为，播种密度对产量影响差异不显著。本试验精细划分了16个不同密度水平，对周麦18号的生长发育及产量的影响进行了研究，探讨其高产稳产机理，有利于更好地发挥其作为对照品种的标杆作用，并为小麦高产育种工作提供参考。

1    材料与方法

1.1    试验地概况

试验地块的土壤质地为壤质土，常年小麦种植产量为7 500 kg/hm2以上，土壤基础养分为有机质16.0 g/kg、碱解氮95.4 g/kg、速效磷55.6 mg/kg、速效钾98.9 mg/kg。前茬作物为大豆。

1.2    試验设计

试验根据基本苗数设16个密度水平，分别为150万、180万、210万、240万、270万、300万、330万、360万、390万、420万、450万、480万、510万、540万、570万、600万株/hm2。3次重复，完全随机排列，小区面积10 m2，行距20 cm，6行区，三叶期人工间苗与定苗。

1.3    试验实施

本试验于2015—2016年度、2016—2017年度连续2年在河南省周口市农业科学院小麦试验田进行，供试小麦品种为周麦18号。于小麦播种前基施氮肥80 kg/hm2、磷肥170 kg/hm2、钾肥75 kg/hm2，拔节期追施氮肥225 kg/hm2，其他田间管理同常规高产田。

1.4    测定内容与方法

播种后，对小麦各个发育时期进行记载，包括出苗期、拔节期、抽穗期、成熟期、越冬群体、最高群体、株高、穗数、穗粒数，收获后测量千粒重和产量等。数据处理为2年结果的平均值，以减小气候因素对试验结果造成的误差。

1.5    数据处理

试验数据采用DPS 7.05及Excel 2003软件进行处理和分析。

2    结果与分析

2.1    不同播种密度对小麦生育时期的影响

不同播种密度下，对周麦18号生育期的影响主要表现为：低密度（150万～210万株/hm2）条件下，周麦18号出苗至拔节期历时较长;高密度（420万～600萬株/hm2）条件下，出苗至拔节期历时较短，两者最高相差3 d。由此说明，群体条件下，有效积温在越冬期对小麦的生长发育有很大影响：随着环境温度不断上升，小麦生长发育进程加快，较低群体条件下，幼穗发育较快，抽穗早，灌浆快，成熟期提前;而群体过大时，出现了抽穗迟、灌浆慢、成熟期推迟现象。

2.2    不同播种密度和不同群体间的相关性

通过对周麦18号不同群体的相关性分析发现（表1），基本苗与越冬群体、最高群体和成穗数均成极显著正相关，成穗数与基本苗的相关系数达0.976 7。越冬群体与最高群体、成穗数之间及最高群体与成穗数之间也均成极显著正相关关系。增大种植密度可极显著增加最高群体数和成穗数，这与生产上大播量播种相吻合。

2.3    不同播种密度对小麦产量和产量三因素的影响

不同种植密度下，对周18号产量和产量三因素进行方差分析（表2），结果表明，周麦18号穗数随播种密度的增大而增加，密度越大，穗数越多。密度为600万株/hm2时，成穗数最大，为664.5万穗/hm2;穗粒数和千粒重随播种密度增大基本呈下降趋势，分别在240万株/hm2和210万株/hm2出现最大值;产量随播种密度的增大而呈先增后减趋势，在播种密度为330万株/hm2时产量最高，为8 356.5 kg/hm2，播种密度300万～420万株/hm2时产量差异不显著，播种密度超过420万株/hm2时周麦18号产量随密度的增大而减少。

2.4    产量构成三因素与产量的相关性

对产量和产量构成三因素进行相关性分析（表3），结果表明，产量与成穗数、穗粒数成正相关，与千粒重成负相关，但相关性均不显著;成穗数与穗粒数、千粒重均成极显著负相关，相关系数分别为-0.846 6、-0.888 6。穗粒数和千粒重成极显著正相关，相关系数为0.704 4。

对产量构成三因素进行二次多项式回归分析（表4），产量的构成由三因素紧密相互作用完成，模型的回归方程达极显著水平，可以用于周麦18号的大田产量预测。建立产量的回归方程模型：Y=-44.85-0.73X12+4.81X22+2.81X32+1.72X1X2-7.67X2X3，为二次曲线关系，在成穗数为489万穗/hm2、穗粒数为28.2粒、千粒重为47.5 g的条件下，产量达到最大值9 627 kg/hm2。

3    结论与讨论

播种密度主要影响小麦小花原基分化的总数，在低密度条件下，光照条件好，光合能力强[11]，碳水化合物供应能力强[12]，小花发育进程较快、较均衡;播种密度过高时，群体过大，容易造成营养消耗，小花分化发育进程受阻[13]。在本试验条件下，随着播种密度的增加，越冬群体和最高群体呈增加趋势，二者与成穗数成极显著正相关，增大播种密度可极显著增加成穗数。而穗粒数和千粒重随播种密度的增加呈现下降趋势，说明播种密度大并不一定能高产。方差分析结果表明，周麦18号的最佳种植密度为300万～420万株/hm2。通过对产量和产量构成三因素之间的相关性分析结果表明，成穗数、穗粒数、千粒重与产量均无显著的相关性，说明周麦18号的产量水平相对较为稳定，产量构成三因素间调节能力强，产量不会因单一因素的变化而变化。产量随播种密度的增加而呈“低—高—低”的趋势[14]，播种密度过高或过低都不利于周麦18高产，这与前人的研究结果一致。王丽娜等[10]研究认为，周麦18号的最佳播种密度为270万～330万株/hm2，而本试验在协调产量构成因素的基础上[15]，更精细地权衡周麦18号的适宜播量范围，为周麦18号的高产稳产提供参考。另外，播量对株高和植株茎秆形态特征也存在影响，随播种密度的增大，株高增加，最高增加了8 cm，加大了倒伏风险。因此，适当降低播种密度可有效预防倒伏[8]。

4    参考文献

[1] 茹振钢，冯素伟，李淦.黄淮麦区小麦品种的高产潜力与实现途径[J].中国农业科学2015，48（17）：3388-3393.

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[4] 查菲娜.种植密度对两种穗型冬小麦品种主要生理特性及产量的影响[D].郑州：河南农业大学，2007.

[5] 岳寿松，亓新华，余松烈.冬小麦生育后期的群体光合作用与物质生产能力[J].山东农业大学学报（自然科学版），1992（1）：9-13.

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