播期对冬小麦干物质积累、分配与产量的影响

钤太峰　董秀春　张秀　初金鹏　费立伟　郑飞娜　代兴龙　贺明荣

摘要：為探究播期对冬小麦干物质积累、分配和产量的影响，以泰农18（T18）和济麦22（J22）为试验材料，设置10月1日、8日、15日、22日、29日（分别用Bl、B2、B3、B4、B5表示）共5个播期，研究了不同播期下冬小麦阶段干物质生产及其占总干物质比例、花前营养器官干物质转运和花后干物质生产对籽粒产量的影响。结果表明，推迟播期虽然降低小麦拔节前的干物质生产量及其占总干物质生产量的比例，但当播期由Bl推迟至B4时，T18和J22两品种拔节一开花期阶段干物质生产量分别增加13. 80%和8.41%，占总干物质比例分别由46.81%、50.75%增加至50.92%、52.39%;开花一成熟阶段干物质生产量分别增加29.67%和56.87%，占总干物质比例由32.52%、25.92%增加至40. 30%、38.75%。B4播期因拔节后较高的干物质生产能力使其成熟期干物质积累量高于其它播期，并结合较高的抗倒伏能力和收获指数获得了最高产量。而其高产的光合产物，则主要依赖于花后光合物质生产及其对产量贡献率的提升。当播期继续推迟至B5播期时，其各阶段及成熟期干物质积累量低于B4播期，进而导致产量降低。本试验研究结果可为区域小麦适宜播期的确立提供理论依据。

关键词：冬小麦;播期;干物质;积累和分配;籽粒产量

Effect of Sowing Date on Dry Matter Accumulation，Distribution and Yield of Winter WheatQian Taifeng， Dong Xiuchun， Zhang Xiu， Chu Jinpeng， Fei Liwei， Zheng Feina， Dai Xinglong， He Mingrong

Abstract In order to explore the effect of sowing date on dry matter accumulation， distribution andyield of winter wheat， two widely planted cultivars Tainong 18 （T18） and Jimai 22 （J22） were sown on fivedates including October lst， 8th， 15th， 22nd and 29th （henceforth referred to as Bl， B2， B3 ， B4 ， B5 ， re-spectively） to investigate the effects of sowing date on the dry matter production in winter wheat at differentgrowing stages and its proportion in total dry matter， transport of assimilate before flowering from nutrient or-gans to grains， dry matter production after flowering and their contribution to the grain yield. The resultsshowed that delayed sowing reduced the dry matter production before jointing stage and its proportion of totaldry matter accumulation. However， with the sowing date delayed from Bl to B4， the dry matter productionfrom jointing to anthesis increased by 13.80% and 8.41% for the cultivar T18 and J22， respectively， and itsproportion in total dry matter increased from 46.81% and 50. 75% t0 50.92% and 52.39% respectively.Moreover， the dry matter production from anthesis to maturity increased by 29.67% and 56. 87% for T18 andJ22， and its proportion in total dry matter increased from 32.52% and 25.92% to 40.30% and 38.75% ， re-spectively. This indicated that the highest dry matter accumulation at maturity of B4 depended on the highestdry matter production capacity after jointing， combined with a higher lodging resistance and harvest index. Ad-ditionally， the highest yield of B4 0riginated mainly from the improved dry matter production after floweringand its contribution to grain yield. When the sowing date was further postponed to B5 ， the dry matter accumu-lation at each stage and mature stage was lower than that on the B4 sowing date， thus resulting in a reductionof grain yield. The results of this experiment could provide theoretical bases for the confirmation of suitable so-wing time of regional wheat production.Keywords Winter wheat; Sowing date; Dry matter; Accumulation and distribution; Grain yield

小麦是中国第三大粮食作物，是全球大多数国家的主要粮食作物之一[1]。小麦的高产稳产对一个国家的社会稳定、经济发展有着举足轻重的作用[2]。适当提高冬小麦的种植密度可以显著提高单位面积穗数进而提高籽粒产量[3]。但随播种密度的增加，小麦群体偏大极易发生倒伏，从而影响小麦高产稳产[4]，而适当晚播通过增加基部节间机械强度及降低重心高度可以有效提高适度密植小麦茎秆抗倒性能，减轻倒伏对小麦产量的影响[5-6]叫。同时，适期晚播对于病虫害发生亦有较好的预防效果[7]。

一定的地上部干物质积累是冬小麦高产的基础，而光合产物向籽粒的高效分配（收获指数）亦是小麦高产的关键[8]。在光合产物向籽粒分配方面，小麦产量既受到开花前营养器官贮存碳水化合物向籽粒转运的调节，又决定于开花后的光合物质生产[9]。不同播期条件下，冬前积温的差异导致小麦苗期单株和群体分蘖、干物质积累量等存在较大差异[10]，进而影响小麦后续干物质的积累和产量形成。目前，关于播期对小麦成熟期干物质积累的影响研究较多，但对不同播期下小麦不同生育阶段干物质的生产量及其占总生产量的比例、花前营养器官贮藏干物质向籽粒的转运及花后干物质生产对产量的影响，尚需进一步研究。因而，本试验在大田条件下设置不同播期试验对此进行研究，以期明确不同播期冬小麦的干物质积累与分配特征，为小麦高产稳产提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验点概况

试验于2016-2017年在山东省泰安市岱岳区大汶口镇东武村山东农业大学试验田进行。该试点地处温带大陆性季风气候区，年均气温11.6℃，年均≥O℃积温4739℃。前茬作物为玉米。试验地为壤土，多年秸秆还田，pH值8.2，播前0—20、20—40 cm土层基础地力水平如表1所示。

1.2 试验设计

选用大穗型品种泰农18（T18）与多穗型品种济麦22（ J22）为试验材料，设置10月1日、8日、15日、22日、29日5个播期处理，分别以B1、B2、B3、B4、B5表示。T18和J22种植密度分别为405万/h㎡和200万/h㎡。因两品种播种密度不同，所以在田间试验布局中，两品种分别采用完全随机区组设计实施，重复3次，共计30个小区。小区面积58㎡（29mx2m），行距25cm。播前基施N、P205、K20各120 kg/h㎡，拔节期追施N 120kg/h㎡。其它管理同一般大田。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 田间调查与取样 待小麦长至三叶期进行基本苗调查，并选取长势均匀一致的区域划定1 mx4行的小区，分别于拔节期、开花期、成熟期取植株样品测定干物质积累量。各小区拔节期分别随机取30个单株，开花期、成熟期分别随机取50个单茎。拔节期将植株样品分为茎和叶，开花期分为茎、叶和穗，成熟期分为茎、叶、颖壳+穗轴和籽粒，并将样品置于烘箱内105℃杀青30 min，然后75℃烘干至恒重，称量、计算干物质积累量。

1.3.2 干物质转运测定有关计算公式如下：

收获指数=籽粒产量/成熟期地上部干物质积累量;

花前营养器官贮藏干物质向籽粒转运量=开花期营养器官干物质积累量一成熟期非收获器官干物质积累量;

花前营养器官贮藏干物质转运率（%）=花前营养器官贮藏干物质向籽粒转运量/花前营养器官干物质积累量×100;

花前营养器官贮藏干物质转运对籽粒产量贡献率（%）=花前营养器官贮藏干物质向籽粒转运量/籽粒产量xl00;

花后干物质生产量=籽粒产量一花前营养器官贮藏干物质向籽粒转运量;

花后干物质生产对籽粒产量贡献率（%）=花后干物质生产量/籽粒产量×100。

1.3.3 小麦产量测定 于成熟期在各小区内选取长势均匀一致的区域，划定2.0 mx8行（共计4 ㎡），将所有麦穗人工剪下后脱粒、风干、称重，计算产量。B1、B2、B3处理发生了倒伏，B4和B5未发生倒伏。

1.4数据处理与统计分析

用Microsoft Excel 2010处理数据并做图，用DPS 7.05软件对数据进行统计分析，用LSD法检验处理间的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 播期对冬小麦产量的影响

如图1所示，T18在B1、B2、B3、B5播期间产量均无显著差异，但显著低于B4播期;当J22的播期由B1推迟至B5时，籽粒产量呈先升高后降低的趋势，以B4播期产量最高。两品种均是在B4播期达到最高产量。

2.2 播期对冬小麦干物质积累动态的影响

如图2所示，随生育期推进，小麦干物质积累量逐渐增加。两品种拔节期的干物质积累量随播期推迟逐渐降低，且各播期间差异显著;两品种开花期的干物质积累量随播期推迟亦呈降低趋势，但Bl和B2播期间无显著差异;成熟期两品种的干物质积累量，B1、B2、B3处理间无显著差异，但显著低于B4播期，而B5播期的干物质积累显著低于其它播期。

2.3 播期对冬小麦各生育阶段干物质生产及其占比的影响

由表2可知，当播期由B1推迟至B5时，T18和J22两品种出苗一拔节期的干物质生产量降低63.94%和68.52%，占总干物质比例分别由20.68%、23.34%降低至8.09%、8.27%。当播期由B1推迟至B4时，T18和J22两品种拔节一开花阶段干物质生产量分别增加13.80%和8.41%，占总干物质比例分别由46.81%、50.75%增加至50.92%、52.39%;开花一成熟阶段干物质生产量分别增加29.67%和56.87%，占总干物质比例由32.52%、25.92%增加至40.30%、38.75%。当播期继续推迟至B5播期时，拔节一开花、开花一成熟两阶段的干物质生产量均降低，但两阶段干物质生产量占总干物质的比例依然随播期推迟而增加。B4播期虽然拔节前干物质生产量较小，但拔节后较高的干物质生产能力促使其成熟期干物质积累量高于前三个播期（图2），进而为小麦高产奠定基础。 注：多重比较仅在同列同品种的不同播期间进行，不同字母代表在P<0.05水平上差異显著下表同。

2.4 播期对冬小麦收获指数的影响

如图3所示，T18品种的收获指数，B1、B2、B3播期间无显著差异，但均低于B4和B5播期;J22品种的收获指数，B1和B2间无显著差异，但显著低于B3、B4、B5播期。表明适期晚播有利于提高干物质向籽粒的分配比例。

2.5 播期对冬小麦营养器官花前贮藏干物质转运与花后干物质生产的影响

由表3可以看出，两品种小麦开花前茎鞘贮藏干物质转运量、转运率及其对籽粒产量的贡献率表现出随播期推迟逐渐升高的趋势，而叶片和颖壳+穗轴贮藏干物质的转运量、转运率及其对籽粒产量的贡献率表现为随播期推迟逐渐降低的趋势。花前营养器官贮藏干物质向籽粒的转运量、转运率及其对籽粒贡献率表现趋势与叶片、颖壳+穗轴一致。

T18和J22两品种开花后干物质生产量随播期推迟表现为先升高后降低的变化趋势，以B4播期生产量最高（表2）;花后干物质生产对籽粒产量的贡献率则随播期推迟呈现逐渐升高后持平的变化趋势，以B4和B5播期最高（表3）。表明适期晚播主要依靠提升花后干物质生产及其对产量的贡献率获得高产。

量的研究，但得到的结论不一。有研究表明随播

3 讨论

期推迟，产量由于单位面积穗数的降低而呈现逐

关于播期对小麦产量的影响，前人开展了大 渐下降的趋势[ll]。李筠、薛玲珠等研究发现，适拔节一开花、开花一成熟两阶段的干物质生产量均降低，但两阶段干物质生产量占总干物质的比例依然随播期推迟而增加。B4播期虽然拔节前干物质生产量较小，但拔节后较高的干物质生产能力促使其成熟期干物质积累量高于前三个播期（图2），进而为小麦高产奠定基础。 注：多重比较仅在同列同品种的不同播期间进行，不同字母代表在P<0.05水平上差异显著下表同。

2.4 播期对冬小麦收获指数的影响

如图3所示，T18品种的收获指数，B1、B2、B3播期间无显著差异，但均低于B4和B5播期;J22品种的收获指数，B1和B2间无显著差异，但显著低于B3、B4、B5播期。表明适期晚播有利于提高干物质向籽粒的分配比例。

2.5 播期对冬小麦营养器官花前贮藏干物质转运与花后干物质生产的影响

由表3可以看出，两品种小麦开花前茎鞘贮藏干物质转运量、转运率及其对籽粒产量的贡献率表现出随播期推迟逐渐升高的趋势，而叶片和颖壳+穗轴贮藏干物质的转运量、转运率及其对籽粒产量的贡献率表现为随播期推迟逐渐降低的趋势。花前营养器官贮藏干物质向籽粒的转运量、转运率及其对籽粒贡献率表现趋势与叶片、颖壳+穗轴一致。

T18和J22两品种开花后干物质生产量随播期推迟表现为先升高后降低的变化趋势，以B4播期生产量最高（表2）;花后干物质生产对籽粒产量的贡献率则随播期推迟呈现逐渐升高后持平的变化趋势，以B4和B5播期最高（表3）。表明适期晚播主要依靠提升花后干物质生产及其对产量的贡献率获得高产。

量的研究，但得到的结论不一。有研究表明随播

3 讨论

期推迟，产量由于单位面积穗数的降低而呈现逐

关于播期对小麦产量的影响，前人开展了大 渐下降的趋势[ll]。李筠、薛玲珠等研究发现，适期晚播可以通过增加穗粒数增加产量[12-13]，亦有研究表明适期晚播可以通过增加单位面积粒数弥补单位面积穗数降低的幅度，维持小麦稳产[2]。不同试验结论不同，可能与其设置的播期范围不同、冬前积温不一致、区域生态因素不同有关。本试验条件下，当播期由B1推迟至B4时，产量呈现逐渐增加趋势，但超过B4播期，产量呈现降低趋势，两品种产量均在B4播期达到最大。

不同生育阶段的干物质积累量是决定小麦干物质积累总量和产量的重要因素[14]。播期通过影响其生育前期的积温来影响冬小麦的个体生长和群体建成，进而影响其后续生长[15]。本试验条件下，晚播冬小麦干物质积累量在出苗至拔节期与传统播期差异较大，此生育阶段生产的干物质占全生育期生产干物质的比例也随播期推迟逐渐降低。拔节一开花期和开花一成熟期，当播期由B1推迟至B4时，两品种阶段干物质生产量及其占全生育期总干物质生产量的比例显著提高，最终使得B4播期的成熟期干物质积累量最高，为小麦高产奠定了良好基础。拔节一开花期B4播期干物质生产量高可能与其前期积累少、快速生长有关，而开花一成熟期B4播期小麦干物质生产量高，则与B1～B3播期均发生倒伏影响其群体光合性能有关。当播期继续推迟至B5播期时，拔节一开花和开花一成熟两阶段干物质生产量均发生一定程度的下降，尽管两阶段干物质生产量占总干物质的比例依然随播期推迟而增加，但成熟期总干物质显著低于B1～B4播期。由此可见，适期晚播主要通过提高拔节一成熟期的干物质生产量及其占总干物质的比例来提高成熟期的干物质积累量。

收获指数是反映小麦光合产物向籽粒分配的指标。前人关于播期对收获指数影响的研究结果亦不相同，有的認为收获指数在各播期间无显著差异[2]，有的认为随播期推迟收获指数逐渐降低[15，16]。本试验条件下，两品种的收获指数基本表现为早播低于晚播处理，这可能与早播处理灌浆期发生倒伏进而影响光合产物的分配有关。基于较高的成熟期干物质积累量和收获指数，B4播期获得了最高产量。

花前营养器官贮存干物质向籽粒的转运以及花后光合产物生产是小麦产量高低的决定因素[17，18]。本试验条件下，播期由B1推迟至B4，花前叶片、穗轴+颖壳和总营养器官贮存干物质向籽粒的转运量及其对籽粒产量的贡献率均表现为随播期推迟呈逐渐降低的趋势，而花后干物质生产量及其对籽粒产量的贡献率则随播期推迟逐渐升高。B4播期花后较高的干物质生产量弥补花前营养器官贮藏干物质向籽粒转运量的不足，进而获得最高产量。当播期由B4继续推迟至B5时，虽然其花后干物质生产对籽粒产量的贡献率仍较高，但由于花前营养器官贮藏干物质向籽粒转运量、花后干物质生产量的降低，导致其产量低于B4播期。