播量和肥料运筹对强筋小麦镇麦12号产量及抗倒性的影响

2019-08-13朱正斌沈雪林夏肄锋

江苏农业科学 2019年2期

朱正斌沈雪林夏肄锋

摘要：为了适应农业供给侧结构性改革，调整小麦品种布局，扩大优质专用小麦品种种植面积，促进强筋小麦新品种镇麦12号的推广应用，设置3因素裂区试验，以播量为主区，施肥量为副区，施肥比例为裂区，分析镇麦12号的苗穗动态、穗部性状、产量性状特征以及产量形成关键因素和抗倒能力，探索镇麦12号的最佳栽培技术。结果表明，有效穗数是影响镇麦12号产量的关键因素，通过提高播量或增加施肥量可有效提高基本苗，获得较高的高峰苗，从而提高有效穗数。结合不同处理的抗倒伏能力，提出苏州北部沿长江沙壤土地区在播量为228.15 kg/hm2的条件下施氮300 kg/hm2或在播量为202.80 kg/hm2的条件下施氮360 kg/hm2，南部环太湖黏土地区在播量为202.80 kg/hm2的条件下施氮300 kg/hm2或在播量为177.45 kg/hm2的条件下施氮360 kg/hm2，施氮比例采用基肥 ∶ 苗肥 ∶ 拔节肥 ∶ 孕穗肥=5 ∶ 1 ∶ 2 ∶ 2（基蘖肥 ∶ 拔节孕穗肥=6 ∶ 4），按照N ∶ P2O5 ∶ KO2=1 ∶ 0.5 ∶ 0.8，配合施用磷钾肥。

关键词：强筋小麦;产量构成;裂区试验;播种量;肥料运筹;抗倒性

中图分类号： S352.2;S512.104 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2019）02-0064-05

江苏省苏州市属于经济发达地区，随着市民生活水平的提高，特别是受年轻消费群体带动，早餐食品由传统的馒头、包子+豆浆逐步转变为面包、饼干+牛奶。然而，目前国内市场上与其相应的中筋小麦生产过剩，优质强筋或弱筋专用小麦供应不足，进口需求量较大[1-2]。2017年中央一号文件指出“农业的主要矛盾由总量不足转变为结构性矛盾，突出表现为阶段性供过于求和供给不足并存，矛盾的主要方面在供给侧”“粮食作物要稳定水稻、小麦生产，确保口粮绝对安全，重点发展优质稻米和强筋弱筋小麦”。小麦是苏州市仅次于水稻的第二大粮食作物，近几年来的年均种植面积均维持在6万～7万hm2左右，以种植中筋小麦品种扬麦16号为当家品种。扬麦16号于2004年通过审定，在其生产应用之初，由于其熟期早、熟相好、穗大粒多、稳产性好等优点而深受苏州市广大小麦种植户的喜爱，但是随着应用年限的增长，其种性退化严重，表现为穗层高低不齐、小穗明显增多、抗病性和抗倒性变差，因而在生产上亟需新的小麦替代品种[3～5]。近年来，江苏省小麦育种整体科研实力进步明显，新育成的小麦品种无论是在产量上还是品质上都有了质的提升[6]，尤其是育成了以镇麦12号为代表的优质强筋小麦新品种，为苏州市小麦产业品种结构调优，以及在新一轮品种更替中发展优质强筋专用小麦提供了品种基础。镇麦12号，原名镇10216，由江苏丘陵地区镇江农业科学研究所于2010年育成，2015年通过江苏省农作物品种审定委员会审定（审定号：苏审麦201501），属春性中熟小麦品种。笔者发现，在区域试验和生产试验中，不同试点镇麦12号的产量结果差异较大，有效穗数多的试点产量水平普遍高于穗数不足的试点，这可能与其粒质量高、分蘖性中等偏弱导致部分试点播量不足、苗数偏少有关，因此，播量或是影响其产量的关键因子。另外，镇麦12号具有茎秆粗壮、耐肥抗倒的特性，施肥抑或会对其产量形成有重要影响。为探明上述观点，本研究通过设置3因素裂区试验，以播量为主区、施肥量为副区、施肥比例为裂区，分析镇麦12号的产量构成和抗倒性，以期探索适合镇麦12号的最佳栽培技术，从而促进镇麦12号在苏州市的大面积生产应用。

1 材料与方法

1.1 材料与试验设计

本试验于2016—2017年在苏州市种子管理站农作物品种试验示范园试验田进行，土壤为黏土，肥力中上等。供试品种为镇麦12号。试验采用3因素裂区试验，小区面积为 13.33 m2，采用人工拉线条播，行距为25 cm，四周設保护行，重复3次。主区A因素为播量，设A1、A2、A3等3个处理，A1处理预期基本苗数为210万株/hm2，A2处理预期基本苗数为240万株/hm2，A3处理预期基本苗数为270万株/hm2，根据麦种千粒质量（52.4 g）、发芽率（88.6%）和预估出苗率（70%）测算得出A1处理播种量为177.45 kg/hm2，A2处理播种量为 202.80 kg/hm2，A3处理播种量为228.15 kg/hm2，播前対各小区每行的播量进行精确计算和称量;副区因素B为施肥量，设B1、B2和B3等3个处理，配比施用48%白俄罗斯氯基氮磷钾复合肥、总氮量≥46.4%的四川美丰尿素和氧化钾含量≥60%的原产国为加拿大的中化氯化钾（16 ∶ 16 ∶ 16），B1处理施氮240 kg/hm2，B2处理施氮300 kg/hm2，B3处理施氮360 kg/hm2，N ∶ P2O5 ∶ KO2=1 ∶ 0.5 ∶ 0.8;裂区因素C为施氮比例，设2个处理C1和C2，基肥 ∶ 苗肥 ∶ 拔节肥 ∶ 孕穗肥分别为5 ∶ 1 ∶ 2 ∶ 2和3 ∶ 1 ∶ 4 ∶ 2（即基蘖肥 ∶ 拔节孕穗肥分别为6 ∶ 4和4 ∶ 6），将不同处理的磷肥、钾肥施用比例固定，仅作基肥、拔节肥施用，基肥 ∶ 拔节肥分别为6 ∶ 4和3 ∶ 5。具体肥料施用情况见表1。本试验于2016年11月10日播种，2017年5月27日收获。

1.2 主要测定项目

1.2.1 苗穗动态的调查于2.5叶期调查基本苗数，定点 1 m2（1 m×4行）调查计数，折合成单位面积苗数，根据播量计算出苗率。在拔节前分蘖数达到高峰时调查高峰苗数，调查和计算方式同基本苗数，并计算分蘖率。

1.2.2 穗部性状及产量性状的调查成熟后从小区中部割取1 m2（1 m×4行）麦穗，调查穗数、平均穗长、单穗结实小穗数、单穗不实小穗数（指平均每穗上不结实小穗的数量），计算单位面积有效穗数、成穗率、单株成穗数和小穗着生密度。将麦穗风干后脱粒，测定样本质量、千粒质量，计算单结实小穗粒数（指平均单个结实小穗的籽粒数）、单穗实粒数和理论产量。收获后小区实收测产。

1.2.3 抗倒性的调查收获前调查不同处理的最终倒伏比例和倒伏程度。倒伏比例为不同处理3个重复小区倒伏面积占比的平均值。倒伏程度按照以下标准记录：0级，无倒伏或倾斜发生;1级，植株与地面的角度呈45°及以上;2级，植株与地面的角度呈45°以下;3级，植株贴地。

1.3 统计分析

采用Excel和DPS进行数据整理与统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理镇麦12号的苗穗动态特征分析

由表2可知，虽然A因素播量3个处理A1、A2、A3分别预设基本苗数为210万、240万、270万株/hm2，但是由于田间出苗率高于预期的70%，因此A因素各处理的基本苗数均高于预设值。随着播量增加，各处理的基本苗数表现为A1A2>A3，处理间差异极显著;随着施肥量增加，出苗率极显著提高，从而使得基本苗数极显著增加;随着氮肥施用后移，可极显著提高出苗率、基本苗数，可能与C1处理的基肥施用尿素对出苗率有负作用有关。从分蘖性看，随着播量增加，高峰苗数表现为A1A2>A3，处理间差异显著，且A1与A3处理之间差异极显著;随着施肥量增加，分蘖率有所提高，B1处理施加240 kg/hm2纯氮的分蘖率极显著低于B2处理（施加 300 kg/hm2）和B3处理（施加360 kg/hm2），B2和B3处理之间差异不显著，高峰苗数表现为B1 2.2 不同处理镇麦12号的穗部性状特征分析

由表3可以看出，随着播量增加，镇麦12号平均穗长、单穗结实小穗数、单结实小穗粒数均极显著或显著减少，小穗着生密度极显著增加，单穗不实小穗数亦逐渐增多，但A1与A2处理间差異不显著，A3处理与A1、A2处理间的差异均极显著;就施肥量而言，平均穗长、单穗结实小穗数、单结实小穗粒数以B2处理（施300 kg/hm2）最高，B3处理次之，B1处理最低，且处理间差异极显著，单穗不实小穗数随施肥量增加而极显著增加，小穗着生密度以B1处理最高，且与B3处理间差异显著，B2处理最低，与B3处理间差异极显著;就施氮比例而言，随着氮肥施用后移，平均穗长、单穗结实小穗数、单穗不实小穗数和单结实小穗粒数均表现为C1>C2，且处理间差异极显著，小穗着生密度表现为C1

2.3 不同处理镇麦12号的产量性状特征分析

从表4可以看出，随着播量增加，小区实产极显著增加，其构成因素穗数、单穗实粒数、千粒质量在各处理间的差异均达到极显著水平，穗数是播量提高从而使得产量提高的关键因素，单穗实粒数和千粒质量与产量呈负相关，理论产量与小区实产的相关性一致。随着施肥量增加，小区实产亦极显著增加，穗数仍为施肥量增加从而使产量提高的关键因素，但B2处理的理论产量最高，与B3处理间差异达显著水平，这源于B2处理的单穗实粒数极显著高于B3处理，从绝对数值看，无论是小区实产还是理论产量，B1与B2、B3处理的差值较大，说明B1处理施氮240 kg/hm2对产量形成极为不利，不能充分满足镇麦12号的需肥量。随着氮肥后移，小区实产和理论产量表现为C1>C2，且处理间差异极显著，虽然C2处理的穗数极显著高于C1处理，但单穗实粒数和千粒质量对产量形成发挥了决定性的正效应。从播量、施肥量、施氮比例三者的互作效应看，T15处理小区实产和理论产量最高，说明播量为228.15 kg/hm2、施氮量为300 kg/hm2、基肥 ∶ 苗肥 ∶ 拔节肥 ∶ 孕穗肥=5 ∶ 1 ∶ 2 ∶ 2 的条件能够较好地协调穗数、单穗实粒数和千粒质量的关系，获得高产。

2.4 镇麦12号产量形成的关键因素分析

通过相关性分析和通径分析研究镇麦12号产量形成的关键因素。表5的相关分析结果表明，有效穗数与小区实产呈极显著正相关，千粒质量与小区实产呈极显著负相关，每穗粒数与小区实产有一定的正相关性，但未达到显著水平，说明有效穗数是决定镇麦12号产量的关键因素。有效穗数与每穗粒数、千粒质量均呈负相关，相关性分别为不显著、极显著，每穗粒数与千粒质量呈正相关，相关性不显著，说明镇麦12号产量构成因素之间以相互制约为主。从表6的通径分析结果看出，各产量构成因素对小区实产的直接通径系数均为正值，说明在其他因素固定不变的条件下，提高有效穗数、每穗粒数或千粒质量中的任何因素，均能增加小区实产，3个因素共同决定了小区实产变异的97%，其中有效穗数对小区实产的直接作用最大，其次为每穗粒数，千粒质量的直接作用最小。表6亦表明，有效穗数通过每穗粒数、千粒质量，每穗粒数、千粒质量通过有效穗数对镇麦12号产量的间接作用皆有不同程度的负效应，每穗粒数通过千粒质量，千粒质量通过每穗粒数皆有轻度的正效应。通过以上分析可知，在大面积生产中，提高镇麦12号产量应主攻有效穗数，可适当降低对每穗粒数和千粒质量的要求。

进一步分析对镇麦12号有效穗数形成的关键因素，从表7的相关分析看出，高峰苗、基本苗与有效穗数呈极显著正相关，成穗率、单株成穗数与有效穗数有一定的正相关性，但未达显著水平，出苗率、分蘖率与有效穗数有一定的负相关性，但未达显著水平，由此说明，基本苗和高峰苗是影响镇麦12号有效穗数的最主要因素。从表8可以看出，高峰苗对有效穗数的直接作用最大，基本苗对有效穗数的间接作用最大，且主要是通过高峰苗产生的。由此可见，提高镇麦12号的基本苗可有效提高高峰苗，从而获得较高的有效穗数。

2.5 不同处理镇麦12号的抗倒伏能力

种植密度和施氮水平增加对小麦的抗倒伏能力有显著的负作用[7]，由表9可知，A1各处理的抗倒性最好，其中T5、T6处理有轻度倒伏;A2各处理中T7处理未发生倒伏，T8、T9、T10处理的倒伏程度较轻，T11处理的倒伏程度中等，T12处理的倒伏面积较大，倒伏程度较重;A3各处理中T13处理未发生倒伏，T14、T15、T16处理的倒伏程度中等，T17、T18处理的倒伏程度较重。可见随着播量和施肥量加大，镇麦12号的倒伏风险加重，且氮肥后移处理的抗倒性相对变差。

3 讨论与结论

镇麦12号于2012—2014年度参加江苏省淮南组小麦区域试验，品质经农业部谷物品质监督检验测试中心测定，2年区试测定平均结果如下：容重为784 g/L，粗蛋白含量为 15.24%，湿面筋含量为32.9%，稳定时间为14.1 min，硬度指数为69.3，是近年来育成的优质强筋小麦新品种。有研究表明，在小麦大田栽培中，多穗型品种对一般肥力的土壤具有较强的适应性，易获得相对稳定的产量，但产量潜力有限[8-10]，大穗型品种的穗粒质量高，产量潜力大，因而无论在育种或栽培上都得到重视，但因其分蘖成穗率低，群体调控难度大，限制了其产量潜力的进一步发挥[11-12]。由于镇麦12号属于典型的大穗型品种，其粒质量高，分蘖性中等偏弱，耐肥性强，在生产应用中按照常规播量和常规施肥易导致穗数不足，从而影响其产量。本研究通过设置播量、施肥量和施氮比例的3因素裂区试验，结果显示，播量、施肥量和施氮比例对镇麦12号的产量及其构成因素均有极显著影响，最大播量和最高施肥量处理镇麦12号的产量水平最高，其中有效穗数是影响镇麦12号产量的关键因素，增加播量虽对镇麦12号的出苗率、分蘖率和成穗率有负作用，但可有效提高基本苗，从而获得更多的高峰苗和有效穗数，提高施肥量可提高镇麦12号的出苗率、分蘖率和成穗率，从而极显著提高有效穗数，从各处理的抗倒伏能力看，播量和施肥量同时增加时，镇麦12号的倒伏比例和程度明显增加;基肥 ∶ 苗肥 ∶ 拔节肥 ∶ 孕穗肥为5 ∶ 1 ∶ 2 ∶ 2和3 ∶ 1 ∶ 4 ∶ 2相比，虽然后者的有效穗数极显著增加，但对单穗实粒数和千粒质量有极显著的负效应，产量水平不及前者，且在高施氮量条件下，后者的倒伏比例明

显提高。本试验由于田间沟系密布，排水畅通，管理精细，因此各试验小区倒伏相对较轻，镇麦12号在大面积应用时，在追求高产的同时应充分考虑倒伏的风险，选择适合的播量和施肥量。建议苏州北部沿长江沙土地区在播量为 228.15 kg/hm2 的条件下施氮300 kg/hm2或在播量为 202.80 kg/hm2 的条件下施氮360 kg/hm2，南部环太湖黏土地区在播量为202.80 kg/hm2的條件下施氮300 kg/hm2或在播量为177.45 kg/hm2的条件下施氮360 kg/hm2。由于2017年小麦生长中后期的特殊气候条件，小麦千粒质量较常年偏高，需要对气候正常年份镇麦12号千粒质量位于正常范围内不同处理因素之间的差异情况进行进一步验证，计划下一正季在张家港、常熟、太仓沿长江沙土和昆山、吴中、吴江环太湖黏土地区选择播量和施肥量的优良组合对镇麦12号进行扩大示范种植和技术优化，以促进镇麦12号在全市的推广应用。

致谢：感谢林一波推广研究员对本文的指导！

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