河北平原冬小麦籽粒灌浆特性参数分析

郭丽果　刘盼　石晶晶　张悦　魏岩　杜伟娜　尹宝重

摘要：于2016—2017年小麦季，在国家粮食丰产科技工程藁城核心区，选取河北省主推的9个小麦品种，对其籽粒灌浆过程进行研究。结果表明，各品种小麦在灌浆期间籽粒干质量均呈“S”形曲线增长，灌浆过程可划分为灌浆渐增期、快增期和缓增期3个阶段。但不同品种的灌浆也存在差异，最大灌浆速率出现时间（Tmax）最早的是鲁原502，比最晚出现的济麦22提早3.1 d;石农086和邢麦4号的最大灌浆速率（vmax）和平均灌浆速率（vmean）均高于其他供试品种，而农大399均为最小;在最大灌浆速率上，石农086和邢麦4号比农大399分别高52.0%、43.4%;在平均灌浆速率上，石农086和邢麦4号比农大399分别高40.2%、29.9%。相关分析表明，粒质量与籽粒平均灌浆速率之间存在显著正相关关系，而与灌浆持续时间相关性不显著。

关键词：河北平原;小麦;灌浆特性;粒质量

中图分类号： S512.1+10.1文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2019）08-0072-03

粒质量是小麦产量的重要构成因素之一，小麦粒质量与籽粒灌浆特性有着密不可分的关系，前人对此已有许多的研究[1-15]。受地域环境、品种、管理措施等多方面因素的影响，有的研究认为，灌浆速率和灌浆过程持续时间均与粒质量呈显著正相关关系[1-8];而有的研究则认为，粒质量仅与灌浆速率呈正相关关系，与其他灌浆参数之间无显著相关关系[9-15]，存在争论。因此，本试验主要选取适宜在河北省大面积推广的小麦品种进行籽粒灌浆特性研究，旨在深入探究不同小麦品种的灌浆特点，促进粒质量的增加，以期为河北地区及全国小麦新品种的选育、持续高产提供理论依据和技术支撑。

1材料与方法

1.1供试材料

供试小麦品种共9种，分别是济麦22、中麦155、农大399、鲁原502、邢麦4号、冀麦418、邯麦15、冀麦325和石农086。

1.2试验区概况

于2016—2017年小麦季，在国家粮食丰产科技工程藁城核心区（河北省石家庄市藁城区梅花镇崔家庄村，地理位置114°84′E、38°03′N）进行，试验地前茬作物为玉米，土质为壤土，0～20 cm土壤养分含量为有机质含量22.1 g/kg、硝态氮含量18.6 mg/kg、速效磷含量25.0 mg/kg、速效钾含量 173.0 mg/kg。

1.3试验设计

试验田采用随机区组排列，9个供试小麦品种，27个小区，每个小区面积为666.7 m2，3次重复，每个小区播种籽粒 12 kg，行距设置为15 cm。田间管理同一般大田。

1.4测定项目和分析方法

小麦籽粒灌浆过程的测定：开花后标记长势一致并且花期相同的主茎穗，分别在开花后的6、12、18、24、30 d取样，每个小区每次取5个穗，3次重复，带回实验室后手工剥粒，统计穗粒数，然后将籽粒用信封装好后立即放置于烘箱内，105 ℃ 杀青30 min后降至70 ℃烘干至恒质量，称质量后计算千粒质量。

籽粒生长曲线的拟合及灌浆参数计算：将开花后的天数（t）作为自变量，籽粒粒质量（Y）作为因变量，用Logistic曲线方程拟合开花后各品种籽粒的灌浆过程，并将灌浆过程划分为灌浆渐增期、快增期和缓增期3个阶段。Logistic方程表达式为Y=K/（1+Ae-Bt），式中：K为理论上籽粒灌浆达到的最大干质量，g/103粒;A、B均为待定参数。对Logistic方程求一阶导数和二阶导数，可得到初级灌浆参数：最大灌浆速率vmax[g/（103粒·d）]、平均灌浆速率vmean[g/（103粒·d）]、最大灌浆速率出现时间Tmax（d）、灌浆持续时间T（d）;次级灌浆参数T1、v1，T2、v2、T3、v3分别表示3个阶段相应的灌浆持续时间（d）和灌浆速率[g/（103粒·d）]，m1、m2、m3分别表示各阶段的籽粒干物质积累量（g）。

1.5统计分析

采用DPS 7.05对数据进行处理，SPSS 19.0作相关性分析，Excel 2003作图。

2结果与分析

2.1小麦品种籽粒干质量的变化

由图1可以看出，各小麦籽粒干质量的变化规律基本保持一致，即9个品种的小麦在灌浆期间籽粒干质量均呈“S”形曲线增长。在花后灌浆初期，小麦籽粒干质量增长较为缓慢;随着花后天数的增多，籽粒干质量也迅速增长，此时进入快速增长阶段，为籽粒形成的关键时期;后期籽粒干质量增长又趋于缓慢，直至成熟。进一步分析表明，供试小麦品种籽粒最后的千粒质量存在显著性差异，其中，石农086的千粒质量最大，为49.24 g，鲁原502的为49.17 g，仅次于石农086;农大399的千粒质量最小，为42.64 g，其次是中麦155的千粒质量为44.43 g，达到了显著性差异水平。

2.2小麦籽粒灌浆模型

各小麦品种开花后籽粒的灌浆过程均表现为“慢-快-慢”的增长趋势，通过对小麦开花后天数与粒質量之间进行Logistic生长曲线分析。由表1可知，各小麦品种方程的决定系数均大于0.980，经检验均达到显著性水平，说明不同品种的小麦灌浆过程均符合Logistic生长曲线变化规律，拟合效果良好。

2.3小麦籽粒灌浆过程参数分析

根据Logistic曲线方程可以将小麦籽粒灌浆过程划分为灌浆渐增期、快增期和缓增期3个阶段。试验结果（表2）表明，各试验品种3个阶段的灌浆天数都是逐渐增加的，快增期占灌浆时期的34%左右，缓增期占灌浆时期的43%左右，并且在快增期的灌浆速率最大，积累的干物质最多，占总干物质量的58.4%，而缓增期灌浆速率最小，积累的干物质最少，仅占总干物质量的20.2%。不同品种之间在灌浆时间和灌浆速率上有显著差异。