不同种植密度对烟农173产量及光合特性的影响

2019-12-27王倩茜崔明灼严美玲丁晓义姜鸿明李林志

安徽农学通报 2019年23期

王倩茜崔明灼严美玲丁晓义姜鸿明李林志

摘要：为了解影响小麦生长及产量的因素，以小麦品种烟农173为材料，研究了不同种植密度对其产量及光合特性的影响。结果表明，以处理2（D2）产量最高，达10976.8kg/hm2;说明烟农173最适宜的种植密度是基本苗为210万/hm2。在此密度下，植株叶片保持良好的受光面积，养分吸收充分，光合作用时间较长，干物质积累多，营养向籽粒转运多，最终产量高。

关键词：小麦;种植密度;产量;光合特性

中图分类号 S512.1文献标识码 A文章编号 1007-7731（2019）23-0045-04

Effects of Different Densities on Yield and photosynthetic Characteristics of A Wheat Cultivar Yannong 173

Wang Qianqian1，2 et al.

（1Shandong Yantai Academy of Agricultural Sciences，Yantai 265500，China;2YanTai University，Yantai 264005，China）

Abstract：There are many factors affecting the growth and yield of Wheat. In this study，the effects of planting density on the yield and photosynthetic characteristics of a wheat cultivar Yannong173 were studied. The results showed that the density of 21×105/hm2 （D2） was the best suitable for the growth of the new wheat cultivar Yannong173 which the yield was 10976.77kg/hm2.Through this experiment，the planting density suitable for the growth of new wheat variety Yannong 173 was selected，which provided theoretical basis and research basis for future breeding workers.

Key words：Wheat;Planting density;Yield;Leaf photosynthesis

小麥作为主要粮食作物之一，其产量对于保障世界粮食供应，尤其是对于人口众多的中国具有重大意义。随着耕地面积的减少，人口的增加，我国面临着巨大的粮食安全的挑战。因此，培育高产、抗病的优质小麦成为粮食作物育种的主要目标[1]。20世纪50年代，国内外许多学者就种植密度对小麦群体的光合特性影响方面展开了研究[2-4]。毕常锐等研究认为，种植密度决定作物群体的光合特性，进而影响作物群体的光合利用率[7]。淮贺举等研究认为种植密度是影响小麦产量和质量的1个重要因素[5]，陈天房认为种植密度与产量呈负相关[6]。种植密度的大小影响植株营养状况、光能截获量等，进而影响小麦光合速率及干物质积累[8]。适宜的密度可以合理改善作物群体结构、提高群体的光合作用、积累更多的干物质，从而提高作物的产量[9-12]。本试验以小麦新品种烟农173为材料，研究不同种植密度对其产量及光合特性的影响，以期为该品种选取合适的种植密度提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料试验于2015—2016年度在烟台市农业科学研究院农场进行，试验地前茬为玉米;试验材料选用小麦新品种烟农173。

1.2 试验设计试验设5个密度水平处理。处理1（D1）：基本苗150万/hm2;处理2（D2）：基本苗210万/hm2;处理3（D3）：基本苗270万/hm2;处理4（D4）：基本苗330万/hm2;处理5（D5）：基本苗390万/hm2。试验采取完全随机排列，3次重复;每小区种6行，行距20cm，面积为9.6m2（6×1.6m）。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 灌浆速率于开花期选择开花一致的主茎挂牌。花后0、7d、14d、21d、28d和35d分别取挂牌小麦的30个单茎，并将其分成4部分;其它叶、茎、叶鞘和麦穗，放置于105℃的烘箱内杀青20min，之后再于70℃烘箱内烘干至恒重，烘干后数出籽粒数并称籽粒重量，用于灌浆速率测定。

1.3.2 光合速率选择叶龄一致、叶片之间无遮掩、生长状况良好、未衰老和成熟的叶片，借助于仪器LI-6400XT光合仪，在上午9∶00—11∶00最佳测量时间测定，3次重复，计算平均值。

1.3.3 叶绿素含量取旗叶5片，用面积为0.4212cm2的打孔器打6次，装入3只试管中，每试管10小片，加入95%乙醇15 mL，塞子盖紧密封，暗处放置48h，期间摇晃振荡5～6次，于分光光度计下665nm、649nm下比色，根据公式计算叶绿素含量：

叶绿素a浓度（mg/L）=13.95×D665-6.88×D649

叶绿素b浓度（mg/L）=24.96×D649-7.32×D665

叶绿素含量（mg/g）=色素浓度（mg/L）×提取液体积（L）÷样品鲜重（g）

1.3.4 叶绿素荧光选取位置相近的新叶，待测叶片充分暗反应20min后，开始用叶绿素荧光仪测量荧光参数，测定光下最大荧光（F′m）、稳态荧光（Fs）、初始荧光（Fo）、最大荧光（Fm）。

实际光化学效率（φPSⅡ）=（F′m-Fs）/F′m

最大光化学效率（Fv/Fm）=（Fm-Fo）/Fm

1.3.5 产量及产量性状于小麦收获前1d，取1m2的小区调查小麦穗数，计算穗数;待麦穂自然晒干后，计算经济系数。收获时取30个单茎，调查穗粒数、穗数和千粒重等产量性状。收获后的籽粒自然风干后称重，计算产量。

2 结果与分析

2.1 不同种植密度对小麦产量结构的影响由表1可见，各密度处理的群体和收获指数具有一定的差异。处理2（D2）的收获指数最大，同时产量最高;说明基本苗为210万/hm2时，小麦群体的生物产量能较好的转化为经济产量，光合转化效率高，干物质积累多，产量高。处理5（D5）的收获指数最小，且产量也最低;说明当基本苗达390万/hm2时，高密度影响了小麦群体的生长，干物质积累较少，造成产量下降。

由图1可知，各处理小麦的千粒重随着天数而增加，只是增加的幅度有些许不同。前期，处理1（D1）的数值高，后期处理2（D2）达到最高。处理5（D5）后期增加缓慢，可能是因为密度过大，阻碍了植株群体间光照和养分的吸收，影响籽粒灌浆速率，从而造成千粒重减少。

2.2 不同种植密度对小麦光合速率的影响由图2可见，处理1（D1）的光合速率最高。王文鑫认为，在小麦籽粒灌浆期，低密度处理的小麦叶片生长旺盛，衰老速度慢，光合作用強[13]。由海霞研究表明，光合速率的大小主要受叶肉细胞光合产物同化能力的影响，同化能力的大小受气孔和非气孔因素的制约，制约小，气孔传导大，光合速率高[14]。这与本研究的结果是一致的。

2.3 不同种植密度对小麦叶绿素含量的影响叶绿素含量的高低直接反映该植物的营养状况和光和能力，它们之间呈正相关[15-16]。高等植物中光合色素包括叶绿素a，叶绿素b和类胡萝卜素，其中起主要作用的是叶绿素a和叶绿素b，叶绿素a的作用是将光能转变成化学能，叶绿素b的作用是吸收光能，所以一定要通过提高光能转化率来积累更多的有机物质[17]。由图3可知，处理1（D1）的叶绿素含量最高，随着密度的增加，小麦群体的叶绿素含量随之减少。这说明种植密度较小时，植株间距较大，光照能力增强，叶绿素含量较高，能保证叶片良好的光合作用[18]。而种植密度过大时，作物群体间的通风透光性较差，影响光合色素形成，并且呼吸消耗增多，光合产物积累减少[19-20]。从图中可发现，种植密度对叶绿素a的影响较大，对叶绿素b和类胡萝卜素影响不显著。

2.4 不同种植密度对小麦光化学效率的影响实际光化学效率表示光化学反应中消耗的能量占叶片吸收光能的比例。最大光化学效率的作用为分析叶片最大PSⅡ光能转换效率。它们都能更好的反映作物群体的光合作用。由图4、5可见，密度的增加，阻碍了作物群体的光合作用，从而导致实际光化学效率降低。密度对于其最大光化学效率具有显著影响，其中处理2（D2）的数值最高，表明在该密度下叶片的光能转换效率高，积累的有机物质多，产量高。

2.5 不同种植密度对小麦干物质量的影响种植密度过低会造成群体数量减少，干物质积累量低，从而达不到高产效果;种植密度过高会造成群体无效分蘖增多，养分供应不足，植株瘦弱，容易产生籽粒干瘪、植株倒伏等现象，最终影响干物质积累[21] 。由表2可知，处理2（D2）的干物质转移量和转移效率最高，说明该密度适合作物的生长，干物质积累多。因此，合理的种植密度可以提高产量。

3 讨论

穂数、穂粒数和千粒重是决定小麦产量的3个关键因素。胡焕焕等人研究发现，种植密度对产量3个构成因素的影响均达到显著水平[22]。汤永禄等研究认为，适当提高种植密度，可达到增产效果，中密度（基本苗405万/hm2）平均产量显著高于低密度（基本苗330万/hm2），但高密度（基本苗495万/hm2）平均产量与中密度和低密度之间无显著差异[23]。本试验结果与其存在差异的原因可能是由于土壤条件、作物品种、气候差异、地域等因素。大多数研究发现表明，在一定范围内，随着密度的增加，小麦的穂数随之增加，而穂粒数、千粒重和产量下降[24-26];这与屈会娟等人的研究结果是一致的[27]。

董浩等人的研究表明，密度对小麦的实际光化学效率和最大光化学效率都有显著的影响[28]。郭天财等研究认为，种植密度与小麦的实际光化学效率和最大光化学效率呈负相关，种植密度越大，容易引发小麦倒伏现象[29]。张永丽等认为，小麦的光合速率与种植密度呈负相关[30]。本试验的结果与前人研究基本一致，但在最大光化学效率和光合速率方面存在一些偏差，并不呈线性关系，这可能与当地降雨、气温、土壤肥力有关。

4 结论

在5个种植密度下，烟农173最适宜的种植密度是基本苗为210万/hm2，产量最高，达10976.77kg/hm2;说明烟农173最适宜的种植密度是基本苗210万/hm2。在此密度下，植株叶片保持良好的受光面积，养分吸收充分，光合作用时间较长，干物质积累多，营养向籽转运多，最终产量高。

参考文献

[1]张向前，杜世州，曹承富，等.种植密度对小麦群体质量叶绿素荧光参数和产量的影响[J].干旱地区农业研究，2014，32（5）：93-99.

[2]Wajid A，Hussain A，Ahmad A. Effect of sowing date and plant density on growth，light interception and yield of wheat under semi arid conditions[J].International Journal of Agriculture&Biology，2004，6（6）：1119-1123.

[3]刘丽平，胡焕焕，李瑞奇.行距配置和密度对冬小麦品种河农822群体质量及产量的影响[J].华北农学报，2008，23（2）：125-131.

[4]Hussain A A，Wajid M，Maqsood A. Effect of drought on wheat yield and radiation use efficiency[C].Proc Nat Symp on Drought and Water Resources in Pakistan，2002：75-80.

[5]毕常锐，白志英，杨訸，等.种植密度对小麦群体光能资源利用的调控效应[J].华北农学报，2010，25（5）：171-176.

[6]淮贺举，陆洲，秦向阳，等.种植密度对小麦产量和群体质量影响的研究进展[J].中国农学通报，2013，29（09）：1-4.

[7]陈天房，李春喜，姬生栋.播种密度与小麦产量及籽粒营养品质关系的初步研究[J].河南职业技术师范学院学报，1988，16（4）：46-49.

[8]张永丽，肖凯，李雁鸣.种植密度对杂种小麦C6-38/Py85-1旗叶光合特性和产量的调控效应及其生理机制[J].作物学报，2005，31（4）：498-505.

[9]李筠，王龙，任立凯，等.播期、密度和氮肥运筹对冬小麦连麦2号产量与品质的调控[J].麦类作物学报，2010，30（2）：303-308.

[10]赵智勇，李秀绒.播期、播量和氮肥对强筋小麦运旱618产量和品质的影响[J].中国农学通报，2016，32（21）：28-31.

[11]杨浩，胡海，汪灿，等.播期、施肥量和种植密度对糯小麦‘1718WX的品质、产量及产量构成因素的影响[J].西南大学学报（自然科学版），2015，37（2）：12-17.

[12]杨健，张保军，毛建昌，等.播期与密度对冬小麦西农9871籽粒产量的影响[J].麦类作物学报，2011，31（3）：529-534.

[13]王文鑫.不同密度下苗带宽度对冬小麦产量调控的生理基础[D].秦安：山东农业大学2015.

[14]由海霞.不同密度小麦群体的光合作用特性研究[J].中国农学通报，2005，21（4）：162-165.

[15]赵洪兵，郭会君，赵林姝，等.空间环境诱变小麦叶绿素缺失突变体的主要农艺性状和光合特性[J].作物学报，2011（1）：119-126.

[16]郭会君，靳文奎，赵林姝，等.实践八号卫星飞行环境中不同因素对小麦的诱变效应[J].作物学报，2010（5）：764-770.