淮北地区7 个推广小麦品种的灌浆特性分析

刘 利

（亳州市农业科学研究院 安徽涡阳 233600）

小麦是我国主要的粮食作物之一， 小麦产量的提高，对粮食安全有重要意义。 随着栽培技术和生产水平的不断提高，在大田生产过程中，亩穗数和穗粒数的变化基本趋于稳定， 因此千粒重的提高才是决定小麦产量的关键因素[1]。 通过测定小麦灌浆速率可以了解小麦品种的粒重动态， 更好地把握不同小麦品种的灌浆特点， 为小麦品种在生产上的应用和推广提供有效的数据支持。 本试验主要针对近年来不断涌现的小麦新品种， 选择在淮北地区有一定推广面积的7 个小麦品种进行了小麦灌浆速率测定试验，以了解这些品种在本地的灌浆特性，为大田生产服务。

1 材料与方法

1.1 试验设计

供试品种分别为新麦26、涡麦9 号、丰德存麦22、郑麦136、济麦22、淮麦20 和中麦578。 试验统一采取大区无重复设计， 小区长15 m、 宽9.6 m， 面积144 m2，行距23 cm；试验地点为涡阳县粮麦原种场，前茬大豆， 土壤属于砂浆黑土， 0～20 cm 土壤肥力：有机质14.118 g/kg， 速效氮0.952 7 mg/kg， 速效磷16 mg/kg， 速效钾161 mg/kg； 播期为2020 年10 月13 日，播量统一设计为22 万/亩，机械条播；基肥：小麦专用复混肥（15∶15∶15）50 kg/亩和尿素15 kg/亩，机械抛洒。 其他管理和记载参照国家黄淮南片小麦生产试验标准。

1.2 测定项目与分析方法

1.2.1 质量测定各小麦品种扬花期选取同一时间扬花的单穗挂牌标记，并记载其开花时间，然后在统一的时间取样， 每隔5 d 随机选取20 穗放入烘箱，105℃下烘30 min 杀青（第1 期、第2 期由于籽粒过小，不易脱粒，先对麦穗杀青，而后脱粒再烘干，以后各期按常规方法先脱粒后再杀青烘干）， 杀青后在80℃烘8 h 至恒重，测定籽粒干重，折算千粒重。

1.2.2 分析方法以开花后天数t 为自变量、千粒重Y 为因变量参照赵洪亮等[2]的方法，利用logistic 方程Y＝K/［1＋e（a+bt）］拟合小麦籽粒质量增加的过程。 其中K 为理论最大千粒质量，t 为相对灌浆时间（相对灌浆时间=取样日期-开花时间-7）[3]，a、b 为常数。 对拟合方程求一阶导数和二阶导数， 分别得到初级和次级灌浆参数， 初级参数t1，t2，t3 分别为logistic 曲线拐点时间和粒重达到99%时的灌浆时间[3]，次级灌浆参数T1、R1；T2、R2；T3、R3 分别表示3 个阶段的灌浆持续时间（d）和灌浆速率[g/（103·d）]；W1、W2、W3 分别表示3 个阶段的籽粒干物质累积量（g）。Tmax 为最大灌浆速率出现的时间（d），Ts 为灌浆持续期（d）；Rmax 和Rmean 分别表示最大灌浆速率[g/（103·d）]和平均灌浆速率[g/（103·d）]。 利用DPS V9.01 软件拟合Logistic 方程并作相关性分析， 利用Excel 进行数据整理和作图。 灌浆参数及其计算公式见表1。

表1 灌浆参数表述及其计算公式[4]

2 结果与分析

2.1 籽粒增重和灌浆速率动态

2.1.1 籽粒增重动态从图1 可以看出，7 个小麦品种的粒重增加都是呈现前期慢、中期快、后期又变慢的 “S” 型特点。 其中中麦578 的粒重增加趋势远高于其他品种，千粒重在所有品种中最高，其次是丰德存22 和郑麦136， 二者粒重在后期基本相近， 济麦22在5 月5～20 日这个阶段粒重的增加高于丰德存22和郑麦136，但在后期又低于二者；涡麦9 号阶段粒重的增加高于新麦26，但后期二者粒重基本一致；淮麦20 的粒重增加趋势在所有品种中最低，千粒重在所有品种中也最低。

图1 7 个小麦品种千粒重增加动态

2.1.2 灌浆速率动态从图2 可以看出， 灌浆速率的变化趋势和籽粒增重的趋势基本一致， 即总体符合 “慢—快—慢” 的灌浆规律。 所有品种的灌浆速率都呈正态分布， 灌浆高峰期都出现在5 月15 日，然后开始逐渐下降， 但淮麦20 的高峰期出现在5 月20 日，且在5 月25 日以后逐渐下降。 中麦578、丰德存22、 郑麦136 和济麦22 在5 月15 日前灌浆速率均急剧上升，而涡麦9 号和新麦26 则相对缓慢。 淮麦20 在此阶段灌浆速率增长最慢。 在灌浆速率曲线下降过程中中麦578 的曲线急剧下降，而淮麦20 则缓慢下降，其他品种居于二者之间。

图2 7 个小麦品种灌浆速率动态

2.2 7 个小麦品种的logistic 方程模型及其检测

从表2 可以看出，7 个小麦品种的logistic 方程决定系数和相关系数都在0.99[5]以上，且经过F 检测P 值都小于0.01， 说明logistic 方程拟合符合度较高且都达到极显著水平， 表明此方程可以很好地模拟各品种小麦籽粒增重进程。

表2 7 个小麦品种logistic 方程参数和系数及其F 检测值

2.3 7 个小麦品种的籽粒灌浆参数

2.3.1 灌浆时间参数从表3 可以看出， 各品种的灌浆持续时间（Ts）长短不一，其中淮麦20 的灌浆持续时间最长，新麦26 和郑麦136 次之，丰德存22 和涡麦9 号的灌浆持续时间相近，而中麦578 的灌浆持续时间最短。 所有品种都表现为缓增阶段灌浆时间＞快增阶段灌浆时间＞渐增阶段灌浆时间（T3＞T2＞T1）。在渐增阶段淮麦20 的灌浆时间最长，为12.72 d，新麦26、郑麦136 和丰德存22 在9.50 d 左右，涡麦9 号和济麦22 在6.50 d 左右，中麦578 最短，只有5.88 d；在快增阶段淮麦20 的灌浆时间最长， 为17.45 d，新麦26 和涡麦9 号次之，分别为17.14 d 和16.45 d，中麦578 最短，为12.57 d。缓增阶段各品种的灌浆时间的长短排序和快增阶段一致。

2.3.2 灌浆速率参数从表3 可以看出， 各品种都呈现快增阶段的灌浆速率最大，渐增阶段次之，缓增阶段最小（R2＞R1＞R3）。 在渐增阶段，中麦578 的灌浆速率最高，其次是济麦22 和涡麦9 号，淮麦20 最低；在快增阶段和缓增阶段，中麦578 的灌浆速率最高，其次为丰德存22 和郑麦136，最低的为淮麦20。7 个小麦品种最高灌浆速率和平均灌浆速率的高低排序基本一致， 即中麦578 最高， 其次为丰德存22和郑麦136，最低的为淮麦20 和新麦26。

2.3.3 灌浆阶段的干物质积累从表3 可以看出，虽然品种不同阶段性干物质积累的多少不同， 但是各品种各阶段的干物质积累总体都呈现相同的规律，即快增阶段的干物质积累量最多，渐增阶段的干物质积累量次之，缓增阶段最少（W2＞W1＞W3）。 通过比较发现，快增阶段是籽粒增重的重要阶段，它的干物质积累量占总干物质积累的58.32%， 渐增阶段和缓增阶段的干物质积累规律大致相近。

表3 7 个小麦品种籽粒灌浆参数

2.4 7 个小麦品种实际千粒重与灌浆参数的相关性

由表4 可知，灌浆持续时间（Ts）、最大灌浆出现时间（Tmax）、各阶段灌浆时间（T1、T2、T3）和千粒重都是负相关，且快增阶段（T2）和缓增阶段（T3）的灌浆时间都达到了显著水平（P＜0.05）；快增阶段灌浆速率（R2）、缓增阶段灌浆速率（R3）、最大灌浆速率（Rmax）和平均灌浆速（Rmean）都和千粒重有正相关性，且都达到极显著水平（P＜0.01），而渐增阶段灌浆速率（R1） 和千粒重虽然正相关却不显著（P＜0.05），由此可知各品种的粒重增加和籽粒的形成主要受灌浆时间和灌浆速率的双重影响， 尤其是快增阶段和缓增阶段。 理论最大值（K）和三个阶段的干物质积累（W1、W2、W3）都和千粒重呈极显著正相关（P＜0.01）。

表4 7 个小麦品种的粒重与灌浆参数相关性

3 讨论

3.1 气象因素对小麦灌浆的影响

不同的区域气候环境不同，光照和温度[6]、 降水和热胁迫[7]来临的早晚不同，有研究表明温度19～20℃和充足的光照有利于灌浆，而弱光照影响小麦品种的灌浆， 主要是通过影响其灌浆时间和速率来实现。 从表5 可以看出，本年度在5 月13～17 日有一个降水过程，低温寡照影响了小麦快增阶段的灌浆，但品种不同对此段时间光温变化的反应不一， 淮麦20的灌浆速率曲线基本不受影响， 可能是因其灌浆速率本身就缓慢，变化不明显；在5 月27 日至收获期间最高温度都在30℃以上，风力为3 级，是明显的干热风天气， 这种高温胁迫也影响了小麦缓增阶段的灌浆， 前者导致快增阶段灌浆时间的延长和速率的降低， 后者导致缓增阶段灌浆时间的缩短和灌浆速率的降低，甚至停止灌浆。

表5 阶段气象资料

3.2 品种对小麦灌浆的影响

本试验7 个小麦品种类型[8]不同，中麦578、丰德存22 和郑麦136 属大粒型品种，其粒重[9]明显高于其他品种，涡麦9 号和新麦26 属优质[10]品种，淮麦20和济麦22 属半冬性偏冬[2]类型的品种。 不同类型的品种适应的区域环境不同，虽然也能在本地种植，但是并不能充分表达其特性，具体表现在其阶段性发育程度不同， 因此其籽粒形成对灌浆特性的要求也不相同， 在相同的气候环境下从粒重和速率动态曲线上可以明显地发现品种间灌浆时间和速率的差异。

3.3 栽培管理对小麦灌浆的影响

本试验的播期安排在2020 年10 月13 日，密度为22 万/亩，施肥和管理水平均高于大田。 而在实际生产中，播期密度[11]、施肥水平[12]、耕作方式[13]等因素随区域生产水平和季节的变化而变化， 其灌浆进程也会发生不同程度的变化。 有研究表明在低密度、迟播和高肥条件下品种的灌浆速率会提高，而灌溉、早播可延长灌浆时间。

4 结论

本试验在2021 年度本区域的生态环境下，通过对7 个本地推广的小麦品种灌浆速率的观测， 利用logistic 方程模拟粒重增加的过程表明， 中麦578 的粒重增加趋势远高于其他品种， 千粒重在所有品种中最高，其次是丰德存22 和郑麦136；各小麦品种灌浆时间和千粒重呈负相关，且快增阶段（T2）和缓增阶段的灌浆时间（T3）与千粒重负相关都到达显著水平， 这一现象可能是受气候条件和品种等因素的影响；各小麦品种的灌浆速率和千粒重呈正相关性，除渐增阶段的灌浆速率（R1）以外都达到了显著水平，这一结论与大部分研究结果一致； 各灌浆阶段的干物质积累与千粒重呈显著正相关， 通过比较发现快增阶段是籽粒增重的重要阶段， 它的干物质积累量占总干物质积累的58.32%， 渐增阶段和缓增阶段的干物质积累大致相近。 在实际生产上如果利用灌浆特性来选择品种， 要结合本地的生态环境和种植习惯及不同年份的数据来综合考虑比较合理。