鄂北地区中弱筋稻茬小麦品种筛选及其高产栽培技术研究
2022-11-19赵永平高春保
王 鹏,张 刚,陈 斌,赵永平,邹 娟,高春保
(1.枣阳市种植业技术推广服务站,湖北 枣阳 441200;2.湖北省农业科学院粮食作物研究所/湖北省小麦工程技术中心,武汉 430064)
湖北省小麦常年播种面积约107万hm2,总产量420万t,其中稻茬麦占全省小麦总面积的45%左右[1]。近年湖北省稻茬麦发展不平衡,产量差异大,生产面临着诸多问题。何贤芳等[2]研究指出,稻茬麦播前雨量过多或过少会导致腾茬迟、整地和播种质量差、出苗不全、群体量小等现象。稻茬麦区常年稻麦轮作造成耕作层浅、土质粘重、土壤耕性差、适耕期短[3]。品种选择与布局、肥料施用与田间管理技术水平都影响稻茬麦的产量。针对长江中下游光温水资源丰富,生态差异大的特点,湖北省农业科学院粮食作物研究所对长江中下游弱筋、中筋小麦新品种与各地主导品种进行区域性筛选,整理出适宜该区域光温水条件及稻麦两熟协调高产的品种,明确其适宜种植范围,为湖北省小麦主产区优质弱、中筋小麦品种布局体系提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
2016—2017年以长江中下游地区推广面积较大的及湖北省近期即将审定的38个品种(品系)为材料,分别是郑麦9023、浩麦1号、安农1124、鄂麦596、苏麦188、宁麦13、扬麦23、扬麦20、扬麦16、鄂麦580、济麦22、西农979、淮麦35、安农0711、G325、鄂麦27、扬麦15、鄂麦352、鄂麦251、G450、G406、襄麦D31、鄂麦006、DH16、鄂麦170、华麦1168、华麦368、襄麦62、襄麦55、襄麦35、襄麦25、扶麦1228、郑麦119、先麦8号、川麦104、华麦2566、鄂麦18、鄂麦23,其中宁麦13、鄂麦580、鄂麦27及鄂麦251为弱筋小麦品种,小麦品种(品系)全部由湖北省农业科学院粮食作物研究所供种。2017—2018年增加了生选6号、汉麦008号、漯麦163、宁麦24等品种。
1.2 试验时间及地点
试验于2016年10月至2018年5月在江汉平原麦区的武汉和鄂中北麦区的枣阳南城办事处后湖村开展。试验地紧临滚河,交通便利,排灌方便,麦稻轮作,常年水稻产量为9 000~10 500 kg/hm2,小麦产量为5 250~6 750 kg/hm2。供试土壤为水稻土,白散泥田,土壤肥力水平中等,地下水位偏高,土壤全氮1.01 g/kg、碱解氮92.7 mg/kg、有机质21.5 g/kg,有效磷10.37 mg/kg、速效钾100.82 mg/kg,pH 6.49。
1.3 试验设计
各品种(品系)设2个肥料处理,分别为+N处理和-N处理,其中+N处理全生育期养分用量为:N 202.5 kg/hm2、P2O590 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2、ZnSO4·7H2O 15 kg/hm2;-N处理不施氮肥,其余同+N处理一致。小区面积为20 m2,不设重复,四周设保护行。试验所用肥料全部为单质肥料,氮肥为46%尿素,南晋煤天庆煤化工有限责任公司生产;16%过磷酸钙(粒状),云南云天化股份有限公司生产;60%氯化钾(颗粒),俄罗斯进口。氮肥60%、磷、钾及锌肥全部基施,拔节期追施氮肥40%,撒施。供试品种(品系)经过晒种,浸种、做发芽试验和分行称种、分区装包,人工牵绳条播。由于阴雨,田间过于湿,分别于2016年11月4日、2017年11月10日进行播种。
1.4 田间管理、气象及重大病虫害
田间管理与当地习惯一致,年前统一进行化学除草,防治小麦条绣病和赤霉病,兼治穗蚜。2016年小麦播种前遇持续阴雨天气,土壤相对含水量达90%,2016年11、12月田间厢沟明水不断,2016年11月22—24日首次出现极端低温(-3.9~-2.2℃),2017年1—4月气温和降雨正常,该年小麦条锈病和赤霉病发生较为严重。2017年秋播又遇持续阴雨,10月1—19日连续降雨,累计雨量达228 mm;12月17—20日首次出现极端低温(-1.0~2.9℃);2018年1—2月上旬极端低温持续时间长达28 d,最低温度达-10.2℃,月均气温1.3℃,4—5月间断阴雨持续时间长达29 d,该年小麦赤霉病发生严重。
1.5 调查方法与分析
当小麦2叶1心期时,对各品种(品系)的出苗覆盖率进行汇总,出苗整齐、不缺苗断垄的覆盖率为100%;比较不同品种(品系)对稻茬麦田间的适宜性。由植保专业人员对发生的重大病害进行调查,比较品种(品系)的适应性;对品种(品系)的生育进程观察,比较品种(品系)的区域种植的适合性和群众认可性。收获前,田间选取长势均衡且具有代表性的小麦进行有效穗、穗粒数的调查;对收获的小麦进行生物量(子粒、茎、叶、壳)、千粒重、小麦茎秆、叶、颖壳、子粒氮含量测定,比较各品种(品系)的氮收获指数、氮利用效率、氮素吸收效率,施氮的增产量、增产率、农学效率、偏生产力率、氮素吸收利用率、氮素生理利用率、土壤氮素依存率、氮利用效率。小区实产计算,比较施氮与不施氮的增产率。利用Excel 2003和SPSS 20整理试验数据、统计和分析。
2 结果与分析
2.1 稻茬麦田间适应性
2016—2017年播种出苗覆盖率小于70%的品种(品系)有鄂麦580、济麦22、扶麦1228、郑麦119、鄂麦18,其中济麦22和郑麦119出苗覆盖率最差,仅为55%;出苗覆盖率大于90%的有安农1124、鄂麦596、苏麦188、宁麦13、扬麦23、扬麦20、扬麦16、西农979、淮麦35、安农0711、G325、鄂麦27、扬麦15、鄂麦352、鄂麦251、G450、G406、襄麦D31、鄂麦170、华368、襄麦62、襄麦55、襄麦25,共计23个品种(品系)。2017—2018年播种出苗覆盖率小于70%的有鄂 麦596、济 麦22、安 农0711、G572、T50497、T61749,其中济麦22和T61749仅为62%;出苗覆盖率大于90%的品种(品系)有24个,大于95%的有襄麦62、华麦1168、漯麦163、安农1124、DH16、浩麦1号、淮麦35、扶麦1228、川麦104、宁麦24。
从2年的出苗情况可以发现,济麦22在这2年的出苗覆盖率均最差,表明该品种(品系)出苗时间长且易受水渍害影响,不适合长江中下游稻茬麦种植。2年出苗均在80%以上的有27个品种(品系),安农1124、苏麦188、扬麦20、西农979、淮麦35、鄂麦27、G406、襄麦D31、鄂麦170、华368、襄麦62这11个品种(品系)2年出苗均在90%以上,表明这些品种(品系)抗渍性强、适合在长江中下游稻茬麦田间种植。在4个弱筋小麦品种中,鄂麦27、宁麦13、鄂麦251出苗覆盖率均在80%以上,稻茬播种适应性强;鄂麦580出苗覆盖率较差,在渍害严重的稻田茬要适量增加播量。
2.2 重大病害的抗性
2016—2017年在38个品种(品系)中,苏麦188、鄂麦170于2月上旬有条锈病发生,发病程度最为严重,2017年3月14日普遍率达到30%~50%,病株率为20%~50%;宁麦13、扬麦16、淮麦35、G450分别出现发病中心;鄂麦596、扬麦23、扬麦20、安农0711、G406、华麦2566等品种(品系)也有部分发病。2017年4月10日调查发现,除了DH16、华麦1168、扶麦1228、先麦8号4个品种(品系)外,其余34个品种(品系)全部发病,其中苏麦188、扬麦16、扬麦20、华麦2566、鄂麦18发病程度达到3~4级,普遍率达60%以上;宁麦13、扬麦23、鄂麦580、鄂麦170发病程度为2级,普遍率为20%~40%,其他品种(品系)为零星见病。鄂麦596、安农0711、扬麦15、G450、华麦1168、襄麦35、郑麦119等7个品种(品系)的赤霉病中等偏重发生,病情指数为17.5~36.7。扬麦16、西农979、淮麦35、鄂麦352、鄂麦251、襄麦D31、扶麦1228、华麦2566、鄂麦23发病程度达到3级,其他品种(品系)为轻度或零星见病。安农1124、扬麦23、扬麦20、襄麦D31、华麦1168、华368、鄂麦18这7个品种(品系)纹枯病发生严重,病株率达60%以上。2017—2018年小麦赤霉病特大发生。2018年5月20日调查发现,病穗率为4%~92%,病情指数为1.0~68.0,平均病情指数19.6;西农979、济麦22、扶麦1228、襄麦35、襄麦62、郑麦119、鄂麦170、先麦8号、襄麦55、川麦104这10个品种(品系)发病最为严重,其中西农979病情指数为68.0,川麦104病情指数32.5;郑麦9023、浩麦1号、鄂麦596、苏麦188、宁麦13、扬麦23、扬麦20、扬麦16、鄂麦580、鄂麦27、鄂 麦006、华368、鄂 麦18、汉 麦008、G572、T61590、T50497、T61749、宁麦24等19个品种(品系)病情指数小于10.0,其中郑麦9023病情指数为8.5,宁麦24病情指数为1.5。
2.3 稻茬麦生育进程
试验观察发现不同品种出苗速度有差别,2016—2017年浩麦1号、济麦22、华麦1168、DH16出苗较慢,比其他品种(品系)晚2~3 d。大部分品种(品系)在2月23—28日进入拔节期,而苏麦188、济麦22、鄂麦27、扬麦15、鄂麦352、G450、G406、扶麦1228、郑麦119拔节期推迟到3月3—10日。大部分品种(品系)在4月1—6日进入破口抽穗,而济麦22、安农0711、DH16、郑麦119、鄂麦18推迟在4月10—12日。大部分品种(品系)在5月24—26日成熟,而扬麦15、鄂麦352、扶麦1228推迟到6月3日。4个弱筋小麦品种中,宁麦13成熟最旱,其次是鄂麦27,鄂麦251和鄂麦580成熟相对晚3~4 d。34个中筋小麦品种(品系)中,扬麦16、扬麦23、先麦8号旱熟性好,比郑麦9023早熟2~3 d。2017年播种较上年推迟了6 d,田间墒情适宜,品种(品系)间出苗差异缩小,新增小麦品种生选8号、汉麦008、漯麦163、宁麦24的生育进程与西农979一致。
2.4 不同品种产量的表现
试验结果表明,2016—2017年38个品种(品系)施氮平均产量为4 432.5 kg/hm2;G450产量最高,为5 692.5 kg/hm2,浩麦1号和鄂麦23产量最低,分别为3 054、3 066 kg/hm2;不施氮处理下,38个品种(品系)平均产量为2 505 kg/hm2,G450产量最高,为3 546 kg/hm2,济麦22产量最低,为1 228.5 kg/hm2,苏麦188、扬麦15、扬麦20、宁麦13、郑麦9023产量较低,均在1 930.5 kg/hm2以内;与不施氮相比,施氮产量平均增产76.95%。2017—2018年38个品种(品系)不施氮的平均产量为1 098 kg/hm2,施氮的平均产量为4 833 kg/hm2,增产340.26%。施氮条件下,川麦104产量最高,为7 371 kg/hm2,浩麦1号产量最低,为3 156 kg/hm2。不施氮条件下,鄂麦580产量最高,为2 151 kg/hm2,其次为襄麦25和鄂麦23,安农1124和浩麦1号产量最低,分别为372、462 kg/hm2。试验2年内,施氮条件下的小麦平均产量均大于4 500 kg/hm2,不施氮条件下,不同品种(品系)产量差异很大,平均减产56.2%。2年内,4个弱筋小麦品种不施氮情况下产量均大幅度降低。
2016—2017年38个品种(品系)的施氮产量的标准差为656.5 kg/hm2,平均产量的变异系数为14.81%;不施氮产量的标准差为446.38 kg/hm2,平均产量的变异系数为17.82%。2017—2018年38个品种(品系)施氮产量的标准差为1 017.2 kg/hm2,平均产量的变异系数为21.05%;不施氮产量的标准差为386.27 kg/hm2,平均产量的变异系数为35.19%。
2.5 不同品种产量三要素和生物量的表现
对38个品种(品系)施氮产量的三要素分析发现,38个品种(品系)平均穗数为342万/hm2,标准差为41万/hm2,其中浩麦1号、安农1124、宁麦13、DH16、先麦8号穗数低于300万/hm2,浩麦1号和安农1124的穗数最少,约为240万/hm2;G460、襄麦62、鄂麦170穗数大于383万/hm2,扬麦20、鄂麦580、淮麦35、G450、襄麦55、鄂麦18、鄂麦596、华368穗数介于370~382万/hm2;38个品种(品系)平均穗粒数为35.3粒,标准差为3.6粒,鄂麦580、宁麦13、G406、襄麦55、襄麦35、扶麦1228等18个品种(品系)穗粒数大于平均值;38个品种(品系)平均千粒重为44.7 g,标准差为3.0 g,其中G450千粒重最大,为51.3 g,鄂麦18最小,为38.4 g。比较三要素的综合协调能力,38个品种(品系)平均产量为5 363 kg/hm2,其标准差为760 kg/hm2,大于6 123 kg/hm2的品种(品系)有G406、襄麦55、西农979、鄂麦580、扶麦1228,小于4 603 kg/hm2的品种(品系)有浩麦1号、安农1124、鄂麦23、安农0711、DH16、华麦2566、先麦8号。38个品种(品系)的平均生物量为12 084 kg/hm2,标准差为1 568 kg/hm2,扶麦1228、华麦1168、鄂麦580、西农979、G450、安农0711、鄂麦18生物量大于13 652 kg/hm2,扬麦16、先麦8号、鄂麦23、浩麦1号、安农1124、扬麦23生物量小于10 516 kg/hm2。综合产量三要素和生物量,鄂麦580、扶麦1228、G406表现最佳,其次为襄麦55和西农979。
2.6 不同品种综合特性比较
通过对38个品种(品系)施氮的增产率、农学效率、偏生产力率、氮素吸收利用率、氮素生理利用率、土壤氮素依存率、氮利用效率进行统计分析发现,2016—2017年38个品种(品系)平均增产率为61.30%,标准差为34.10%;平均农学效率为10.75 kg/kg,标准差为4.21 kg/kg;平均偏生产力率为29.81 kg/kg,标准差为3.56 kg/kg;平均氮吸收利用率为41.71%,标准差为9.59%;氮平均生理利用率为25.43 kg/kg,标准差为7.31 kg/kg;土壤氮素依存率平均为49.84%,标准差为8.44%;氮利用效率平均为36.20 kg/kg,标准差为3.19 kg/kg。
以氮素增产率≥61.3%、农学效率≥10.75 kg/kg、偏生产力率≥29.81 kg/kg、氮素吸收利用率≥41.71%、氮素生理利用率≥25.43 kg/kg、土壤氮素依存率<49.84%、氮利用效率≥36.20 kg/kg进行综合评比,郑麦9023、宁麦13、鄂麦580、安农0711表现很好,苏麦188、西农979、G325、鄂麦006、扶麦1228表现较好,其次为扬麦20、郑麦119。
3 小结与讨论
由于长江中下游的特殊气候特点,以及2年试验时灾害性天气、稻茬土壤的耕作适应性以及田间小气候等共同影响,致使很多供试品种的高产优势不能展现出来,而其突出的劣势又表现明显,这反映出了品种的区域性和局限性。本研究通过对不同品种(品系)各个指标的表现,筛选出大田生产中有高产潜力的品种,从而实现高产、经济高效的目标。
本试验中,在稻茬麦播种前雨量大,土壤墒情过湿,导致播种质量差,渍害重[4],严重影响小麦出苗。其中鄂麦596、鄂麦580、济麦11、安农0711、扶麦1228、郑麦119、G572、T50497、T61749品种(品系)出苗率均小于70%,2年调查结果显示济麦11适应性最差,并不适合湖北省稻茬麦品种布局和种植。小麦条锈病的为害程度除与品种有关外,主要取决于锈病发生的时间与程度[5],苏麦188发病早且发病重,产量损失大,不适合湖北省稻茬麦品种布局和种植。宁 麦13、扬麦20、扬麦16、淮麦35、安农0711、G450、G406、鄂麦170、华麦2566、鄂麦18等品种布局和种植应避开在湖北省条锈病暴发流行区,在轻流行区种植要加强指导防治。
小麦赤霉病属典型的气候型气流传播病害,其发生流行受菌源量、品种抗性、小麦生育期、农业生态环境及栽培管理措施等多种因素的影响。稻麦轮作区,释放在空气中的子囊孢子在适宜的条件下萌发,从而侵入花器导致发病[5]。试验结果表明,2年内扬麦15、G450、襄麦35、郑麦119高感赤霉病且发病严重,不适合湖北省稻茬麦品种布局和种植。
稻茬麦区常年稻麦轮作,导致适耕性差、播种质量低、播种出苗不全不齐、有效穗不足,后期遇雨田间渍害重、病害重,造成农学效率低、偏生产力率低、氮吸收利用率低、单产不高、种植收益差。2年试验表明,DH16、华368、襄麦62、鄂麦23不适合湖北省稻茬麦品种布局和种植。
通过综合比较品种的生物总量、产量和增产量、稻茬麦适应性、抗病性以及农学效率、偏生产力、氮吸收利用率,2年试验结果表明,郑麦9023、宁麦13、鄂麦580、扬麦20、西农979、鄂麦006、扶麦1228适合长江中下游稻茬麦品种布局和种植;扬麦23、淮麦35、鄂麦27、鄂麦352、襄麦D31、鄂麦170、襄麦25、川麦104综合表现一般,可作区域性补充。