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不同小麦品种混播对产量及产量要素的影响

2023-05-10杨春玲

大麦与谷类科学 2023年2期
关键词:周麦混播理论值

贠 超,杨春玲,韩 勇

(安阳市农业科学院,河南安阳 455000)

作物种间混播能够充分利用光、温、水、土等自然资源,稳定均衡地提高作物整体的产量。近年来,作物种内混播也逐渐引起人们的兴趣[1-3]。品种混种是指在播种时,将2 个或2 个以上的品种混合种植,借助品种多样性的特征所运用的栽培方法。其操作简单、灵活,不需要增加额外劳动力,具有明显的防治谷类作物锈病、白粉病等叶部病害的效果[4]。

目前生产上种植的小麦品种具有不同的形态特征、生理特性、品质特性,在单一种植条件下,往往出现病害、冻害、倒伏等现象,影响了产量和食用品质。有研究表明,不同小麦品种混播能够充分利用光、温等生态资源及品种间性状的互补,提高群体的稳定性、产量和作物品质[5-7]。尤其是在利用不同抗病品种混种提高群体抗病性方面,前人进行了大量研究,国内曾报道小麦品种混播对白粉病[8-9]、条锈病、叶锈病的控制作用和增产作用,并对其病害控制机制进行过研究[10-15]。

为进一步了解小麦品种混播对产量、产量要素及抗病性等方面的影响。笔者选用周麦27、安麦1241、百农207、安麦34 这4 个不同品种的小麦,分2组试验,每组2 个品种按1/3∶2/3、1/2∶1/2、2/3∶1/3的种子质量比进行混合播种,旨在为小麦增产增收提供一种新的可能。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2021 年9 月至2022 年6 月在安阳市农业科学院柏庄基地(114.36273°E、36.20338°N,海拔71 m)进行。该地块土质黏壤,有机质含量(质量分数,下同)为20.35 g/kg,全氮含量为1.56 g/kg,有效磷含量为23.43 mg/kg,速效钾含量为162 mg/kg。试验地前茬为玉米。

1.2 供试品种

供试品种为安阳种植面积较大的周麦27、安麦1241、百农207、安麦34。周麦27 冬季抗寒性较好,株高74.0 cm,株型偏松散,茎秆弹性中等,抗倒性中等,高感条锈病、叶锈病。安麦1241 为半冬性品种,株高79.0~83.0 cm,株型松紧适中,茎秆弹性较好,抗倒性较好,高抗条锈病、叶锈病。百农207 为半冬性中晚熟品种,株高76.0 cm,抗倒性较好,高感小麦叶锈病、赤霉病、白粉病和纹枯病,中抗条锈病。安麦34 为半冬性品种,株高85.0 cm,抗倒伏能力强,株型松散,旗叶上举,高抗条锈病、叶锈病、叶枯病、白粉病。

1.3 混播处理

试验设计周麦27 与安麦1241 混播,百农207与安麦34 混播。每个小区长8.0 m,宽1.6 m,小区面积为12.8 m2。每个小区播种量为180 g,按各品种种子质量占比不同,设置10 个处理,每个处理设3次重复。分成2 个试验组,小组内随机区组设计,种子按比例充分混合后播种。详情见表1。

表1 小麦品种混播处理表

1.4 混播理论值与混播效果

以未混播的纯种品种在试验田中的表现值为基础,混播麦田的混播理论值等于2 个纯种品种在试验田的表现值乘以相应混播比例后相加而得。用混播的实际数值减去混播理论值后除以混播理论值,即可得出混播效果。

以处理C 的基本苗为例,处理C 基本苗的混播理论值=1/3 周麦27 基本苗数+2/3 安麦1241 基本苗数;处理C 基本苗的混播效果=(处理C 实际基本苗数-处理C 基本苗的混播理论值)/处理C 基本苗的混播理论值。

1.5 日常管理

施用复合肥750 kg/hm2(N、P2O5、K2O 质量分数分别为25%、15%、7%)作底肥,拔节期追施尿素300 kg/hm2。整个生长季浇水4 次(播种、越冬、返青、灌浆)。2021 年10 月23 日播种,2022 年6 月10 日收获。

1.6 数据处理

用软件Excel 2007 进行数据处理,用软件SAS 9.0 对数据进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 安麦1241 和周麦27 混播对小麦产量及产量要素的影响

2.1.1 安麦1241 和周麦27 混播对小麦基本苗数的影响(表2)。在安麦1241 千粒质量比周麦27 大5 g 的前提下,同等播量的安麦1241 基本苗数较周麦27 多36.6 万株/hm2,说明安麦1241 较周麦27发芽率高。在混播状态下,处理C 较理论值减少了7.87%,处理D 较理论值减少了7.19%,处理E 较理论值增加了14.62%。处理间方差分析显示,各处理之间的差异无统计学意义。

2.1.2 安麦1241 和周麦27 混播对小麦最高蘖数的影响(表2)。安麦1241 的最高蘖数比周麦27 多6.35%。在混播状态下,处理C 较理论值减少了2.95%,处理D 较理论值增加了5.04%,处理E 较理论值增加了4.09%。方差分析显示各处理间的差异无统计学意义。

2.1.3 安麦1241 和周麦27 混播对小麦有效穗数的影响(表2)。安麦1241 有效穗数为737.40 万个/hm2,较周麦27 多135.75 万个/hm2,在Ⅰ组为最多,说明安麦1241 有较好的成穗能力。在混播状态下,处理C 较理论值减少了14.65%,处理D 较理论值增加了11.28%,处理E 较理论值增加了5.45%,但方差分析显示差异均无统计学意义。

2.1.4 安麦1241 和周麦27 混播对小麦容重的影响(表2)。安麦1241 容重为830.33 g/L,较审定时的777 g/L 高出53.33 g/L;周麦27 容重810.67 g/L,较审定时的790 g/L 高出20.67 g/L。2021—2022 年小麦生长季气候非常适宜,是2 个品种千粒质量增加的主要因素,同时也证明安麦1241 拥有很好的增产潜力。在混播状态下,处理C 较理论值增加了0.03%,处理D 较理论值减少了0.78%,处理E 较理论值减少了0.87%,变化幅度不大。方差分析表明,处理A 和处理B 差异具有高度统计学意义,说明不同容重的品种是引起混播容重改变的主要原因。

2.1.5 安麦1241 和周麦27 混播对小麦千粒质量的影响(表2)。安麦1241 千粒质量为49.55 g,在各处理中最高,较审定时的47.4 g 高出了2.15 g;周麦27 千粒质量为35.73 g,在各处理中最低,较审定时的42.6 g 降低了6.87 g:这说明在气候良好和条锈病严重的情况下,高抗条锈病的安麦1241 千粒质量得到了提高,高感锈病的周麦27 千粒质量明显下降。在混播状态下,处理C、处理D 和处理E 较理论值分别少了2.76%、13.21%和6.76%。方差分析结果表明:处理A 和处理B 差异具有高度统计学意义,处理B 和处理C 差异有统计学意义,处理C 和处理E 差异有统计学意义,处理B 和处理E 之间差异具有高度统计学意义。说明品种是引起混播千粒质量改变的主要原因。

2.1.6 安麦1241 和周麦27 混播对小麦单穗质量的影响(表2)。安麦1241 的单穗质量1.90 g,在Ⅰ组中最大;周麦271.37 g,在Ⅰ组中最小。混播小麦的单穗质量随着安麦1241 比例增大而增大。在混播状态下,处理C、处理D 和处理E 较理论值分别减少了9.36%、8.38%和1.95%。方差分析结果表明:处理A 和处理B 差异具有高度统计学意义,说明品种是影响单穗质量的主要因素;处理C、D、E 差异无统计学意义,处理B 和处理C、D、E 差异有统计学意义,说明品种是改变混播单穗质量的主要因素。

表2 安麦1241 和周麦27 混播对小麦产量及产量要素的影响

2.1.7 安麦1241 和周麦27 混播对小麦穗粒数的影响(表2)。安麦1241 穗粒数为38.41 粒/穗,较审定时的37.1 粒/穗多1.31 粒/穗;周麦27 穗粒数为37.41 粒/穗,较审定时的37.3 粒/穗多0.11 粒/穗:可能是良好的气候在一定程度上提高了穗粒数。在混播状态下,处理C 较理论值减少了7.06%,处理D和处理E 较理论值分别增加了6.32%和5.11%。方差分析表明,各处理间差异无统计学意义。

2.1.8 安麦1241 和周麦27 混播对小麦产量的影响(表2)。安麦1241 产量最高,为9 054.69 kg/hm2,较审定时的8 182.5 kg/hm2增加了872.19 kg/hm2;周麦27 产量最低,为6 930.99 kg/hm2,较审定时的8 397 kg/hm2减少了1 466.01 kg/hm2;混播小麦的产量随着安麦1241 比例增大而增大。在混播状态下,处理C、处理D 和处理E 较理论值分别减少了0.31%、4.59%、8.20%。方差分析表明:处理A 和处理B 差异具有高度统计学意义,说明品种是影响产量的主要因素;处理C、D、E 差异无统计学意义,处理A 和处理C、D 差异具有高度统计学意义;周麦27 高感条锈病、叶锈病的特性可能是造成混播减产的主要因素。

2.2 安麦34 和百农207 混播对小麦产量及产量要素的影响

2.2.1 安麦34 和百农207 混播对小麦基本苗数的影响(表3)。百农207 基本苗较安麦34 多38.55 万个/hm2,考虑到百农207 的千粒质量比安麦34 轻3.30 g,说明在同等播量下,2 个品种的出苗率基本一致。在混播状态下,处理J 和处理K 较理论值分别减少了1.87%和4.25%,处理L 较理论值增加了6.07%。方差分析显示各处理间差异无统计学意义。

2.2.2 安麦34 和百农207 混播对小麦最高蘖数的影响(表3)。安麦1241 的最高蘖数为1 416.00 万个/hm2,比百农207 多414.45 万个/hm2,说明安麦34 有较强的分蘖力。在混播状态下,处理J 较理论值减少了0.39%,处理K 较理论值增加了6.39%,处理L 较理论增值加了0.54%。方差分析显示各处理间的差异无统计学意义。

2.2.3 安麦34 和百农207 混播对小麦有效穗数的影响(表3)。百农207 的有效穗数为601.65 万个/hm2,与审定时的603.00 万个/hm2基本相当;安麦34的有效穗数为763.05 万个/hm2,较审定时多223.50 万个/hm2,较百农207 多161.40 万个/hm2;在各处理中,有效穗数随安麦34 占比增加而增加,证明安麦34 有较好的成穗能力,且具备较强的增产潜力。在混播状态下,处理J 较理论值减少了12.06%,处理K 和处理E 较理论值分别增加了8.37%和6.00%。方差分析结果显示各处理间差异均无统计学意义。

2.2.4 安麦34 和百农207 混播对小麦容重的影响(表3)。安麦34 的容重为827.00 g/L,较往年审定时的781.00 g/L 高出了46.00 g/L;百农207 的容重为836.00 g/L,较审定时的810.00 g/L 高出了36.00 g/L:2021—2022 年小麦生长季气候非常适宜,是2 个品种容重增加的主要因素,同时也证明安麦1241 拥有更好的增产潜力。在混播状态下,处理H 和处理L 差异有统计学意义,其他处理间无统计学意义。

2.2.5 安麦34 和百农207 混播对小麦千粒质量的影响(表3)。安麦34 的千粒质量为49.14 g,在各处理中最高,较审定时的45.00 g 高出了5.14 g;百农207 的千粒质量为40.49 g,在各处理中最低,较审定时的41.70 g 降低了1.21 g:这说明在气候良好和条锈病严重的情况下,高抗锈病的安麦34 千粒质量得到了提高,抗条锈病能力较弱的百农207 千粒质量明显下降。在混播状态下,处理J 较理论值增加了4.50%,处理K 和处理L 较理论值分别减少了8.11%和5.25%。方差分析结果表明,处理H 与处理I、处理J 差异有统计学意义。

2.2.6 安麦34 和百农207 混播对小麦单穗质量的影响(表3)。在混播状态下,处理J 和处理K 较理论值分别增加了3.90%和8.86%;处理E 较理论值减少了10.71%。方差分析结果表明,各处理间差异无统计学意义。

2.2.7 安麦34 和百农207 混播对小麦穗粒数的影响(表3)。安麦34 的穗粒数为31.20 粒/穗,较审定时的31.00 粒/ 穗多0.20 粒/ 穗;百农207 的穗粒数为38.61 粒/ 穗,较审定时的35.60 粒/ 穗多3.21 粒/穗:可能是良好的气候在一定程度上提高了这2 个品种的穗粒数。在混播状态下,处理J 和处理E 较理论值分别减少了1.90%和5.75%,处理K 较理论值增加了18.75%。方差分析表明,处理H、处理K 与处理I、处理J 差异有统计学意义。

2.2.8 安麦34 和百农207 混播对小麦产量的影响(表3)。安麦34 产量最高,为9 354.17 kg/hm2,较审定时的8 341.50 kg/hm2增加了1 012.67 kg/hm2;百农207 产量最低,为7 152.34 kg/hm2,较审定时的7 654.50 kg/hm2减少了502.16 kg/hm2;混播小麦的产量随着安麦34 比例增大而增大。说明安麦1241 有较好的抗病性和生产潜力。在混播状态下,处理J、处理K 和处理L 较理论值分别减少了3.62%、4.93%、5.20%。方差分析表明,处理H 和处理I 差异有较高统计学意义(P<0.01)。说明品种是影响产量的主要因素。

表3 安麦34 和百农207 混播对小麦产量及产量要素的影响

3 讨论与结论

3.1 讨论

在以往的多数文献中,混播小麦增加了小麦的抗病性,充分利用光、温等生态资源,大都出现了不同程度增产[1-4,6-15]。根据前人研究结果和建议,选择抗病性、株高差异较大的品种混播,会产生较为明显的正面效果,但本文结果却没有反映出这样的效果。

2021—2022 年,黄淮麦区风调雨顺,安阳地区很多小麦种植户单位面积产量都达到了历史最高。这一点在安阳市农业科学院试验地里的多个品种都得到了验证。但是作为市场上口碑良好的周麦27和百农207 都较往年出现了明显减产。分析原因,可能是与品种本身的抗病性以及周围的种植环境有关。

在抗病性方面,安麦1241 和安麦34 均高抗条锈病,周麦27 和百农207 抗条锈病能力相对较弱。2022 年春,由于田间气温低、湿度大,试验地及周边区域暴发了严重的条锈病,导致周麦27 和百农207的千粒质量、单穗质量、产量等多个指标严重下滑。而高抗条锈病的安麦1241 和安麦34,在气候适宜的背景下,千粒质量、容重、产量等多项指标创下了历年新高。

由此可见,虽然有报道认为混播可以不同程度地提高小麦的抗病性和产量[1-4,6-15],但也取决于小麦本身的特性和当年的气候条件。

3.2 结论

研究表明,2 个混播试验中,处理B 的有效穗数为737.40 万个/hm2,容重为830.33 g/L,千粒质量为49.55 g,单穗质量为1.90 g,产量为9 054.69 kg/hm2,在I 组中均为最高;处理 I 最高蘖数为1 416.00 万个/hm2,有效穗数为763.05 万个/hm2,千粒质量为49.14 g,产量为9 354.17 kg/hm2,在Ⅱ组中均为最高。这说明这2 个安麦品种非常适应试验地环境;安麦1241 和安麦34 产量均高于品种审定时的产量,说明其生育期气候适宜。

周麦27 的最高蘖数为1 272.90 万个/hm2,容重为810.67 g/L,千粒质量为35.73 g,单穗质量为1.34 g,产量为6 930.99 kg/hm2,在Ⅰ组中均为最低;百农207 的有效穗数为601.65 万个/hm2,千粒质量为40.49 g,产量为7 152.34 kg/hm2,在Ⅱ组中均为最低。周麦27 的千粒质量和产量较品种审定时分别降低了15.33%和17.46%,百农207 的千粒质量和产量较品种审定时分别降低了2.90%和5.17%,说明在条锈病暴发的背景下,抗条锈病能力较弱的周麦27 和百农207 产量及部分产量要素出现明显下降。

2 组混播小麦容重变幅较小,最大变幅不超过±0.87%,说明容重受种植方式和环境影响较小。Ⅰ组混播处理C、D、E 的产量较理论产量分别下降了0.31%、4.59%和8.20%;Ⅱ组混播处理J、K、L 的产量较理论产量分别下降了3.62%、4.93%和5.20%。说明在条锈病严重的地区,高抗条锈病品种与其他抗条锈病能力较弱的品种混播并不能提高小麦产量。

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