播期对小麦子粒品质和产量性状的影响

崔永增，吕丽华*，李谦，孟建，李明远，贾秀领

（1.农业部华北地区作物栽培科学观测实验站/ 河北省作物栽培生理与绿色生产重点实验室/ 河北省农林科学院粮油作物研究所，河北 石家庄 050035；2.河北省农业技术推广总站，河北 石家庄 050000）

小麦生产的主要目标是高产、稳产，同时提高小麦子粒品质。在实际生产中，应根据品种和区域特征来调整播期，实现小麦高产的同时，兼顾品质效应，该项研究一直是我国小麦栽培研究的热点之一。

有学者认为，小麦本身遗传性状比较稳定，品质性状受外界影响不显著，品质性状指标呈稳定现象[1]。也有学者提出了不一致的观点，一些学者认为，小麦子粒蛋白质含量随着播期的推迟而逐渐降低[2]；一些学者认为，子粒蛋白质含量随着播期的推迟而逐渐增高[3～5]；还有一些学者认为，子粒蛋白质含量随着播期的推迟呈先升高后降低的变化，早播和晚播均不利于蛋白质含量的提高[6～8]。播期对小麦产量影响显著，有部分学者认为产量与播期符合二次曲线关系，随着播期的推迟，产量先逐渐升高，当播期超过一定时间后继续推迟播期，产量则逐渐降低[9～13]；也有部分学者认为产量与播期符合线性方程，随着播期的推迟，产量呈逐渐降低的趋势[14～17]。

不同播期的温度、水分和光照等外界环境条件也不一样，有关播期对小麦子粒品质[18～22]、产量及其构成[23～26]、生理特征[27～30]和农艺性状[31～35]的影响研究较多，但适宜播期因品种和地区而异。河北省为较适宜种植优质专用小麦的省份之一，当地代表性优质小麦品种为藁优5218，因此研究该品种子粒品质改善的适宜栽培措施非常必要。为了明确藁优5218 在河北地区优质高产的适宜播期，连续2 a 在不同的气候年型下进行了播期对小麦子粒品质、产量以及穗部性状的影响研究，旨为丰富完善该品种的适宜栽培技术。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2017～2019 年连续2 个小麦季在河北省农林科学院粮油作物研究所藁城堤上试验站进行。试验地0～20 cm 基础土壤养分含量为全氮0.098%、全磷0.24%、有机质1.65%、有效磷18.7 mg/kg 和有效钾89.7 mg/kg。气象数据（表1 和2）显示，2 个小麦季的气候条件不同，其中2018 年为干热风较重年型，2019 年为偏旱年型。

表1 试验年度小麦生育期的降水量Table 1 Precipitation during the growth period of wheat in the experimental years （mm）

表2 试验年度的冬前≥0 ℃积温和干热风天数Table 2 ≥0 ℃accumulated temperature and dry hot air days before winter in the experimental years

1.2 试验材料

冬小麦品种为藁优5218。该品种是石家庄藁城农科所选育的强筋优质小麦品种，适宜在河北省中南部冬麦区中高水肥地块种植。所施肥料有三元复合肥（N、P2O5、K2O 含量分别为17%、22%和6%，河北肥尔得肥料科技开发有限公司）和尿素（N 含量46%，山东史丹利化肥股份有限公司）。

试验仪器或设备有手持式SPAD-502 型叶绿素计（日本柯尼卡美能达公司）、Sartorius PMD511-000U近红外品质分析仪（德国赛多利斯公司）、86003302型拉伸仪（德国布拉本德公司）、HGT-1000A 型容重器（上海东方衡器有限公司）、SKCS4100 型单粒谷物质量分析仪（瑞典波通公司）、1543-50 小区联合收割机（型号Classic，奥地利温特斯泰格公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计 试验播期设9 月25 日（早播）、10月5 日（适期早播）、10 月15 日（适期晚播）、10 月25日（晚播）和11 月4 日（超晚播）5 个处理，对应的基本苗数量分别为180 万、300 万、420 万、540 万和660 万株/hm2。小区完全随机排列，4 次重复，小区面积1.2 m×11.8 m，行距15 cm。小麦播种前底施三元复合肥675 kg/hm2，拔节期追施尿素180 kg/hm2；采用微喷灌溉，在拔节期和抽穗期各灌水1 次，每次灌水量均为50 mm；其他管理措施同常规。

1.3.2 测定项目与方法

1.3.2.1 小麦株高、穗部性状和产量性状。成熟期，每小区选定1.11 m 双行，收获样方内的所有植株，测量株高和穗长，统计10 粒以下小穗数、不孕小穗数和总小穗数，计算不孕小穗比例；测定穗数，折算为群体穗数；风干后，测定生物产量；随机取40 穗，统计穗粒数。收获期，利用小区联合收割机整小区实收测产，风干后称重，测定千粒重，折算为13%含水量的标准产量和标准千粒重。计算收获指数（子粒产量/生物产量）。

1.3.2.2 叶片SPAD 值。分别在孕穗期、开花期、灌浆期和成熟期，选择有代表性的植株，采用手持式SPAD-502 型叶绿素计测定旗叶的SPAD 值，每重复选10 片旗叶，每片叶测定3 个点，取平均值。

1.3.2.3 子粒品质指标。成熟期，每小区随机取子粒2.5 kg，利用HGT-1000A 型容重器测定子粒容重，利用SKCS4100 型单粒谷物质量分析仪测定子粒硬度；磨粉后，利用Sartorius PMD511-000U 近红外品质分析仪测度蛋白质含量、湿面筋含量、沉淀指数和稳定时间，利用86003302 型拉伸仪测定最大拉伸阻力。

1.3.3 数据统计分析 利用Microsoft Excel 2007 软件进行数据处理，在SAS v8e 软件包中运行GLM（General Linear Model）程序进行数据的统计分析。

2 结果与分析

2.1 播期对小麦子粒品质性状的影响

不同年度，播期对小麦子粒品质的影响趋势不尽一致（图1）。2018 年子粒粗蛋白含量、湿面筋含量和沉淀指数均为早播和适期早播处理较高，且2 个播期处理的指标值差异均不显著；与其他3 个播期处理相比，二者除沉淀指数显著提高了11.0%～18.2%外，其他2 个指标差异均不显著。2019 年除最大拉伸阻力外，其他指标大多为晚播或适期晚播处理下较高。其中，子粒粗蛋白含量为晚播处理显著较高，其次是适期晚播处理，二者较其他3 个播期处理分别高5.8%～9.9%和2.3%～6.2%；湿面筋含量为适期晚播处理最高，其次是晚播和适期早播处理，三者差异不显著，较其他2 个播期处理分别高3.9%～7.0%、2.0%～5.0%和2.3%～5.3%；沉淀指数为晚播处理显著较高，其次是早播和适期晚播处理，三者差异不显著水平，但均显著＞其他2 个播期处理，增幅分别为11.3%～14.7%、9.3%～12.7%和7.5%～10.8%；稳定时间和硬度均为适期晚播处理显著较高，2 个指标分别较其他4 个播期处理高5.0%～16.1%和9.8%～17.7%；最大拉伸阻力为早播处理显著＞其他4 个播期处理，增幅为5.6%～9.8%，而其他4 个播期处理差异均不显著；子粒容重顺序为适期早播＞适期晚播＞早播＞晚播＞超晚播，但不同播期处理间差异均不显著。表明在干热风较重的2018 年，小麦提早成熟，早播和适期早播处理的小麦子粒灌浆充足，利于子粒品质的提高；而在偏旱的2019 年，各播期处理的小麦子粒均充分灌浆，正常成熟，适期晚播更利于多数子粒品质指标的提高。

图1 播期对小麦子粒品质的影响Fig.1 Effect of sowing date on grain quality of wheat

2.2 播期对小麦产量及产量构成的影响

2.2.1 产量 试验年度，播期对小麦产量的影响趋势基本一致，均表现为产量随着播期的推迟呈先升高后降低的变化；且不同年度，小麦高产的适宜播期相同（表3）。2018 年适期早播处理的产量最高，适期晚播处理次之，二者差异不显著，但均显著＞其他播期处理；再次是早播和晚播处理，二者差异不显著，但均显著＞超晚播处理。2019 年适期晚播处理的产量最高，适期早播处理次之，二者差异不显著，但均显著＞其他播期处理；其他3 个播期处理的产量顺序为早播＞晚播＞超晚播，不同处理间差异均达到了显著水平。表明适期播种有利于小麦产量的提高，在河北地区藁优5218 高产的适宜播期为10 月5～15 日，超晚播时产量明显低于其他播期处理。

表3 播期对小麦产量及其构成因素的影响Table 3 Effects of sowing date on yield and its components of wheat

进一步对各播期下试验年份的冬前积温平均值进行分析发现，当冬前≥0 ℃积温高至733 ℃（早播处理）时，小麦产量较低；当冬前≥0 ℃积温达到410（适期晚播）～549 ℃（适期晚播）时，小麦产量达到较高水平；当冬前≥0 ℃积温降低到279 ℃（晚播处理）时，小麦产量明显降低。

2.2.2 产量构成因素 不同年度，播期对小麦产量构成因素的影响趋势有所差异。

试验年度，播期对小麦群体穗数的影响趋势基本一致，均表现为穗数随着播期的推迟呈先升高后降低的变化；但不同年度，小麦最大群体穗数的适宜播期不尽相同。2018 年适期晚播处理的群体穗数明显较高，较其他播期处理高11.7%～22.6%；其次是适期早播、晚播处理，二者差异不显著，但均显著＞其他2 个播期处理；超晚播处理的群体穗数最少，且显著＜其他播期处理。2019 年适期早播处理的群体穗数最多，其次是适期晚播处理，二者差异不显著，但均显著＞其他播期处理，二者较其他播期处理分别高7.6%～22.8%和4.3%～19.0%；其他播期处理的群体穗数顺序为晚播＞超晚播＞早播，不同处理间差异均达到了显著水平。2a 结果均显示，超晚播处理下，即使增加播量，群体穗数依然较低，可能与晚播条件下有效积温不足，导致分蘖少有关。

不同年度，播期对小麦穗粒数的影响稍有不同。2018 年穗粒数随着播期的推迟呈先升高后降低的变化，其中，适期早播处理的穗粒数明显较高，较其他播期处理多2.7～6.4 粒；其次是早播、适期晚播处理，二者差异不显著，但均显著＞其他2 个播期处理；超晚播处理的穗粒数最少，与晚播处理差异不显著。2019 年穗粒数随着播期的推迟呈先逐渐降低后略有升高的变化，其中，早播处理的穗粒数明显较高，较其他播期处理多1.4～3.7 粒；其他处理的穗粒数顺序为适期早播＞适期晚播＞超晚播＞晚播，四者差异均不显著。可以看出，穗粒数大多随播期的推迟而降低，原因可能是播期推迟后小麦生育期缩短，导致穗分化时间也相应缩短，最终造成穗粒数降低。

不同年度，播期对小麦千粒重的影响趋势不一致。2018 年千粒重随着播期的推迟基本呈逐渐增大趋势，其中，超晚播处理的千粒重明显较高，较其他播期处理高1.9～4.0 g；其次是晚播、适期晚播处理，二者差异不显著，分别较较早播和适期早播处理高1.8～2.1 g 和1.0～1.3 g；适期早播处理的千粒重最低，显著＜除早播外的其他播期处理。2019 年千粒重随着播期的推迟基本呈逐渐降低趋势，与2018 年的变化趋势相反，其中，早播处理的千粒重明显较高，较其他播期处理高2.1～6.4 g；其次是适期早播、适期晚播处理，二者差异不显著，但均显著＞晚播和超晚播处理，分别高4.2～4.3 g 和3.5～3.6 g；晚播处理的千粒重最低，与超晚播处理差异不显著。播期对不同年度小麦千粒重的影响趋势不一致，分析原因认为主要与2 a 的气候条件不同有关。2018 年5 月降水量为81.9 mm，土壤水分条件较好，缓解了后期干热风的为害程度，晚播处理下叶片叶绿素含量保持较高水平，后期光合性能较优，因此促进了千粒重的提高；2019 年属于干旱年份，其中5 月降水量仅为7 mm，土壤水分条件较差，影响了干物质的积累，致使千粒重明显降低。

2.2.3 收获指数 不同年度，播期对小麦收获指数的影响趋势不一致。2018 年早播处理的收获指数明显较低，较其他播期处理低8.1%～10.5%；而其他4 个播期处理的指标值差异均不显著。2019 年不同播期处理的收获指数差异均不显著，其中9 月25 日至10 月15日播种处理的指标值略高。

可见，冬前≥0 ℃积温适宜（410～549 ℃），小麦群体穗数增加，穗粒数适中，收获指数和产量均较高；积温过高（733 ℃），冬前植株生长过旺，易遭受冻害，群体穗数下降；而积温不足（279 ℃），有效分蘖少，群体穗数下降，且穗分化时间缩短，穗粒数下降，导致产量明显降低。

2.2.4 旗叶SPAD 值 试验年度，播期对小麦旗叶SPAD 值的影响趋势一致，均表现为SPAD 值随着播期的推迟呈先升高后降低的变化，其中，在5 月中旬之前受播期影响很小，但在生育后期降速随播期的推迟而明显变缓（图2）。2018 年6 月1 日，晚播和超晚播处理的SPAD 值明显较高，二者较其他3 个播期处理分别高24.6%～198.8%和29.0%～209.3%；其次是适期晚播、适期早播处理，分别较早播处理高139.8%和100.0%。2019 年5 月31 日，适期晚播、晚播和超晚播处理的SPAD 值较高，三者较其他2 个播期处理分别高14.0%～148.0%、21.1%～163.4%和19.0%～158.8%；适期早播处理的SPAD 值较早播处理高117.1%。可以看出，适期早播至超晚播（10 月5 日至11 月4 日播种）条件下小麦在后期仍可保持较高的叶绿素含量，叶片持绿性较好，为获得高产奠定了基础。

图2 播期对小麦旗叶SPAD 值的影响Fig.2 Effect of sowing date on SPAD value of flag leaf of wheat

2.3 播期对小麦株高和穗部性状的影响

试验年度，播期对小麦株高的影响趋势一致，均表现为株高随着播期的推迟呈先升高后降低的变化，其中，适期早播处理的指标值最高，早播和适期晚播处理的指标值较高，三者差异不显著，但均显著＞其他2 个播期处理，与后2 个播期处理相比2018 年的株高增幅分别为10.2%～10.7%、3.4%～3.9%和7.6%～8.0%，2019 年的株高增幅分别为4.8%～5.6%、4.1%～5.0%和3.0%～3.9%；当播期推迟至10 月25 日时，株高明显降低（表4）。

表4 播期对穗部性状的影响Table 4 Effect of sowing date on panicle traits

不同年度，播期对小麦穗长的影响趋势略有不同，其中2018 年穗长随着播期的推迟呈先升高后降低的变化，2019 年穗长随着播期的推迟呈逐渐降低趋势，但2 a 均表现为早播、适期早播和适期晚播处理的穗长较大，三者差异不显著，但均显著＞其他2 个播期处理，与后2 个播期处理相比2018 年的穗长增幅分别为7.9%～13.3%、14.3%～20.0%和4.8%～10.0%，2019 年的穗长增幅分别为8.2%～12.9%、4.1%～8.6%和4.1%～8.6%。

试验年度，播期对小麦10 粒以下小穗数的影响趋势一致，均表现为指标值随着播期的推迟呈先略升高后略降低又显著升高的变化。2018 年超晚播处理的10 粒以下小穗数明显较高，较其他4 个播期处理高45.3%～226.5%；其次是晚播处理，显著＞其他3 个播期处理，指标值提高了71.2%～124.7%；其他3 个播期处理的指标值差异不显著，且均显著＜其他2 个播期处理。2019 年晚播与超晚播处理的10 粒以下小穗数差异不显著，但均显著＞其他3 个播期处理，与其他3 个播期处理相比分别高79.9%～88.7%和123.3%～134.2%；其他3 个播期处理的指标值差异不显著，且均显著＜其他2 个播期处理。

不同年度，播期对小麦不孕小穗数的影响趋势不同。2018 年指标值随着播期的推迟呈先升高后降低的变化，其中，超晚播处理的指标值明显较低，降幅为26.9%～29.6%；其他4 个播期处理间差异均不显著。2019 年不同播期处理的不孕小穗数差异均不显著，其中晚播和超晚播处理的指标值略高。不孕小穗比例随着播期的推迟呈逐渐升高趋势，其中超晚播处理的指标值与晚播处理差异不显著，但显著＞其他3 个播期处理。

综上分析可以看出，10 月15 日前播种对小麦株高和穗部性状影响不大，株高和穗长较大，10 粒以下小穗数较少，不孕小穗比例较低；播期推迟至10 月25 日时，株高明显降低，穗部性状变差。

3 结论与讨论

3.1 讨论

因不同研究设置的播期不同，尤其设置的最晚播种日期差异较大，再结合品种和区域环境因子的差异，前人有关播期对小麦蛋白质和湿面筋含量等品质指标的影响结论差异较大。有研究显示，在一定范围内，播期延迟后小麦蛋白质含量呈增加趋势[3]，但产量和其他品质性状有降低趋势[36]。也有研究显示，播期延迟后小麦子粒蛋白质含量、湿面筋含量和稳定时间降低[2]，适期偏早播种有利于提高子粒品质。另有研究显示，只有适期播种才有利于蛋白质含量的提高，过早和过晚播种均会导致蛋白质含量降低[6]。甚至还有研究显示，播期推迟后，小麦子粒品质指标变化不大[37]。本研究结果表明，不同年份，播期对小麦子粒品质的影响结果不尽一致，其中，2018 年子粒粗蛋白和湿面筋含量不同播期处理间差异均不显著，沉淀指数为早播和适期早播处理下明显较高；2019 年这些指标大多为晚播和适期晚播处理下明显较高，且子粒硬度和稳定时间均为适期晚播处理下显著较高。说明在干热风较重的年型（2018 年），小麦易早衰而提早成熟，与晚播处理比，早播和适期早播处理由于开花早，子粒灌浆时间长，灌浆更为充足，利于子粒品质的提高；而在偏旱的年型（2019 年），各播期处理的小麦子粒均充分灌浆、正常成熟，适期晚播利于子粒品质的提高。

播期对小麦产量具有显著影响。本研究中，对小麦产量水平与冬前积温的关系进行分析后发现，随着播期推迟，小麦产量先逐渐升高，当播期推迟至10月15 日之后，即冬前≥0 ℃积温低于410 ℃时，产量开始下降，与前人研究结果[10，36]一致。可见，在河北藁城地区，适期晚播（10 月15 日播种）可以实现小麦高产，尤其是在偏旱年份、后期无干热风条件下，还可以实现子粒品质的协同提高。前人研究显示，小麦株高、穗长和每穗小穗数等农艺性状均随播期的推迟而降低，降幅因性状而异[38]。本研究结果表明，9 月25 日（早播）至10 月15 日（适期晚播）播种，小麦穗部性状差异不大；但播期推迟至10 月25 日时，小麦植株和穗部性状明显变差，表现为株高和穗长显著降低，10 粒以下小穗数明显增多，不孕小穗比例增大。因此，在河北山前平原区，小麦播期可以适当推迟，但不宜过晚，在10 月15 日左右、冬前积温不低于410 ℃播种为宜。

3.2 结论

小麦子粒品质受气候年型影响较大，在重度干热风年型适期早播的小麦子粒灌浆充足、品质较好，而在普通干旱年型适期晚播的小麦子粒品质（子粒粗蛋白含量、湿面筋含量、沉淀指数、稳定时间、容重和硬度） 较高。在河北藁城地区，高产稳产小麦的冬前≥0 ℃积温范围为410～549 ℃，小麦播期为10 月5～15 日，该条件下后期旗叶叶绿素含量仍保持较高水平，穗粒数适中，群体穗数较多，麦穗较长，10 粒以下小穗数和不孕小穗比例较低，产量和收获指数均较高。该研究结果为气候变暖背景下冬小麦适期晚播技术提供了依据。