不同栽培模式及生态条件对弱筋小麦群体茎蘖动态和穗数的影响

陈松 朱娟 吕超 王菲菲 郭宝健 许如根

(江苏省作物基因组学和分子育种重点实验室/植物功能基因组学教育部重点实验室/江苏省作物遗传生理重点实验室/扬州大学农学院/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心，江苏 扬州 225009)

引言

弱筋小麦籽粒软质，蛋白质含量低，面筋强度弱，适用于制作饼干和糕点等食品[1]。小麦群体动态可以反映小麦全生育期生长发育状况，既受自身遗传因素的影响，又受栽培模式和环境因素调控，足够穗数是小麦获得高产群体的基础[2]。适宜的基本苗数有利于协调作物的个体与群体，提高作物对温、光、水、肥等资源的利用率[3]。在一定范围内，随着种植密度的增加，植物群体光能利用率和群体生物量也随之增加[4]。施用有机及无机复合肥可以改善土壤温度，促进作物根系生长[5]，为作物生长发育奠定基础。不同的施氮量和追肥时期对小麦群体动态具有显著的调节效应，拔节期适当追肥对小麦中后期营养生长具有十分重要的促进作用[6，7]。不同栽培模式对弱筋小麦茎蘖动态影响差异较大，适宜密度和合理肥料运筹是保证弱筋小麦优质、高产群体的前提。本文以江苏近年来主体推广种植的8个弱筋小麦品种及2个中筋小麦品种(对照)为材料，于2020—2022年在江苏方强农场农科所和姜堰区白米镇采用不同栽培模式种植，研究不同栽培模式及生态条件对参试品种茎蘖动态变化及穗数的的影响，旨在为江苏弱筋小麦的优质高产栽培群体动态的调控技术提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点与试验材料

1.1.1 试验地点

本试验于2020—2021年度(Y1)在姜堰区白米镇(D1)和江苏省方强试验农场农科所(D2)、2021—2022年度(Y2)在江苏省方强农场农科所进行，两试点前茬作物均为水稻，方强农场沿海沙壤土、姜堰区白米镇沿江高沙土，土壤肥力均为中等偏上。姜堰区试点全年气候温暖，光照充足，雨水充沛，年平均气温为15.4℃，全年无霜期平均220d，年平均降水量991.7mm。方强试点地处江苏东部沿海地区，年平均气温为14.5℃，全年无霜期平均216d，平均降水量为1014mm。

1.1.2 试验材料

以江苏近年来推广种植的8个弱筋小麦品种及2个中筋小麦品种(对照)为材料，材料编号、名称、品质特性及选育单位见表1。

表1 参试材料编号、名称、品质特征及选育单位

表2 肥料运筹方式

1.1.3 试验设计

本试验采用弱筋小麦优质栽培模式(A1)和中筋小麦高产栽培模式(A2)。

1.1.3.1 弱筋小麦优质栽培模式

基本苗240×104株·hm-2，纯氮180kg·hm-2，磷钾肥根据试点的土壤情况，配合使用，以基苗肥为主，氮肥按基肥∶苗肥∶拔节肥(倒3.5叶前)=7∶1∶2。基肥：N、P、K各15%的复合肥150kg·hm-2加尿素225kg·hm-2；苗肥：尿素39kg·hm-2；拔节肥：尿素78kg·hm-2。

1.1.3.2 中筋小麦高产栽培模式

基本苗180×104株·hm-2，纯氮240kg·hm-2，磷钾肥根据试点的土壤情况，配合使用，磷、钾肥以基苗肥为主，氮肥按基肥∶苗肥∶拔节孕穗肥=5∶2∶3，拔节孕穗肥可分拔节肥和孕穗肥(剑叶)施用。具体肥料施用要求为N、P、K各15%的复合肥150kg·hm-2加尿素211.5kg·hm-2；苗肥：尿素105kg·hm-2；拔节孕穗肥：150kg·hm-2尿素。

1.1.3.3 小区设置

姜堰试点小区行长3.3m，行距0.25m，每小区种10行，人工条播。方强试点小区长3.3m，行距0.2m，每小区种10行，人工条播。2种栽培模式各3个重复，小区随机排列。

1.2 性状测定与数据分析

1.2.1 性状测定

测定各小区的基本苗数、冬前苗数、返青苗数、高峰苗数及穗数等性状。

1.2.2 数据处理

采用Excel 2019对试验数据进行记录整理，运用SPSS 22.0对数据进行方差分析，用LSD法多重比较。

2 结果与分析

2.1 参试小麦品种茎蘖动态和穗数的方差分析

参试小麦品种茎蘖动态的方差分析见表3。由表3可知，除冬前苗在品种间及穗数在年份间的差异不显著外，其余茎蘖动态数在品种间、栽培模式间、试点间及年份间的差异均达极显著水平，基本苗在栽培模式-年份互作、栽培模式-试点互作及品种-试点互作间的差异极显著，其他互作间的差异不显著；茎蘖动态数、试点及品种互作间间均呈显著或极显著差异，穗数在栽培模式、品种、试点及年份的互作间均呈显著或极显著差异。说明参试小麦品种群体动态和穗数受栽培模式及生态条件差异影响较大。

表3 参试小麦品种茎蘖动态和穗数的方差分析(F值)

2.2 参试小麦品种茎蘖动态和穗数平均表现及差异性分析

参试品种茎蘖动态和穗数的平均值及差异性见表4，由表4可知，“扬麦20”平均基本苗最多，为201.75万株·hm-2，“宁麦13”平均基本苗最少为174.15万株·hm-2，品种间差异极显著；“扬麦20”平均冬前苗数最多为514.95万株·hm-2，“扬麦24”平均冬前苗最少为455.40万株·hm-2，品种间差异不显著；“扬麦24”平均高峰苗最多为1028.85万株·hm-2，“宁麦13”平均高峰苗最少为836.85万株·hm-2，品种间差异极显著。“扬麦22”“扬麦24”“宁麦9号”及“宁麦13”的平均穗数均在495万穗·hm-2以上，“宁麦13”的平均穗数最多为527.40万穗·hm-2，其成穗率也最高为63.02%，均为参试品种最高，平均有效穗在品种间差异极显著。

表4 参试小麦品种茎蘖动态和穗数的平均表现及差异性

2.3 不同年份及栽培模式参试小麦品种茎蘖动态和穗数的差异性

不同年份及栽培模式参试小麦品种茎蘖动态和穗数的平均值及差异性(方强试点)见表5。由表5可知，2020—2021年度的2种栽培模式基本苗及茎蘖动态的平均值显著多于2021—2022年的对应表现，但2020—2021年度穗数平均值略低于2021—2022年度穗数平均值的差异不显著，且A1栽培模式2年基本苗、茎蘖数及成穗数的平均值均显著多于A2栽培模式的对应表现。同一栽培模式下，以2020—2021年度茎蘖平均值显著多于2021—2022年度对应栽培模式的茎蘖动态平均值，但平均穗数在年份间的差异因栽培模式不同而异。

表5 不同年份及栽培模式参试小麦品种茎蘖动态和穗数的平均值及差异性

2020—2022年度参试品种茎蘖动态和穗数的表现及差异性(方强试点)见表6。由表6可知，A1栽培模式下，2020—2021年度参试品种基本苗平均值为266.70万株·hm-2，显著多于2021—2022年度的179.70万株·hm-2，茎蘖动态数也均以2020—2021年度为高，但平均成穗数却以2021—2022年度略多，说明穗数除与小麦的基本苗有关外，还与其生长年份的气候条件有关，2年均以“扬麦22”穗数最多，“扬麦28”的成穗数偏少。A2栽培模式下，2020—2021年度参试品种基本苗平均值为190.35万株·hm-2，显著多于2021—2022年度133.35万株·hm-2的平均基本苗，茎蘖动态数和穗数均以2020—2021年度为高，2年均以“宁麦13”成穗数最多，“扬麦20”的成穗数最少。说明在低氮(180kg·hm-2纯氮)条件下，180～270万株·hm-2基本苗均能获得较高的群体及穗数，氮肥前移，基肥氮肥比例增加，可以促进大分蘖发生。在高氮(施氮量240kg·hm-2)，180万株·hm-2种植密度下，茎蘖动态和穗数均高于135万株·hm-2左右种植密度，但最终穗数均在495万穗·hm-2左右，说明在高氮肥施用条件下，适当降低基本苗，可以获得理想的穗数，但足够基本苗是保证理想穗数的前提，且最终的穗数与当年当地的气候条件有关。

表6 不同年份及栽培模式参试小麦品种茎蘖动态和穗数的表现及差异性

2.4 不同试点及栽培模式参试小麦品种茎蘖动态和穗数的差异性

不同试点及栽培模式茎蘖动态和穗数的平均值及差异性(2020—2021年度)见表7。由表7可知，姜堰试点2种栽培式参试品种基本苗、茎蘖动态及成穗数平均值显著少于方强试点对应的基本苗、茎蘖动态及成穗数平均值。A1栽培模式两试点参试品种基本苗、茎蘖动态平均值显著多于A2栽培模式对应的基本苗、茎蘖动态，但A1栽培模式穗数平均值显著少于A2栽培模式穗数平均值。同一栽培模式下，姜堰试点参试品种基本苗、茎蘖动态及穗数平均值显著少于方强试点对应表现。

表7 不同试点及栽培模式参试小麦品种茎蘖动态和穗数的平均值及差异性

不同试点及栽培模式参试小麦品种茎蘖数和穗数的平均表现及差异性(2020—2021年度)见表8。由表8可知，2种栽培模式下，姜堰试点的基本苗均显著低于方强试点基本苗，其播种量和种子质量完全一致，基本苗的差异主要与试点的整地质量、播种质量及土壤水分有关。A1栽培模式下，参试品种因具有较多的基本苗，前期基本苗、冬前苗、返青苗、高峰苗均显著(P<0.05)高于A2栽培模式，但姜堰试点因中后期养分不足，其平均穗数仅有345.45万穗·hm-2，严重低于495万穗·hm-2左右理想穗数，而方强试点因基本苗较多，其平均穗数达到537.45万穗·hm-2，比较理想；参试品种在两试点内、品种间的穗数差异均达到极显著水平，其中“扬麦22”在方强试点的穗数最多，“扬麦28”的穗数均偏低。A2栽培模式下，姜堰试点的平均基本苗仅有135万株·hm-2左右，其茎蘖动态变化及穗数均低于方强试点，但因肥料供应充足，姜堰试点平均穗数达到473.70万穗·hm-2，略低于方强试点509.10万穗·hm-2；参试品种在两试点内、品种间的穗数差异均达到极显著水平，其中“宁麦13”在方强试点的穗数最多，“扬麦15”在姜堰试点穗数偏低。

表8 不同试点及栽培模式参试小麦品种茎蘖动态和穗数的表现及差异性

3 小结与讨论

3.1 不同栽培模式对弱筋小麦群体动态和穗数的影响

陈俊才等[8]研究表明，在高种植密度条件下施足基肥，增加基肥氮肥施用比例，可促进弱筋小麦前期分蘖；李川[9]研究表明，肥料对小麦群体茎蘖动态变化具有极显著的影响，这与本研究结果一致。相同种植密度条件下，参试品种总茎蘖数和穗数随着氮肥施用量的增加而增加，在姜堰试点，A2栽培模式的平均基本苗显著少于A1栽培模式的平均基本苗，其茎蘖动态数略低于A1栽培模式的平均表现，但穗数却显著高于A1栽培模式的穗数，达到473.70万穗·hm-2，接近高产穗数水平。何甜[10]研究表明，增加播量可提升参试品种冬前苗的茎蘖总数，但是会导致小麦单株分蘖数下降。孙鹏等[11]研究指出，小麦穗数随着种植密度增加呈现先上升后下降的趋势。本研究结果与其基本一致，本研究为协调施肥量及施肥时期对群体茎蘖动态和穗数的影响，在低肥条件下，适当调高参试品种的基本苗，可以弥补肥料不足，姜堰试点与同年的方强试点比较，相同栽培模式，基本苗均偏低，导致穗数明显减少。弱筋小麦品种“扬麦22”和“宁麦13”在弱筋栽培模式下，均能获得较高的穗数，为弱筋小麦产量与品质的协同提高奠定了基础，“宁麦13”和“扬麦22”在沿江地区及沿海地区均得到了大面积推广。

3.2 不同年份及地点的生态条件对小麦群体动态和穗数的影响

小麦品种的穗数受品种自身分蘖成穗特性影响，又受到栽培技术和生长期的气候条件影响。A1栽培模式下，2020—2021年度方强农场试点参试品种的平均基本苗为266.70万株·hm-2，2021—2022年度该试点参试品种的平均基本苗为179.70万株·hm-2，2020—2021年度冬前苗、返青苗和高峰苗均高于2021—2022年度的对应表现，但穗数却以2021—2022年度为高，达566.40万穗·hm-2，这主要与分蘖的健壮程度及分蘖消亡期的植株养分状况、当年当地气候条件有关[12-15]；2020—2021年度姜堰试点参试品种的平均基本苗为196.95万株·hm-2，其高峰苗也达到842.85万株·hm-2，但最终平均穗数仅有345.45万穗·hm-2，与2021—2022年度方强农场试点相比，姜堰试点的基本苗、冬前苗及返青苗均略高于方强农场试点，但高峰苗和穗数显著低于方强农场试点。本研究认为，A1栽培模式下，弱筋小麦品种“扬麦22”和“扬麦24”不同试点、年份及栽培模式均易获得较大群体，但弱筋小麦“扬麦22”“扬麦24”和“宁麦13”均易获得较高穗数，是较好的弱筋小麦品种；A2栽培模式下，中筋小麦品种“扬麦25”不同试点、年份及栽培模式均易获得较大群体和较理想的穗数，是较好的中筋小麦品种。因此，在选择好品种的基础上，保证种子质量，抓好整地质量和播种质量，确保苗齐、苗全、苗壮、苗均，结合当年当地的气候和品质，对小麦优质高产栽培技术进行适当的微调，协同群体与穗数。