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《麥類作物學報》2016年第四期

摘要：

為研究不同播種行距和密度對春小麥單株莖鞘物質積累及垂直分配的影響，以耐密品種克旱16為試驗材料，分別設置行距為10、15cm（分別記為C1、C2）和密度為600萬、750萬、900株•hm－2（分別記為B1、B2、B3），共6個處理組合，研究不同處理下單株花后莖鞘不同節間物質積累動態、貯藏物質再轉運以及對穗貢獻率、莖長、小穗密度、千粒重和產量的影響。結果表明，上三節間平均莖鞘物質積累量在B1C2處理（對照）最高；單株莖鞘干物質積累量隨行距增寬而降低；倒一節莖鞘貯藏物質對穗的貢獻率最大；莖長隨行距的增寬而增長，B3C2處理下莖長最大（73．73cm）；小穗密度在B3C2處理下最低；千粒重和產量在B3C1處理下最高，較對照（B1C2）增加0．71％和13．13％。可見，對于耐密品種克旱16而言，適當增加密度和減小行距有利于高產，本試驗以B3C1處理為最適栽培模式。

關鍵詞：

春小麥；行距；密度；干物質；產量

小麥產量由群體內單位面積穗數、穗粒數和千粒重三個因素組成，群體產量是個體單株生產力累加的結果，但又不是每個個體產量充分增長的總和，栽培管理措施影響小麥群體產量和個體單株生產力的發揮。育種工作者在早期世代的選擇過程中發現，小麥植株個體的產量潛力與群體產量往往不一致［1］。種植方式［2］、耕作方式和播種質量［3］、肥水措施［4－6］、密度和播期［7－9］和行距調整［10－13］等栽培管理措施對小麥產量都有一定影響。葉片是植株光合作用的主要器官，但莖鞘作為非葉器官其貯藏物質對穗的貢獻也十分重要［14－18］。前人研究大多針對的是不同栽培管理措施下的小麥群體［2，19］，但對其中個體的表現未做研究。因此，本研究利用耐密型春小麥品種克旱16，比較不同播種行距和密度下個體花后莖鞘器官貯藏物質積累動態及貯藏物質再分配和對穗的貢獻率、莖長、小穗密度、產量的影響，以期為耐密品種的適宜栽培模式提供參考。

1材料與方法

1．1試驗地概況試驗于2013年在黑龍江省農業科學院克山分院試驗地進行，該試驗地位于黑龍江省齊齊哈爾市克山縣（125．87°E48．03°N）。春小麥生育期平均氣溫為19．1℃，總降雨量為387．8mm，總日照時數為567．2h；前茬作物為小麥。供試土壤為淋溶性黑鈣土，0～20cm土壤耕層基礎理化指標為：堿解氮128．7mg•kg－1，速效磷51．7mg•kg－1，速效鉀166．0mg•kg－1，有機質3．54g•kg－1，pH值為6．2。

1．2試驗材料試驗材料為黑龍江省春小麥主栽品種克旱16（KH16），由黑龍江省農業科學院克山分院育成。該品種耐密植、抗旱、中筋、晚熟。本試驗播種日期為4月24日。

1．3試驗設計采用大田隨機區組設計。種植密度設600萬、750萬、900萬株•hm－2三個水平，分別用B1、B2和B3表示；行距設為10cm和15cm兩個水平，分別用C1和C2表示；因大田常規播種密度和行距為550～600萬株•hm－2和15cm［20］，本試驗以B1C2處理作為對照（CK）。每個處理3次重復，共18個小區。小區面積2．4m2，長2m，寬1．2m。基肥為每公頃施尿素和磷酸二銨各150kg（尿素含N46．3％，磷酸二銨含N18．0％、P2O546．0％），其余管理措施同大田。

1．4測定指標及方法在測產區外，分別于開花后0、10、20、30、40d每個小區隨機選取生長整齊一致的10個單株，去除分蘗保留主莖，將主莖其他葉片去除，僅留旗葉，最后將主莖分為倒一、二、三、四節莖鞘（葉鞘基部“關節”算入本節莖鞘）和主莖整穗5部分，再分開裝入紙袋，105℃殺青30min后80℃烘干至恒重。成熟期同樣每個處理隨機選取10株，風干后進行室內考種，測定其主穗穗長、小穗數、穗粒數和千粒重。成熟期采用小區計產，每個小區收獲1m2，統計成穗數后風干，脫粒后測產。莖鞘物質轉運特征參數和小穗密度計算公式如下：最大干重期至成熟期貯藏物質轉運量＝最大干重期干物重－成熟期干物重；最大干重期至成熟期貯藏物質轉運率＝（最大干重期干物重－成熟期干物重）／最大干重期干物重×100％；最大干重期至成熟期貯藏物質貢獻率＝（最大干重期干物重－成熟期干物重）／穗重×100％；開花前貯藏物質轉運量＝莖鞘開花期干物重－成熟期干物重；開花前貯藏物質轉運率＝（莖鞘開花期干物重－成熟期干物重）／開花期干物重×100％；開花前貯藏物質貢獻率＝（莖鞘開花期干物重－成熟期干物重）／穗重×100％；小穗密度＝［（小穗數－1）／穗軸長度］×10（注：最大干重期即干物質積累最大的時期，本試驗上3節最大干重期均為花后20d，倒4節是花后10d時）

1．5數據分析數據用Excel2003進行處理、分析及繪圖，用SPSS18．0版軟件進行數據的統計分析及顯著性分析。

2結果與分析

2．1不同行距和密度下的花后莖鞘物質積累特征由圖1可以看出，上四節莖鞘物質積累量均呈先上升后下降的變趨勢化，上三節莖鞘物質積累量峰值均出現在花后20d時，均以B3C1處理最高，但與其他處理差異不顯著；倒四節莖鞘物質積累量峰值出現在花后10d，以B1C2處理最高，亦與其他處理差異不顯著。上三節平均莖鞘物質積累量均以CK處理（B1C2）最高；倒四節則以B2C1處理最高，B1C2次之。花后40d時（成熟期），倒一、倒四節莖鞘物質積累量隨密度增加呈先升高后下降的趨勢，B2處理下最高；同一密度下，倒一、倒四節莖鞘物質積累量均隨行距增寬而降低，倒一節在對照處理下最低，倒四節在B3C2處理下最低。分別較CK（B1C2）和B3C1處理降低1．43％和13．13％（圖1A、1D）。C1行距時，倒二、三節莖鞘物質積累量隨密度增加呈先升高后下降的趨勢，C2行距時則呈遞減趨勢；B2和B3處理時，倒二節莖鞘物質積累量隨行距增寬而降低。B3C2處理最低，分別較CK（B1C2）和B3C1處理降低8．99％、24．23％和15．81％、14．33％（圖1B、1C）。單株上四節莖鞘物質積累量在C1行距時均呈先上升后下降的趨勢，在C2行距時呈遞減趨勢；同一密度下，單株莖鞘物質積累量隨行距增寬而降低，B3C2處理最低，分別較CK（B1C2）和B3C1處理降低6．94％和11．79％。

2．2不同行距和密度對貯藏物質再轉運及對穗貢獻的影響最大干重期至成熟期上四節莖鞘貯藏物質轉運量以倒一節最高，倒二節次之，倒四節最小，貯藏物質轉移率也基本以倒一、二節較高（表1），表明倒一、二節間莖鞘貯藏物質對穗形成及籽粒形成具有重要意義?；ㄇ扒o鞘貯藏物質轉運量以倒一、倒二節較高，而倒四節最低，但貯藏物質轉運率以倒一節較高，倒二、三、四節相差不大。上四節最大干重期至成熟期莖鞘貯藏物質貢獻率在C2行距時隨密度的增加而增大，在C1行距時呈先降后升趨勢，B2處理最低；B3C2處理貢獻率最大，分別較CK（B1C2）和B3C1處理提高66．28％和20．97％。倒二、三節最大干重期至成熟期莖鞘貯藏物質轉運率在B3C2處理下最大（分別為49．24％和46．45％）；倒一、倒四節最大干重期至成熟期莖鞘貯藏物質轉運率、花前莖鞘貯藏物質轉運率和貢獻率在CK處理下最大。

2．3不同行距和密度對莖長和小穗密度的影響C1行距時莖長隨密度增加呈遞增趨勢，C2行距時則先降后升，B2處理時最低；同一密度處理下，莖長隨行距的增寬而增長，B3C2處理最高（73．73cm），分別較B1C2（CK）和B3C1處理增長1．75％和0．36％，但差異不顯著。C1行距時小穗密度隨密度增加呈先降后升趨勢，B2密度時最低；C2行距時呈遞減趨勢，B3最低。B1C2和B3C1處理較其密度增加6．76％和4．77％；B1和B2處理下，小穗密度隨行距的增寬而增大，B3處理則相反。

2．4不同行距和密度對小麥產量及其構成的影響不同播種行距和密度使小麥產量的差異較顯著（表2）。在C1和C2行距下，均以B3密度的產量最高，分別為5580．00kg•hm－2和5423．33kg•hm－2，均與CK（B1C2）處理差異不顯著；同一密度下（除B1處理外），C1行距較C2更利于產量的提高。說明適宜的行距和密度配置有利于小麥的豐產。不同密度下，穗數呈極顯著差異，但相同密度下不同行距間差異不顯著。B3C1處理較B3C2處理穗數增加0．20％，較對照增加38．91％。表2表明，在穗數接近時，產量的提高主要表現在以下兩個方面：一是穗粒數，對照主穗粒數最多（41．93粒），除與B2C2處理差異顯著外，與其他處理差異均不顯著；二是粒重，B3C1處理千粒重最高（32．83g），且與其他處理差異不顯著。而表2中，成穗數差異極顯著的處理（B1C1、B1C2與B3C1、B3C2）的產量差異也極顯著，表明植株個體單株生產力對產量的影響并沒有超過群體內成穗數量對產量的影響。

3討論

小麥群體結構建立的基本措施是通過播種行距和密度實現的［21］。在群體規模下，個體質量與群體產量之間存在一定矛盾，協調好這些矛盾對構建高產高效群體具有十分重要的意義。前人對于播種行距或密度與產量關系的研究較多［22－23］，而對播種行距和密度互作下植株個體與產量關系的研究不夠完善。人們通常認為低密度、寬行距有利于增加群體的通風透光性能，但也有研究認為低密度、寬行距同時也會使群體內產生過多的漏光損失［19］。高的種植密度從各方面來看都是一種逆境，高密度群體中個體對諸如光合有效輻射、土壤養分和水分等資源的競爭更加劇烈［24］。對于耐密品種來說，高密度種植條件下才能發揮其增產潛力。本研究發現，克旱16（KH16）千粒重和產量在900萬株•hm－2與10cm行距配置時最高。張宏雷等［25］研究認為，常規行距（15cm）處理且熟期正常的情況下，KH16以密度1000萬株•hm－2左右與施用氮磷鉀純量195kg•hm－2左右配置為最佳肥密模式。劉寧濤等［26］研究發現，KH16產量在密度為850萬株•hm－2處理最高。本研究結果與二者相似。

本研究表明，高密度（900萬株•hm－2）下主穗粒數較低密度（600萬株•hm－2）下少，平均降低9．50％；900萬株•hm－2與10cm行距配置下小穗密度僅低于600萬株•hm－2與15cm行距配置（對照）1．87％，差異不顯著。說明低密度有利于單株穗部發育，增加結實率。禾谷類作物經濟產量的60％～100％來自開花后到成熟期的光合產物，生育后期的光合功能直接影響到籽粒產量［27］。相對于花后來說，花前光合產物對經濟產量的貢獻較少。本研究表明，KH16上四節莖鞘開花前貯藏物質對穗的貢獻率以密度900萬株•hm－2、行距10cm配置下最小，而此配置的花后貯藏物質對穗的貢獻率最大，說明高密度、窄行距有利于單株花后莖鞘貯藏物質對穗提供更多營養，確保籽粒發育，進而提高經濟產量。這與張向前等［28］研究結果相似。本研究也發現，900萬株•hm－2與10cm行距配置下產量最高，但單株表現并非最佳，上四節莖鞘貯藏物質積累動態、最大干重至成熟期貯藏物質轉運量、轉運率及對穗的貢獻率等指標均非最高，而以低密度處理下表現較好。說明群體和個體單株發育非協同增益。改善單株個體與群體之間的矛盾，使其共同發展是本試驗今后的重要課題。

綜上所述，對于KH16來說，在行距一定時，增加種植密度可增加成穗數，也可以增加植株個體花后上四節莖鞘貯藏物質對穗的貢獻率，從而增加粒重，有效提高產量；在密度一定時，適當縮小行距，同樣增加了成穗數和植株個體花后上四節莖鞘貯藏物質對穗的貢獻率，還增加了主穗粒數，更有助于豐產?？梢娒芏?00萬株•hm－2與10cm行距配置是春小麥品種KH16的最佳種植模式。

作者：邵凱 李建偉 于立河 張景云 薛贏文 金珊珊 郭建華 單位：黑龍江八一農墾大學農學院／黑龍江省寒地作物種質改良與栽培重點實驗室 黑龍江省農墾科學院作物所