小麥群體動態(tài)及其與產(chǎn)量的相關(guān)性分析

彭紅心+張存嶺

摘 要：利用楊柳農(nóng)業(yè)科學(xué)實驗站2016—2017年度氮高效品種篩選和展示田的試驗數(shù)據(jù)，研究了小麥群體動態(tài)及其與產(chǎn)量的相關(guān)性。結(jié)果表明：小麥莖蘗數(shù)隨時間、葉面積系數(shù)隨積溫呈e的二次多項式指數(shù)曲線變化；干物重隨時間變化為Logistic曲線，隨積溫變化為二次多項式。在一定的范圍內(nèi)，產(chǎn)量主要取決于穗數(shù)，冬后莖蘗數(shù)與穗數(shù)正相關(guān)，挑旗后莖蘗數(shù)與產(chǎn)量、葉面積系數(shù)與穗數(shù)、產(chǎn)量正相關(guān)，拔節(jié)后干物重積累與穗數(shù)、產(chǎn)量正相關(guān)。

關(guān)鍵詞：小麥產(chǎn)量；氣候異常；高產(chǎn)對策

中圖分類號 S512.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）16-0046-04

群體動態(tài)是作物栽培的核心問題之一，群體指標(biāo)通常被作為確定促控措施的重要參數(shù)。20世紀(jì)80年代，凌啟鴻[1]率先提出了“群體質(zhì)量”的概念，之后許多學(xué)者對小麥高產(chǎn)群體的形成及調(diào)控技術(shù)進(jìn)行了較為深入的研究。由于生長環(huán)境、栽培技術(shù)等的不同，不同產(chǎn)量水平群體結(jié)構(gòu)和產(chǎn)量特征存在較大差異。為此，筆者利用楊柳農(nóng)業(yè)科學(xué)實驗站2016—2017年度氮高效品種篩選和展示田的試驗數(shù)據(jù)，研究了小麥群體動態(tài)及其與產(chǎn)量的相關(guān)性。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

1.1.1 氮高效品種篩選 參試品種20個，分別是：安農(nóng)0711、安科157、新麥26、濟(jì)麥22、華成3366、煙農(nóng)19、益科麥3號、益科麥5號、百農(nóng)207、紫麥19、皖墾麥0901、未來0818、荃麥725、淮麥33、周麥27、渦麥9號、安農(nóng)大1206、山西1號、山西2號和淮麥20。隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。小區(qū)面積10m2。

1.1.2 品種展示 參試品種25個，分別是：徽研198、淮麥29、淮麥28、百農(nóng)616、隆平518、淮麥22、山農(nóng)20、周麥28、良星99、淮麥33、大地22、濟(jì)科33、淮麥21、新研3-1、柳麥618、柳麥716、濉1309、濉1216、濉5158、淮麥35、皖麥52、濟(jì)麥22、平安11和華成3366，以煙農(nóng)19為對照。間比法順序排列，首尾設(shè)置對照，中間每隔8個品種插入對照，小區(qū)面積200m2。2016—2017年度在楊柳農(nóng)業(yè)科學(xué)實驗站進(jìn)行，土壤類型砂姜黑土，土壤質(zhì)地粘壤土，前茬玉米，機(jī)收后秸稈粉碎還田，旋耕耙實。篩選試驗10月19日人工開溝條播，展示19日機(jī)播。3月11日追施拔節(jié)肥，3月13日微噴40min。田間管理按高產(chǎn)田要求進(jìn)行。

1.2 數(shù)據(jù)獲取和處理 3葉期選取出苗均勻一致、有代表性的2個1m行段定點(diǎn)，數(shù)取基本苗。于越冬始期、返青、拔節(jié)、挑旗、揚(yáng)花和成熟期數(shù)取莖蘗數(shù)，同時在樣點(diǎn)周圍選取與樣段生長相近的植株10個（揚(yáng)花后取20個單莖），測定葉面積和干物重。葉面積LA=L×D×0.83（L為葉長，D為葉寬，0.83為經(jīng)驗系數(shù)）。氣象資料來自濉溪縣氣象局，積溫用5日滑動平均法測算。利用EXCEL2003進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和作圖，利用DPS v7.05進(jìn)行統(tǒng)計分析。

1.3 生產(chǎn)周期氣候條件 2016年10月中旬至2017年5月氣候異常，利弊參半。日照時數(shù)1313.7h，比歷年平均少58h，總體正常。1月上旬前（含）僅305.4h，比歷年平均少185.0h；4月中旬至5月下旬469.8h，比歷年平均多94.8h。平均氣溫10.5℃，比歷年平均9.5℃高1.0℃，總體異常偏高。6旬（出苗60d的簡稱，下同）比歷年平均低0.1～3.3℃，1旬異常偏低；8旬異常偏高。5月17—22日、25—31日最高氣溫≥29.5℃，26—30日相對濕度≤50%，伴隨輕度干熱風(fēng)。受氣溫偏高和輕度干熱風(fēng)的影響，小麥灌漿期縮短，千粒重降低。2016年10月到翌年5月，降水量393.5mm，比歷年平均多118.7mm，異常偏多。1月前降水301.5mm，比歷年平均多199.5mm，異常偏多；2—5月降水92.0mm，比歷年平均少80.7mm，異常偏少。受降水異常影響，部分麥田晚播或重播，延誤追肥；麥苗受漬，發(fā)育不良，根系淺，吸肥能力弱，返青開始即現(xiàn)黃苗，轉(zhuǎn)旺緩慢。拔節(jié)后光溫條件優(yōu)越，病害較輕，對穗分化和灌漿有利。

2 結(jié)果與分析

2組試驗49個處理產(chǎn)量5175.0～8608.3kg/hm2，平均6778.7kg/hm2，其中47個品種介于5250～8250kg/hm2；穗數(shù)342.5萬～755.0萬/hm2，平均為496.2萬/hm2；穗粒數(shù)26.0～54.5，平均36.7粒；千粒重40.3～60.5g，平均48.3g。

2.1 小麥群體動態(tài)變化

2.1.1 莖蘗動態(tài) 小麥莖蘗動態(tài)是描述群體質(zhì)量最重要的指標(biāo)[2]。冬前分蘗迅速增長，越冬期緩慢增長，返青期少量發(fā)生，拔節(jié)后迅速縮小，到開花期群體莖蘗數(shù)穩(wěn)定下來（圖1）。莖蘗數(shù)（S）隨時間（苗后旬?dāng)?shù)t）的動態(tài)變化可用e的指數(shù)曲線來描述。

S400=[e5.682+0.2873t-0.0145t2]，F(xiàn)=20.41**；

S500=[e5.805+0.2684t-0.0133t2]，F(xiàn)=17.06*。

式中：下標(biāo)“400”代表5250～6749kg/hm2產(chǎn)量水平，“500”代表6750～8250kg/hm2（下同）。

6750～8250kg/hm2的28塊田平均：越冬始期莖蘗數(shù)1076.9萬/hm2，返青期1467.0萬/hm2。與5250～6749kg/hm2的19塊田相比，峰值提高、退后。冬前莖蘗數(shù)相差不大，返青后相差10%～20%，且越向后差別越大。

2.1.2 葉面積系數(shù) 葉面積指數(shù)是評價群體光合性能的重要指標(biāo)[3]。小麥葉面積的變化是一個連續(xù)過程，但卻有明顯的階段性和轉(zhuǎn)折點(diǎn)[4]。抽穗前增、后降（圖2）。葉面積系數(shù)（LAI）隨積溫（T，h℃）呈拋物線變化趨勢：

LAI400=-9.02+2.049T-0.075T2，F(xiàn)=11.95*；endprint

LAI500=-10.4+2.307T-0.081T2，F(xiàn)=9.65*。

也可用e的指數(shù)曲線來描述，且相關(guān)性更高。

LAI400=[e-3.44+0.7523T-0.0276T2]，F(xiàn)=54.36**；

LAI500=[e-3.06+0.6882T-0.0241T2]，F(xiàn)=47.55**。

6750～8250kg/hm2的28塊田平均：挑旗期葉面積系數(shù)5.90，揚(yáng)花期6.43。與5250～6749kg/hm2的相比，峰值提高、退后。拔節(jié)前相差不大，挑旗—乳熟期高0.8～1.3。

2.2 小麥群體與產(chǎn)量相關(guān)性分析

2.2.1 產(chǎn)量與構(gòu)成 相關(guān)分析表明：小麥籽粒產(chǎn)量與穗數(shù)顯著正相關(guān)，與穗粒數(shù)正相關(guān)但不顯著，與千粒重負(fù)相關(guān)也不顯著（表1）。這說明在一定的產(chǎn)量范圍內(nèi)，小麥產(chǎn)量高低主要取決于穗數(shù)的多少。6750～8250kg/hm2的28塊田平均：穗數(shù)538.0萬/hm2，穗粒數(shù)37.2粒，千粒重48.7g。與5250～6749kg/hm2的19塊田相比，穗數(shù)增加20.6%，穗粒數(shù)增長2.6%，千粒重提高1.4%。

2.2.2 莖蘗數(shù)與產(chǎn)量 分析表明：基本苗與越冬始期莖蘗數(shù)極顯著正相關(guān)，越冬始期與返青、挑旗期莖蘗數(shù)和成熟期穗數(shù)顯著正相關(guān)，拔節(jié)期與挑旗期莖蘗數(shù)、穗數(shù)、產(chǎn)量顯著正相關(guān)，挑旗期莖蘗數(shù)與穗數(shù)、產(chǎn)量顯著正相關(guān)（表2）。分蘗成穗率與基本苗、越冬始期莖蘗數(shù)顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.595**，r=-0.327*），與挑旗期莖蘗數(shù)和穗數(shù)顯著正相關(guān)（r=0.297*，r=0.604**）。說明小麥高產(chǎn)栽培要保證冬前有較多的莖蘗數(shù)。

2.2.3 葉面積系數(shù)與產(chǎn)量 分析表明：越冬始期—揚(yáng)花期與其后1～2期的葉面積系數(shù)顯著或極顯著正相關(guān)，越冬始期和挑旗—乳熟期葉面積系數(shù)與穗數(shù)顯著或極顯著正相關(guān)，挑旗—乳熟期的葉面積系數(shù)與產(chǎn)量顯著或極顯著正相關(guān)（表3）。說明前期葉面積系數(shù)對后期綠葉面積影響較大，高產(chǎn)栽培要保證越冬始期和挑旗—乳熟期有較大的綠葉面積。

2.2.4 干物重與產(chǎn)量 分析表明：除拔節(jié)期外，越冬始期—揚(yáng)花期與其后1～3期的干物重極顯著正相關(guān)（表4），挑旗—成熟期干物重與穗數(shù)極顯著正相關(guān)，拔節(jié)—成熟期干物重與產(chǎn)量顯著或極顯著正相關(guān)[7]。拔節(jié)—揚(yáng)花期干物質(zhì)積累與穗數(shù)、產(chǎn)量正相關(guān)（r=0.554**，r=0.357*），拔節(jié)—成熟期干物質(zhì)積累與穗數(shù)、產(chǎn)量極顯著正相關(guān)（r=0.472**，r=0.532**），與千粒重弱相關(guān)（r=0.251），挑旗后干物質(zhì)積累與千粒重、產(chǎn)量顯著正相關(guān)[8]（r=0.333*，r=0.353*），說明前期干物重對后期的干物質(zhì)積累較大，高產(chǎn)栽培要保證拔節(jié)后有較多的干物質(zhì)積累[9]。

2.3 群體指標(biāo)相關(guān)性 從表5可以看出：除返青期莖蘗數(shù)與葉面積系數(shù)弱相關(guān)外，小麥越冬—揚(yáng)花期的群體指標(biāo)相互正相關(guān)。通徑分析表明：拔節(jié)前干物重主要取決于葉面積，而挑旗—揚(yáng)花期干物重則取決于莖蘗數(shù)和葉面積?；貧w方程為：DNA越冬=14.2+1088.456LAI越冬，DNA返青=1785.5+914.776XLAI返青，DNA拔節(jié)=2117.97+1081.563LAI拔節(jié)；DNA挑旗=2921.28+12.759S挑旗+472.863LAI挑旗，r（y，X1）=0.530**，r（y，X2）=0.313*；DNA揚(yáng)花=6666.5+12.9001S揚(yáng)花+418.3179LAI揚(yáng)花，r（y，X1）=0.419**，r（y，X2）=0.241。

3 結(jié)論與討論

3.1 小麥群體動態(tài)變化 莖蘗數(shù)隨時間、葉面積系數(shù)隨積溫呈e的二次多項式指數(shù)曲線變化；干物重隨時間變化為Logistic曲線，隨積溫變化為二次多項式。

3.2 小麥群體動態(tài)與產(chǎn)量相關(guān)性 在一定的范圍內(nèi)，產(chǎn)量主要取決于穗數(shù)，越冬始期—挑旗期莖蘗數(shù)與穗數(shù)正相關(guān)，挑旗后莖蘗數(shù)與產(chǎn)量正相關(guān)；越冬始期和挑旗—乳熟期葉面積系數(shù)與穗數(shù)正相關(guān)，挑旗—乳熟期葉面積系數(shù)與產(chǎn)量正相關(guān)；挑旗—成熟期干物重與穗數(shù)正相關(guān)，拔節(jié)后干物重與產(chǎn)量正相關(guān)，拔節(jié)后干物質(zhì)積累與穗數(shù)、產(chǎn)量正相關(guān)，挑旗后干物質(zhì)積累與千粒重、產(chǎn)量正相關(guān)。拔節(jié)前干物重主要取決于葉面積，而挑旗—揚(yáng)花期干物重則取決于莖蘗數(shù)和葉面積。

3.3 高產(chǎn)小麥群體調(diào)控 高產(chǎn)栽培要保證冬前有較多的莖蘗數(shù)、越冬始期和挑旗—乳熟期有較大的綠葉面積、拔節(jié)后有較多的干物質(zhì)積累。要適當(dāng)減少基本苗，前促中控后緩，合理運(yùn)籌肥水[10]。

3.4 討論 孔令聰[11]等對65塊6000kg/hm2以上高產(chǎn)田研究表明：越冬—抽穗的莖蘗數(shù)、越冬—灌漿期的葉面積系數(shù)與產(chǎn)量均呈顯著的拋物線關(guān)系。這與本研究有所不同。受氣候異常的影響，試驗田返青開始即現(xiàn)黃苗，轉(zhuǎn)旺緩慢，分蘗成穗率低（平均16.2%），挑旗后干物質(zhì)積累少（僅占25.5%），穗數(shù)不足（61.2%的處理不足525萬/hm2）。

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（責(zé)編：張宏民）endprint