不同栽培模式對冬小麥干物質(zhì)積累及籽粒灌漿特性的影響

陳軍曉，張保軍 ，張正茂，韓雪冰，馬娟娟，吳 禎(西北農(nóng)林科技大學(xué) 農(nóng)學(xué)院,陜西楊凌 712100)

不同栽培模式對冬小麥干物質(zhì)積累及籽粒灌漿特性的影響

陳軍曉，張保軍 ，張正茂，韓雪冰，馬娟娟，吳 禎
(西北農(nóng)林科技大學(xué) 農(nóng)學(xué)院,陜西楊凌 712100)

為了探尋適合旱地和水地的小麥栽培模式，試驗(yàn)選用旱地小麥品種‘普冰151’(P)和當(dāng)?shù)厣a(chǎn)上廣泛種植的水地小麥品種‘西農(nóng)979’(X)與‘小偃22’(Y)，研究農(nóng)民習(xí)慣栽培模式(C)、節(jié)本高效栽培模式(J)和三省一高栽培模式(S)對冬小麥干物質(zhì)積累、籽粒灌漿特性及經(jīng)濟(jì)效益的影響。結(jié)果表明，3種栽培模式下花后各營養(yǎng)器官干物質(zhì)積累變化趨勢基本一致。栽培模式C與栽培模式J相比，增加各品種花后干物質(zhì)積累量以及穗部干物質(zhì)分配比例，但營養(yǎng)器官花前貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量和轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率均有所降低。栽培模式C下各品種均于灌漿后期30 d左右出現(xiàn)灌漿“小高峰”，且3種栽培模式下‘普冰151’均在花后30 d出現(xiàn)灌漿“小高峰”，這些是其分別獲得較高千粒質(zhì)量的重要原因。栽培模式S下‘普冰151’能夠獲得較高的產(chǎn)投比、物質(zhì)凈產(chǎn)比值和活勞動(dòng)凈產(chǎn)比值。相較于栽培模式C，栽培模式J下各品種的產(chǎn)量雖有小幅度降低，但其活勞動(dòng)凈產(chǎn)比值卻得到提升。在旱地針對‘普冰151’采用栽培模式S，水地采用栽培模式J，能夠使小麥生產(chǎn)達(dá)到省水、省藥、省工、高效的效果。

小麥；栽培模式；干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運(yùn)；灌漿特性；效益

干物質(zhì)的積累是小麥產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)，小麥不同生育階段干物質(zhì)積累顯著影響其產(chǎn)量形成[1]。前人研究表明，溫度、光照強(qiáng)度、土壤含水量等環(huán)境條件都對植株干物質(zhì)積累分配與轉(zhuǎn)運(yùn)產(chǎn)生影響[2-4]，而有學(xué)者研究認(rèn)為，施磷量、施氮方式，耕作方式、種植密度等栽培管理措施也對小麥干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)分配等生理過程產(chǎn)生影響，并最終影響小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)[5-9]。前人的研究都集中在單一因素對小麥干物質(zhì)積累和轉(zhuǎn)運(yùn)的影響，而關(guān)于栽培模式集成的多因素研究卻鮮有報(bào)道。

在高產(chǎn)栽培條件下，千粒質(zhì)量成為增產(chǎn)的關(guān)鍵，研究顯示，隨著栽培管理技術(shù)的提高，公頃穗數(shù)與穗粒數(shù)已趨于穩(wěn)定，在此基礎(chǔ)上，穗粒質(zhì)量的提高對增產(chǎn)發(fā)揮著越來越重要的作用[10-11]。灌漿過程是小麥籽粒形成的重要生理過程，它決定著小麥最終的產(chǎn)量。小麥籽粒千粒質(zhì)量與其灌漿特性之間存在著密切聯(lián)系[12-13]。研究表明，小麥灌漿速率主要受到遺傳控制，不同的小麥品種間存在著很大差異。但不同栽培模式對小麥灌漿進(jìn)程的影響規(guī)律研究尚少。

綜合以上原因，本試驗(yàn)在前人研究基礎(chǔ)上，通過將不同品種冬小麥在農(nóng)民習(xí)慣栽培模式、節(jié)本高效栽培模式和三省一高栽培模式(省水、省工、省藥、高效)下進(jìn)行比較，探討不同栽培模式下冬小麥干物質(zhì)積累、灌漿特性及產(chǎn)量構(gòu)成因素變化，并進(jìn)一步分析各處理的經(jīng)濟(jì)效益，為尋找更為穩(wěn)產(chǎn)、高效的小麥栽培模式提供理論及實(shí)踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2015年10月至2016年6月在西北農(nóng)林科技大學(xué)斗口試驗(yàn)站(108°52′E，34° 36′N)進(jìn)行。供試土壤0～20 cm土層有機(jī)質(zhì)14.60 g·kg-1，全氮1.14 g·kg-1，堿解氮99.40 mg·kg-1，速效磷20.24 mg·kg-1，速效鉀243.20 mg·kg-1，屬中等肥力。試驗(yàn)區(qū)屬典型暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫13 ℃，平均無霜期215 d，該年度小麥全生育期降雨量為132.87 mm，其中60%～70%的降水集中在7至9月。

試驗(yàn)采用兩因素隨機(jī)不完全區(qū)組設(shè)計(jì)。共設(shè)3種栽培模式(表1)，分別為農(nóng)民習(xí)慣栽培模式(C)、節(jié)本高效栽培模式(J)、三省一高栽培模式(S)，針對栽培模式C與J所選用的供試品種為‘西農(nóng)979’(簡稱X)、‘小偃22’(簡稱Y)、‘普冰151’(簡稱P)，考慮到‘西農(nóng)979’‘小偃22’是水地品種，與旱地品種‘普冰151’在栽培模式S下進(jìn)行對比無實(shí)際意義，因此，針對栽培模式S則只選用旱地品種‘普冰151’。小區(qū)面積為130 m2(10 m×13 m)，共7個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3次，各處理的播種行距為25 cm，播量均為187.5 kg·hm-2。

表1 栽培模式設(shè)置Table 1 Cultivation Patterns

1.2 測定項(xiàng)目及方法

1.2.1 小麥干物質(zhì)測定 于小麥開花期每小區(qū)選取200個(gè)開花時(shí)間、生長均勻一致的單莖，統(tǒng)一掛牌標(biāo)記，并于開花期、花后7、14、21、28 d和成熟期分別取樣。每次取樣30個(gè)單莖，按照葉片、莖、葉鞘、穗軸+穎殼、籽粒進(jìn)行分解，然后在105 ℃下殺青30 min，80 ℃烘干至恒質(zhì)量，分別稱干質(zhì)量。干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運(yùn)特征參數(shù)按以下公式計(jì)算：

營養(yǎng)器官花前貯藏干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量=開花期干質(zhì)量-成熟期營養(yǎng)器官干質(zhì)量

營養(yǎng)器官花前貯藏干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率=(花前貯藏干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量/開花期干質(zhì)量)×100%

花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量對籽粒貢獻(xiàn)率=(花前貯藏干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量/成熟期籽粒干質(zhì)量)×100%

花后干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量=成熟期籽粒干質(zhì)量-營養(yǎng)器官花前貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量

花后干物質(zhì)積累對籽粒貢獻(xiàn)率=(花后干物質(zhì)積累量/成熟期籽粒干重)×100%

1.2.2 灌漿速率測定 于開花期每小區(qū)選取210個(gè)開花時(shí)間、生長均勻一致的單莖，統(tǒng)一掛牌標(biāo)記，自開花之日起，每隔5 d取10穗，剝出中部4小穗籽粒，在105 ℃下殺青30min后于80 ℃下烘干至恒質(zhì)量，稱量并換算成千粒質(zhì)量[14]。

1.2.3 產(chǎn)量及產(chǎn)量三要素測定 成熟期，每小區(qū)調(diào)查3個(gè)1 m雙行固定樣點(diǎn)的小麥，統(tǒng)計(jì)穗數(shù)；并選取30個(gè)有代表性的穗子，統(tǒng)計(jì)籽粒數(shù)；收獲曬干去雜后，數(shù)3次1 000粒分別稱量，測定千粒質(zhì)量；每小區(qū)收割3個(gè)1 m2面積小麥，然后混合脫粒、曬干稱量，折算成單位面積籽粒產(chǎn)量(kg·hm-2)。

1.2.4 數(shù)據(jù)分析 利用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和制圖，利用Duncan氏新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同栽培模式對冬小麥各營養(yǎng)器官花后干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)的影響

由圖1可知，各處理間的營養(yǎng)器官花后干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)變化趨勢一致，而干物質(zhì)積累峰值因營養(yǎng)器官不同而產(chǎn)生差異，莖和穎殼+穗軸的干物質(zhì)積累峰值相較于葉片和葉鞘向后推遲，這說明光合產(chǎn)物經(jīng)莖和穎殼+穗軸向籽粒中轉(zhuǎn)運(yùn)。栽培模式S下，品種P的葉片、葉鞘、莖干物質(zhì)積累量在花后各時(shí)期均低于其他處理。栽培模式C與栽培模式J下，各品種在灌漿前期的干物質(zhì)積累量無較大差異，灌漿中后期在栽培模式與品種遺傳因素共同作用下，各處理的營養(yǎng)器官干物質(zhì)積累量下降幅度產(chǎn)生差異。可見灌漿中后期營養(yǎng)器官干物質(zhì)大量向籽粒中轉(zhuǎn)移，此時(shí)是栽培管理的重要時(shí)期。

2.2 不同栽培模式對冬小麥干物質(zhì)積累、轉(zhuǎn)運(yùn)的影響

2.2.1 不同栽培模式對冬小麥不同生育時(shí)期干物質(zhì)積累與群體生長速率的影響 由表2可知，不同栽培模式對冬小麥各階段的干物質(zhì)積累與群體生長速率都具有明顯的調(diào)控效應(yīng)。幼苗階段不同處理相同品種間無較大差異，器官建成階段相同品種的干物質(zhì)積累與群體生長速率在C與J栽培模式間無顯著差異，而在栽培模式S下品種P明顯低于其他處理，相同品種不同栽培模式間對比可知，籽粒形成階段相較于栽培模式C，各個(gè)品種在栽培模式J下的干物質(zhì)積累量和生長速率均有所降低，品種P、品種X和品種Y，分別減少13.8%、8.0%和22.8%，而在栽培模式S下品種P的干物質(zhì)積累量和生長速率下降最多，達(dá)到30.3%。幼苗階段在栽培模式S下品種P的干物質(zhì)積累量相較于其他栽培模式無明顯下降，這可能是由于氮肥的全部基施，彌補(bǔ)了土壤含水量的不足，進(jìn)而有利于干物質(zhì)的積累。

圖1 不同栽培模式下冬小麥花后各營養(yǎng)器官干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)Fig.1 Trends of dry matter accumulation in different organs of winter wheat under different cultivation patterns after anthesis

2.2.2 不同栽培模式對冬小麥成熟期各器官干物質(zhì)積累與分配的影響 由表3可以看出，除了葉片以外成熟期其他營養(yǎng)器官的干物質(zhì)分配率與積累量均表現(xiàn)為籽粒>莖>穗軸+穎殼>葉鞘，其中籽粒的分配率為42%～46%。各處理間對比可知，栽培模式S下品種P的各器官干物質(zhì)積累量均有所減少，在栽培模式C和J下各品種的表現(xiàn)不同，在栽培模式C下品種P和品種X的莖和葉鞘的干物質(zhì)積累量均有所下降，而在穗軸+穎殼和籽粒等穗部器官中的干物質(zhì)積累量和分配比例呈增大趨勢。在栽培模式C下品種Y的各器官干物質(zhì)積累量都有所增加，但是其穗軸+穎殼和籽粒的干物質(zhì)分配比例卻呈下降趨勢。

2.2.3 不同栽培模式對冬小麥花前各器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量及轉(zhuǎn)運(yùn)率影響 由表4可知，除PS和YJ外其余處理各營養(yǎng)器官花前貯藏干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量與轉(zhuǎn)運(yùn)率大致表現(xiàn)為葉片>莖>葉鞘>穗軸+穎殼，這可能是由于在栽培模式S下品種P花前葉片光合能力減弱，導(dǎo)致葉片中貯藏的干物質(zhì)向莖中大量轉(zhuǎn)運(yùn)所致。相較于栽培模式J，在栽培模式C下品種P和品種X的莖和葉鞘的花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量均有所增加，平均增幅為9.7%、2.9%和8.3%、4.8%。而葉片和穗軸+穎殼的花前轉(zhuǎn)運(yùn)量均呈下降趨勢，平均減幅為4.3%、3.1%和2.3%、6.2%，在栽培模式C下品種Y的各營養(yǎng)器官花前干物質(zhì)貯藏量均未得到較大提升，但其穗軸+穎殼轉(zhuǎn)運(yùn)率卻提高了76.4%。由此表明，莖和葉鞘是花前貯藏干物質(zhì)的主要營養(yǎng)器官，在栽培模式C下品種X和品種P的花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量增加，有利于籽粒產(chǎn)量的形成，而在栽培模式C下品種Y通過提高花前營養(yǎng)器官干物質(zhì)向穗部轉(zhuǎn)運(yùn)能力使其產(chǎn)量有所增加。

表2 不同栽培模式下冬小麥不同生育階段的干物質(zhì)積累和生長速率變化Table 2 Dry matter accumulation and population growth rate at different growth stages of winter wheat with different cultivation patterns

注：DMA.干物質(zhì)積累量；GR.干物質(zhì)生長速率；數(shù)據(jù)為3次重復(fù)的平均值。同列不同大寫字母表示不同處理間達(dá)0.01顯著水平，不同小寫字母表示處理間達(dá)0.05極顯著水平，PS處理不參與方差分析，下同。

Note:DMA.Dry matter accumulation; GR.Growth rate;data in the table are mean of three replications.Values in same column followed by different uppercase letters are significantly different at 0.01 levels among different treatments,the lowercase letters are significantly different at 0.05 level among different treatments.PS does not participate in variance analysis,the same blow.

表3 不同栽培模式下冬小麥成熟期干物質(zhì)在不同器官中的分配Table 3 Different cultivation patterns on distribution of dry matter in the different organs of winter wheat at mature stage

注：DW.干物質(zhì)質(zhì)量；DR.干物質(zhì)比例。

Note:DW.Dry matter mass;DR.Dry matter ratio.

表4 不同栽培模式下冬小麥不同器官的干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)特性Table 4 Characteristics of dry matter transportation in different organs of winter wheat with different cultivation patterns

注：TAPA.營養(yǎng)器官花前貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量；TRPA.營養(yǎng)器官花前貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率。

Note:TAPA.Amount of matter translocation at pre-anthesis; TRPA.Rate of matter translocation at pre-anthesis.

2.2.4 不同栽培模式對冬小麥花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)和花后同化量及其對籽粒貢獻(xiàn)的影響 由表5可以看出，各處理的花后物質(zhì)積累貢獻(xiàn)率大于營養(yǎng)器官花前物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率，在栽培模式S下品種P的營養(yǎng)器官花前貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量和花后物質(zhì)積累量均低于其他處理，但相較于栽培模式C，其營養(yǎng)器官花前物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率和營養(yǎng)器官花前貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率分別只減少了0.6%和2.2%，結(jié)合表2可見，相較于栽培模式C，在栽培模式S下品種P的減產(chǎn)主要由開花前后干物質(zhì)積累量降低導(dǎo)致。相較于栽培模式J，栽培模式C下各品種花后物質(zhì)積累量和花后物質(zhì)積累貢獻(xiàn)率均得到提高，但營養(yǎng)器官花前貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量和轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率卻有所降低。這表明花后干物質(zhì)積累量增加，有利于提高籽粒產(chǎn)量，但花前貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量和轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率的降低使其增產(chǎn)幅度受限。

表5 不同栽培模式下冬小麥的干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運(yùn)狀況Table 5 Dry matter accumulation and transportation of winter wheat with different cultivation patterns

注：TAPA.營養(yǎng)器官花前貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量；TRPA.營養(yǎng)器官花前貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率；CPAT.營養(yǎng)器官花前物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率；ACPA.花后物質(zhì)積累量；CPAA.花后物質(zhì)積累貢獻(xiàn)率。

Note:TAPA.Amount of matter translocation at pre-anthesis; TRPA.Rate of matter translocation at pre-anthesis; CPAT.Contribution rate of matter translocation at pre-anthesis; ACPA.Amount of matter accumulation at post-anthesis; CPAA.Contribution rate of matter accumulation at post-anthesis.

2.3 不同栽培模式對冬小麥籽粒灌漿進(jìn)程及灌漿速率的影響

由圖2可知，各處理籽粒的灌漿進(jìn)程呈現(xiàn)“慢-快-慢”的變化趨勢，在花后0～15 d，灌漿速率緩慢增加，這可能因籽粒在形成初期各營養(yǎng)器官還處于干物質(zhì)積累階段，向籽粒轉(zhuǎn)移量較少所致；花后15 d之后開始進(jìn)入灌漿盛期，此時(shí)各營養(yǎng)器官貯藏的干物質(zhì)快速向籽粒轉(zhuǎn)移，籽粒干物質(zhì)積累量增長最快；花后30 d之后，籽粒干物質(zhì)增長趨于緩慢，在花后35 d達(dá)到最大值，最終表現(xiàn)為PC>PJ>PS>XC>XJ>YC>YJ。從灌漿速率看，PS在花后15 d千粒質(zhì)量日增長量達(dá)到峰值，其余各處理千粒質(zhì)量日增長量推遲到花后20 d達(dá)到峰值，在栽培模式C下各品種均于花后30 d左右出現(xiàn)灌漿“小高峰”，在3種栽培模式下品種P均在花后30 d出現(xiàn)灌漿“小高峰”。這些可能是促使在栽培模式C下冬小麥的千粒質(zhì)量得以提高，在各處理中品種P的千粒質(zhì)量均高于其他品種的重要原因。

2.4 不同栽培模式對冬小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表6可知，3種栽培模式對冬小麥的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素都具有一定的調(diào)控效應(yīng)，但同一品種在栽培模式C與J中無較大差異。通過品種P在3種栽培模式下對比可知，在栽培模式S下品種P的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素低于其他處理，表現(xiàn)為栽培模式C>栽培模式J>栽培模式S。PJ與PC，XJ與XC，YJ與YC之間對比可知，前者的千粒質(zhì)量、公頃穗數(shù)和產(chǎn)量均有所降低，但穗粒數(shù)得到提升，且在不同栽培模式下相同品種之間的千粒質(zhì)量與穗粒數(shù)無顯著或極顯著差異，而穗粒數(shù)之間存在著顯著差異，可見穗粒數(shù)對小麥產(chǎn)量水平的提高發(fā)揮著十分重要的作用。

圖2 不同栽培模式下冬小麥籽粒千粒質(zhì)量及灌漿速率的動(dòng)態(tài)變化Fig.2 Dynamic changes of thousand grain mass and grain-filling rate of winter wheat with different cultivation patterns

表6 不同栽培模式下冬小麥的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成Table 6 Yield and yield components of winter wheat with different cultivation patterns

2.5 冬小麥在不同栽培模式下的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)效益分析

2.5.1 成本分析 冬小麥的投入成本可分為直接投入成本、機(jī)械使用成本和人工成本，也可以分為直接成本和間接成本(機(jī)械使用成本和人工成本)。由表7可以看出，總投入成本趨勢為C>J>S，且栽培模式J與S相較于栽培模式C，總成本減少幅度分別為4.9%和41%。

由表8可知，直接成本中肥料和灌水所占比重比較大，超過90%。進(jìn)一步分析表明，栽培模式J相較于栽培模式C，其農(nóng)藥和肥料投入成本的降低，使其人工成本和生產(chǎn)資料直接投入成本均得以下降，在投資比例中，栽培模式J的肥料和灌水成本投入比例卻并未降低，這在一定程度上保證了各品種在栽培模式J下持續(xù)高產(chǎn)和資源高效利用。栽培模式S的直接投入成本、機(jī)械使用成本和人工成本均有大幅下降，這是其獲得較高產(chǎn)投比的基礎(chǔ)。

表7 不同栽培模式下冬小麥的生產(chǎn)成本Table 7 Production cost of winter wheat with different cultivation patterns 元·hm-2

表8 不同栽培模式下冬小麥直接生產(chǎn)投資結(jié)構(gòu)比例Table 8 Proportion of direct production cost of winter wheat with different cultivation patterns %

2.5.2 技術(shù)與經(jīng)濟(jì)效益分析 通過對不同栽培模式下各品種的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果分析可知(表9)，相較于栽培模式C，在栽培模式J下各品種的總產(chǎn)值和純收益均有所下降，但由于栽培模式J在前期生產(chǎn)資料直接投入成本和人工成本均有所降低，使其產(chǎn)投比和物化凈產(chǎn)率并未出現(xiàn)明顯下降，且在栽培模式J下品種Y的產(chǎn)投比有所增加。在栽培模式J下各品種的活勞動(dòng)凈產(chǎn)比值均得到提高，說明在栽培模式C下各品種僅實(shí)現(xiàn)小幅增產(chǎn)，但產(chǎn)量的提高帶來的收益低于勞動(dòng)投入提高的成本。栽培模式S相較于其他栽培模式，其產(chǎn)投比、物化凈產(chǎn)率和活勞動(dòng)凈產(chǎn)比值均得到較大幅度提升，表明栽培模式S能較大程度節(jié)約勞動(dòng)力，提高生產(chǎn)資料投入回報(bào)率。

3 討 論

小麥的產(chǎn)量主要受到生態(tài)環(huán)境、基因型、和栽培措施等綜合條件的影響[15]。播期、播量、施肥和澆水是影響小麥產(chǎn)量的主要因素[15-17]。人們可以最大程度通過栽培措施進(jìn)行調(diào)控，因此在特定條件下，針對特定基因型小麥，采取匹配的栽培措施能夠較大程度發(fā)揮品種的優(yōu)勢[17]。有些學(xué)者認(rèn)為小麥灌漿初期噴施葉面肥可以有效增加植株?duì)I養(yǎng)并提高抗逆性，進(jìn)而增加千粒質(zhì)量，一般提高10%～20%的產(chǎn)量[18-19]，試驗(yàn)表明在栽培模式C下各品種并未達(dá)到明顯增產(chǎn)。這說明栽培模式C有利于提高小麥產(chǎn)量，但是增產(chǎn)的幅度不大。這與王家盛等[20]、范美玲等[21]研究結(jié)果一致。究其原因，可能與噴施葉面肥對小麥穗下葉片的葉綠素形成不明顯或與氣候條件差異有關(guān)。

表9 不同栽培模式下冬小麥生產(chǎn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果Table 9 Technical and economic effect of wheat production with different cultivation patterns

作物的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量受限于作物的生物產(chǎn)量，干物質(zhì)是作物光合產(chǎn)物的最高表現(xiàn)形式[22]。本研究表明由于栽培模式C與J在開花前期設(shè)置一致，促使兩栽培模式下相同品種間的花前干物質(zhì)積累量無顯著差異，開花后期栽培模式C下各品種的干物質(zhì)積累量增加，促進(jìn)冬小麥籽粒產(chǎn)量的形成。冬小麥的花前干物質(zhì)主要貯藏在莖和葉片等營養(yǎng)器官中，根據(jù)源庫關(guān)系，籽粒產(chǎn)量形成主要來自于這些營養(yǎng)器官[15,23]。本研究發(fā)現(xiàn)，冬小麥各器官的干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運(yùn)受栽培模式和品種遺傳因素共同影響，在栽培模式C下品種P和品種X通過提高莖和葉鞘貯藏干物質(zhì)向籽粒的運(yùn)轉(zhuǎn)能力，使其穗部干物質(zhì)分配比例增加，而品種Y則通過增加各器官的干物質(zhì)量為其獲得增產(chǎn)提供物質(zhì)基礎(chǔ),從拔節(jié)期開始，栽培模式S下品種P的干物質(zhì)積累量明顯低于其他處理，這可能是由于前期氮肥全部基施，后期水肥供應(yīng)不足使其光合產(chǎn)物生產(chǎn)能力降低所致。

小麥的灌漿速率除受到播期、密度、氣候條件等因素影響，品種的特性也對其產(chǎn)生一定程度的影響[24]。由于不同栽培模式在花前貯藏的同化物積累量的差異，以及光合器官的衰老程度的不同，導(dǎo)致籽粒的千粒質(zhì)量產(chǎn)生差異[25]。本研究表明，在各栽培模式下品種P均于花后30 d出現(xiàn)灌漿“小高峰”，這可能是其較其他品種具有較高千粒質(zhì)量的重要原因，同時(shí)在栽培模式C下各品種均在花后30 d出現(xiàn)灌漿“小高峰”，進(jìn)而有助于千粒質(zhì)量的增加。至于灌漿“小高峰”出現(xiàn)期間的物質(zhì)來源和物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制等有待進(jìn)一步研究。本研究發(fā)現(xiàn)，在栽培模式C處理下各品種增產(chǎn)幅度不高，品種P、X、Y每公頃分別僅增產(chǎn)6.1%、5.9%、0.73%，且產(chǎn)投比無較大變化，這說明僅僅依靠過多使用肥料和農(nóng)藥不能大幅度提高籽粒的產(chǎn)量，且在栽培模式J下各品種的活勞動(dòng)凈產(chǎn)比值均得到提高，使勞動(dòng)回報(bào)率得到提升。物化勞動(dòng)成本和活勞動(dòng)成本的大幅降低，促使在栽培模式S下品種P能夠獲得較高的產(chǎn)投比、物質(zhì)凈產(chǎn)比值和活勞動(dòng)凈產(chǎn)比值。

Reference：

[1] 朱新開,郭文善,范 琦,等.小麥不同產(chǎn)量群體干物質(zhì)積累指標(biāo)差異研究[J].天津農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào),2004,11(3):10-15.

ZHU X K,GUO W SH,FAN Q,etal.Differences of dry matter accumulation among populations with different grain yield in wheat[J].JournalofTianjinAgriculturalUniversity,2004,11(3):10-15(in Chinese with English abstract).

[2] 王瑞英,高峻嶺,王月福,等.灌溉對小麥-玉米周年栽培中花后水分與干物質(zhì)積累的影響[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué),2011(5):21-24.

WANG R Y,GAO J L,WANG Y F,etal.Effects of irrigation on water content in soil and plant and dry matter accumulation after anthesis in wheat-maize annual culture[J].ShandongAgriculturalSciences,2011(5):21-24(in Chinese with English abstract).

[3] 劉希偉,張 敏,姚鳳娟,等.花后不同強(qiáng)度遮光對糯小麥和非糯小麥干物質(zhì)積累和產(chǎn)量的影響[J].麥類作物學(xué)報(bào),2015,35(4):521-527.

LIU X W,ZHANG M,YAO F J,etal.Effects of different shading intensity after flowering on dry matter accumulation and yield of waxy and non-waxy wheat[J].JournalofTriticeaeCrops,2015,35(4):521-527(in Chinese with English abstract).

[4] 荊 奇,戴廷波,姜 東,等.不同生態(tài)條件下不同基因型小麥干物質(zhì)和氮素積累與分配特征[J].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2004,27(1):1-5.

JING Q,DAI T B,JIANG D,etal.Characteristics of accumulation and translocation of dry matter and nitrogen in wheat genotypes under different environments[J].JournalofNanjingAgriculturalUniversity,2004,27(1):1-5(in Chinese with English abstract).

[5] 曾廣偉,林 琪,姜 雯 等.不同土壤水分條件下施磷量對小麥干物質(zhì)積累及耗水規(guī)律的影響[J].麥類作物學(xué)報(bào),2009,29(5):849-854.

ZENG G W,LIN Q,JIANG W,etal.Effects of different soil water conditions and phosphorus application on dry matter accumulation and water consumption of wheat[J].JournalofTriticeaeCrops,2009,29(5):849-854(in Chinese with English abstract).

[6] 王小明,王振峰,張新剛,等.不同施氮量對高產(chǎn)小麥莖蘗消長、花后干物質(zhì)積累和產(chǎn)量的影響[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2013,22(5):1-8.

WANG X M,WANG ZH F,ZHANG X G,etal.Effects of nitrogen application rate on tillering,post-anthesis dry matter accumulation and yield in high-yielding wheat[J].ActaAgriculturaeBoreali-occidentalisSinica,2013,22(5):1-8(in Chinese with English abstract).

[7] 何文鑄,李貝弗,劉永紅,等.不同耕作方式對小麥花后干物質(zhì)積累及產(chǎn)量的影響[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2005,18(4):397-402.

HE W ZH,LI B F,LIU Y H,etal.Effect of different farming methods on dry matter accumulation of dry land wheat after blooming[J].SouthwestChinaJournalofAgriculturalSciences,2005,18(4):397-402(in Chinese with English abstract).

[8] 葉優(yōu)良,王玲敏,黃玉芳,等.施氮對小麥干物質(zhì)累積和轉(zhuǎn)運(yùn)的影響[J].麥類作物學(xué)報(bào),2012,32(3):488-493.

YE Y L,WANG L M,HUANG Y F,etal.Effect of nitrogen application on dry matter accumulation and translocation in wheat[J].JournalofTriticeaeCrops,2012,32(3):488-493(in Chinese with English abstract).

[9] 羅宏博,海江波,白銀萍,等.穴播栽培對冬小麥生理特性及干物質(zhì)積累的影響[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2016,25(6):841-848.

LUO H B,HAI J B,BAI Y P,etal.Effect of dibbling cultivation on physiological characteristics and dry matter accumulation of winter wheat[J].ActaAgriculturaeBoreali-occidentalisSinica,2016,25(6):841-848(in Chinese with English abstract).

[10] 齊志廣.雜交小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素分析[J].河北師范大學(xué)學(xué)報(bào),2005,29(4):399-403.

QI ZH G.Analysis of yield components of hybrid wheat[J].JournalofHebeiNormalUniversity,2005,29(4):399-403(in Chinese with English abstract).

[11] 段國輝,高海濤,張學(xué)品,等.河南省近15年小麥區(qū)試高產(chǎn)品種產(chǎn)量構(gòu)成分析[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué),2006,35(10):38-40.

DUAN G H,GAO H T,ZHANG X P,etal.Analysis on yield components of wheat varieties in Henan province in recent 15 years[J].JournalofHenanAgriculturalSciences,2006,35(10):38-40(in Chinese).

[12] 馮素偉,胡鐵柱,李 淦,等.不同小麥品種籽粒灌漿特性分析[J].麥類作物學(xué)報(bào),2009,29(4):643-646.

FENG S W,HU T ZH,LI G,etal.Analysis on grain filling characteristics of different wheat varieties[J].JournalofTriticeaeCrops,2009,29(4):643-646(in Chinese with English abstract).

[13] 宋希云,夏美翠,李儲(chǔ)學(xué),等.不同類型小麥品種籽粒灌漿特性研究[J].萊陽農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào),1996,13(4):241-245.

SONG X Y,XIA M C,LI CH X,etal.Studies on the characters of grain filling in different kinds of wheat cultivars[J].JournalofLaiyangAgriculturalCollege,1996,13(4):241-245(in Chinese with English abstract).

[14] 李 娜,張保軍,張正茂,等.不同施氮量和播量對‘普冰151’干物質(zhì)積累特征及籽粒灌漿特性的影響[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2017,26(5):693-701.

LI N,ZHANG B J,ZHANG ZH M,etal.Effects of different N application rate and seeding rate on dry matter accumulation and grain filling characteristics of ‘Pubing 151’[J].ActaAgriculturaeBoreali-occidentalisSinica,2017,26(5):693-701(in Chinese with English abstract).

[15] 朱新開,郭文善,封超年,等.不同類型專用小麥氮素吸收積累差異研究[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2005,11(2):148-154.

ZHU X K,GUO W SH,FENG CH N,etal.Nitrogen absorption and utilization differences among wheat varieties for different end uses[J].PlantNutritionandFertilizerScience,2005,11(2):148-154(in Chinese with English abstract).

[16] 劉清瑞,師東亮,牛新印,等.施氮處理對不同小麥品種產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào),2006,8(2):6-9.

LIU Q R,SHI D L,NIU X Y,etal.Effect of nitrogenous treatments on the yield and quality of different wheat varieties[J].JournalofAgriculturalScienceandTechnology,2006,8(2):6-9(in Chinese with English abstract).

[17] 張麥生,宋小順,翟素琴,等.新鄉(xiāng)市強(qiáng)筋小麥高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)優(yōu)化施肥決策的研究[J].河南職業(yè)技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào),2001,29(4):5-8.

ZHANG M SH,SONG X SH,ZHAI S Q,etal.Study on the optimum application schemes of fertilizers for high production ,high quality and strong gluten wheat in Xinxiang [J].JournalofHenanVocation-TechnicalTeachersCollege,2001,29(4):5-8(in Chinese with English abstract).

[18] 張 曉,卜冬寧,李瑞奇,等.葉面噴施微肥對冬小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].麥類作物學(xué)報(bào),2012,32(4):747-749.

ZHANG X,BU D N,LI R Q,etal.Effect of foliar spraying microelement fertilizers on yield and quality of winter wheat[J].JournalofTriticeaeCrops,2012,32(4):747-749(in Chinese with English abstract).

[19] 呂鳳榮,李向東,季書勤,等.噴灑磷酸二氫鉀和殺菌劑對強(qiáng)筋小麥鄭麥366千粒質(zhì)量和品質(zhì)的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,40(9):11-13.

Lü F R,LI X D,JI SH Q,etal.Effect of foliar fertilizer and fungicide application on 1000-kernel weight and quality strong gluten wheat Zhengmai 366[J].JournalofHenanAgriculturalSciences,2011,40(9):11-13(in Chinese with English abstract).

[20] 王家盛,邢利慶,魏秀華,等.不同種類葉面肥對小麥產(chǎn)量的影響[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào),2009,15(19):75-118.

WANG J SH,XING L Q,WEI X H,etal.Effect of different kinds of foliar fertilizer on grain in wheat[J].AuhuiAgriculturalScienceBulletin,2009,15(19):75-118(in Chinese).

[21] 范美玲,陳云霞.不同葉面肥對小麥農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,58(5):49-51.

FAN M L,CHEN Y X.Effect of different foliar fertilizer on agronomic characters and grain in wheat[J].ShaanxiJournalofAgriculturalSciences,2012,58(5):49-51(in Chinese).

[22] 孟凡德,馬 林,石書兵,等.不同耕作條件下春小麥干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)及其相關(guān)性狀的研究[J].麥類作物學(xué)報(bào),2007,27(4):693-698.

MENG F D,MA L,SHI SH B,etal.Dynamics change of dry matter accumulation and relative characteristics of spring wheat under different tillage[J].JournalofTriticeaeCrops,2007,27(4):693-698(in Chinese with English abstract).

[23] 郝代成,高國華,朱云集,等.施氮量對超高產(chǎn)冬小麥花后光合特性及產(chǎn)量的影響[J].麥類作物學(xué)報(bào),2010,30(2):346-352.

HAO D CH,GAO G H,ZHU Y J,etal.Effect of nitrogen application rate on photosynthesis characteristics after anthesis and high grain yield of winter wheat[J].JournalofTriticeaeCrops,2010,30(2):346-352(in Chinese with English abstract).

[24] 李世清,邵明安,李紫燕,等 .小麥籽粒灌漿特征及影響因素的研究進(jìn)展[J].西北植物學(xué)報(bào),2003,23(11):2030-2038.

LI SH Q,SHAO M A,LI Z Y,etal.Review of characteristics of wheat grain fill and factors of influence it[J].ActaBotanicaBoreali-OccidentaliaSinica,2003,23(11):2030-2038(in Chinese with English abstract).

[25] 陳 煒.不同栽培模式下旱地小麥灌漿過程中同化物轉(zhuǎn)運(yùn)的研究[D].陜西楊凌:西北農(nóng)林科技大學(xué),2010.

CHEN W.Effect of different cultivating models on the assimilate translocation in dryland wheats[D].Yangling Shaanxi:Northwest A&F University,2010(in Chinese with English abstract).

EffectofDifferentCultivationPatternsonDryMatterAccumulationandGrainFillingCharacteristicsinWinterWheat

CHEN Junxiao,ZHANG Baojun,ZHANG Zhengmao,HAN Xuebing,MA Juanjuan and WU Zhen
(College of Agronomy,Northwest A&F University,Yangling Shaanxi 712100,China)

To explore suitable cultivation patterns of winter wheat in arid and irrigated land,three varieties including arid land variety ‘Pubing 151’(P) and wildly cultivated varieties ‘Xinong 979’(X),‘Xiaoyan 22’(Y) were selected as materials for studying the effects of dry matter accumulation,grain filling characteristics,economic benefits of winter wheat with different cultivation patterns,the cultivation patterns are farmers custom cultivation pattern(C),saving and high-efficient cultivation pattern(J) and the high-efficiency cultivation model of saving labour,water and pesticide(S).The results indicated that the trend of dry matter accumulation of different organs were similar with the three cultivation patterns.Dry matter accumulation after anthesis and distribution proportion of dry matter in spike with cultivation pattern J were higher than those with cultivation pattren J,however,the translocation amount and translocation rate of assimilate in organs before anthesis declined with cultivation pattern C.Small peak of grain filling was observed about 30 days after anthesis of three varieties with cultivation pattern C,and that of variety P was observed about 30 days after anthesis with all cultivation patterns,it was an important reason for higher thousand kernels mass.There were higher value to cost ratio,output-input ratio of materialization and output-input ratio of labor of variety P with cultivation pattern J.Compared with cultivation pattern C,yield of the three varieties declined slightly,but increase of output-input ratio of labor was observed with cultivation pattern J.Applying cultivation pattern S in variety P in dry land,and applying cultivation pattern J in irrigated land could achieve effect in saving water,chemicals and labor,and high efficiency in winter wheat production.

Wheat; Cultivation patterns; Accumulation and distribution of dry matter; Grain filling characteristics;Efficiency

2017-04-17

2017-08-26

Cyrus Tang Foundation(No.A212021302).

CHEN Junxiao,male,master student.Research area:wheat high-efficiency cultivation.E-mail:cjx3120@163.com

ZHANG Baojun,male,professor,master supervisor.Research area:crop high-efficiency cultivation.E-mail:zhbjun2566@163.com

成敏ResponsibleeditorCHENGMin)

日期：2017-12-21

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20171221.1650.014.html

2017-04-17

2017-08-26

唐仲英基金(A212021302) 。

陳軍曉，男，碩士研究生，從事小麥高產(chǎn)高效栽培方面的研究。E-mail:cjx3120@163.com

張保軍，男，教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事作物高產(chǎn)高效栽培方面的研究。E-mail:zhbjun2566@163.com

S512.1；S311

A

1004-1389(2017)12-1776-11