關(guān)中東部渭河灌區(qū)不同播期播量對(duì)農(nóng)大1108小麥光合特性及產(chǎn)量的影響

王娟玲， 賈少敏， 張 睿

(1.大荔縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,陜西 大荔 715100； 2.西北農(nóng)林科技大學(xué) 農(nóng)學(xué)院,陜西 楊凌 712100)

小麥?zhǔn)俏覈?guó)的主要糧食作物，同時(shí)也是老百姓最重要的口糧之一，其產(chǎn)量高低直接影響我國(guó)的糧食安全和社會(huì)穩(wěn)定[1-5].隨著小麥生產(chǎn)種植面積的逐年減少，新品種的選育及其推廣對(duì)穩(wěn)定小麥生產(chǎn)具有十分重要的意義.小麥生產(chǎn)環(huán)境及其生產(chǎn)資源的短缺愈加明顯，在新品種的推廣過(guò)程中，依據(jù)品種的特性實(shí)施合理的栽培措施，實(shí)現(xiàn)良種良法的配套是提高新品種產(chǎn)量和保障其品質(zhì)的重要途徑.李寧等[6-16]研究了不同小麥品種播期密度與產(chǎn)量群體的關(guān)系后認(rèn)為，播期對(duì)小麥籽粒產(chǎn)量有顯著影響.由于品種特性的差異和生產(chǎn)區(qū)域不同，其高產(chǎn)的適宜播期和播量存在一定差異.王楠等[13-17]對(duì)不同播期播量對(duì)籽粒品質(zhì)的研究后認(rèn)為，在一定范圍內(nèi)，隨播期推遲，小麥產(chǎn)量下降，籽粒的總體加工品質(zhì)有所改善，過(guò)早或過(guò)晚播種均對(duì)產(chǎn)量和品質(zhì)不利，產(chǎn)量高的適宜播期和品質(zhì)優(yōu)的適宜播期在一定程度上可以統(tǒng)一.本研究以新審定的小麥品種農(nóng)大1108為材料，研究不同播期和播量對(duì)其產(chǎn)量和品質(zhì)性狀的影響，完善其優(yōu)栽技術(shù)，為該品種在關(guān)中東部渭河灌區(qū)的推廣提供理論依據(jù).

1 材料與方法

試驗(yàn)于2016年9月～2017年7月在大荔縣韋林鎮(zhèn)慶灃村劉武濤責(zé)任田進(jìn)行.試驗(yàn)地地勢(shì)平坦、地力均勻，土質(zhì)為河淤土，耕層土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分為:有機(jī)質(zhì)含量10.2 g/kg，速效氮含量102.6 mg/kg，速效磷含量64.9 mg/kg，有效鉀含量163 mg/kg，pH值為8.07.試驗(yàn)采用兩因素二次D飽和最優(yōu)設(shè)計(jì)，共設(shè)6個(gè)處理.處理1播期為10月5日，播量為119.1k g/hm2；處理2播期為10月22日，播量為119.1 kg/hm2；處理3播期為10月5日，播量為218.3 kg/hm2；處理4播期為10月12日，播量為162.1 kg/hm2；處理5播期為10月22日，播量為188.2 kg/hm2；處理6播期為10月17日，播量為218.3 kg/hm2.小區(qū)面積12 m2,4次重復(fù)，隨機(jī)排列.2016年10月3日在小麥播種前深翻整地，底肥施純氮(N)204 kg/hm2，純磷(P2O5)240 kg/hm2，純鉀(K2O)96 kg/hm2，結(jié)合整地一次施入.2017年2月20日返青期灌水，追施尿素275 kg/hm2，4月5日孕穗期灌水，5月12灌漿期灌水.2017年3月10日用36%的唑草苯磺隆可濕性粉劑 75 g/hm2兌水300 kg/hm2進(jìn)行化學(xué)除草.4月23日和5月5日分別用1 000倍有機(jī)黃腐酸葉面肥+10%噻蟲嗪.高氯氟懸浮劑300 mL/hm2+5%的己唑醇600 mL/hm2懸浮劑兌水450 kg/hm2進(jìn)行噴施防治赤霉病、白粉病和麥穗蚜.6月12日收獲.供試小麥品種農(nóng)大1108由西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院提供.尿素為陜西渭河化肥廠生產(chǎn)(有效養(yǎng)分N≥46.4%)，磷肥為云南三環(huán)化工有限公司生產(chǎn)(有效養(yǎng)分P2O5≥16%),硫酸鉀為陜西景勝硫酸鉀肥有限公司生產(chǎn)(有效成分K2O≥50%,S≥12%)均在當(dāng)?shù)剞r(nóng)資店購(gòu)買.

試驗(yàn)調(diào)查不同處理的階段生育進(jìn)程、越冬期和拔節(jié)期個(gè)體和群體數(shù)量及質(zhì)量，收獲前調(diào)查成穗數(shù)、穗粒數(shù)，每小區(qū)實(shí)收4 m2測(cè)實(shí)產(chǎn)，并測(cè)定千粒重.收獲前采1 m雙行測(cè)定有效穗數(shù)，每處理取10株室內(nèi)考種，測(cè)定不同器官干物質(zhì)積累量.2017年4月28日用Li-6400XT光合儀(LI-COR)測(cè)定開(kāi)花期主莖功能葉凈光合速率,用SPAD-502葉綠素儀測(cè)定主莖功能葉葉綠素含量，用直尺測(cè)定葉片長(zhǎng)和寬，計(jì)算葉面積.用德國(guó)生產(chǎn)的Sartorius PMD511-000U品質(zhì)分析測(cè)定儀測(cè)定小麥籽粒容重、硬度、蛋白質(zhì)、沉降值、濕面筋、吸水率、穩(wěn)定時(shí)間、拉伸面積、延展性和最大拉伸阻力.數(shù)據(jù)利用Excel 2007及LNT分析軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析.

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)功能葉光合特性的影響

不同處理對(duì)農(nóng)大1108功能葉光合特性的效應(yīng)見(jiàn)表1.不同處理對(duì)功能葉的光合特性有顯著的影響，處理之間旗葉、倒二葉和倒三葉的凈光合速率差異極顯著，處理對(duì)氣孔導(dǎo)度和胞間CO2濃度的效應(yīng)，葉位之間差異顯著，其中旗葉不同處理之間差異顯著和極顯著，倒二葉僅胞間CO2濃度差異極顯著，氣孔導(dǎo)度差異不顯著，倒三葉兩個(gè)指標(biāo)差異均不顯著，處理對(duì)不同葉位功能葉蒸騰速率沒(méi)有顯著影響.因此,處理對(duì)功能葉光合參數(shù)的效應(yīng)，葉位之間差異較大.

表1 不同播期播量對(duì)農(nóng)大1108小麥孕穗期功能葉光合特性的影響

注：表中數(shù)據(jù)后大寫和小寫字母分別代表1%和5%水平下差異顯著性，下同.

不同葉片間光合速率表現(xiàn)為：旗葉>倒二葉>倒三葉.旗葉中，除處理5外，其他處理間光合速率無(wú)顯著差異，且處理5光合速率顯著低于其他處理；處理3旗葉氣孔導(dǎo)度和胞間CO2濃度均最大，但與處理1無(wú)顯著差異.播量相同時(shí)，隨著播期推遲，旗葉的凈光合速率提高，處理2較處理1增加2.2%，處理6較處理3增加7.4%.在播期相同時(shí)，隨著播量的增加，旗葉凈光合速率降低，處理3較處理1低1.5%，處理5較處理2低20.5%.倒二葉中，處理2的凈光合速率最高，其在播量相同的情況下，隨著播期推遲,其變化規(guī)律與旗葉一致，晚播較早播增加4.4%～48.3%，但在播期相同，播量增加的情況下，早播倒二葉凈光合速率增加，處理3較處理1增加23.1%，晚播則降低，處理5較處理2低35.8%.倒三葉在低播量隨著播期推遲和早播隨著播量增加的情況下，葉片凈光合速率均增加，處理2較處理1增加8.3%，處理3較處理1增加10.5%；在大播量隨播期的推遲和晚播隨播量增加的情況下，葉片凈光合速率降低，處理6較處理3降低43.9%，處理5較處理2降低33.6%.

2.2 不同處理對(duì)功能葉葉綠色含量及葉面積的影響

分析葉綠素含量可知(表1)，各處理倒二葉葉綠素含量高于旗葉和倒三葉.旗葉中，處理1葉綠素含量最高，為50.43;處理3最低，為48.80;但不同處理間葉綠素含量差異不顯著.倒二葉中，處理1、2、5、6的葉綠素含量均較高，且4個(gè)處理間差異不顯著，但均顯著高于處理3;處理3葉綠素含量最低，且與處理4間沒(méi)有顯著差異.倒三葉中，處理1葉綠素含量最高，達(dá)52.03;處理3最低，為46.17，顯著低于其他5個(gè)處理.綜合比較發(fā)現(xiàn)，處理1旗葉、倒二葉、倒三葉的葉綠素含量均最高，且與處理2、4、6之間差異均不顯著；而處理3的葉綠素含量均較低，顯著低于其他5個(gè)處理.

不同處理對(duì)旗葉和倒三葉葉面積影響較大，處理間差異顯著.但對(duì)倒二葉影響較小，處理間差異不顯著.

2.3 不同處理對(duì)個(gè)體及不同器官的干物質(zhì)積累效應(yīng)

不同處理對(duì)株高、單株分蘗和次生根數(shù)量的效應(yīng)見(jiàn)表2.從表中可以看出，不同播期和播量對(duì)株高、單株成穗數(shù)和單株次生根的影響較大.在播量相同的情況下，隨著播期推遲，株高、單株成穗數(shù)和單株次生根均減少，分別減少2.0%～11.6%、4.8%～30.0%和1.6%～2.5%，在播期相同時(shí)，隨著播量的增加，株高、單株成穗數(shù)和單株次生根均減少，分別減少0.2%～6.1%、0.0%～30.0%和16.9%～22.3%.

表2 播期播量對(duì)農(nóng)大1108小麥個(gè)體及不同器官干物質(zhì)積累的影響

播期和播量對(duì)不同器官的干物質(zhì)量的影響極顯著，處理間差異極顯著.單株穎殼、葉片+葉鞘、莖、穗和籽粒的干重見(jiàn)表2.從表中可以看出，不同播期和播量對(duì)單株穎殼、葉片+葉鞘、莖、穗和籽粒的干重的影響較大.在播量相同的情況下，隨著播期推遲，單株穎殼、葉片+葉鞘、莖、穗和籽粒的干重均增加，依次增加14.3%～72.3%、12.2%～18.1%、39.5%～58.4%、22.0%～69.3%和18.1%～53.7%，在播期相同時(shí)，隨著播量的增加，單株穎殼、葉片+葉鞘、莖、穗和籽粒的干重均減少，分別減少21.4%～24.4%、34.9%～40.1%、28.9%～40.6%、24.2%～53.4%和17.6%～34.1%.

2.4 不同處理對(duì)籽粒品質(zhì)的效應(yīng)

不同處理對(duì)農(nóng)大1108的品質(zhì)效應(yīng)見(jiàn)表3.從表中數(shù)據(jù)分析結(jié)果看，不同的播期和播量對(duì)籽粒的容重影響較大，但對(duì)其他的蛋白質(zhì)品質(zhì)和拉伸品質(zhì)指標(biāo)影響較小.這表明農(nóng)大1108的品質(zhì)指標(biāo)比較穩(wěn)定，受播期和播量影響較小.

表3不同播期播量對(duì)農(nóng)大1108小麥品質(zhì)的影響

處理容重/(g·L-1)硬度/%吸水率/%蛋白質(zhì)/%沉降值(14%)/mL濕面筋/%拉伸面積/cm2延展性/mm最大拉伸阻力/B.U1794.44bA64.98a59.09a11.70a23.95a24.68a50.51a148.19a290.48a2799.13aA65.87a59.55a11.63a23.31a24.62a49.27a148.87a290.69a3790.14bB64.46a58.78a12.13a22.83a25.70a49.95a147.77a288.08a4798.74aA64.73a59.18a11.55a23.17a24.40a49.98a148.16a290.76a5802.32aA65.27a59.49a11.44a23.15a24.26a49.39a148.68a291.30a6795.73bA65.29a59.49a11.87a23.63a25.27a49.80a149.04a291.11aF5.851**0.5091.0931.3780.2891.0450.7230.3430.602

2.5 不同處理對(duì)產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

不同處理對(duì)農(nóng)大1108的產(chǎn)量及其結(jié)構(gòu)的效應(yīng)見(jiàn)表4.不同處理之間成穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量差異極為顯著.

表4 不同播期播量對(duì)農(nóng)大1108小麥產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響

不同處理成穗數(shù)，處理6的最高，與處理2和處理5差異極顯著，與其他處理差異顯著.在播量相同時(shí)，隨著播期的推遲，低播量的成穗數(shù)減少，處理2較處理1低23.6%，高播量的成穗數(shù)增加，處理6較處理3增加11.8%.在播期相同時(shí)，早播的成穗數(shù)隨著播量增加而降低，處理3較處理1減少5.6%，晚播的成穗數(shù)隨著播量的增加而增加，處理5較處理2增加7.1%.從穗粒數(shù)看，早播有利于提高穗粒數(shù).處理5的穗粒數(shù)最低.在播期相同時(shí)，隨著播量的增加，穗粒數(shù)減少1.3%～10.8%，在播量相同時(shí)，隨著播期的推遲，穗粒數(shù)減少6.3%～8.9%.從千粒重看，晚播大播量有利于提高千粒重.在播量相同的條件下，隨著播期的推遲，千粒重提高11.0%～13.5%；在播期相同情況下，隨著播量的增加，千粒重減少1.9%～6.7%.

從產(chǎn)量結(jié)果看，不同處理之間產(chǎn)量差異極顯著.處理6的產(chǎn)量最高，顯著高于處理1，極顯著高于其他處理.在播量較大的情況下，隨著播期的推遲，產(chǎn)量增加，處理6較處理3增產(chǎn)19.0%，低播量隨著播期的推遲產(chǎn)量降低，處理2較處理1減產(chǎn)22.7%，播期相同，隨著播量的增加產(chǎn)量降低6.2%～11.7%.

對(duì)播期、播量與產(chǎn)量進(jìn)行回歸分析，其回歸方程為：

y=565.469-36.917x1-4.984x2-128.968x12+72.448x22+28.816x1x2

對(duì)回歸方程進(jìn)行檢驗(yàn)，F(xiàn)=92.3F0.01=5.64，差異極顯著.方程與生產(chǎn)實(shí)際擬合度高，方程可代表生產(chǎn)實(shí)際.

當(dāng)播量為270 kg/hm2時(shí)，播期與產(chǎn)量的回歸方程為：

y=565.468 9-36.917x1-128.968x12

依據(jù)方程求導(dǎo)后得到，播期為10月12日時(shí)，產(chǎn)量最高為8 522 kg/hm2.

當(dāng)播期為10月14日時(shí)，播量與產(chǎn)量的回歸方程為：

y=565.468 9-4.984x2+72.448x22

依據(jù)方程求導(dǎo)后得到，播量為273 kg/hm2時(shí)，產(chǎn)量最高為8 484 kg/hm2.

通過(guò)方程尋優(yōu)，播期播量互作效應(yīng)為：播期為10月5日，播量為258 kg/hm2時(shí)產(chǎn)量最高，為9 740 kg/hm2.

當(dāng)目標(biāo)產(chǎn)量為6 750～7 500 kg/hm2時(shí)，最適播期為10月1日～10月19日，最適播量為258～340 kg/hm2；當(dāng)目標(biāo)產(chǎn)量為7 500～8 250 kg/hm2時(shí)，最適播期為10月8日～10月19日，最適播量為256～340 kg/hm2.

3 結(jié)論與討論

(1)不同播期和播量對(duì)農(nóng)大1108功能葉的光合特性有顯著的影響.不同處理之間旗葉、倒二葉和倒三葉的凈光合速率差異極為顯著，這點(diǎn)與李寧等[6]研究結(jié)果一致.處理對(duì)氣孔導(dǎo)度和胞間CO2濃度的效應(yīng)，葉位之間差異顯著，其中旗葉不同處理之間差異顯著和極顯著，倒二葉僅胞間CO2濃度差異極顯著，氣孔導(dǎo)度差異不顯著，倒三葉兩個(gè)指標(biāo)差異均不顯著，處理對(duì)不同葉位功能葉蒸騰速率沒(méi)有顯著影響.

不同功能葉葉片間凈光合速率差異顯著，其大小順序?yàn)槠烊~>倒二葉>倒三葉.本試驗(yàn)結(jié)果旗葉和倒三葉凈光合速率變化規(guī)律一致，隨著播期推遲，葉片凈光合速率提高，隨著播量的增加，旗葉凈光合速率降低.但倒二葉變化則不同，在播量相同的情況下，隨著播期推遲其凈光合速率的變化規(guī)律與旗葉一致，在播期相同、播量增加的情況下，早播凈光合速率增加，晚播則降低.這可能與不同葉位之間發(fā)育狀況有關(guān)，其真正原因有待進(jìn)一步研究.

(2)不同播期播量對(duì)農(nóng)大1108的株高、單株分蘗和次生根數(shù)量有顯著影響.隨著播期推遲或播量增加，個(gè)體質(zhì)量變差，株高、單株成穗數(shù)和單株次生根均呈減少趨勢(shì).但對(duì)成熟期個(gè)體不同器官干物質(zhì)積累量有顯著的影響.在播量相同時(shí)，隨著播期推遲，單株穎殼、葉片+葉鞘、莖、穗和籽粒的干重均增加，而播期相同時(shí)，隨著播量的增加，各器官干重均呈降低趨勢(shì).

(3)從表中數(shù)據(jù)分析結(jié)果看，不同的播期和播量對(duì)籽粒的容重影響較大，但對(duì)其他的蛋白質(zhì)品質(zhì)和拉伸品質(zhì)指標(biāo)影響較小.這表明農(nóng)大1108的品質(zhì)指標(biāo)比較穩(wěn)定，受播期和播量影響較小.這與王榮成等[9,13,17]研究結(jié)果基本一致，但與李新強(qiáng)等[14-15]研究結(jié)果不盡相同.這一方面可能與品種基因型不同有關(guān)，也可能與生態(tài)區(qū)差異有關(guān)，或者與氣候和水肥管理措施有關(guān)，有待進(jìn)一步研究.

(4)不同處理對(duì)農(nóng)大1108的產(chǎn)量及其結(jié)構(gòu)影響明顯.不同處理之間成穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量差異極顯著.在播量相同時(shí)，隨著播期的推遲，低播量的成穗數(shù)減少，高播量的成穗數(shù)增加，在播期相同時(shí)，早播的成穗數(shù)隨著播量增加而降低，晚播的成穗數(shù)隨著播量的增加而增加.這與淮賀舉等[7-11]研究結(jié)果一致.穗粒數(shù)隨著播量的增加或播期的推遲而減少，這與李豪圣等[12]研究結(jié)果不盡一致.從千粒重看，晚播大播量有利于提高千粒重.

在播量較大的情況下，隨著播期的推遲，產(chǎn)量增加，低播量隨著播期的推遲產(chǎn)量降低；播期相同，隨著播量的增加產(chǎn)量降低，這與李新強(qiáng)等[6]研究結(jié)果一致.當(dāng)目標(biāo)產(chǎn)量為6 750～7 500 kg/hm2時(shí)，最適播期為10月1日～10月19日，最適播量為258～340 kg/hm2；當(dāng)目標(biāo)產(chǎn)量為7 500～8 250 kg/hm2時(shí)，最適播期為10月8日～10月19日，最適播量為256～340 kg/hm2.這一優(yōu)選結(jié)果與蒙星等[8-9,12-13]研究結(jié)果相符.