播期播量對小麥中麥895產(chǎn)量和品質的影響

汪娟梅，張 睿，田永平，武明安，王 濤，王小云，王 楠

(1.陜西省三原縣農業(yè)科學技術中心，陜西三原 713800；2.西北農林科技大學農學院，陜西楊凌 712100；3.咸陽市農業(yè)技術推廣中心站，陜西咸陽 712000)

小麥是我國重要的糧食作物，其在國民經(jīng)濟發(fā)展中占有十分重要地位，是保證我國糧食安全的重要基礎，其產(chǎn)量和品質關系到我國糧食安全和社會穩(wěn)定[1-2]。通過提高小麥生產(chǎn)要素的配置和效率來提高單產(chǎn)、穩(wěn)定總產(chǎn)一直是小麥生產(chǎn)的首要目標[3-4]。研究認為，土壤和氣候資源是影響小麥產(chǎn)量的主導因素，合理施肥和提高化肥養(yǎng)分效率是提高其產(chǎn)量的重要途徑[5]。通過合理配置自然資源、優(yōu)化小麥生產(chǎn)的空間布局可顯著提升我國小麥生產(chǎn)效率，并維護糧食市場穩(wěn)定[6-7]。在小麥生產(chǎn)中，適期和適量播種是影響小麥產(chǎn)量和品質的兩個重要因素。田 欣等[8]就播期播量對小麥土壤水分消耗進行研究后認為，早播和增加播量可顯著增加土壤的耗水量，依據(jù)品種特性，采取適宜品種的栽培措施是提高品種產(chǎn)量和改善品質的重要途徑。播期和播量對小麥群體及其生長發(fā)育有顯著影響[9-11]?；蛐秃蜕鷳B(tài)區(qū)對小麥產(chǎn)量影響顯著，不同品種在不同生態(tài)區(qū)高產(chǎn)的適宜播期和播量不同[12-14]。播期和播量對部分品質指標也有顯著影響[15-18]。由此可見，適宜的播期和播量因地區(qū)和品種而異。本研究選擇關中主推小麥新品種中麥895，連續(xù)兩年研究不同播期和播量對其生長發(fā)育和產(chǎn)量及品質的效應，旨在豐富完善該品種的適宜栽培技術，為其推廣提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試點概況

試驗于2013-2015年在關中灌區(qū)中部三原縣安樂鎮(zhèn)西毛村進行。試驗地位于東經(jīng)109°25′84″，北緯34°61′49″，海拔396 m，年均溫度 14.9 ℃，年有效積溫4 338 ℃，年無霜期 269 d。試驗地土壤類型為褐土，耕層(0～20 cm)土壤pH值8.1，有機質11.7 g·kg-1，堿解氮64.0 mg·kg-1，速效磷45.0 mg·kg-1，速效鉀152.0 mg·kg-1。前茬玉米。兩個試驗年度播種當年越冬期11月到次年3月的平均氣溫變化見表1，其溫度變化對小穗發(fā)育有一定影響。

表1 2013-2015中麥895越冬期平均溫度

1.2 試驗設計

供試小麥品種為中麥895，由中國農業(yè)科學院作物科學研究所提供。試驗采用播期和播量兩因素二次D飽和最優(yōu)設計。共設6個處理：處理1，播期10月5日+播量130.0 kg·hm-2；處理2，播期10月22日+播量130.0 kg·hm-2；處理3，播期10月5日+播量240.0 kg·hm-2；處理4，播期10月12日+播量178.5 kg·hm-2；處理5，播期10月22日+播量207.0 kg·hm-2；處理6，播期10月17日+播量240.0 kg·hm-2。小區(qū)面積12 m2，3次重復，隨機排列。

1.3 主要技術管理措施

小麥播種前深翻整地，底肥施純氮(N)132 kg·hm-2+純磷(P2O5)120 kg·hm-2+純鉀(K2O)90 kg·hm-2。2013-2014試驗年度于2013年10月24日灌壓茬水60 m3·hm-2，2014年1月2日冬灌80 m3·hm-2，3月8日用36%唑草·苯磺隆(奔騰)可濕性粉劑75 g·hm-2+30 g·L-1甲基二磺隆0.3 L·hm-2兌水450 kg·hm-2進行化學除草；3月18日春灌80 m3·hm-2，并追施尿素120 kg·hm-2；4月26日用25%烯唑醇250 g·hm-2+60%多菌靈可濕性粉劑1 500 g·hm-2+10%吡蟲啉300 g·hm-2可濕性粉劑+磷酸二氫鉀(KH2PO4≥98%)3.0 kg·hm-2兌水450 kg·hm-2進行“一噴三防”；6月8日進行人工收獲。2014-2015試驗年度，于2014年10月23日灌壓茬水60 m3·hm-2，2015年1月5日冬灌80 m3·hm-2，2月26日用36%唑草·苯磺隆可濕性粉劑75 g·hm-2+30 g·L-1甲基二磺隆0.3 L·hm-2兌水450 kg·hm-2進行化學除草；3月15日進行春灌80 m3·hm-2，并追施尿素120 kg·hm-2；4月29日用25%烯唑醇250 g·hm-2+60%多菌靈可濕性粉劑1 500 g·hm-2+10%吡蟲啉300 g·hm-2可濕性粉劑+磷酸二氫鉀(KH2PO4≥98%)3.0 kg·hm-2兌水450 kg·hm-2進行“一噴三防”。6月7日收獲。

1.4 測定項目與方法

于越冬期、返青期、拔節(jié)期、孕穗期、成熟期調查每小區(qū)小麥個體和群體數(shù)量及質量；收獲前調查成穗數(shù)、小穗數(shù)、穗粒數(shù)；收獲期每小區(qū)收5 m2測產(chǎn)和千粒重。用德國生產(chǎn)的Sartorius PMD511-000U品質分析儀測定小麥籽粒的蛋白質含量(%)、濕面筋含量(%)、容重(g·L-1)、籽粒硬度(%)、吸水率(%)、穩(wěn)定時間(min)、最大拉伸面積(cm2)和最大拉伸阻力(BU)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析利用Excel 2007、PASW Statistics 18及LNT分析軟件進行。

2 結果與分析

2.1 播期和播量對中麥895產(chǎn)量及構成因素的效應

從表2可知，兩個年度內不同處理對產(chǎn)量及其構成因素的效應規(guī)律基本一致，不同處理之間被測指標的差異程度不盡相同。

表2 播期與播量對中麥895產(chǎn)量及構成要素效應

2.1.1 對中麥895成穗數(shù)的效應

播期與播量對成穗數(shù)有顯著影響，兩個試驗年度，部分處理間差異達極顯著水平。2013-2014試驗年度，播期相同時，隨著播量增加成穗數(shù)增加1.7%～5.4%，且播期推遲增加幅度較大；播量相同時，隨著播期推遲成穗數(shù)增加3.6%～6.2%，高播量較低播量增加幅度更大。在6個處理中，處理5的成穗數(shù)最高，達6.62×106·hm-2。2014-2015試驗年度，播期相同條件，早播(10月5日)時高播量的成穗數(shù)比低播量成穗數(shù)低4.4%,晚播(10月22日)時，高播量成穗數(shù)比低播量成穗數(shù)高7.6%；播量相同時，成穗數(shù)隨著播期推遲增加1.6%～5.1%。在6個處理中，處理5的成穗數(shù)最高，為6.09×106·hm-2。由此可見，播量一定的情況下，適度推遲播期有利于提高中麥895的成穗數(shù)。

對兩個試驗年度成穗數(shù)與播期和播量的相關關系進行回歸分析，其回歸方程見表3中的方程1和2，方程F值達極顯著水平(P<0.01)。因此，可通過方程進行成穗數(shù)與播期和播量優(yōu)化。由方程1進行目標尋優(yōu)，2013-2014成穗數(shù)在 6.20×106·hm-2～7.20×106·hm-2時，播期和播量95%置信區(qū)間分別為-0.129～0.536和-0.278～ 0.418，其適宜播期為10月12日-19日，適宜播量為170.2 kg·hm-2～ 208.0 kg·hm-2；由方程2尋優(yōu)，2014-2015成穗數(shù)在5.50×106·hm-2～6.80×106·hm-2時，播期和播量95%置信區(qū)間分別為-0.226～0.557和-0.343～ 0.350，其適宜播期為10月11日-19日，適宜播量為166.5 kg·hm-2～204.4 kg·hm-2。綜合兩年尋優(yōu)結果，中麥895在關中中部獲得較高成穗數(shù)的適宜播期為10月12日-19日，適宜播量為170.2 kg·hm-2～204.4 kg·hm-2。

2.1.2 對中麥895穗粒數(shù)的效應

從表2可知，播期與播量對中麥895的穗粒數(shù)的效應在年度之間有別。2013-2014試驗年度，不同處理之間穗粒數(shù)差異不顯著(處理3除外)，同一播期下，早播時高播量處理的穗粒數(shù)較低播量的降低5.6%，晚播時高播量處理與低播量處理穗粒數(shù)差異不顯著；同一播種量下，隨著播期推遲穗粒數(shù)增加2.5%～5.6%。2014-2015試驗年度，不同處理之間穗粒數(shù)差異程度不同(表2)，播期相同時，隨播量增加穗粒數(shù)降低0.2%～5.2%；播量相同時，隨著播期推遲穗粒數(shù)增加 0.5%～6.6%。

穗粒數(shù)與播期和播量相關關系的回歸方程見表3中的方程3和4。方程F值達極顯著水平，說明可用方程進行尋優(yōu)。當目標穗粒數(shù)為31～34時，兩個年度播期的95%置信區(qū)間分別為-0.0165～ 0.595和-0.524～0.429，適宜播期分別為10月13日-19日和10月9日-18日；播量的95%置信區(qū)間分別為-0.287～0.411和-0.023 8～0.434 0，適宜播量為162.9 kg·hm-2～206.5 kg·hm-2和184.0 kg·hm-2～209.4 kg·hm-2。綜合兩年結果，穗粒數(shù)在31～34之間的適宜播期為10月13日-18日，適宜播量為 184.0 kg·hm-2～206.5 kg·hm-2。綜合兩個年度結果發(fā)現(xiàn)，穗粒數(shù)隨著播量的增大而減?。粌赡甓戎g播期對穗粒數(shù)效應不同，推測因為生產(chǎn)年度越冬期的溫度差異(表1)導致小穗和小花分化進程不同所致；2013-2014年度穗粒數(shù)均低于2014-2015年度。

2.1.3 對中麥895千粒重的效應

播期與播量對千粒重有顯著影響(P< 0.05)。從表2可知，試驗年度內部分處理之間千粒重差異達極顯著水平(P<0.01)。播期相同時，隨著播量增加千粒重降低0.5%～7.8%；播量相同時，隨著播期推遲千粒重增加2.2%～ 7.4%。對千粒重與播期和播量相關關系進行多元回歸分析，其回歸方程見表3的方程5和6。根據(jù)方程進行尋優(yōu)，當目標千粒重在50～53 g時，播期和播量的95%置信區(qū)間：2013-2014為-0.115～0.558和-0.569～0.200，適宜播期為10月12日-19日，適宜播量為154.9 kg·hm-2～196.4 kg·hm-2；2014-2015年95%置信區(qū)間為-0.821～0.00121和-0.276～0.750，適宜播期為10月6日-18日，適宜播量為170.4 kg·hm-2～226.2 kg·hm-2。綜合兩年試驗結果，中麥895千粒重不低于50 g的適宜播期為10月12日-18日，適宜播量為170.4 kg·hm-2～196.4 kg·hm-2。

2.1.4 對中麥895產(chǎn)量的效應

由表2可知，試驗年度內，部分處理之間產(chǎn)量差異達極顯著水平。在播量相同時，隨著播期推遲產(chǎn)量增加6.7%～14.3%；在播期相同時，隨著播量增加，2013-2014產(chǎn)量增加1.1%～2.5%；2014-2015早播(10月5日)時，隨播量增加產(chǎn)量降低9.4%，晚播(10月22日)條件下，隨著播量增加增產(chǎn)2.4%。兩個試驗年度均以處理5產(chǎn)量最高，分別為9 285和9 090 kg·hm-2。

產(chǎn)量與播期和播量回歸方程見表2中的方程7和8。在目標產(chǎn)量8 250 kg·hm-2～9 750 kg·hm-2時，播期和播量互作95%置信區(qū)間：2013-2014為-0.129～0.536和-0.278～ 0.418，即適宜播期為10月12日-19日，適宜播量為170.2 kg·hm-2～208.0 kg·hm-2；2014-2015年95%置信區(qū)間為-0.0165～0.595和-0.413～0.383，即適宜播期為10月12日-20日，適宜播量為162.9 kg·hm-2～206.5 kg·hm-2。綜合兩年度結果，播期和播量對產(chǎn)量有顯著影響，其高產(chǎn)適宜的播期為10月12日-19日，適宜的播量為170.2 kg·hm-2～206.5 kg·hm-2。

2.2 播期對中麥895產(chǎn)量及其構成因素的效應

在播量為零水平即185.5 kg·hm-2時，播期與成穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量的相關方程見表4的方程9～16。目標播期為10月14日-22日，目標產(chǎn)量為9 117 kg·hm-2～9 289 kg·hm-2時，依據(jù)方程求得適宜成穗數(shù)為6.09×106·hm-2～6.57×106·hm-2，穗粒數(shù)為 32.6～33.2，千粒重為51.98～54.32 g。兩個年度獲得最高成穗數(shù)和最高產(chǎn)量的最佳播期均為10月22日，高穗粒數(shù)和高千粒重的最佳播期在10月14日-22日之間，這表明中麥895在播量為185.5 kg·hm-2情況下適期偏晚播種有利于獲得高產(chǎn)。

2.3 播量對中麥895產(chǎn)量及其構成因素的效應

在播期為零水平即10月14日時，播量與產(chǎn)量及其構成因素的相關方程見表4中方程17～24。目標播量在130.5 kg·hm-2～207.3 kg·hm-2之間，目標產(chǎn)量在8 796 kg·hm-2～ 8 936 kg·hm-2時，依據(jù)方程求得適宜成穗數(shù)為5.77×106·hm-2～6.50×106·hm-2，穗粒數(shù)為31.9～35.5?！に?1，千粒重為50.66～54.02 g。

2.4 播期播量對中麥895品質性狀的影響

從表5可以看出，播期和播量可顯著影響中麥895的蛋白質品質和磨粉品質，對其加工品質沒有顯著影響。

由表5可知，播期和播量對中麥895的蛋白質含量、濕面筋含量、容重有極顯著影響(P< 0.01)，對穩(wěn)定時間有顯著影響(P<0.05)，對其他被測指標的影響不顯著。同一播期，隨著播量增加蛋白質含量、濕面筋含量、穩(wěn)定時間均表現(xiàn)增加趨勢，高播量較低播量依次提高0.2%～ 5.8%、0.2%～0.6%、6.8%～13.6%。同一播量下，隨著播期推遲，蛋白質含量、濕面筋含量、穩(wěn)定時間均呈降低趨勢，晚播較早播依次降低5.0%～ 11.3%、4.7%～11.4%、12.9%～32.4%。因此，適期偏早播種有利于提高中麥895籽粒蛋白質品質，適度增加播量，效果更為顯著。播期和播量處理對中麥895的加工品質沒有顯著影響；適度推遲播種有利于提高容重。

表5 2014-2015年度播期與播量互作對中麥895品質的效應

3 討 論

本研究條件下，播期與播量對中麥895的產(chǎn)量有顯著影響。這與前人關于播期播量對小麥產(chǎn)量的效應結果基本一致[9-12]。播期相同時,隨著播量的增加產(chǎn)量增加1.1%～2.5%；而安 霞等[9]研究認為，延遲播期后，即使增大播量也不能獲得高產(chǎn)，姜麗娜等[12]研究認為，播量對產(chǎn)量影響不大。這些結果的不一致一方面可能與選用品種不同有關，安 霞等[9]選擇的是大穗型山農23和多穗型濟麥22，姜麗娜等[12]選擇的是對肥水反應比較敏感的矮抗58；另一方面可能與生態(tài)區(qū)不同有關，他們是在黃淮麥區(qū)的中部灌區(qū)，而本研究在黃淮麥區(qū)的西部即關中灌區(qū)；也可能與試驗年度有關。播量相同時，隨著播期推遲兩年度產(chǎn)量均增加，增加幅度6.7%～14.3%；這與周曉虎等[13]和姜麗娜等[12]研究結果一致，但與田 欣等[8]研究結果不一致，可能與其研究為旱作條件下進行有關。本試驗結果表明，在關中中部灌區(qū)，冬小麥中麥895高產(chǎn)的適宜播期為10月12日-20日，適宜播種播量為162.9 kg·hm-2～208.0 kg·hm-2。

不同播期播量處理對中麥895產(chǎn)量構成因素影響顯著，這與姜麗娜等[12]研究結果一致。連續(xù)2年試驗結果表明，在播期相同時，早播時隨著播量的增加成穗數(shù)減小，晚播時隨著播量增加成穗數(shù)增加，這與安 霞等[9]研究結果不盡一致，其原因一方面可能與品種的冬春性和分蘗成穗率有關，也可能與試驗年度越冬期溫度對個體及群體生長發(fā)育進程的調控效應有關。本研究中，播期對成穗數(shù)為正效應，但播量與成穗數(shù)的關系兩個年度并不一致，推測其主要原因是兩個年度越冬期溫度存在差異、對分蘗有一定影響所致，其中，以12月和2月平均溫度差異最為明顯(表1)。2013年12月和2014年2月平均溫度分別比常年低37.5%和40.0%，在一定程度上抑制了無效分蘗的生長，有利于I級大分蘗生長，提高了成穗數(shù)；2014年12月和2015年2月平均溫度分別比常年高25.0%和66.7%，特別是2月，與1月高溫，促進了分蘗個體生長及數(shù)量增加，不利于I級大蘗生長，同時越冬期高溫，加快了個體生育進程，在一定程度上加速了有效分蘗和無效分蘗的兩極分化，使得本年度成穗數(shù)明顯低于上年，并對其他產(chǎn)量結構因素產(chǎn)生一定影響。另一方面，生產(chǎn)管理過程中肥水運籌也會對其結果有一定調控效應。不同播期和播量對穗粒數(shù)的影響規(guī)律為，隨著播量增加和播期的推遲穗粒數(shù)呈減少趨勢，這與王 楠等[15]、王娟玲等[16]和杜小娟等[17]研究結果基本一致。試驗年度之間變化幅度略有差異，這與試驗年度小麥穗分化時期溫度差異有關。不同播期和播量對千粒重的影響顯著，播期相同時隨著播量的增加千粒重降低，這與周曉虎等[13]研究結果一致；播量相同時，隨著播期推遲，千粒重呈增加趨勢，這與史曉芳[10]等研究結果一致。從播期和播量對產(chǎn)量構成因素的效應看，在關中中部灌區(qū)，適期偏晚播種有利于中麥895的產(chǎn)量結構協(xié)同效應的發(fā)揮，有利于其穩(wěn)產(chǎn)。

小麥籽粒品質不僅取決于遺傳因素，而且與小麥生長環(huán)境及栽培措施密切相關。本試驗結果表明，不同播期和播量對中麥895的蛋白品質影響顯著。在播期相同的情況下，隨著播量增加，蛋白質含量、濕面筋含量、穩(wěn)定時間均表現(xiàn)為增加趨勢，高播量較低播量依次提高0.2%～5.8%、0.2%～0.6%、6.8%～13.6%。在播量相同的情況下，隨著播期推遲，蛋白質含量、濕面筋含量、穩(wěn)定時間均表現(xiàn)為降低趨勢，晚播較早播依次降低 5.0%～11.3%、4.7%～11.4%、12.9%～ 32.4%。播期和播種播量對除容重外的磨粉品質和加工品質影響不大。這與王 楠等[15]和杜小娟等[16]研究結果一致，與王晨陽[18]等研究結果不盡相同，可能與試驗生態(tài)區(qū)和品種的遺傳特性差異等因素有關。大量生產(chǎn)實踐證明，中筋小麥加工品質和磨粉品質主要受遺傳影響，栽培措施對其調控效應是有限的，尤其是通過播期和播量調節(jié)其加工品質和除容重外的磨粉品質是不現(xiàn)實的。