不同時期噴施調(diào)控劑對冬小麥產(chǎn)量及其干物質(zhì)積累與分配的影響

冀傳允，馮盛燁，孫允超，于洋，王旭清，孟維偉，王娜

（1.聊城市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，山東 聊城 252000；2.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所，山東濟南 250100）

噴施化學(xué)調(diào)控劑是增強作物抗逆性和提高作物產(chǎn)量的有效措施之一，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上被廣泛應(yīng)用［1］。然而化學(xué)調(diào)控劑的使用效果受化學(xué)調(diào)控劑種類、噴施濃度和時期、作物品種等因素影響［2］。合理使用化學(xué)調(diào)控劑能夠提高小麥葉面積系數(shù)與葉綠素含量，延長葉片功能期，提高光合效率和灌漿速度，并能較好地協(xié)調(diào)產(chǎn)量構(gòu)成因素間的關(guān)系，增加千粒重和結(jié)實小穗數(shù)，最終提高小麥產(chǎn)量［3，4］。楊忠義等［4］研究表明，拔節(jié)期追施氮肥時配合噴施多效唑可顯著提高冬小麥的光合作用，提高抗逆性，增加產(chǎn)量。小麥開花后噴施水楊酸可延緩葉片衰老，有利于灌漿速率和粒重的提高［5］。本試驗在前人研究的基礎(chǔ)上，研究不同時期噴施復(fù)合調(diào)控劑對冬小麥產(chǎn)量及其干物質(zhì)積累與分配的影響，以期為生產(chǎn)上調(diào)控劑的使用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗田概況及供試材料

試驗于2018—2019年和2019—2020年兩個小麥生長季，在位于山東省聊城市茌平區(qū)振興街道李德運村的聊城市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院科技示范園（116°16′39″E，36°30′56″N）大田進(jìn)行。土質(zhì)為粘土，兩個生長季播種前0～20 cm土層土壤養(yǎng)分狀況見表1。

表1 播種前試驗田0～20 cm土層土壤養(yǎng)分含量

供試小麥品種為濟麥22。供試復(fù)合調(diào)控劑：0.01%蕓苔素內(nèi)酯、氨基酸水溶肥（游離氨基酸含量≥100 g／L）和海藻酸。

1.2 試驗設(shè)計及方法

試驗設(shè)置小麥拔節(jié)前噴施調(diào)控劑（T1）、揚花前噴施調(diào)控劑（T2）、拔節(jié)前＋揚花前噴施調(diào)控劑（T3）和噴清水為對照（CK）共4個處理。調(diào)控劑為復(fù)配劑，主要包括0.01%蕓苔素內(nèi)酯稀釋3 000倍＋氨基酸水溶肥稀釋1 000倍＋海藻酸稀釋1 000倍，即每 666.7m2用 0.01%蕓苔素內(nèi)酯10 g＋氨基酸水溶肥30 mL＋海藻酸30 g對水30 L，均勻噴施。采用隨機區(qū)組設(shè)計，重復(fù)3次。小區(qū)面積54 m2（3 m×18 m）。

兩個生長季均于冬小麥播種前將前茬玉米秸稈全部粉碎翻壓還田。播前基施氮磷鉀復(fù)合肥（15-15-15）750 kg／hm2，拔節(jié)期追施尿素 300 kg／hm2。2018年10月8日播種，2019年6月13日收獲；2019年10月9日播種，2020年6月13日收獲。其他管理措施同大田。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 干物質(zhì)積累與分配 于開花期按葉、莖＋葉鞘和穗取樣，成熟期按葉、莖＋葉鞘、穗軸＋穎殼和籽粒取樣，每處理分別取樣30個單莖，殺青后75℃烘至恒重，稱干重。相關(guān)計算公式［6］如下：

營養(yǎng)器官花前貯藏干物質(zhì)轉(zhuǎn)運量（kg／hm2）＝開花期營養(yǎng)器官干物質(zhì)積累量-成熟期營養(yǎng)器官干物質(zhì)積累量；

營養(yǎng)器官花前貯藏干物質(zhì)轉(zhuǎn)運率（%）＝營養(yǎng)器官花前貯藏干物質(zhì)轉(zhuǎn)運量／開花期干物質(zhì)積累量×100；

營養(yǎng)器官花前貯藏干物質(zhì)對籽粒貢獻(xiàn)率（%）＝營養(yǎng)器官花前貯藏干物質(zhì)轉(zhuǎn)運量／成熟期籽粒干物質(zhì)積累量×100；

開花后干物質(zhì)輸入籽粒量＝成熟期籽粒干重-營養(yǎng)器官花前貯藏干物質(zhì)轉(zhuǎn)運量；

花后干物質(zhì)積累量對籽粒貢獻(xiàn)率（%）＝（成熟期籽粒干重-營養(yǎng)器官花前貯藏干物質(zhì)轉(zhuǎn)運量）／成熟期籽粒干物質(zhì)積累量×100。

1.3.2 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的測定 小麥?zhǔn)斋@前在各小區(qū)選擇1 m長雙行調(diào)查穗數(shù)，依據(jù)平均行距計算單位面積穗數(shù)，并取30個單穗測定小穗結(jié)實性，即每穗的小穗數(shù)、不結(jié)實小穗數(shù)和穗粒數(shù)［7］。小麥成熟后，每小區(qū)垂直畦田收獲3 m2（3 m×1 m）面積，脫粒自然風(fēng)干至籽粒含水量為12.5%左右時稱重計算產(chǎn)量，3次重復(fù)取平均值，并折算成公頃產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel和 SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理小麥小穗發(fā)育的差異

由表2可知，兩個小麥生長季T1、T3處理總小穗數(shù)和結(jié)實小穗數(shù)均顯著高于對照；各處理間不結(jié)實小穗數(shù)差異不顯著。2018—2019年各處理間小穗結(jié)實率無顯著差異，2019—2020年小穗結(jié)實率表現(xiàn)為T1、T3顯著高于T2、CK。以上結(jié)果表明，拔節(jié)前噴施調(diào)控劑可提高小麥結(jié)實小穗數(shù)。

2.2 不同處理對小麥成熟期干物質(zhì)積累與分配的影響

由表3可知，2018—2019年成熟期干物質(zhì)總量、籽粒干物質(zhì)積累量、莖鞘＋葉片干物質(zhì)積累量均表現(xiàn)為：T1、T3＞ T2＞ CK，且 T1、T3與 T2、T2與CK差異均達(dá)顯著水平；T1和T3處理穗軸＋穎殼干物質(zhì)積累量顯著高于對照，與T2處理無顯著差異；籽粒干物質(zhì)所占比例表現(xiàn)為T1、T3＞T2＞CK。

2019—2020 年，成熟期干物質(zhì)積累總量和籽粒干物質(zhì)積累量均表現(xiàn)為T3處理均顯著高于T2和CK，與T1處理無顯著差異；莖鞘＋葉片干物質(zhì)積累量表現(xiàn)為：T1、T3顯著高于T2、CK；籽粒干物質(zhì)所占比例表現(xiàn)為T1、T2、T3顯著高于CK。以上結(jié)果表明，噴施調(diào)控劑有利于小麥干物質(zhì)積累及其向籽粒中的轉(zhuǎn)運，其中拔節(jié)前噴施調(diào)控劑的T1和T3處理效果更為顯著。

表2 不同處理小麥小穗發(fā)育的差異

表3 不同處理成熟期干物質(zhì)積累與分配

2.3 不同處理花前花后干物質(zhì)的再分配及其對籽粒的貢獻(xiàn)率

由表4可知，開花前營養(yǎng)器官貯藏的同化物向籽粒中的轉(zhuǎn)運量2018—2019年各處理間無顯著差異；2019—2020年T1處理轉(zhuǎn)運量顯著低于對照，而與T2和T3處理無顯著差異。兩個小麥生長季，T1和T3處理開花前營養(yǎng)器官貯藏的同化物向籽粒中的轉(zhuǎn)運率均顯著低于對照；開花前營養(yǎng)器官貯藏的同化物對籽粒貢獻(xiàn)率表現(xiàn)為CK＞T2＞T1、T3；開花后合成干物質(zhì)向籽粒中的分配量及其對籽粒貢獻(xiàn)率均表現(xiàn)為T1、T3＞T2＞CK。結(jié)果表明，拔節(jié)前噴施調(diào)控劑開花后合成干物質(zhì)向籽粒中的分配量及其對籽粒貢獻(xiàn)率較高，促進(jìn)了開花后干物質(zhì)的積累及其向籽粒的轉(zhuǎn)運，有利于獲得高產(chǎn)。

表4 不同處理花前花后干物質(zhì)的再分配及其對籽粒的貢獻(xiàn)率

2.4 不同處理籽粒產(chǎn)量及產(chǎn)量三因素的差異

由表5可知，兩個小麥生長季，各處理穗數(shù)均無顯著差異；T1和T3處理穗粒數(shù)無顯著差異，均顯著高于T2和CK；T1和T3處理千粒重顯著高于CK，與T2處理無顯著差異。T1、T2和T3處理籽粒產(chǎn)量均顯著高于對照，兩年度分別增產(chǎn)15.80%、7.92%、13.57%和 15.44%、9.28%、18.23%，其中T1處理籽粒產(chǎn)量顯著高于T2和CK，與T3處理無顯著差異。以上結(jié)果表明，拔節(jié)前或揚花前噴施調(diào)控劑均可起到增產(chǎn)效果，僅拔節(jié)前噴施調(diào)控劑的T1處理可顯著增加小麥穗粒數(shù)和千粒重，獲得高產(chǎn)，在此基礎(chǔ)上增加揚花前噴施調(diào)控劑，增產(chǎn)效果不顯著。

表5 不同處理小麥籽粒產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

3 討論與結(jié)論

邵云等［8］研究表明，施用麥巨金、麥業(yè)豐和多效唑3種化學(xué)調(diào)控劑均增加了小麥穗長、結(jié)實小穗數(shù)。李春喜等［9］研究表明，施用化學(xué)調(diào)控劑能夠降低不孕小穗數(shù)的產(chǎn)生，提高冬小麥結(jié)實小穗數(shù)、千粒重與穗粒數(shù)。本試驗條件下，各處理間不結(jié)實小穗數(shù)無顯著差異，拔節(jié)前噴施調(diào)控劑的T1處理小麥總小穗數(shù)和結(jié)實小穗數(shù)顯著高于CK，與T3處理無顯著差異，揚花前噴施調(diào)控劑的T2處理結(jié)實小穗數(shù)與對照無顯著差異。表明拔節(jié)前噴施調(diào)控劑可提高小麥總小穗數(shù)，進(jìn)而提高結(jié)實小穗數(shù)，揚花前噴施調(diào)控劑對結(jié)實小穗數(shù)無顯著影響。

小麥產(chǎn)量取決于光合產(chǎn)物的生產(chǎn)、積累及向籽粒的轉(zhuǎn)運和分配。干物質(zhì)積累是小麥產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)，干物質(zhì)積累及其轉(zhuǎn)運特性與產(chǎn)量的提高關(guān)系密切［10］。有研究表明，小麥籽粒產(chǎn)量與干物質(zhì)積累、收獲指數(shù)均呈顯著正相關(guān)［11］。李春喜等［9］研究表明，施用化學(xué)調(diào)控劑能夠促進(jìn)小麥干物質(zhì)的積累。小麥籽粒產(chǎn)量大部分來自花后的光合生產(chǎn)［12］；花前累積干物質(zhì)對小麥產(chǎn)量有一定貢獻(xiàn)，但產(chǎn)量高低主要取決于花后干物質(zhì)的積累和轉(zhuǎn)移［13］。在小麥籽粒干物質(zhì)的構(gòu)成中，約有1／3來自開花前營養(yǎng)器官貯藏物質(zhì)的轉(zhuǎn)運，而剩余2／3均來自于開花后功能葉片的光合產(chǎn)物積累［14］。馬尚宇等［15］研究表明產(chǎn)量與花后干物質(zhì)貢獻(xiàn)率呈顯著正相關(guān)，因此擴大開花后干物質(zhì)積累量是獲得高產(chǎn)的基礎(chǔ)。本試驗條件下，T1和T3處理干物質(zhì)積累總量及其向籽粒中的分配比例均顯著高于對照，開花后合成干物質(zhì)向籽粒中的分配量及其對籽粒貢獻(xiàn)率均顯著高于T2和CK，表明拔節(jié)前噴施調(diào)控劑促進(jìn)了花后干物質(zhì)的積累，有利于干物質(zhì)的合成積累及其向籽粒中的分配，是高產(chǎn)的基礎(chǔ)。

王學(xué)君等［16］研究表明，苗期噴施含氨基酸的水溶肥可提高小麥穗數(shù)和產(chǎn)量，對穗粒數(shù)和千粒重?zé)o顯著影響；揚花期噴施對小麥穗數(shù)影響不顯著，但增加小麥穗粒數(shù)和千粒重。李金鑫等［17］研究表明，與常規(guī)復(fù)混肥相比，小麥?zhǔn)┯煤Ｔ逅嵩鲂?fù)混肥可提高千粒重和穗數(shù)，增產(chǎn)達(dá)15.33%。王丹等［18］研究表明，小麥拔節(jié)期和灌漿期葉面噴施多效唑可顯著提高產(chǎn)量、穗數(shù)和穗粒數(shù)；噴施水楊酸可顯著增加產(chǎn)量、穗數(shù)和千粒重，對穗粒數(shù)無顯著影響。楊衛(wèi)兵等［19］研究發(fā)現(xiàn)，開花后4天連續(xù)噴施外源ABA或GA，均能調(diào)節(jié)灌漿起始時間并延長籽粒灌漿持續(xù)期，顯著增加小麥粒重。本試驗條件下，T1和T3處理籽粒產(chǎn)量無顯著差異，均顯著高于T2和CK，各處理間穗數(shù)無顯著差異，T1和T3處理穗粒數(shù)顯著高于T2和CK，千粒重顯著高于CK，與T2處理無顯著差異。表明，拔節(jié)前噴施調(diào)控劑可顯著增加小麥穗粒數(shù)和千粒重，產(chǎn)量顯著高于揚花前噴施調(diào)控劑處理，有利于獲得高產(chǎn)，在此基礎(chǔ)上增加揚花前噴施調(diào)控劑，增產(chǎn)效果不顯著。綜合考慮籽粒產(chǎn)量和生產(chǎn)投入建議僅在拔節(jié)前噴施1次調(diào)控劑即可。