不同種植密度對煙農173產量及光合特性的影響

王倩茜 崔明灼 嚴美玲 丁曉義 姜鴻明 李林志

摘 要：為了解影響小麥生長及產量的因素，以小麥品種煙農173為材料，研究了不同種植密度對其產量及光合特性的影響。結果表明，以處理2（D2）產量最高，達10976.8kg/hm2;說明煙農173最適宜的種植密度是基本苗為210萬/hm2。在此密度下，植株葉片保持良好的受光面積，養分吸收充分，光合作用時間較長，干物質積累多，營養向籽粒轉運多，最終產量高。

關鍵詞：小麥;種植密度;產量;光合特性

中圖分類號 S512.1文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2019）23-0045-04

Effects of Different Densities on Yield and photosynthetic Characteristics of A Wheat Cultivar Yannong 173

Wang Qianqian1，2 et al.

（1Shandong Yantai Academy of Agricultural Sciences，Yantai 265500，China;2YanTai University，Yantai 264005，China）

Abstract：There are many factors affecting the growth and yield of Wheat. In this study，the effects of planting density on the yield and photosynthetic characteristics of a wheat cultivar Yannong173 were studied. The results showed that the density of 21×105/hm2 （D2） was the best suitable for the growth of the new wheat cultivar Yannong173 which the yield was 10976.77kg/hm2.Through this experiment，the planting density suitable for the growth of new wheat variety Yannong 173 was selected，which provided theoretical basis and research basis for future breeding workers.

Key words：Wheat;Planting density;Yield;Leaf photosynthesis

小麥作為主要糧食作物之一，其產量對于保障世界糧食供應，尤其是對于人口眾多的中國具有重大意義。隨著耕地面積的減少，人口的增加，我國面臨著巨大的糧食安全的挑戰。因此，培育高產、抗病的優質小麥成為糧食作物育種的主要目標[1]。20世紀50年代，國內外許多學者就種植密度對小麥群體的光合特性影響方面展開了研究[2-4]。畢常銳等研究認為，種植密度決定作物群體的光合特性，進而影響作物群體的光合利用率[7]。淮賀舉等研究認為種植密度是影響小麥產量和質量的1個重要因素[5]，陳天房認為種植密度與產量呈負相關[6]。種植密度的大小影響植株營養狀況、光能截獲量等，進而影響小麥光合速率及干物質積累[8]。適宜的密度可以合理改善作物群體結構、提高群體的光合作用、積累更多的干物質，從而提高作物的產量[9-12]。本試驗以小麥新品種煙農173為材料，研究不同種植密度對其產量及光合特性的影響，以期為該品種選取合適的種植密度提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 試驗于2015—2016年度在煙臺市農業科學研究院農場進行，試驗地前茬為玉米;試驗材料選用小麥新品種煙農173。

1.2 試驗設計 試驗設5個密度水平處理。處理1（D1）：基本苗150萬/hm2;處理2（D2）：基本苗210萬/hm2;處理3（D3）：基本苗270萬/hm2;處理4（D4）：基本苗330萬/hm2;處理5（D5）：基本苗390萬/hm2。試驗采取完全隨機排列，3次重復;每小區種6行，行距20cm，面積為9.6m2（6×1.6m）。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 灌漿速率 于開花期選擇開花一致的主莖掛牌。花后0、7d、14d、21d、28d和35d分別取掛牌小麥的30個單莖，并將其分成4部分;其它葉、莖、葉鞘和麥穗，放置于105℃的烘箱內殺青20min，之后再于70℃烘箱內烘干至恒重，烘干后數出籽粒數并稱籽粒重量，用于灌漿速率測定。

1.3.2 光合速率 選擇葉齡一致、葉片之間無遮掩、生長狀況良好、未衰老和成熟的葉片，借助于儀器LI-6400XT光合儀，在上午9∶00—11∶00最佳測量時間測定，3次重復，計算平均值。

1.3.3 葉綠素含量 取旗葉5片，用面積為0.4212cm2的打孔器打6次，裝入3只試管中，每試管10小片，加入95%乙醇15 mL，塞子蓋緊密封，暗處放置48h，期間搖晃振蕩5～6次，于分光光度計下665nm、649nm下比色，根據公式計算葉綠素含量：

葉綠素a濃度（mg/L）=13.95×D665-6.88×D649

葉綠素b濃度（mg/L）=24.96×D649-7.32×D665

葉綠素含量（mg/g）=色素濃度（mg/L）×提取液體積（L）÷樣品鮮重（g）

1.3.4 葉綠素熒光 選取位置相近的新葉，待測葉片充分暗反應20min后，開始用葉綠素熒光儀測量熒光參數，測定光下最大熒光（F′m）、穩態熒光（Fs）、初始熒光（Fo）、最大熒光（Fm）。

實際光化學效率（φPSⅡ）=（F′m-Fs）/F′m

最大光化學效率（Fv/Fm）=（Fm-Fo）/Fm

1.3.5 產量及產量性狀 于小麥收獲前1d，取1m2的小區調查小麥穗數，計算穗數;待麥穂自然曬干后，計算經濟系數。收獲時取30個單莖，調查穗粒數、穗數和千粒重等產量性狀。收獲后的籽粒自然風干后稱重，計算產量。

2 結果與分析

2.1 不同種植密度對小麥產量結構的影響 由表1可見，各密度處理的群體和收獲指數具有一定的差異。處理2（D2）的收獲指數最大，同時產量最高;說明基本苗為210萬/hm2時，小麥群體的生物產量能較好的轉化為經濟產量，光合轉化效率高，干物質積累多，產量高。處理5（D5）的收獲指數最小，且產量也最低;說明當基本苗達390萬/hm2時，高密度影響了小麥群體的生長，干物質積累較少，造成產量下降。

由圖1可知，各處理小麥的千粒重隨著天數而增加，只是增加的幅度有些許不同。前期，處理1（D1）的數值高，后期處理2（D2）達到最高。處理5（D5）后期增加緩慢，可能是因為密度過大，阻礙了植株群體間光照和養分的吸收，影響籽粒灌漿速率，從而造成千粒重減少。

2.2 不同種植密度對小麥光合速率的影響 由圖2可見，處理1（D1）的光合速率最高。王文鑫認為，在小麥籽粒灌漿期，低密度處理的小麥葉片生長旺盛，衰老速度慢，光合作用強[13]。由海霞研究表明，光合速率的大小主要受葉肉細胞光合產物同化能力的影響，同化能力的大小受氣孔和非氣孔因素的制約，制約小，氣孔傳導大，光合速率高[14]。這與本研究的結果是一致的。

2.3 不同種植密度對小麥葉綠素含量的影響 葉綠素含量的高低直接反映該植物的營養狀況和光和能力，它們之間呈正相關[15-16]。高等植物中光合色素包括葉綠素a，葉綠素b和類胡蘿卜素，其中起主要作用的是葉綠素a和葉綠素b，葉綠素a的作用是將光能轉變成化學能，葉綠素b的作用是吸收光能，所以一定要通過提高光能轉化率來積累更多的有機物質[17]。由圖3可知，處理1（D1）的葉綠素含量最高，隨著密度的增加，小麥群體的葉綠素含量隨之減少。這說明種植密度較小時，植株間距較大，光照能力增強，葉綠素含量較高，能保證葉片良好的光合作用[18]。而種植密度過大時，作物群體間的通風透光性較差，影響光合色素形成，并且呼吸消耗增多，光合產物積累減少[19-20]。從圖中可發現，種植密度對葉綠素a的影響較大，對葉綠素b和類胡蘿卜素影響不顯著。

2.4 不同種植密度對小麥光化學效率的影響 實際光化學效率表示光化學反應中消耗的能量占葉片吸收光能的比例。最大光化學效率的作用為分析葉片最大PSⅡ光能轉換效率。它們都能更好的反映作物群體的光合作用。由圖4、5可見，密度的增加，阻礙了作物群體的光合作用，從而導致實際光化學效率降低。密度對于其最大光化學效率具有顯著影響，其中處理2（D2）的數值最高，表明在該密度下葉片的光能轉換效率高，積累的有機物質多，產量高。

2.5 不同種植密度對小麥干物質量的影響 種植密度過低會造成群體數量減少，干物質積累量低，從而達不到高產效果;種植密度過高會造成群體無效分蘗增多，養分供應不足，植株瘦弱，容易產生籽粒干癟、植株倒伏等現象，最終影響干物質積累[21] 。由表2可知，處理2（D2）的干物質轉移量和轉移效率最高，說明該密度適合作物的生長，干物質積累多。因此，合理的種植密度可以提高產量。

3 討論

穂數、穂粒數和千粒重是決定小麥產量的3個關鍵因素。胡煥煥等人研究發現，種植密度對產量3個構成因素的影響均達到顯著水平[22]。湯永祿等研究認為，適當提高種植密度，可達到增產效果，中密度（基本苗405萬/hm2）平均產量顯著高于低密度（基本苗330萬/hm2），但高密度（基本苗495萬/hm2）平均產量與中密度和低密度之間無顯著差異[23]。本試驗結果與其存在差異的原因可能是由于土壤條件、作物品種、氣候差異、地域等因素。大多數研究發現表明，在一定范圍內，隨著密度的增加，小麥的穂數隨之增加，而穂粒數、千粒重和產量下降[24-26];這與屈會娟等人的研究結果是一致的[27]。

董浩等人的研究表明，密度對小麥的實際光化學效率和最大光化學效率都有顯著的影響[28]。郭天財等研究認為，種植密度與小麥的實際光化學效率和最大光化學效率呈負相關，種植密度越大，容易引發小麥倒伏現象[29]。張永麗等認為，小麥的光合速率與種植密度呈負相關[30]。本試驗的結果與前人研究基本一致，但在最大光化學效率和光合速率方面存在一些偏差，并不呈線性關系，這可能與當地降雨、氣溫、土壤肥力有關。

4 結論

在5個種植密度下，煙農173最適宜的種植密度是基本苗為210萬/hm2，產量最高，達10976.77kg/hm2;說明煙農173最適宜的種植密度是基本苗210萬/hm2。在此密度下，植株葉片保持良好的受光面積，養分吸收充分，光合作用時間較長，干物質積累多，營養向籽轉運多，最終產量高。

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（責編：孫迎春）