高產小麥品種植株干物質積累運轉、土壤耗水與產量的關系

仝錦，孫敏，任愛霞，林文，余少波，王強，馮玉，任婕，高志強

高產小麥品種植株干物質積累運轉、土壤耗水與產量的關系

仝錦，孫敏，任愛霞，林文，余少波，王強，馮玉，任婕，高志強

（山西農業大學農學院，山西太谷 030801）

【】通過明確不同產量水平小麥品種植株干物質積累運轉、土壤水分消耗與籽粒產量形成的關系，挖掘小麥品種生產潛力，為小麥產量提升提供依據。本試驗于2016—2018年在山西省洪洞縣進行，選擇4個不同產量水平小麥品種（煙農999、山農29、邯農1412和良星67），比較品種間植株干物質積累運轉、土壤耗水的差異及其與產量形成的關系，揭示品種間產量和水分利用效率存在差異的原因。連續2年煙農999、山農29產量高于9 000 kg·hm-2，達到超高產水平，邯農1412產量均高于8 000 kg·hm-2，達到高產水平，而良星67產量低于7 500 kg·hm-2，未達到高產水平。較良星67，3個高產品種提高了播種期—拔節期、拔節期—開花期、開花期—成熟期各階段干物質積累量，分別達12%—57%、5%—62%、11%—47%，顯著提高了花前干物質運轉量、花后干物質積累量，分別達1%—85%、11%—48%；提高了生育期總耗水量，達17%—29%，顯著提高了花前2個階段耗水量，分別達11%—41%、8%—32%；最終，提高穗數7%—24%、穗粒數4%—13%、千粒重1%—9%，產量20%—37%，水分利用效率2%—14%。較高產品種邯農1412，超高產品種煙農999顯著提高了播種期—拔節期、拔節期—開花期干物質積累量和花前干物質運轉量，分別達32%—33%、41%—55%、49%—50%，提高了花前2個階段耗水量，分別達5%—7%、3%—9%，提高穗數8%—16%、穗粒數5%—6%，產量10%—11%；山農29顯著提高了花后干物質積累量，達13%，顯著提高了花后耗水量，達6%—26%，千粒重提高4%—6%，產量提高5%—6%。2個試驗年度4個小麥品種的相關分析表明，花前2個階段耗水量與花前干物質運轉量顯著相關，花前干物質運轉量與穗數、產量顯著相關；花后耗水量與花后干物質積累量顯著相關，花后干物質積累量與千粒重、產量顯著相關。此外，3個高產品種較良星67，每多消耗1 mm土壤水分可增產16—40 kg·hm-2·mm-1，且超高產品種土壤耗水對籽粒產量的貢獻更大，其水分利用效率較高產品種提高6%—22%。3個高產品種提高了花前干物質運轉量和花前2個階段耗水量，有利于優化產量構成因素，實現增產、增效。然而不同小麥品種高產途徑亦有所差異，煙農999由于生育前期利用土壤水分能力強，促進花前干物質向籽粒運轉，通過提高穗數和穗粒數實現超高產；山農29由于生育后期利用土壤水分能力強，促進花后干物質積累，通過提高千粒重實現超高產。

小麥；高產品種；干物質積累和運轉；土壤耗水；產量；水分利用效率

0 引言

【研究意義】山西省是我國小麥主產區之一，光熱資源充足，土地肥沃，小麥生產潛力大。研究不同產量水平小麥品種植株干物質積累運轉、土壤耗水與產量的關系，對晉南地區小麥產量的穩定提高具有重要意義。【前人研究進展】近年來，前人在篩選高效高產品種提高小麥產量方面進行了大量研究。冬小麥產量的形成與植株干物質量的積累與運轉關系密切。馬小龍等[1]對山西、陜西、甘肅180個農戶的小麥生產情況進行調研，結果表明小麥生物量每增加1 000 kg?hm-2，籽粒產量就增加430 kg?hm-2。李瑞珂等[2]研究表明，不同小麥品種花前貯藏物質的運轉能力有顯著差異，花前干物質積累量高的品種，運轉率較高，有利于產量的提高。段文學等[3]對不同穗型小麥品種的研究表明，中穗型品種山農15花前干物質向籽粒的運轉能力較強，產量也顯著提高，大穗型品種山農8355花后干物質的積累有利于其產量的形成。不同小麥品種各生育階段耗水量存在差異。臧賀藏等[4]研究表明，濟麥22較石麥15植株花前干物質運轉量、運轉率及其對籽粒的貢獻率提高，播種期—越冬期、拔節期—開花期和開花期—成熟期階段耗水量及其占總耗水的比例也提高，產量和水分利用效率較高。閆學梅等[5]研究表明，高產小麥品種較中產品種顯著提高播種期—拔節期耗水量，從而顯著提高產量和水分利用效率。此外，不同小麥品種間產量和水分利用效率也存在顯著差異。董寶娣等[6]在河北石家莊的研究表明，不同小麥品種間的產量和水分利用效率差異顯著，產量相差達44.86%，水分利用效率相差達42.18%。高春華等[7]研究表明，山農15較煙農21提高了總耗水量、播前土壤貯水利用量及其所占比例，提高產量6.3%，提高水分利用效率5.3%。【本研究切入點】目前，前人對不同小麥品種植株干物質積累運轉、階段耗水量與產量之間的關系進行了大量研究，而對晉南地區不同產量水平的品種造成產量差異機理的研究鮮見報道。【擬解決的關鍵問題】本研究分析超高產品種、高產品種以及低產品種植株干物質量積累運轉與階段耗水量、產量形成的關系，明確品種引起產量差異的農學機理，為挖掘山西省小麥高產潛力提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2016—2018年連續2年在山西農業大學洪洞試驗基地進行，基地位于黃土高原東南部，屬于干旱半干旱地區，海拔460 m，年均氣溫12.1℃，年均降雨量460 mm，60%—70%的降雨量集中7—9月。該地區為水澆地，灌溉條件充足，冬小麥于第一年10月上、中旬種植，第二年6月上旬收獲。2個試驗年度0—20 cm土層土壤基礎肥力如表1所示，2016—2017年土壤有機質含量為13.15 g·kg-1，堿解氮、速效磷和速效鉀含量分別為42.12、17.52和209.46 mg·kg-1；2017—2018年土壤有機質含量為12.35 g·kg-1，堿解氮、速效磷和速效鉀含量分別為43.61、18.21和212.06 mg·kg-1。

圖1為試驗地降水情況，試驗地1981—2010年生育期平均降雨量為173 mm，本試驗2016—2017年生育期總降雨量為142.8 mm，2017—2018年生育期總降雨量為155.9 mm，2個試驗年度總降雨量分別低于常年的17%和10%，2016—2017年，主要是拔節期—開花期階段降水量低于常年，2017—2018年主要是越冬期—拔節期階段降水量低于常年。

數據來源于山西省洪洞縣氣象站。SS-WS：播種期—越冬期；WS-JS：越冬期—拔節期；JS-AS：拔節期—開花期；AS-MS：開花期—成熟期

表1 洪洞試驗點0—20 cm土層土壤基礎肥力

1.2 試驗材料

本試驗選用4個當地主推小麥品種，分別為煙農999（2013—2014年度參加黃淮冬麥區南片水地品種區域試驗，產量為8 716.5 kg?hm-2）、山農29（2013—2014年度參加黃淮冬麥區北片水地品種區域試驗，產量為9 300 kg?hm-2）、邯農1412 （2013—2014年度參加冀中南水地品種區域試驗，產量為9 331.5 kg?hm-2）和良星67（2007—2008年度參加黃淮冬麥區北片水地品種區域試驗，產量為7 848 kg?hm-2）。

1.3 試驗設計

采用單因素完全隨機設計，選擇4個當地主推小麥品種，小麥播前進行深松，深度為30—40 cm。2個試驗年度于2016年10月2日、2017年10月16日播種，深松一體機，施有機肥1 500 kg?hm-2（其中有機質含量45%左右，氮、磷、鉀含量分別為12%、1%、0.3%），施復合肥750 kg?hm-2（氮、磷、鉀含量分別為20%、20%、5%），拔節期追施尿素（46%）196 kg?hm-2，越冬期、拔節期各灌水一次，約40 m3?hm-2，常規管理，分別于2017年6月18日、2018年6月20日收獲。播種方式采用寬幅條播，播量為300 kg?hm-2，小區長25 m，寬2.5 m，面積為50 m2，重復3次。

1.4 取樣及測定方法

1.4.1 土壤水分的測定 于冬小麥播種期、拔節期、開花期、成熟期，選取長勢均勻的地塊，挖一個2 m深的剖面坑，每個土層為20 cm，共10層，采用環刀法從上到下進行取土，測定土壤容重。于冬小麥播種期、拔節期、開花期、成熟期，分別用土鉆鉆取2 m深土柱樣品，每個土層為20 cm，共10層，放入鋁盒中，迅速稱濕重并記錄，然后放入鼓風干燥箱105℃烘12 h至恒重，然后測定土壤干重，并計算土壤含水量和土壤蓄水量。

1.4.2 植株干物質量的測定 采用李念念等[8]的方法測定植株干物質量。于冬小麥越冬期、拔節期、開花期、成熟期分別進行植株取樣，越冬期取整株樣，拔節期取葉片、莖稈+葉鞘2部分植株樣，開花期取葉片、莖稈+葉鞘、穗3部分植株樣，成熟期取葉片、莖稈+葉鞘、穗軸+穎殼、籽粒4部分植株樣，樣品取回后放入鼓風干燥箱，先于105℃殺青0.5 h，后85℃烘至恒重，稱量并記錄各器官干物質量，后計算干物質積累量、運轉量、運轉率及對籽粒的貢獻率。

1.4.3 產量及其構成 于冬小麥成熟期，剪取0.667 m2長勢均勻的冬小麥穗子，同時記錄穗數，置于網袋中，脫粒曬干后稱重，即為實際產量，同時調查穗粒數和千粒重。

1.5 計算方法

1.5.1 土壤水分計算方法 采用田欣等[9]方法計算土壤水分。土壤蓄水量SWS=W×D×H×10/100，式中，SWS為第層土壤蓄水量（mm）；W為第層的土壤含水量（%）；D為第層的土壤容重（g·cm-3）；H為第層的土層厚度（cm）。各生育階段土壤貯水減少量?S=S1-S2，式中，?S為某一生長階段土壤蓄水量的變化（mm），S1為階段初的土壤蓄水量，S2為階段末的土壤蓄水量。生育期總耗水量ET=?S+M+P+K，式中，ET為生育期總耗水量（mm），M為灌水量（mm），P為有效降水量（mm），K為地下水補給量（mm）。本試驗地下水埋深在5 m以下，故K值可忽略不計。水分利用效率WUE=Y/ET，式中，WUE為水分利用效率（kg·hm-2·mm-1），Y為籽粒產量（kg·hm-2），ET為生育期總耗水量（mm）。單位耗水下的增產量ΔY=（Y1-Y良）/（E1-E良），式中，ΔY為單位耗水量下的增產量（kg·hm-2·mm-1），Y1為煙農999、山農29、邯農1412的籽粒產量（kg·hm-2），Y良為良星67的籽粒產量（kg·hm-2），E1為煙農999、山農29、邯農1412的生育期耗水量（mm），E良為良星67的生育期耗水量（mm）。

1.5.2 植株干物質量計算方法 采用薛麗華[10]和高春華等[11]方法計算植株干物質量。其中，花前干物質運轉量=開花期營養器官干物質積累量-成熟期營養器官干物質積累量；花前干物質運轉率=花前干物質運轉量/開花期營養器官干物質積累量×100%；花后干物質積累量=成熟期干物質積累量-開花期干物質積累量；花前干物質運轉量對籽粒的貢獻率=花前干物質運轉量/成熟期籽粒干物質積累量×100%；花后干物質積累量對籽粒的貢獻率=花后干物質積累量/成熟期籽粒干物質積累量×100%。

1.6 數據處理

用Microsoft Excel 2010整理數據并繪圖，Origin Pro 8軟件繪制相關分析圖，DPS 7.05軟件進行顯著性差異檢驗，LSD法多重比較（α=0.05）。

2 結果

2.1 不同品種產量和水分利用效率的差異

連續2年煙農999、山農29產量高于9 000 kg·hm-2，達到超高產水平，邯農1412產量均高于8 000 kg·hm-2，達到高產水平，而良星67產量低于7 500 kg·hm-2，未達到高產水平（表2）。

較良星67，3個高產品種穗數、穗粒數顯著提高，分別達7%—24%、4%—13%，千粒重提高1%—9%，2016—2017年煙農999與良星67之間無顯著差異，最終，產量顯著提高20%—37%；較良星67，2016—2017年煙農999和邯農1412水分利用效率顯著提高3%—14%，2017—2018年3個高產品種水分利用效率顯著提高2%—12%。

較高產品種邯農1412，超高產品種煙農999穗數、穗粒數顯著提高，分別達8%—16%、5%—6%，千粒重無顯著差異，產量顯著提高10%—13%；而超高產品種山農29穗數、穗粒數與邯農1412無顯著差異，千粒重顯著提高，達4%—6%，產量顯著提高5%—6%；2個超高產品種水分利用效率顯著提高6%—22%。可見，高產品種煙農999和邯農1412主要通過提高穗數、穗粒數實現高產、高效，且以超高產品種煙農999效果較好，山農29通過提高千粒重實現高產。

2.2 不同品種干物質積累與運轉的差異

2.2.1 各生育階段干物質積累及其比例 較良星67，3個高產品種提高了各生育階段干物質積累量，播種期—拔節期、拔節期—開花期、開花期—成熟期階段分別達19%—57%、5%—62%、11%—47%，且2017—2018年山農29和邯農1412拔節期—開花期階段干物質積累量與良星67之間無顯著差異（圖2）。

較高產品種邯農1412，超高產品種煙農999顯著提高了播種期—拔節期、拔節期—開花期階段干物質積累量，分別達32%—33%、41%—55%，2個階段干物質積累量占成熟期干物質積累量的比例較高，且與邯農1412差異顯著；而超高產品種山農29顯著提高了開花期—成熟期階段干物質積累量，達13%。可見，高產品種各生育階段干物質積累量提高，且超高產品種煙農999生育前、中期干物質積累量較高，山農29生育后期干物質積累量較高。

2.2.2 干物質積累、運轉及對籽粒產量的貢獻 4個不同產量水平小麥品種的花前干物質運轉量對籽粒的貢獻率達23%—41%，花后干物質積累量對籽粒的貢獻率達59%—77%（表3）。可見，不同小麥品種籽粒產量主要來源于花后干物質積累。

較良星67，3個高產品種顯著提高了花前干物質運轉量和花后干物質積累量，分別達1%—85%、11%—48%，且2017—2018年山農29花前干物質運轉量與良星67之間無顯著差異（表3）。

較高產品種邯農1412，超高產品種煙農999顯著提高了花前干物質運轉量，達49%—50%，且其花前干物質運轉率及花前干物質運轉量對籽粒的貢獻率顯著提高；而超高產品種山農29相反，主要表現在花后干物質積累量顯著提高13%，花后干物質積累量對籽粒的貢獻率也顯著提高。可見，高產品種煙農999和邯農1412花前干物質運轉量、運轉率較大，且以超高產品種煙農999花前干物質運轉量對籽粒產量的貢獻最大，而山農29花后干物質積累量對籽粒產量的貢獻最大。

SS—JS：播種期—拔節期；JS—AS：拔節期—開花期；AS-MS：開花期—成熟期。不同小寫字母在0.05水平差異顯著。下同

表2 不同品種產量及其構成因素的差異

WUE：水分利用效率。不同小寫字母在0.05水平差異顯著。下同

WUE: Water use efficiency. Different small letters indicate significant differences at 0.05 level. The same as below

表3 不同品種花前干物質運轉和花后干物質積累的差異

DMABA：花前干物質量；DMAAA：花后干物質量；TA：運轉量；TR：運轉率；CG：籽粒貢獻率；AA：積累量

DMABA: Dry matter assimilation before anthesis; DMAAA: Dry matter assimilation after anthesis; TA: Translocation amount; TR: Translocation ratio; CG: Contribution ratio to grain; AA: Assimilation amount

2.3 不同品種各生育階段耗水量及其比例的差異

較良星67，3個高產品種提高了播種期—拔節期、拔節期—開花期階段耗水量，2個階段分別達11%—42%、5%—32%（圖3），且2016—2017年山農29拔節期—開花期階段耗水量與良星67之間無顯著差異。

較高產品種邯農1412，超高產品種煙農999提高了播種期—拔節期、拔節期—開花期階段耗水量，分別達5%—7%、3%—9%，2個階段耗水量占生育期總耗水量的比例較高，且與邯農1412差異顯著；而超高產品種山農29提高了開花期—成熟期階段耗水量，達6%—26%，這一階段耗水量占生育期總耗水量的比例較高，且與邯農1412差異顯著。可見，高產品種在播種期—拔節期、拔節期—開花期階段耗水較多，且以超高產品種煙農999在生育前、中期耗水最多，山農29在生育后期耗水最多。

2.4 土壤耗水、干物質積累運轉與產量的關系

2個試驗年度4個小麥品種的相關分析表明，播種期—拔節期、拔節期—開花期階段耗水量與花前干物質積累量、運轉量呈顯著或極顯著相關關系，且拔節期—開花期階段耗水量與花前干物質運轉量的相關性大；開花—成熟階段耗水量與花后干物質積累量呈顯著相關關系（圖4）；花前干物質運轉量與穗數、產量呈顯著相關關系，花后干物質積累量與千粒重、產量呈顯著相關關系（圖5）。

圖3 不同品種各生育階段耗水量及其占總耗水量比例的差異

圖中氣泡與數字對稱，*在P＜0.05 水平顯著；**在P＜0.01 水平顯著。X1：播種—拔節階段耗水量；X2：拔節—開花階段耗水量；X3：開花—成熟階段耗水量；X4：播種—拔節階段干物質積累量；X5：拔節—開花階段干物質積累量；X6：花前干物質運轉量；X7：花后干物質積累量。下同

X1：花前干物質運轉量；X2：花后干物質積累量；X3：產量；X4：穗數；X5：穗粒數；X6：千粒重。

2.5 不同品種土壤水分消耗對籽粒產量的貢獻

較良星67，3個高產品種顯著提高了生育期總耗水量，達17%—29%（表4）。較良星67，3個高產品種煙農999、山農29、邯農1412每多消耗1 mm土壤水分可分別增產38.40—40.53 kg·hm-2、25.59—27.63 kg·hm-2、16.15—25.01 kg·hm-2，其中以煙農999最高，且與山農29、邯農1412差異顯著，其次為山農29。可見，高產品種生育期總耗水量較多，且超高產品種單位耗水下的增產量較高，對土壤水分的利用能力較強，土壤耗水對籽粒產量的貢獻較大。

表4 不同品種土壤水分消耗對籽粒產量的貢獻

TWC：總耗水量；YIUPWC：單位耗水下的增產量

TWC: Total water consumption; YIUPWC: The yield increased under per water consumption

3 討論

3.1 不同品種干物質積累與運轉的差異

干物質的積累和運轉對小麥產量形成的影響較大。小麥籽粒產量少部分來源于花前干物質運轉，較大一部分來自于花后干物質量的積累[12-14]。本研究結果表明，4個不同產量水平小麥品種花前干物質運轉量對籽粒的貢獻率為23%—41%，而花后干物質積累量對籽粒的貢獻率高達59%—77%，可見，花后干物質積累量對籽粒產量的貢獻更大。灌漿期水分虧缺可促進花前營養器官中儲藏的干物質向籽粒中的再轉運[15-17]。有研究表明，石家莊8號較西風20，在較強干旱脅迫下，干物質積累量也較高[18]。本研究在越冬、拔節期進行灌溉，開花、灌漿期不灌溉的條件下，高產品種花前干物質積累、運轉量顯著提高，說明開花期相對干旱條件下，有利于花前積累的干物質向籽粒中轉移。

另外，有研究指出基因型對小麥干物質運轉量、運轉率和對籽粒的貢獻率影響最大[19-21]。李瑞珂等[2]研究表明，不同小麥品種開花前干物質的運轉能力有顯著差異，開花前積累的干物質越多，干物質的運轉率就越高。吳金芝等[22]研究表明，晉麥47較偃展4110花前積累的干物質多，花前物質運轉能力強，花前貯藏干物質對籽粒的貢獻率大，為產量形成提供物質來源，從而獲得較高的產量。陳士強等[23]研究表明，超高產小麥品種花前光合產物的同化能力及其向籽粒的運轉能力較強。本研究結果表明，較高產品種邯農1412，超高產品種煙農999播種期—拔節期、拔節期—開花期干物質積累量顯著提高，花前干物質向籽粒的運轉能力較強，產量顯著提高，這可能是由于其花前耗水較多，生育前期生長發育較好，植株花前干物質積累量較多，有利于生物量的提高，進而提高產量。此外，高玉紅等[24]研究表明，甘春25號較對照品種顯著增產6%，這是因為該品種花后干物質積累量對籽粒的貢獻率較高，有利于生育后期籽粒的充分灌漿，使千粒重增加，從而獲得較高產量。本研究結果也表明，較高產品種邯農1412，超高產品種山農29花后干物質積累量及其對籽粒的貢獻率顯著提高，千粒重也顯著提高，可達47 g，產量也較高，這可能是由于其花后耗水較多，有利于灌漿期籽粒的充分灌漿，進而提高產量。

3.2 不同品種階段耗水的差異

不同小麥品種相比較，全生育期總耗水量無顯著差異時，產量和水分利用效率差異顯著[25]。有研究指出，受小麥各生長階段耗水量及其分配比例的影響，產量也存在差異[26]。高春華等[11]在山東泰安的研究表明，不同小麥品種階段耗水量存在差異，與濟麥22相比，山農15生育期總耗水量無顯著差異，但其拔節期—開花期階段耗水量及其占總耗水的比例較大，產量和水分利用效率分別提高了2%—10%、3%—9%，可節水0.6—1.6 m3·kg-1，是當地的超高產節水品種。本研究結果表明，高產品種較良星67生育期總耗水量顯著提高，且花前耗水較多，水分利用效率提高2%—14%，產量提高20%—37%，每多消耗1 mm土壤水分可增產16—40 kg·hm-2·mm-1。有研究指出，春季干旱不利于光合能力的提高和干物質的積累，對小麥產量影響較大，重度干熱風危害使黃淮海地區冬小麥平均減產率為27.83%，選擇優良品種對避免小麥春季干旱和灌漿期干熱風危害十分重要[27-28]。本研究結果表明，不同高產品種間生育期總耗水量差異不大，但階段耗水量差異顯著。超高產品種煙農999在播種期—拔節期、拔節期—開花期階段耗水多，這可能是由于當地春季較為干旱，而煙農999可發揮其生長優勢，在生育前中期耗水多，有利于群體的生長和穗器官的發育，進而提高產量；山農29在開花期—成熟期階段耗水多，這可能是由于當地干熱風危害較小，有利于籽粒的充分灌漿，這是其獲得高產的原因。

3.3 不同品種產量及其構成因素的差異

小麥的單位面積穗數、穗粒數、千粒重和產量對不同小麥品種處理響應有差異[29-30]。本試驗不足之處是，雖然各品種采用的種子播種重量相同，但是由于種子千粒重有一定的差異，因此實際播種密度會有所不同。本研究結果表明，在相同播量的條件下，與良星67相比，高產品種千粒重提高，則播種密度減少，但穗數顯著提高，說明品種之間的差異對產量形成的影響較大；與高產品種邯農1412相比，超高產品種山農29千粒重顯著提高，播種密度較少，且穗數略有提高，說明此品種可較好發揮其生長優勢。此外，將種子播種千粒重和播種重量折算為播種密度，進行播種密度與穗數的回歸分析發現，在本試驗條件下，播種密度對穗數影響不顯著（附圖1）。品種與播種密度互作對小麥產量及其構成的影響尚不明確，有待于進一步研究。本試驗中高產小麥品種穗粒數顯著提高，其中以煙農999最高，與山農29、邯農1412差異顯著，山農29與邯農1412無顯著差異；而山農29千粒重最高，與煙農999、邯農1412差異顯著，說明煙農999和山農29可以發揮其不同生育階段生長優勢，增強階段耗水和物質積累，實現增產。

此外，單位面積穗數和穗粒數的增加對小麥產量的形成貢獻最大，由于水分利用能力和干物質積累量存在差異，小麥產量構成因素組成差異較大[31]。本研究結果表明，2016—2017年，小麥各品種穗數相對較多，穗粒數較少，這可能是由于小麥越冬期—拔節期階段降雨量較高，可滿足小麥春季生長發育的水分需求，減少春季干旱帶來的危害，有利于返青后分蘗的發生，從而保證小麥合理群體的構建和穗數的形成。2017—2018年，小麥各品種均是穗數略減少，而穗粒數明顯增加，這可能是由于小麥拔節期—開花期階段降雨量較高，有利于小麥穗部分化，促進花前干物質量的積累，保證花后有充足的光合產物向籽粒中運轉，進而增加穗粒數。

4 結論

2個試驗年度4個不同小麥品種的試驗條件下，花前耗水量與花前干物質運轉量關系密切，花前干物質運轉量與穗數、產量關系密切，煙農999提高了花前2個階段耗水量和花前干物質運轉量，通過增加穗數、穗粒數實現超高產；花后耗水量與花后干物質積累量關系密切，花后干物質積累量與千粒重、產量關系密切，山農29提高了花后耗水量和花后干物質積累量，通過提高千粒重實現超高產。3個高產品種較良星67顯著提高了花前干物質運轉量和花后干物質積累量，顯著提高了花前兩階段耗水量，最終增產20%—37%，增效2%—14%，每多消耗1 mm土壤水分可增產16—40 kg·hm-2·mm-1，且以超高產品種效果較好。

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Relationship between Plant Dry Matter Accumulation, Translocation, Soil Water Consumption and Yield of High-yielding Wheat Cultivars

TONG Jin, SUN Min, REN Aixia, LIN Wen, YU Shaobo, WANG Qiang, FENG Yu, REN Jie, GAO Zhiqiang

(College of Agriculture, Shanxi Agricultural University, Taigu 030801, Shanxi)

【】By clarifying the relationship between dry matter accumulation, transportation of wheat plants and soil water change and yield formation, this paper intended to tap the production potential of cultivars, and providing the theoretical basis for improving the yield of winter wheat.【】Four wheat cultivars with different yield levels were selected, Yannong999, Shannong29, Hannong1412 and Liangxing67, and the field experiments were conducted in Hongtong county, Shanxi province from 2016 to 2018. The differences of dry matter accumulation and transportation, soil water consumption and their relationship with yield formation of different cultivars were compared to reveal the reasons for the differences in yield and water use efficiency among cultivars.【】For two consecutive years, the yield of Yannong999 and Shannong29 were higher than 9 000 kg?hm-2, reaching a super high yield level; The yield of Hannong1412 was higher than 8 000 kg?hm-2, reaching a high yield level; While the yield of Liangxing67 was lower than 7 500 kg?hm-2, not reaching the high yield level. Compared with Liangxing67, the three high-yielding cultivars improved the dry matter accumulation in stages from sowing stage to jointing, jointing stage to anthesis, and anthesis to mature by 12%-57%, 5%-62% and 11%-47%, respectively, which significantly improved the dry matter transportation before anthesis and the dry matter accumulation after anthesis by 1%-85% and 11%-48%, respectively. The total water consumption during the whole growth stage was improved by 17%-29%. The water consumption of the two stages before anthesis was increased by 11%-41% and 8%-32%, respectively. Finally, the ear numbers was improved by 7%-24%, the grain number per ear was improved by 4%-13%, the weight of 1 000 grains was improved by 1%-9%, the yield was improved by 20%-37%, and the water use efficiency was improved by 2%-14%. Compared with the high-yielding cultivars Hannong1412, a super high-yielding cultivar, significantly improved matter accumulation from sowing stage to jointing stage, jointing stage to anthesis and the dry matter transportation before anthesis by 32%-33%, 41%-55% and 49%-50%, respectively; The water consumption of Yannong999 in the first two stages of anthesis was increased by 5%-7% and 3%-9%, respectively; The ear numbers of Yannong999 was improved by 8%-16%, and the grain number per ear was improved by 5%-6%; the yield of Yannong999 was improved by 10%-11%. Shannong29 improved the dry matter accumulation after anthesis, the water consumption after anthesis, weight of 1000 grains, and the yield by 13%, 6%-26%, 4%-6% and 5%-6% respectively. Correlation analysis of four wheat varieties in the two experimental years showed that the water consumption in the first two stages before anthesis was significantly related with the dry matter transportation before anthesis. The dry matter transportation before anthesis was significantly related to the ear numbers and yield, the water consumption after anthesis was significantly related to the dry matter accumulation after anthesis, and the dry matter accumulation after anthesis was significantly related to the weight of 1000 grains and yield. In addition, compared with Liangxing67, for the three high-yielding cultivars, every increase of 1 mm of water consumption in growth period could increase 16-40 kg·hm-2of wheat yield. The contribution of soil water consumption of super high-yielding cultivars to grain yield was greater, and its water use efficiency was 6%-22% higher than that of high-yielding cultivars.【】The three high-yielding cultivars improved the dry matter translocation and water consumption in the two stages before anthesis, which was beneficial to optimize the yield and its components, so as to achieve the increase of yield and water use efficiency. There are some differences in wheat cultivars for getting high-yielding. Yannong999 had a strong ability of using soil water in early growth, which promoted the translocation of dry matter to grains before anthesis, and achieved super high-yielding by increasing the ear numbers and the grain number per ear. Shannong29 had a strong ability of using soil water in later growth stage, which promoted the dry matter accumulation after anthesis, and achieved super high-yielding by increasing the weight of 1000 grains.

wheat; high-yielding cultivars; dry matter accumulation and translocation; soil water consumption; yield; water use efficiency

10.3864/j.issn.0578-1752.2020.17.005

2020-02-10；

2020-06-04

國家現代農業產業技術體系建設專項（CARS-03-01-24）、國家重點研發計劃（2018YFD020040105）、國家自然科學基金（31771727）、山西省回國留學人員科研項目（2017-068）、作物生態與旱作栽培生理山西省重點實驗室（201705D111007）、山西省重點研發計劃重點項目（201703D211001）、山西農谷建設科研專項（SXNGJSKYZX201703）、小麥旱作栽培山西省重點創新團隊項目（201605D131041）、山西省優秀博士來晉工作獎勵資金科研項目（SXYBKY2018044）

仝錦，E-mail：965733679@qq.com。通信作者高志強，E-mail：gaozhiqiang1964@126.com

（責任編輯 楊鑫浩）