適當晚播結合增加播量對小麥產量和抗倒性的影響

牛海燕，劉元元，孔令強，呂鵬，劉樹震，馮波

（1.滕州市農業技術推廣中心，山東 滕州 277500；2.青島農業大學，山東 青島 266109；3.山東省農業技術推廣總站，山東 濟南 250100；4.濟南市農業綜合行政執法支隊，山東 濟南 250021；5.山東省農業科學院作物研究所，山東 濟南 250100）

黃淮海地區一直是我國小麥的主產區，小麥－玉米一年兩熟輪作種植是該區域主要的種植制度［1］。近年來，小麥－玉米集約化、全程機械化生產規模不斷擴大，采用玉米晚收、小麥晚播為核心的“雙晚”技術種植面積不斷增加［2，3］。同時，在不增加化肥等資源投入的前提下，通過調整播期等栽培管理措施促進小麥和周年產量增加，符合當前農業綠色、可持續發展的需求［4］。實際生產中盲目晚播降低小麥出苗率，極大地制約小麥高產，同時對小麥抗逆性的影響存在諸多不確定性［5］。因此，如何實現小麥晚播穩產增產已成為小麥－玉米集約化生產面臨并需要突破的瓶頸。

調整播期和播量是影響小麥群體有效穗數和產量的重要栽培措施之一。諸多研究認為，通過優化播期和播量構建起小麥高產群體，能夠促進穗粒數和千粒重等產量構成因素的協同，同時實現小麥生長季和下茬玉米對光、溫和水等氣候資源的高效利用［6，7］。然而相關研究也發現，出苗率隨著播期的推遲而降低［8］；晚播導致生育期縮短和單株成穗率降低，進而影響群體有效穗數和葉面積指數，最終導致產量下降［9，10］。增加播量是提高群體有效穗數的最簡便有效方法，也是生產中普遍采用的栽培措施。前人已開展大量關于播期和播量對小麥生長發育及產量性狀影響的研究，證實調整播期和播量顯著影響小麥產量及其構成，且播期對產量構成因素的影響大于播量［11－13］。但先前研究多關注播期和播量對產量的影響，也基本明確了不同播期的適宜播量。同時倒伏對小麥生產的影響一直以來也廣受關注，深入研究播期和播量對小麥抗倒性的影響對小麥穩產高產意義重大。

為實現作物綠色發展和糧食增產，本試驗以兩個大面積種植品種濟麥22和藁優5766為材料，設置不同晚播處理并與之匹配相應播量，研究其對小麥群體構成、產量和抗倒性的影響，以期為小麥－玉米集約化生產中晚播小麥的穩定增產提供技術指導。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2019—2020年在山東省滕州市西崗鎮溫堂村（34°58′N，117°1′E）進行。該地屬溫帶季風氣候，年均日照2 383.0 h，年均氣溫13.6℃，年均降水量773.1 mm。土壤類型為砂姜黑土，耕層土壤理化性質見表1。

表1 耕層土壤理化性質

1.2 試驗設計

試驗選擇兩個大面積種植品種濟麥22和藁優5766為材料，以傳統播期（10月5日）和播量（濟麥22播量90.0 kg/hm2，藁優5766播量112.5 kg/hm2）為對照，設置晚播10、15、20天共計4個播期處理，并根據播期和品種適當調整播量，具體見表2。試驗共計24個小區，小區面積為330 m2，小區周圍設置2 m隔離帶。隨機區組排列，重復3次。

表2 不同品種和播期對應的處理編號及播量

耕地前撒施氮磷鉀復合肥（15－15－15）750 kg/hm2作底肥，拔節期采取微噴灌水肥一體化技術追施尿素225 kg/hm2。寬幅精播機播種，南北向種植，行距27.3 cm。所有處理統一灌水、防除病蟲草害。

1.3 調查取樣與指標測定

1.3.1 群體構成 所有處理均在播種后15天、冬前（12月4日）和返青后（2月28日）隨機選取3個1 m2小麥調查并計算基本苗。于冬前和返青后隨機取三段連續10株小麥，調查單株分蘗數、單株次生根數、三葉及以上大蘗和莖數。

1.3.2 產量及其構成 每處理隨機選擇三段1 m雙行小麥，調查并計算每公頃有效穗數（下稱有效穗數），隨機取30個穗調查穗粒數，收割脫粒烘干后測其含水量和千粒重，最后計算各處理小麥理論產量。在不受取樣影響前提下，每處理實收3個1 m2小麥，晾干后脫粒稱重，并折算成含水量13%的實收產量。

1.3.3 抗倒性 蠟熟期（5月25日）每處理隨機取3個連續30株的小麥整株，測定株高、植株重心高、第二節間長、第二節壁厚、第二節干重、機械強度等抗倒性指標:

（1）在水平桌面上固定一個支架，將小麥植株放置于支架上使其平衡，先用記號筆標記出平衡點，然后將鋼卷尺固定在桌子上，將植株放在鋼卷尺旁邊依次讀取株高、植株重心高、第二節間長。基部到麥穗頂端的距離（不包括麥芒）即為株高，植株基部到平衡點的距離即為重心高，第二節上下兩關節間的距離即為第二節間長度。

（2）將第二節間取下，保留節點和第二節葉鞘，兩端放置于木架上，中部掛拉力計，用力緩慢拉稱，使莖稈折斷所用的力（N）即為機械強度。然后將葉鞘剝掉，莖稈捏扁，用游標卡尺測定雙層壁厚，計算單層壁厚。最后將節間烘干測定干重。

1.4 數據分析

采用Microsoft Excel 2016處理數據，Sigma-Plot14.0作圖，SPSS 20.0軟件進行統計分析和差異顯著性檢驗（LSD法，P＜0.05）。

2 結果與分析

2.1 晚播結合增加播量對小麥群體構成的影響

2.1.1 對小麥出苗的影響 由圖1看出，隨播期推遲，濟麥22和藁優5766的出苗率均表現出先增加后降低趨勢，晚播15天的出苗率最高，分別達90.9%和90.5%。增加播量是提高基本苗數的有效方法，兩個品種晚播20天處理的播種量均大于其它播期，其基本苗數顯著大于其它處理，分別達297.6萬株/hm2和359.1萬株/hm2。

圖1 晚播結合增加播量對小麥出苗的影響

2.1.2 對小麥分蘗和次生根的影響 播期對越冬前和返青后兩個品種小麥分蘗的影響規律一致（圖2）。越冬前，濟麥22和藁優5766的三葉及以上分蘗數和三葉以下分蘗數均隨播期推遲呈現降低趨勢；返青后，兩個品種三葉及以上分蘗數也均隨播期推遲呈現降低趨勢，對照單株三葉及以上分蘗數顯著大于其它播期處理，分別為8.26個和8.14個。播期推遲降低兩個品種越冬前和返青后的次生根數。越冬前，J－15處理的單株次生根數為1.63條，顯著小于J－CK、J－10，與J－20之間沒有顯著差異；G－15處理的單株次生根數為1.49條，也顯著小于G－CK和G－10，也與J－20之間沒有顯著差異。返青后，兩個品種的單株次生根數晚播處理均顯著小于對照。

圖2 晚播結合增加播量對小麥分蘗和次生根的影響

2.1.3 對小麥有效穗數的影響 濟麥22和藁優5766兩品種4個播期處理的平均有效穗數分別為649.74萬/hm2和682.17萬/hm2，不同處理間差異不顯著，波動幅度分別在－4.63%～10.49%和－4.71%～4.51%之間（圖3）。雖然晚播降低小麥的出苗率、單株分蘗數和次生根數，但是通過增加播量可有效緩解晚播對小麥群體的不利影響。

圖3 晚播結合增加播量對小麥有效穗數的影響

2.2 晚播結合增加播量對產量及其構成因素的影響

增加播量緩解晚播對小麥群體的影響，但不同處理下小麥產量存在差異，晚播15天處理能夠獲得最高產量（圖4）。J－15的理論產量為8.95 t/hm2，顯著高于J－CK和J－20；其實測產量為10.56 t/hm2，較對照顯著增加（34.02%）。G－15的理論產量和實測產量分別為9.76 t/hm2和10.43 t/hm2，較對照分別增產34.71%和24.99%。

由表3可以看出，3個晚播處理濟麥22的千粒重均顯著高于對照，藁優5766的千粒重與對照差異不顯著。J－15的穗粒數與對照無顯著差異，但顯著高于J－10和J－20，較J－CK、J－10和J－20分別增3.81%、29.30%和14.85%；3個晚播處理藁優5766的穗粒數均顯著高于對照，且G－15顯著高于G－10和G－20，G－15較GCK、G－10和G－20分別增48.57%、33.90%、16.42%。

表3 不同處理小麥的理論產量及其構成因素

2.3 晚播結合增加播量對小麥抗倒伏性狀的影響

2.3.1 對小麥株高和植株重心高的影響 晚播結合增加播量對兩個品種小麥株高和重心高的影響規律基本一致（圖5）。播期推遲15天以內，濟麥22和藁優5766的株高隨著播期推遲逐漸增高，而晚播超過15天，兩個品種的株高均顯著降低。J－15和G－15的植株重心高也均顯著高于其它處理，分別為54.21 cm和57.36 cm。J－15的重心高分別較J－CK、J－10和J－20增3.10%、2.17%和11.11%，G－15的重心高分別較G－CK、G－10和G－20增5.50%、3.82%和13.09%。

圖5 晚播結合增加播量對小麥株高和植株重心高的影響

2.3.2 對小麥基部第二節間的影響 圖6顯示，小麥基部第二節間長隨著播期推遲呈現降低趨勢。其中濟麥22晚播處理較對照顯著降低，J－10、J－15、J－20較對照分別降7.82%、12.87%和15.06%，J－15、J－20顯著低于J－10，J－15與J－20差異不顯著；藁優5766晚播15、20天處理基部第二節間長顯著低于對照，分別降9.17%和20.16%，且G－15顯著大于G－20，G－10與G－15、G－CK間差異不顯著。兩品種基部第二節間厚度均為晚播15天處理最大，J－15為0.22 mm，顯著大于J－CK和J－10，分別增加27.27%和31.82%，J－15和J－20間差異不顯著；G－15基部第二節間厚度為0.21 mm，也大于其它處理，但各處理與對照間差異均不顯著。濟麥22基部第二節間干物質重為晚播15天處理最高，顯著高于其它處理，其它處理間差異不顯著；藁優5766基部第二節間干物質重為晚播10天處理最高，和G－15差異不顯著，兩者顯著高于對照和G－20，分別較對照增加33.33%和26.67%。

圖6 晚播結合增加播量對小麥基部第二節間的影響

2.3.3 對小麥莖稈機械強度的影響 隨著播期推遲，小麥第二節間的機械強度呈現先增加后降低趨勢（圖7）。J－15第二節間的機械強度顯著大于其它處理，J－20顯著大于對照，J－10和J－20間差異不顯著。G－15第二節間的機械強度最大，較對照顯著增加39.18%，但3個晚播處理間差異不顯著。

圖7 晚播結合增加播量對小麥莖稈機械強度的影響

3 討論與結論

3.1 適宜晚播結合增加播量能提高小麥產量

在小麥－玉米集約化、全程機械化生產規模不斷擴大的背景下，玉米晚收一方面延長灌漿時間，提高千粒重，增加產量；另一方面促進淀粉、蛋白質和氨基酸的積累，提高籽粒品質；同時便于機械化收獲和后期脫粒、儲存［4，14，15］。玉米晚收直接導致小麥播期推遲，同時全球變暖導致小麥冬前積溫增加，為小麥晚播奠定了氣候基礎［16］。因此，采用玉米晚收、小麥晚播為核心的“雙晚”技術種植面積不斷增加。實際生產中，晚播小麥出苗率低、單株分蘗少，極大地制約小麥的高產潛力［17］。本研究也同樣發現濟麥22和藁優5766兩個品種小麥的單株分蘗數和次生根數均隨著播期推遲呈現降低趨勢。通過增加播量構建合理的群體結構能夠最大限度地利用土地和光、溫資源，是小麥獲得高產的基礎［18－20］。本試驗在前人研究的基礎上，根據兩品種（濟麥22和藁優5766）特性和播期而匹配適宜播量，使晚播處理與對照的群體有效穗數差異不顯著，其波動幅度分別在－4.63%～10.49%和－4.71%～4.51%之間，達到晚播不顯著影響有效穗數的目的。

前人關于晚播對小麥產量的影響有爭議，基于不同區域、品種和播量的試驗結果，一部分研究認為晚播降低小麥籽粒產量，也有研究認為晚播維持甚至增加小麥籽粒產量［21－23］。深入研究發現，群體有效穗數的差異是影響小麥產量的主要因素。本研究通過匹配適宜的播量緩解晚播對有效穗數的影響，同時發現穗粒數是影響產量的主要因素。這與朱元剛等［24］的研究結果一致。穗粒數是小麥產量構成關鍵因素之一，增加小麥單株穗粒數一直是小麥高產栽培研究的關注點［25，26］。穗粒數的多少主要取決于穗部小花發育狀況［27，28］。本研究表明，濟麥22晚播10天和晚播20天處理的穗粒數顯著高于對照，3個晚播處理藁優5766的穗粒數均高于對照。這是因為，不同晚播和播種量條件下，穗部發育營養供應存在差異，進而影響了穗部小花發育狀況和穗粒數，推遲播期一定程度上降低小花退化速率，從而顯著增加穗粒數［24，29］。兩品種晚播處理千粒重表現不同，3個晚播處理濟麥22的千粒重均顯著高于對照，而藁優5766晚播處理與對照差異不顯著，這可能是品種間差異所致，我們將在以后的研究中進一步探討不同品種千粒重對播期的響應。有效穗數不受影響的條件下，穗粒數顯著增加，是晚播結合適宜增加播量能夠增產的直接原因。

3.2 適宜晚播結合增加播量能提高小麥的抗倒伏性

小麥基部節間性狀是評價抗倒伏性的主要指標，合理的第二節間長與地上部株高的比值約為0.10～0.11［30］。本研究中晚播15天處理的濟麥22和藁優5766第二節間長與地上部株高的比值分別為0.09和0.11，且兩個品種晚播15天處理具有最大的機械強度，具有較為理想的抗倒伏性狀。前人研究發現，晚播小麥節間伸長緩慢，有效降低節間長度，進而降低倒伏風險［31］。本研究表明，晚播增加小麥基部節間的干物質重和厚度，進一步增強小麥的抗倒伏性，這與前人的研究結果一致［32］。

綜之，適宜晚播并根據品種特性匹配合理的播量能夠在顯著增加小麥產量的同時增強抗倒伏性，以晚播15天處理效果最佳。