吕丽华,梁双波,姚海坡,张丽华,马贞玉,贾秀领
(农业部华北地区作物栽培科学观测实验站,河北省农林科学院粮油作物研究所,河北 石家庄 050035)
播期对冬小麦成穗能力的影响
吕丽华,梁双波,姚海坡,张丽华,马贞玉,贾秀领*
(农业部华北地区作物栽培科学观测实验站,河北省农林科学院粮油作物研究所,河北石家庄050035)
通过研究不同播期对小麦穗数形成的生长指标的影响,可以确定不同类型小麦品种的适宜播种期。采用裂区试验设计,以播期为主区、品种为副区,参试小麦品种为衡4399、冀麦585、金禾9123和中麦155,播期设均10月5日、10日、15日、20日4个水平,研究了不同播期对冬小麦成穗能力的影响。结果表明:播期推迟至10月10日,对冀麦585和金禾9123冬前分蘖和根系生长无显著影响;可通过推迟播期降低枯叶率,金禾9123和中麦155播期需推迟至10月20日枯叶率才能明显降低;播期推迟至10月15日对多数参试品种5叶以上大蘖形成无明显影响;衡4399和中麦155播期推迟至10日,冀麦585播期推迟至15日,金禾9123播期推迟至20日,单位面积穗数稳定。金禾9123和冀麦585适播期长,晚播时单位面积穗数降低不明显,冀中地区推荐适宜播期为10月5~15日;衡4399和中麦155适播期短,冀中地区推荐适宜播期为10月5~10日。
播种期;小麦;单位面积穗数
适期播种是小麦获得高产的重要栽培措施之一[1~4]。在当前河北地区冬小麦-夏玉米一年两熟轮作种植茬口衔接紧张的背景下,冬小麦晚播是保证两季作物均衡增产的栽培措施之一。但不同小麦品种播期推迟期限的确定,以及在推迟播期后能否建立高产高质量的群体结构,仍是小麦研究的重点。
早播可以促进冬小麦冬前生长发育,但是遇到寒冬或倒春寒时易引起冻害而影响小麦产量;晚播虽然可以增强小麦的抗寒能力,但前期生长减慢,单株分蘖数降低,植株通过调节个体发育程度来保证群体总茎数相对稳定的能力减弱,造成群体数量不足,进而也会影响小麦产量[5~7]。研究表明,不同小麦品种要求的最适播种期不同[8~11],适期播种可以创建优良的群体结构,促进单位面积穗数、穗粒数和粒重的协调发展[12~14]。因此,可以通过确定适宜播期来确保小麦群体和个体动态指标合理,以获得高产。
前人对小麦品种的适宜播期进行了较多研究,但大多是针对某个地区、某个品种不同播种期对籽粒产量和产量构成的影响[15~19]。而针对近年来审定小麦新品种群体和个体发育对播期的反应特点,以及不同品种适宜播期范围的确定研究较少。为此,2012~2014年以华北地区主栽冬小麦品种为试材进行播期试验,研究不同播期下小麦成穗能力指标的变化,明确不同小麦品种在该地区的适宜播期,对充分发挥不同小麦品种产量潜力具有一定的理论和实践意义。
试验于2012~2014年在河北省农林科学院粮油作物研究所藁城堤上试验站进行。该区属华北太行山山前平原区(东经116°85'、北纬38°41'),年平均降雨量484 mm;0~20 cm耕层土壤基础养分含量为有机质1.55%、全氮0.097%、全磷0.22%、碱解氮72.7 mg/kg、有效磷19.5 mg/kg、有效钾91.0 mg/kg。
小麦试材为河北、山东和北京地区主裁的4个代表性半冬性品种,其中,冀麦585和金禾9123为中晚熟品种,衡4399和中麦155为中早熟品种。采用2因素4水平的裂区试验设计,以播期为主区、品种为副区,其中,参试品种为冀麦585、金禾9123、衡4399和中麦155;播期水平为10月5日、10日、15日和20日,播量根据播期每推迟1 d基本苗数量增加12万株/hm2来确定,基本苗数量依次为300万、360万、420万和480万株/hm2。小区面积1.2m×11.8m,完全随机排列,4次重复。夏玉米收获后播种冬小麦,行距15 cm;播前整地时施史丹利复合肥(N、P2O5、 K2O含量分别为20%、26%、8%)600 kg/hm2做底肥,拔节期追施尿素(N含量46%)225 kg/hm2;拔节期和开花期各灌水1次,灌水量均为70 mm/次;6月8~10日收获;其他管理同大田常规。
越冬前(12月2日),每小区取0.5 m双行,统计总株数以及所有植株的总蘖数和总次生根条数,计算单株分蘖数和单株次生根条数。返青期,每小区取0.5 m双行,统计总株数、总蘖数、死株数和死蘖数,计算死苗率和死蘖率;将枯叶、绿叶和茎鞘分别烘干称重,计算枯叶率(枯叶重/总叶重×100%)。拔节期,每小区取0.5 m双行,统计所有植株5叶以上分蘖数和总分蘖数,计算5叶以上大蘖所占比例;测量所有植株的株高,计算株高整齐度(株高整齐度=株高平均值/株高标准差)。成熟期,田间收取1.11 m双行(0.333 m2)的所有植株,统计总穗数和10粒以下的小穗数。
2.1播期对冬前小麦生长的影响
播期对参试小麦品种单株分蘖数的影响达到了显著水平(图1)。随着播期推迟,衡4399和中麦155的单株分蘖数呈逐渐降低趋势,且不同播期处理的指标值差异均达到了显著水平;冀麦585和金禾9123的单株分蘖数呈先升高后逐渐降低的变化趋势,其中,10月5日与10日播期处理的指标值差异不显著,但均显著>其他播期处理。
对同一播期下不同品种的单株分蘖数进行比较,结果显示,除10月5日播种衡4399和中麦155的单株分蘖数较其他2个品种稍高外,其他播期下不同品种的指标值均大致相当。
图1 不同播期对参试冬小麦品种冬前单株分蘖数的影响
播期对参试小麦品种单株次生根条数的影响达到了显著水平(图2)。随着播期推迟,参试小麦品种的单株次生根条数均呈逐渐降低趋势,其中,冀麦585和金禾9123品种10月5日与10日播期处理的指标值差异不显著,但均显著>其他播期处理;衡4399和中麦155均以10月5日播种次生根条数明显较多,播期推迟后次生根条数明显减少,其中,衡4399品种10月15日与20日播期处理的指标值差异不显著但二者均显著<其他播期处理,中麦155品种10月10日与15日播期处理的指标值差异不显著但二者均显著>10月20日播期处理。
对同一播期下不同品种的单株次生根条数进行比较,结果显示,10月5日播种,衡4399和中麦155单株次生根条数较多;10月10日播种,金禾9123单株次生根条数较多,其次是衡4399和冀麦585;10月15日播种,中麦155单株次生根条数较多;10月20日播种,衡4399单株次生根条数较多。
图2 不同播期对参试冬小麦品种冬前次生根条数的影响
综上分析可以看出,衡4399和中麦155对播期反应敏感,推迟播期会明显抑制其冬前分蘖和根系生长;而冀麦585和金禾9123,播期推迟至10月10日时对冬前植株生长无显著影响。
2.2播期对返青期小麦生长的影响
播期对参试小麦品种枯叶率的影响达到了显著水平(表1)。随着播期推迟,衡4399和冀麦585的枯叶率呈逐渐降低趋势,且不同播期处理的指标值差异均达到了显著水平;金禾9123和中麦155的枯叶率呈先升高后逐渐降低的变化趋势,其中,10月10~15日播种指标值较高,但与10月5日播期处理差异不大,但三者指标值均显著>10月20日播期处理。表明衡4399和冀麦585的枯叶率受播期影响较大,推迟播期可明显提高其抗寒性;金禾9123和中麦155播期推迟至15日时枯叶率无显著变化,播期推迟至20日时枯叶率才会明显降低。
对同一播期下不同品种的枯叶率进行比较,结果显示,金禾9123除10月5日播种的枯叶率略<最高值外,其他播期均为最高;10月5日播种时,冀麦585枯叶率最高。参试品种4个播期处理的枯叶率平均值顺序为金禾9123>衡4399>冀麦585>中麦155。可以看出,金禾9123枯叶率较高,抗寒性稍差,推迟播期可在一定范围内抑制其冬前旺长,从而减少枯叶率,降低冬季低温对小麦的伤害。
除衡4399在10月15日和20日播种时发生轻度死苗和死蘖外,其他播期参试品种均无死苗死蘖现象。
2.3播期对拔节期小麦生长的影响
播期对参试小麦品种5叶以上大蘖所占比例的影响达到了显著水平(图3)。随着播期推迟,衡4399和金禾9123的5叶以上大蘖所占比例呈降低—升高—降低的变化趋势且均以10月15日播种指标值最高,冀麦585和中麦155的5叶以上大蘖所占比例呈先升高后逐渐降低的变化趋势且均以10月10日播种指标值最高,但是,衡4399、金禾9123和中麦155播期推迟至10月15日时,三者5叶以上大蘖所占比例与10月5日播期处理差异均不显著,继续推迟播期后大蘖比例明显降低;冀麦585的5叶以上大蘖所占比例呈先升高后逐渐降低的变化趋势,其中,10月5日与10日播期处理的指标值差异不显著,但均显著>其他播期处理,而10月15日与20日播期处理的指标值差异也不显著。
表1 不同播期对参试冬小麦品种返青期死苗率、死蘖率和枯叶率的影响 (%)Table 1 Effect of sowing date on death seedling,death tillering and withered leaf rate in reviring stage for the tested cultivars of winter wheat
对同一播期下不同品种的5叶以上大蘖所占比例进行比较,结果显示,10月5日播种时,冀麦585大蘖比例最高,金禾9123最低,其他2个品种差别不大;10月10日播种时,冀麦585和中麦155大蘖比例较高,其他2个品种差别不大;10月15日播种,参试品种的大蘖比例均基本相当;20日播种,冀麦585大蘖比例最高,其次是中麦155。
综上分析可以看出,衡4399、金禾9123和中麦155播期推迟至10月15日,对5叶以上大蘖分化影响不大;冀麦585分蘖能力虽然受播期影响较大,但与其他参试品种相比其分蘖力较强,播期推迟至10月10日对5叶以上大蘖分化影响不大,推迟至15日和20日时仍能保持较高水平的大蘖比例。
图3 不同播期对参试冬小麦品种拔节期5叶以上分蘖所占比例的影响
播期对中麦155株高整齐度影响较小,对其他3个品种的影响均达到了显著水平(图4)。随着播期推迟,衡4399、冀麦585和金禾9123的株高整齐度均呈先升高后逐渐降低的变化趋势,且指标值均以10月10日播种最高、20日播种最低,其中,衡4399品种10月10~15日播期处理的整齐度显著>其他2个播期处理,冀麦585和金禾9123品种5~15日播期处理的整齐度差异不显著但均显著>10月20日播期处理。可以看出,适当推迟播期有利于提高小麦的株高整齐度,播期推迟至15日时均不会对株高整齐度产生大的负面影响,但对衡4399来说还可以明显提高株高整齐度。中麦155的株高整齐度较高,不同播期处理的指标值差异均不显著。
图4 不同播期对参试冬小麦品种株高整齐度的影响
2.4播期对成熟期小麦穗数的影响
播期对参试小麦品种单位面积10粒以下小穗数的影响达到了显著水平(图5)。随着播期推迟,衡4399的10粒以下小穗数呈逐渐增加趋势,中麦155的10粒以下小穗数呈先降低后逐渐升高的变化趋势,但是2个品种的指标值均以10月5日和10日播种明显较低,继续推迟播期时10粒以下小穗数明显升高;冀麦585的10粒以下小穗数呈先逐渐明显升高然后略微降低的变化趋势,其中,10月15日与20日播种处理的指标值差异不显著;金禾9123的10粒以下小穗数呈逐渐增加趋势,其中,10月5~15日播期处理的指标值明显较低,三者差异不显著,但均明显<20日播期处理。
图5 不同播期对参试冬小麦品种成熟期单位面积10粒以下小穗数的影响
对同一播期下不同品种的单位面积10粒以下小穗数进行比较,结果显示,金禾9123均为最低,冀麦585最高。
播期对金禾9123单位面积穗数影响较小,对其他3个品种的影响均达到了显著水平(图6)。随着播期推迟,参试小麦品种的单位面积穗数均呈先升高后降低的变化趋势,且均以10月10日播种指标值最高,表明适当推迟播期有利于小麦单位面积穗数的提高。其中,衡4399播期超过10月10日后,穗数明显减少;冀麦585和中麦155播期推迟至15日时不会对穗数产生明显的负面影响,但继续推迟播期,穗数会明显减少。金禾9123的单位面积穗数较为稳定,不同播期处理的指标值差异均不显著。
图6 不同播期对参试冬小麦品种成熟期单位面积穗数的影响
对同一播期下不同品种的单位面积穗数进行比较,结果显示,10月5日播种,衡4399和中麦155穗数较高,其他2个品种差别不大;10日播种,金禾9123穗数相对较少,其他品种均基本相当;15日播种,冀麦585穗数最高,其他品种均基本相当;20日播种,中麦155穗数最低,其他3个品种均基本相当。
综上分析可以看出,金禾9123在10月5~10日播种时穗数较少,但再推迟播期穗数变幅也小,该品种对播期较不敏感;而衡4399和中麦155播期超过10月10日后,穗数明显减少,该品种受播期影响较大,对播期较为敏感;冀麦585对播期的敏感性居中。
李月华等[20]通过分析近年来石家庄市的气温波动特点,并结合小麦的生长发育特点,提出了石家庄及冀中麦区常规播种量下小麦的适宜播种期为10月 5~13日。胡焕焕等[9]研究结果表明,石家庄市藁城区较为适宜的小麦播种期为10月7~13日。本研究结果表明,播期对冬小麦的成穗能力指标有显著影响。金禾9123和冀麦585对播期不敏感,播期推迟至10月15日时虽然冬前分蘖和次生根生长受到一定影响,但抗寒能力增强,单位面积穗数稳中有升,推荐冀中地区的适宜播期为10月15日左右;衡4399和中麦155对播期较敏感,播期推迟至10月15日时冬前小麦根系和分蘖生长受到明显抑制,10粒以下小穗数明显增多,单位面积穗数明显降低,推荐冀中地区的适宜播期为10月10日左右。
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Effect of Sowing Date on Spike Form for Wheat Cultivars
LV Li-hua,LIANG Shuang-bo,YAO Hai-po,ZHANG Li-hua,MA Zhen-yu,JIA Xiu-ling*
(Scientific Observing and Experimental Station of Crop Cultivation in North China,Ministry of Agriculture,P.R.China,Institute of Cereal and Oil Crops of Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences,Shijiazhuang 050035,China)
The research on the growth index of effecting spike number formed under different sowing date. The purpose of this research is to determine the suitable sowing date of different wheat varieties.Therefore,we conducted an experiment with different sowing date and cultivars in Dishang Experimental Station.The split plot design was employed with main plot of sowing date,sub-plot of cultivar.Four sowing dates(5 October,10 October,15 October and 20 October)and 4 wheat varieties(Heng 4399,Jimai 585,Jinhe 9123,Zhongmai 155)in 2012-2013 and 2013-2014 were set.The results showed that the growth of the tiller and root before winter was not affected when sowing date was postponed from 5 October to 10 October for Jimai 585 and Jinhe 9123.Withered leaf rate of reviving stage may be reduced via delayed sowing time,and for Jinhe 9123 and Zhongmai 155,withered leaf rate was decreased when sowing date was postponed to 20 October.The big tiller above 5 leaves was not affected when sowing date was postponed to 15 October for most of the tested cultivars.When the sowing date was postponed to 20 October for Jinhe 9123,15 October for Jimai 585,and 10 October for Heng 4399 and Zhongmai 155 their spike number per area keep stability.Therefore,their suitable sowing period is long for Jimai 585 and Jinhe 9123,recommended sowing date was 5-15 October,while their suitable sowing period is short for Heng 4399 and Zhongmai 155,recommended sowing date was 5-10 October in central of Hebei.
Sowing time;Wheat;Spike number per area
2015-09-08
河北省财政人才队伍建设项目(F14E055609);农业部公益性行业科研专项(201203100)
吕丽华(1977-),女,河北景县人,助理研究员,博士,主要从事小麦和玉米的微灌节水高产、水肥一体化技术研究。Tel:0311-87670620;E-mail:nkyllh@163.com。
贾秀领(1964-),女,河北正定人,研究员,博士,主要从事作物高产与资源高效利用研究。Tel:0311-87670620;E-mail:jiaxl2005@aliyun.com。
S512.1+1
A
1008-1631(2016)03-0001-05