小麦群体动态及其与产量的相关性分析

彭红心+张存岭

摘 要：利用杨柳农业科学实验站2016—2017年度氮高效品种筛选和展示田的试验数据，研究了小麦群体动态及其与产量的相关性。结果表明：小麦茎蘖数随时间、叶面积系数随积温呈e的二次多项式指数曲线变化；干物重随时间变化为Logistic曲线，随积温变化为二次多项式。在一定的范围内，产量主要取决于穗数，冬后茎蘖数与穗数正相关，挑旗后茎蘖数与产量、叶面积系数与穗数、产量正相关，拔节后干物重积累与穗数、产量正相关。

关键词：小麦产量；气候异常；高产对策

中图分类号 S512.1 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）16-0046-04

群体动态是作物栽培的核心问题之一，群体指标通常被作为确定促控措施的重要参数。20世纪80年代，凌启鸿[1]率先提出了“群体质量”的概念，之后许多学者对小麦高产群体的形成及调控技术进行了较为深入的研究。由于生长环境、栽培技术等的不同，不同产量水平群体结构和产量特征存在较大差异。为此，笔者利用杨柳农业科学实验站2016—2017年度氮高效品种筛选和展示田的试验数据，研究了小麦群体动态及其与产量的相关性。

1 材料与方法

1.1 试验设计

1.1.1 氮高效品种筛选 参试品种20个，分别是：安农0711、安科157、新麦26、济麦22、华成3366、烟农19、益科麦3号、益科麦5号、百农207、紫麦19、皖垦麦0901、未来0818、荃麦725、淮麦33、周麦27、涡麦9号、安农大1206、山西1号、山西2号和淮麦20。随机区组排列，重复3次。小区面积10m2。

1.1.2 品种展示 参试品种25个，分别是：徽研198、淮麦29、淮麦28、百农616、隆平518、淮麦22、山农20、周麦28、良星99、淮麦33、大地22、济科33、淮麦21、新研3-1、柳麦618、柳麦716、濉1309、濉1216、濉5158、淮麦35、皖麦52、济麦22、平安11和华成3366，以烟农19为对照。间比法顺序排列，首尾设置对照，中间每隔8个品种插入对照，小区面积200m2。2016—2017年度在杨柳农业科学实验站进行，土壤类型砂姜黑土，土壤质地粘壤土，前茬玉米，机收后秸秆粉碎还田，旋耕耙实。筛选试验10月19日人工开沟条播，展示19日机播。3月11日追施拔节肥，3月13日微喷40min。田间管理按高产田要求进行。

1.2 数据获取和处理 3叶期选取出苗均匀一致、有代表性的2个1m行段定点，数取基本苗。于越冬始期、返青、拔节、挑旗、扬花和成熟期数取茎蘖数，同时在样点周围选取与样段生长相近的植株10个（扬花后取20个单茎），测定叶面积和干物重。叶面积LA=L×D×0.83（L为叶长，D为叶宽，0.83为经验系数）。气象资料来自濉溪县气象局，积温用5日滑动平均法测算。利用EXCEL2003进行数据处理和作图，利用DPS v7.05進行统计分析。

1.3 生产周期气候条件 2016年10月中旬至2017年5月气候异常，利弊参半。日照时数1313.7h，比历年平均少58h，总体正常。1月上旬前（含）仅305.4h，比历年平均少185.0h；4月中旬至5月下旬469.8h，比历年平均多94.8h。平均气温10.5℃，比历年平均9.5℃高1.0℃，总体异常偏高。6旬（出苗60d的简称，下同）比历年平均低0.1～3.3℃，1旬异常偏低；8旬异常偏高。5月17—22日、25—31日最高气温≥29.5℃，26—30日相对湿度≤50%，伴随轻度干热风。受气温偏高和轻度干热风的影响，小麦灌浆期缩短，千粒重降低。2016年10月到翌年5月，降水量393.5mm，比历年平均多118.7mm，异常偏多。1月前降水301.5mm，比历年平均多199.5mm，异常偏多；2—5月降水92.0mm，比历年平均少80.7mm，异常偏少。受降水异常影响，部分麦田晚播或重播，延误追肥；麦苗受渍，发育不良，根系浅，吸肥能力弱，返青开始即现黄苗，转旺缓慢。拔节后光温条件优越，病害较轻，对穗分化和灌浆有利。

2 结果与分析

2组试验49个处理产量5175.0～8608.3kg/hm2，平均6778.7kg/hm2，其中47个品种介于5250～8250kg/hm2；穗数342.5万～755.0万/hm2，平均为496.2万/hm2；穗粒数26.0～54.5，平均36.7粒；千粒重40.3～60.5g，平均48.3g。

2.1 小麦群体动态变化

2.1.1 茎蘖动态 小麦茎蘖动态是描述群体质量最重要的指标[2]。冬前分蘖迅速增长，越冬期缓慢增长，返青期少量发生，拔节后迅速缩小，到开花期群体茎蘖数稳定下来（图1）。茎蘖数（S）随时间（苗后旬数t）的动态变化可用e的指数曲线来描述。

S400=[e5.682+0.2873t-0.0145t2]，F=20.41**；

S500=[e5.805+0.2684t-0.0133t2]，F=17.06*。

式中：下标“400”代表5250～6749kg/hm2产量水平，“500”代表6750～8250kg/hm2（下同）。

6750～8250kg/hm2的28块田平均：越冬始期茎蘖数1076.9万/hm2，返青期1467.0万/hm2。与5250～6749kg/hm2的19块田相比，峰值提高、退后。冬前茎蘖数相差不大，返青后相差10%～20%，且越向后差别越大。

2.1.2 叶面积系数 叶面积指数是评价群体光合性能的重要指标[3]。小麦叶面积的变化是一个连续过程，但却有明显的阶段性和转折点[4]。抽穗前增、后降（图2）。叶面积系数（LAI）随积温（T，h℃）呈抛物线变化趋势：

LAI400=-9.02+2.049T-0.075T2，F=11.95*；endprint

LAI500=-10.4+2.307T-0.081T2，F=9.65*。

也可用e的指数曲线来描述，且相关性更高。

LAI400=[e-3.44+0.7523T-0.0276T2]，F=54.36**；

LAI500=[e-3.06+0.6882T-0.0241T2]，F=47.55**。

6750～8250kg/hm2的28块田平均：挑旗期叶面积系数5.90，扬花期6.43。与5250～6749kg/hm2的相比，峰值提高、退后。拔节前相差不大，挑旗—乳熟期高0.8～1.3。

2.2 小麦群体与产量相关性分析

2.2.1 产量与构成 相关分析表明：小麦籽粒产量与穗数显著正相关，与穗粒数正相关但不显著，与千粒重负相关也不显著（表1）。这说明在一定的产量范围内，小麦产量高低主要取决于穗数的多少。6750～8250kg/hm2的28块田平均：穗数538.0万/hm2，穗粒数37.2粒，千粒重48.7g。与5250～6749kg/hm2的19块田相比，穗数增加20.6%，穗粒数增长2.6%，千粒重提高1.4%。

2.2.2 茎蘖数与产量 分析表明：基本苗与越冬始期茎蘖数极显著正相关，越冬始期与返青、挑旗期茎蘖数和成熟期穗数显著正相关，拔节期与挑旗期茎蘖数、穗数、产量显著正相关，挑旗期茎蘖数与穗数、产量显著正相关（表2）。分蘖成穗率与基本苗、越冬始期茎蘖数显著负相关（r=-0.595**，r=-0.327*），与挑旗期茎蘖数和穗数显著正相关（r=0.297*，r=0.604**）。说明小麦高产栽培要保证冬前有较多的茎蘖数。

2.2.3 叶面积系数与产量 分析表明：越冬始期—扬花期与其后1～2期的叶面积系数显著或极显著正相关，越冬始期和挑旗—乳熟期叶面积系数与穗数显著或极显著正相关，挑旗—乳熟期的叶面积系数与产量显著或极显著正相关（表3）。说明前期叶面积系数对后期绿叶面积影响较大，高产栽培要保证越冬始期和挑旗—乳熟期有较大的绿叶面积。

2.2.4 干物重与产量 分析表明：除拔节期外，越冬始期—扬花期与其后1～3期的干物重极显著正相关（表4），挑旗—成熟期干物重与穗数极显著正相关，拔节—成熟期干物重与产量显著或极显著正相关[7]。拔节—扬花期干物质积累与穗数、产量正相关（r=0.554**，r=0.357*），拔节—成熟期干物质积累与穗数、产量极显著正相关（r=0.472**，r=0.532**），与千粒重弱相关（r=0.251），挑旗后干物质积累与千粒重、产量显著正相关[8]（r=0.333*，r=0.353*），说明前期干物重对后期的干物质积累较大，高产栽培要保证拔节后有较多的干物质积累[9]。

2.3 群体指标相关性 从表5可以看出：除返青期茎蘖数与叶面积系数弱相关外，小麦越冬—扬花期的群体指标相互正相关。通径分析表明：拔节前干物重主要取决于叶面积，而挑旗—扬花期干物重则取决于茎蘖数和叶面积。回归方程为：DNA越冬=14.2+1088.456LAI越冬，DNA返青=1785.5+914.776XLAI返青，DNA拔节=2117.97+1081.563LAI拔节；DNA挑旗=2921.28+12.759S挑旗+472.863LAI挑旗，r（y，X1）=0.530**，r（y，X2）=0.313*；DNA扬花=6666.5+12.9001S扬花+418.3179LAI扬花，r（y，X1）=0.419**，r（y，X2）=0.241。

3 结论与讨论

3.1 小麦群体动态变化 茎蘖数随时间、叶面积系数随积温呈e的二次多项式指数曲线变化；干物重随时间变化为Logistic曲线，随积温变化为二次多项式。

3.2 小麦群体动态与产量相关性 在一定的范围内，产量主要取决于穗数，越冬始期—挑旗期茎蘖数与穗数正相关，挑旗后茎蘖数与产量正相关；越冬始期和挑旗—乳熟期叶面积系数与穗数正相关，挑旗—乳熟期叶面积系数与产量正相关；挑旗—成熟期干物重与穗数正相关，拔节后干物重与产量正相关，拔节后干物质积累与穗数、产量正相关，挑旗后干物质积累与千粒重、产量正相关。拔节前干物重主要取决于叶面积，而挑旗—扬花期干物重则取决于茎蘖数和叶面积。

3.3 高产小麦群体调控 高产栽培要保证冬前有较多的茎蘖数、越冬始期和挑旗—乳熟期有较大的绿叶面积、拔节后有较多的干物质积累。要适当减少基本苗，前促中控后缓，合理运筹肥水[10]。

3.4 讨论 孔令聪[11]等对65块6000kg/hm2以上高产田研究表明：越冬—抽穗的茎蘖数、越冬—灌浆期的叶面积系数与产量均呈显著的抛物线关系。这与本研究有所不同。受气候异常的影响，试验田返青开始即现黄苗，转旺缓慢，分蘖成穗率低（平均16.2%），挑旗后干物质积累少（仅占25.5%），穗数不足（61.2%的处理不足525万/hm2）。

参考文献

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（责编：张宏民）endprint