播期播量对小麦中麦895产量和品质的影响

汪娟梅，张 睿，田永平，武明安，王 涛，王小云，王 楠

(1.陕西省三原县农业科学技术中心，陕西三原 713800；2.西北农林科技大学农学院，陕西杨凌 712100；3.咸阳市农业技术推广中心站，陕西咸阳 712000)

小麦是我国重要的粮食作物，其在国民经济发展中占有十分重要地位，是保证我国粮食安全的重要基础，其产量和品质关系到我国粮食安全和社会稳定[1-2]。通过提高小麦生产要素的配置和效率来提高单产、稳定总产一直是小麦生产的首要目标[3-4]。研究认为，土壤和气候资源是影响小麦产量的主导因素，合理施肥和提高化肥养分效率是提高其产量的重要途径[5]。通过合理配置自然资源、优化小麦生产的空间布局可显著提升我国小麦生产效率，并维护粮食市场稳定[6-7]。在小麦生产中，适期和适量播种是影响小麦产量和品质的两个重要因素。田 欣等[8]就播期播量对小麦土壤水分消耗进行研究后认为，早播和增加播量可显著增加土壤的耗水量，依据品种特性，采取适宜品种的栽培措施是提高品种产量和改善品质的重要途径。播期和播量对小麦群体及其生长发育有显著影响[9-11]。基因型和生态区对小麦产量影响显著，不同品种在不同生态区高产的适宜播期和播量不同[12-14]。播期和播量对部分品质指标也有显著影响[15-18]。由此可见，适宜的播期和播量因地区和品种而异。本研究选择关中主推小麦新品种中麦895，连续两年研究不同播期和播量对其生长发育和产量及品质的效应，旨在丰富完善该品种的适宜栽培技术，为其推广提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试点概况

试验于2013-2015年在关中灌区中部三原县安乐镇西毛村进行。试验地位于东经109°25′84″，北纬34°61′49″，海拔396 m，年均温度 14.9 ℃，年有效积温4 338 ℃，年无霜期 269 d。试验地土壤类型为褐土，耕层(0～20 cm)土壤pH值8.1，有机质11.7 g·kg-1，碱解氮64.0 mg·kg-1，速效磷45.0 mg·kg-1，速效钾152.0 mg·kg-1。前茬玉米。两个试验年度播种当年越冬期11月到次年3月的平均气温变化见表1，其温度变化对小穗发育有一定影响。

表1 2013-2015中麦895越冬期平均温度

1.2 试验设计

供试小麦品种为中麦895，由中国农业科学院作物科学研究所提供。试验采用播期和播量两因素二次D饱和最优设计。共设6个处理：处理1，播期10月5日+播量130.0 kg·hm-2；处理2，播期10月22日+播量130.0 kg·hm-2；处理3，播期10月5日+播量240.0 kg·hm-2；处理4，播期10月12日+播量178.5 kg·hm-2；处理5，播期10月22日+播量207.0 kg·hm-2；处理6，播期10月17日+播量240.0 kg·hm-2。小区面积12 m2，3次重复，随机排列。

1.3 主要技术管理措施

小麦播种前深翻整地，底肥施纯氮(N)132 kg·hm-2+纯磷(P2O5)120 kg·hm-2+纯钾(K2O)90 kg·hm-2。2013-2014试验年度于2013年10月24日灌压茬水60 m3·hm-2，2014年1月2日冬灌80 m3·hm-2，3月8日用36%唑草·苯磺隆(奔腾)可湿性粉剂75 g·hm-2+30 g·L-1甲基二磺隆0.3 L·hm-2兑水450 kg·hm-2进行化学除草；3月18日春灌80 m3·hm-2，并追施尿素120 kg·hm-2；4月26日用25%烯唑醇250 g·hm-2+60%多菌灵可湿性粉剂1 500 g·hm-2+10%吡虫啉300 g·hm-2可湿性粉剂+磷酸二氢钾(KH2PO4≥98%)3.0 kg·hm-2兑水450 kg·hm-2进行“一喷三防”；6月8日进行人工收获。2014-2015试验年度，于2014年10月23日灌压茬水60 m3·hm-2，2015年1月5日冬灌80 m3·hm-2，2月26日用36%唑草·苯磺隆可湿性粉剂75 g·hm-2+30 g·L-1甲基二磺隆0.3 L·hm-2兑水450 kg·hm-2进行化学除草；3月15日进行春灌80 m3·hm-2，并追施尿素120 kg·hm-2；4月29日用25%烯唑醇250 g·hm-2+60%多菌灵可湿性粉剂1 500 g·hm-2+10%吡虫啉300 g·hm-2可湿性粉剂+磷酸二氢钾(KH2PO4≥98%)3.0 kg·hm-2兑水450 kg·hm-2进行“一喷三防”。6月7日收获。

1.4 测定项目与方法

于越冬期、返青期、拔节期、孕穗期、成熟期调查每小区小麦个体和群体数量及质量；收获前调查成穗数、小穗数、穗粒数；收获期每小区收5 m2测产和千粒重。用德国生产的Sartorius PMD511-000U品质分析仪测定小麦籽粒的蛋白质含量(%)、湿面筋含量(%)、容重(g·L-1)、籽粒硬度(%)、吸水率(%)、稳定时间(min)、最大拉伸面积(cm2)和最大拉伸阻力(BU)。

1.5 数据处理

数据统计与分析利用Excel 2007、PASW Statistics 18及LNT分析软件进行。

2 结果与分析

2.1 播期和播量对中麦895产量及构成因素的效应

从表2可知，两个年度内不同处理对产量及其构成因素的效应规律基本一致，不同处理之间被测指标的差异程度不尽相同。

表2 播期与播量对中麦895产量及构成要素效应

2.1.1 对中麦895成穗数的效应

播期与播量对成穗数有显著影响，两个试验年度，部分处理间差异达极显著水平。2013-2014试验年度，播期相同时，随着播量增加成穗数增加1.7%～5.4%，且播期推迟增加幅度较大；播量相同时，随着播期推迟成穗数增加3.6%～6.2%，高播量较低播量增加幅度更大。在6个处理中，处理5的成穗数最高，达6.62×106·hm-2。2014-2015试验年度，播期相同条件，早播(10月5日)时高播量的成穗数比低播量成穗数低4.4%,晚播(10月22日)时，高播量成穗数比低播量成穗数高7.6%；播量相同时，成穗数随着播期推迟增加1.6%～5.1%。在6个处理中，处理5的成穗数最高，为6.09×106·hm-2。由此可见，播量一定的情况下，适度推迟播期有利于提高中麦895的成穗数。

对两个试验年度成穗数与播期和播量的相关关系进行回归分析，其回归方程见表3中的方程1和2，方程F值达极显著水平(P<0.01)。因此，可通过方程进行成穗数与播期和播量优化。由方程1进行目标寻优，2013-2014成穗数在 6.20×106·hm-2～7.20×106·hm-2时，播期和播量95%置信区间分别为-0.129～0.536和-0.278～ 0.418，其适宜播期为10月12日-19日，适宜播量为170.2 kg·hm-2～ 208.0 kg·hm-2；由方程2寻优，2014-2015成穗数在5.50×106·hm-2～6.80×106·hm-2时，播期和播量95%置信区间分别为-0.226～0.557和-0.343～ 0.350，其适宜播期为10月11日-19日，适宜播量为166.5 kg·hm-2～204.4 kg·hm-2。综合两年寻优结果，中麦895在关中中部获得较高成穗数的适宜播期为10月12日-19日，适宜播量为170.2 kg·hm-2～204.4 kg·hm-2。

2.1.2 对中麦895穗粒数的效应

从表2可知，播期与播量对中麦895的穗粒数的效应在年度之间有别。2013-2014试验年度，不同处理之间穗粒数差异不显著(处理3除外)，同一播期下，早播时高播量处理的穗粒数较低播量的降低5.6%，晚播时高播量处理与低播量处理穗粒数差异不显著；同一播种量下，随着播期推迟穗粒数增加2.5%～5.6%。2014-2015试验年度，不同处理之间穗粒数差异程度不同(表2)，播期相同时，随播量增加穗粒数降低0.2%～5.2%；播量相同时，随着播期推迟穗粒数增加 0.5%～6.6%。

穗粒数与播期和播量相关关系的回归方程见表3中的方程3和4。方程F值达极显著水平，说明可用方程进行寻优。当目标穗粒数为31～34时，两个年度播期的95%置信区间分别为-0.0165～ 0.595和-0.524～0.429，适宜播期分别为10月13日-19日和10月9日-18日；播量的95%置信区间分别为-0.287～0.411和-0.023 8～0.434 0，适宜播量为162.9 kg·hm-2～206.5 kg·hm-2和184.0 kg·hm-2～209.4 kg·hm-2。综合两年结果，穗粒数在31～34之间的适宜播期为10月13日-18日，适宜播量为 184.0 kg·hm-2～206.5 kg·hm-2。综合两个年度结果发现，穗粒数随着播量的增大而减小；两年度之间播期对穗粒数效应不同，推测因为生产年度越冬期的温度差异(表1)导致小穗和小花分化进程不同所致；2013-2014年度穗粒数均低于2014-2015年度。

2.1.3 对中麦895千粒重的效应

播期与播量对千粒重有显著影响(P< 0.05)。从表2可知，试验年度内部分处理之间千粒重差异达极显著水平(P<0.01)。播期相同时，随着播量增加千粒重降低0.5%～7.8%；播量相同时，随着播期推迟千粒重增加2.2%～ 7.4%。对千粒重与播期和播量相关关系进行多元回归分析，其回归方程见表3的方程5和6。根据方程进行寻优，当目标千粒重在50～53 g时，播期和播量的95%置信区间：2013-2014为-0.115～0.558和-0.569～0.200，适宜播期为10月12日-19日，适宜播量为154.9 kg·hm-2～196.4 kg·hm-2；2014-2015年95%置信区间为-0.821～0.00121和-0.276～0.750，适宜播期为10月6日-18日，适宜播量为170.4 kg·hm-2～226.2 kg·hm-2。综合两年试验结果，中麦895千粒重不低于50 g的适宜播期为10月12日-18日，适宜播量为170.4 kg·hm-2～196.4 kg·hm-2。

2.1.4 对中麦895产量的效应

由表2可知，试验年度内，部分处理之间产量差异达极显著水平。在播量相同时，随着播期推迟产量增加6.7%～14.3%；在播期相同时，随着播量增加，2013-2014产量增加1.1%～2.5%；2014-2015早播(10月5日)时，随播量增加产量降低9.4%，晚播(10月22日)条件下，随着播量增加增产2.4%。两个试验年度均以处理5产量最高，分别为9 285和9 090 kg·hm-2。

产量与播期和播量回归方程见表2中的方程7和8。在目标产量8 250 kg·hm-2～9 750 kg·hm-2时，播期和播量互作95%置信区间：2013-2014为-0.129～0.536和-0.278～ 0.418，即适宜播期为10月12日-19日，适宜播量为170.2 kg·hm-2～208.0 kg·hm-2；2014-2015年95%置信区间为-0.0165～0.595和-0.413～0.383，即适宜播期为10月12日-20日，适宜播量为162.9 kg·hm-2～206.5 kg·hm-2。综合两年度结果，播期和播量对产量有显著影响，其高产适宜的播期为10月12日-19日，适宜的播量为170.2 kg·hm-2～206.5 kg·hm-2。

2.2 播期对中麦895产量及其构成因素的效应

在播量为零水平即185.5 kg·hm-2时，播期与成穗数、穗粒数、千粒重和产量的相关方程见表4的方程9～16。目标播期为10月14日-22日，目标产量为9 117 kg·hm-2～9 289 kg·hm-2时，依据方程求得适宜成穗数为6.09×106·hm-2～6.57×106·hm-2，穗粒数为 32.6～33.2，千粒重为51.98～54.32 g。两个年度获得最高成穗数和最高产量的最佳播期均为10月22日，高穗粒数和高千粒重的最佳播期在10月14日-22日之间，这表明中麦895在播量为185.5 kg·hm-2情况下适期偏晚播种有利于获得高产。

2.3 播量对中麦895产量及其构成因素的效应

在播期为零水平即10月14日时，播量与产量及其构成因素的相关方程见表4中方程17～24。目标播量在130.5 kg·hm-2～207.3 kg·hm-2之间，目标产量在8 796 kg·hm-2～ 8 936 kg·hm-2时，依据方程求得适宜成穗数为5.77×106·hm-2～6.50×106·hm-2，穗粒数为31.9～35.5粒·穗-1，千粒重为50.66～54.02 g。

2.4 播期播量对中麦895品质性状的影响

从表5可以看出，播期和播量可显著影响中麦895的蛋白质品质和磨粉品质，对其加工品质没有显著影响。

由表5可知，播期和播量对中麦895的蛋白质含量、湿面筋含量、容重有极显著影响(P< 0.01)，对稳定时间有显著影响(P<0.05)，对其他被测指标的影响不显著。同一播期，随着播量增加蛋白质含量、湿面筋含量、稳定时间均表现增加趋势，高播量较低播量依次提高0.2%～ 5.8%、0.2%～0.6%、6.8%～13.6%。同一播量下，随着播期推迟，蛋白质含量、湿面筋含量、稳定时间均呈降低趋势，晚播较早播依次降低5.0%～ 11.3%、4.7%～11.4%、12.9%～32.4%。因此，适期偏早播种有利于提高中麦895籽粒蛋白质品质，适度增加播量，效果更为显著。播期和播量处理对中麦895的加工品质没有显著影响；适度推迟播种有利于提高容重。

表5 2014-2015年度播期与播量互作对中麦895品质的效应

3 讨 论

本研究条件下，播期与播量对中麦895的产量有显著影响。这与前人关于播期播量对小麦产量的效应结果基本一致[9-12]。播期相同时,随着播量的增加产量增加1.1%～2.5%；而安 霞等[9]研究认为，延迟播期后，即使增大播量也不能获得高产，姜丽娜等[12]研究认为，播量对产量影响不大。这些结果的不一致一方面可能与选用品种不同有关，安 霞等[9]选择的是大穗型山农23和多穗型济麦22，姜丽娜等[12]选择的是对肥水反应比较敏感的矮抗58；另一方面可能与生态区不同有关，他们是在黄淮麦区的中部灌区，而本研究在黄淮麦区的西部即关中灌区；也可能与试验年度有关。播量相同时，随着播期推迟两年度产量均增加，增加幅度6.7%～14.3%；这与周晓虎等[13]和姜丽娜等[12]研究结果一致，但与田 欣等[8]研究结果不一致，可能与其研究为旱作条件下进行有关。本试验结果表明，在关中中部灌区，冬小麦中麦895高产的适宜播期为10月12日-20日，适宜播种播量为162.9 kg·hm-2～208.0 kg·hm-2。

不同播期播量处理对中麦895产量构成因素影响显著，这与姜丽娜等[12]研究结果一致。连续2年试验结果表明，在播期相同时，早播时随着播量的增加成穗数减小，晚播时随着播量增加成穗数增加，这与安 霞等[9]研究结果不尽一致，其原因一方面可能与品种的冬春性和分蘖成穗率有关，也可能与试验年度越冬期温度对个体及群体生长发育进程的调控效应有关。本研究中，播期对成穗数为正效应，但播量与成穗数的关系两个年度并不一致，推测其主要原因是两个年度越冬期温度存在差异、对分蘖有一定影响所致，其中，以12月和2月平均温度差异最为明显(表1)。2013年12月和2014年2月平均温度分别比常年低37.5%和40.0%，在一定程度上抑制了无效分蘖的生长，有利于I级大分蘖生长，提高了成穗数；2014年12月和2015年2月平均温度分别比常年高25.0%和66.7%，特别是2月，与1月高温，促进了分蘖个体生长及数量增加，不利于I级大蘖生长，同时越冬期高温，加快了个体生育进程，在一定程度上加速了有效分蘖和无效分蘖的两极分化，使得本年度成穗数明显低于上年，并对其他产量结构因素产生一定影响。另一方面，生产管理过程中肥水运筹也会对其结果有一定调控效应。不同播期和播量对穗粒数的影响规律为，随着播量增加和播期的推迟穗粒数呈减少趋势，这与王 楠等[15]、王娟玲等[16]和杜小娟等[17]研究结果基本一致。试验年度之间变化幅度略有差异，这与试验年度小麦穗分化时期温度差异有关。不同播期和播量对千粒重的影响显著，播期相同时随着播量的增加千粒重降低，这与周晓虎等[13]研究结果一致；播量相同时，随着播期推迟，千粒重呈增加趋势，这与史晓芳[10]等研究结果一致。从播期和播量对产量构成因素的效应看，在关中中部灌区，适期偏晚播种有利于中麦895的产量结构协同效应的发挥，有利于其稳产。

小麦籽粒品质不仅取决于遗传因素，而且与小麦生长环境及栽培措施密切相关。本试验结果表明，不同播期和播量对中麦895的蛋白品质影响显著。在播期相同的情况下，随着播量增加，蛋白质含量、湿面筋含量、稳定时间均表现为增加趋势，高播量较低播量依次提高0.2%～5.8%、0.2%～0.6%、6.8%～13.6%。在播量相同的情况下，随着播期推迟，蛋白质含量、湿面筋含量、稳定时间均表现为降低趋势，晚播较早播依次降低 5.0%～11.3%、4.7%～11.4%、12.9%～ 32.4%。播期和播种播量对除容重外的磨粉品质和加工品质影响不大。这与王 楠等[15]和杜小娟等[16]研究结果一致，与王晨阳[18]等研究结果不尽相同，可能与试验生态区和品种的遗传特性差异等因素有关。大量生产实践证明，中筋小麦加工品质和磨粉品质主要受遗传影响，栽培措施对其调控效应是有限的，尤其是通过播期和播量调节其加工品质和除容重外的磨粉品质是不现实的。