不同时期喷施调控剂对冬小麦产量及其干物质积累与分配的影响

冀传允，冯盛烨，孙允超，于洋，王旭清，孟维伟，王娜

（1.聊城市农业科学研究院，山东 聊城 252000；2.山东省农业科学院作物研究所，山东济南 250100）

喷施化学调控剂是增强作物抗逆性和提高作物产量的有效措施之一，在农业生产上被广泛应用［1］。然而化学调控剂的使用效果受化学调控剂种类、喷施浓度和时期、作物品种等因素影响［2］。合理使用化学调控剂能够提高小麦叶面积系数与叶绿素含量，延长叶片功能期，提高光合效率和灌浆速度，并能较好地协调产量构成因素间的关系，增加千粒重和结实小穗数，最终提高小麦产量［3，4］。杨忠义等［4］研究表明，拔节期追施氮肥时配合喷施多效唑可显著提高冬小麦的光合作用，提高抗逆性，增加产量。小麦开花后喷施水杨酸可延缓叶片衰老，有利于灌浆速率和粒重的提高［5］。本试验在前人研究的基础上，研究不同时期喷施复合调控剂对冬小麦产量及其干物质积累与分配的影响，以期为生产上调控剂的使用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验田概况及供试材料

试验于2018—2019年和2019—2020年两个小麦生长季，在位于山东省聊城市茌平区振兴街道李德运村的聊城市农业科学研究院科技示范园（116°16′39″E，36°30′56″N）大田进行。土质为粘土，两个生长季播种前0～20 cm土层土壤养分状况见表1。

表1 播种前试验田0～20 cm土层土壤养分含量

供试小麦品种为济麦22。供试复合调控剂：0.01%芸苔素内酯、氨基酸水溶肥（游离氨基酸含量≥100 g／L）和海藻酸。

1.2 试验设计及方法

试验设置小麦拔节前喷施调控剂（T1）、扬花前喷施调控剂（T2）、拔节前＋扬花前喷施调控剂（T3）和喷清水为对照（CK）共4个处理。调控剂为复配剂，主要包括0.01%芸苔素内酯稀释3 000倍＋氨基酸水溶肥稀释1 000倍＋海藻酸稀释1 000倍，即每 666.7m2用 0.01%芸苔素内酯10 g＋氨基酸水溶肥30 mL＋海藻酸30 g对水30 L，均匀喷施。采用随机区组设计，重复3次。小区面积54 m2（3 m×18 m）。

两个生长季均于冬小麦播种前将前茬玉米秸秆全部粉碎翻压还田。播前基施氮磷钾复合肥（15-15-15）750 kg／hm2，拔节期追施尿素 300 kg／hm2。2018年10月8日播种，2019年6月13日收获；2019年10月9日播种，2020年6月13日收获。其他管理措施同大田。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 干物质积累与分配 于开花期按叶、茎＋叶鞘和穗取样，成熟期按叶、茎＋叶鞘、穗轴＋颖壳和籽粒取样，每处理分别取样30个单茎，杀青后75℃烘至恒重，称干重。相关计算公式［6］如下：

营养器官花前贮藏干物质转运量（kg／hm2）＝开花期营养器官干物质积累量-成熟期营养器官干物质积累量；

营养器官花前贮藏干物质转运率（%）＝营养器官花前贮藏干物质转运量／开花期干物质积累量×100；

营养器官花前贮藏干物质对籽粒贡献率（%）＝营养器官花前贮藏干物质转运量／成熟期籽粒干物质积累量×100；

开花后干物质输入籽粒量＝成熟期籽粒干重-营养器官花前贮藏干物质转运量；

花后干物质积累量对籽粒贡献率（%）＝（成熟期籽粒干重-营养器官花前贮藏干物质转运量）／成熟期籽粒干物质积累量×100。

1.3.2 产量及其构成因素的测定 小麦收获前在各小区选择1 m长双行调查穗数，依据平均行距计算单位面积穗数，并取30个单穗测定小穗结实性，即每穗的小穗数、不结实小穗数和穗粒数［7］。小麦成熟后，每小区垂直畦田收获3 m2（3 m×1 m）面积，脱粒自然风干至籽粒含水量为12.5%左右时称重计算产量，3次重复取平均值，并折算成公顷产量。

1.4 数据分析

采用Microsoft Excel和 SPSS软件进行数据整理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理小麦小穗发育的差异

由表2可知，两个小麦生长季T1、T3处理总小穗数和结实小穗数均显著高于对照；各处理间不结实小穗数差异不显著。2018—2019年各处理间小穗结实率无显著差异，2019—2020年小穗结实率表现为T1、T3显著高于T2、CK。以上结果表明，拔节前喷施调控剂可提高小麦结实小穗数。

2.2 不同处理对小麦成熟期干物质积累与分配的影响

由表3可知，2018—2019年成熟期干物质总量、籽粒干物质积累量、茎鞘＋叶片干物质积累量均表现为：T1、T3＞ T2＞ CK，且 T1、T3与 T2、T2与CK差异均达显著水平；T1和T3处理穗轴＋颖壳干物质积累量显著高于对照，与T2处理无显著差异；籽粒干物质所占比例表现为T1、T3＞T2＞CK。

2019—2020 年，成熟期干物质积累总量和籽粒干物质积累量均表现为T3处理均显著高于T2和CK，与T1处理无显著差异；茎鞘＋叶片干物质积累量表现为：T1、T3显著高于T2、CK；籽粒干物质所占比例表现为T1、T2、T3显著高于CK。以上结果表明，喷施调控剂有利于小麦干物质积累及其向籽粒中的转运，其中拔节前喷施调控剂的T1和T3处理效果更为显著。

表2 不同处理小麦小穗发育的差异

表3 不同处理成熟期干物质积累与分配

2.3 不同处理花前花后干物质的再分配及其对籽粒的贡献率

由表4可知，开花前营养器官贮藏的同化物向籽粒中的转运量2018—2019年各处理间无显著差异；2019—2020年T1处理转运量显著低于对照，而与T2和T3处理无显著差异。两个小麦生长季，T1和T3处理开花前营养器官贮藏的同化物向籽粒中的转运率均显著低于对照；开花前营养器官贮藏的同化物对籽粒贡献率表现为CK＞T2＞T1、T3；开花后合成干物质向籽粒中的分配量及其对籽粒贡献率均表现为T1、T3＞T2＞CK。结果表明，拔节前喷施调控剂开花后合成干物质向籽粒中的分配量及其对籽粒贡献率较高，促进了开花后干物质的积累及其向籽粒的转运，有利于获得高产。

表4 不同处理花前花后干物质的再分配及其对籽粒的贡献率

2.4 不同处理籽粒产量及产量三因素的差异

由表5可知，两个小麦生长季，各处理穗数均无显著差异；T1和T3处理穗粒数无显著差异，均显著高于T2和CK；T1和T3处理千粒重显著高于CK，与T2处理无显著差异。T1、T2和T3处理籽粒产量均显著高于对照，两年度分别增产15.80%、7.92%、13.57%和 15.44%、9.28%、18.23%，其中T1处理籽粒产量显著高于T2和CK，与T3处理无显著差异。以上结果表明，拔节前或扬花前喷施调控剂均可起到增产效果，仅拔节前喷施调控剂的T1处理可显著增加小麦穗粒数和千粒重，获得高产，在此基础上增加扬花前喷施调控剂，增产效果不显著。

表5 不同处理小麦籽粒产量及其构成因素

3 讨论与结论

邵云等［8］研究表明，施用麦巨金、麦业丰和多效唑3种化学调控剂均增加了小麦穗长、结实小穗数。李春喜等［9］研究表明，施用化学调控剂能够降低不孕小穗数的产生，提高冬小麦结实小穗数、千粒重与穗粒数。本试验条件下，各处理间不结实小穗数无显著差异，拔节前喷施调控剂的T1处理小麦总小穗数和结实小穗数显著高于CK，与T3处理无显著差异，扬花前喷施调控剂的T2处理结实小穗数与对照无显著差异。表明拔节前喷施调控剂可提高小麦总小穗数，进而提高结实小穗数，扬花前喷施调控剂对结实小穗数无显著影响。

小麦产量取决于光合产物的生产、积累及向籽粒的转运和分配。干物质积累是小麦产量形成的基础，干物质积累及其转运特性与产量的提高关系密切［10］。有研究表明，小麦籽粒产量与干物质积累、收获指数均呈显著正相关［11］。李春喜等［9］研究表明，施用化学调控剂能够促进小麦干物质的积累。小麦籽粒产量大部分来自花后的光合生产［12］；花前累积干物质对小麦产量有一定贡献，但产量高低主要取决于花后干物质的积累和转移［13］。在小麦籽粒干物质的构成中，约有1／3来自开花前营养器官贮藏物质的转运，而剩余2／3均来自于开花后功能叶片的光合产物积累［14］。马尚宇等［15］研究表明产量与花后干物质贡献率呈显著正相关，因此扩大开花后干物质积累量是获得高产的基础。本试验条件下，T1和T3处理干物质积累总量及其向籽粒中的分配比例均显著高于对照，开花后合成干物质向籽粒中的分配量及其对籽粒贡献率均显著高于T2和CK，表明拔节前喷施调控剂促进了花后干物质的积累，有利于干物质的合成积累及其向籽粒中的分配，是高产的基础。

王学君等［16］研究表明，苗期喷施含氨基酸的水溶肥可提高小麦穗数和产量，对穗粒数和千粒重无显著影响；扬花期喷施对小麦穗数影响不显著，但增加小麦穗粒数和千粒重。李金鑫等［17］研究表明，与常规复混肥相比，小麦施用海藻酸增效复混肥可提高千粒重和穗数，增产达15.33%。王丹等［18］研究表明，小麦拔节期和灌浆期叶面喷施多效唑可显著提高产量、穗数和穗粒数；喷施水杨酸可显著增加产量、穗数和千粒重，对穗粒数无显著影响。杨卫兵等［19］研究发现，开花后4天连续喷施外源ABA或GA，均能调节灌浆起始时间并延长籽粒灌浆持续期，显著增加小麦粒重。本试验条件下，T1和T3处理籽粒产量无显著差异，均显著高于T2和CK，各处理间穗数无显著差异，T1和T3处理穗粒数显著高于T2和CK，千粒重显著高于CK，与T2处理无显著差异。表明，拔节前喷施调控剂可显著增加小麦穗粒数和千粒重，产量显著高于扬花前喷施调控剂处理，有利于获得高产，在此基础上增加扬花前喷施调控剂，增产效果不显著。综合考虑籽粒产量和生产投入建议仅在拔节前喷施1次调控剂即可。