种植密度对不同小麦品种产量构成及抗倒伏性的影响

卢 杰，董连生，常 成，司红起，马传喜

(安徽农业大学农学院/农业部黄淮南部小麦生物学与遗传育种重点实验室，安徽合肥 230036)

产量构成是决定不同小麦品种产量潜力及适应性的核心要素。郭 瑞等[1]研究表明，1981-2012年间，河南省审定的半冬性小麦品种产量构成因素中，千粒重和穗粒数对产量的贡献最大；审定的春性品种中，穗数对产量的贡献最大。王成社等[2]的研究结果表明，1942―2013年间关中地区育成品种穗数和粒重呈上升趋势，穗粒数变化趋势不明显。品种演变的规律说明，在中低产水平下，增产主要靠单位面积穗数；在高产水平下，增产主要靠穗粒数和千粒重。

在黄淮南部的雨养农业区，特别是大面积砂姜黑土区，由于土质黏重、整地粗放等原因，小麦产量处于中产或中低产水平，增加穗数仍然是提高产量的重要措施[3]，因此在生产上，农民习惯于大播量播种，以保证充足的基本苗数。刘 萍等[4]研究表明，过分强调种植密度增加亦不利于产量增加。邵庆勤等[5]研究发现，小麦种植密度由基本苗300万·hm-2增加到450万·hm-2时，倒伏率及倒伏程度显著上升。可见，每个小麦品种都有其适宜的播种密度，且播种密度取决于土壤肥力、产量水平、气候特点、播种早晚等因素。本研究拟通过分析雨养农业区不同种植密度下小麦品种产量结构的变化规律以及发生倒伏的风险，以期为该地区高产稳产小麦生产及品种选育提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料和试验设计

试验于2014―2015年度和2015―2016年度分别种植于合肥市大杨店高新技术农业示范园(31.90°N，117.2°E，以下简称为大杨)和淮北市濉溪县五铺农场(33.7°N，116.7°E，以下简称为五铺)。2014―2015年度，五铺和大杨试验点播种时间分别为2014年10月12日和10月28日。2015―2016年度，五铺和大杨试验点播种时间分别为2015年10月8日和10月25日。

试验采用两因素裂区设计，以小麦品种为主区，种植密度为副区。供试品种为济麦22、安农0711和烟农19，基本苗分别为225×104株·hm-2(D1)、375×104株·hm-2(D2)、525×104株·hm-2(D3)和675×104株·hm-2(D4)。试验设3次重复，五铺试验点小区为6行区，行距0.22 m，行长8 m；大杨试验点小区为5行区，行距0.25 m，行长4 m。小麦出苗后2叶期定苗。在本试验中氮、磷(P2O5)、钾(K2O)肥和有机肥(有机质≥60%)分别按照207 kg·hm-2、135 kg·hm-2、135 kg·hm-2和750 kg·hm-2施用，其中，磷、钾肥和有机肥作为基肥于播种期一次性施入，氮肥按7∶3比例用于播种期基肥和拔节期追肥。其他田间管理同常规大田种植。

1.2 测定项目和方法

1.2.1 产量相关性状的测定

穗数、穗粒数、千粒重、冬前茎蘖数和最高茎蘖数的测定按照“农作物品种(小麦)区域试验技术规程(NY/T-2007)”进行。试验小区全区收获测产，产量由小区产量折算得出。

1.2.2 倒伏程度和面积的测定

田间遇到风雨发生倒伏时，记录实际发生倒伏的程度和面积。

1.2.3 乳熟期茎秆强度的测定

参照肖世和等[6]的方法，使用浙江杭州托普仪器公司的YYD-1A型便携式茎秆强度仪测定茎秆强度，每份材料选择相邻、长势一致的5个单茎，于中部捆扎，将茎秆强度仪垂直作用于茎秆捆扎点，均匀用力，使茎秆与地面呈45度角，记录仪器峰值，3次重复，以5个茎秆测量值评价供试品种的茎秆强度大小。

1.2.4 倒伏指数的测定

于乳熟期，参照王 勇等[7]的方法测定供试品种植株重心高度、单茎鲜重、单茎基部第二节间的茎秆折断力。倒伏指数=(重心高度×单茎鲜重)/单茎基部第二节间的茎秆折断力。

1.3 数据分析与处理

利用Excel 2007和SPSS 19.0软件对试验数据进行处理和统计分析，采用LSD最小显著差异法进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 种植密度对不同小麦品种分蘖特性的影响

由表1可以看出，2015年五铺试验点，随种植密度的增加，供试品种冬前茎蘖数和最高茎蘖数均呈上升趋势，在D4处理下达到最高值，其中，济麦22和安农0711 D4处理的冬前茎蘖数和最高茎蘖数均与D1、D2处理间差异显著，而与D3处理间差异不显著；烟农19 D4处理的冬前茎蘖数和最高茎蘖数与其他处理间差异均显著，且冬前茎蘖数在D2和D3处理间差异不显著，最高茎蘖数在D1、D2和D3处理间差异不显著。供试品种的成穗率在D4处理下最低，且与D1处理差异均显著，其中，济麦22和烟农19在 D2处理下成穗率最高，安农0711在D1处理下成穗率 最高。

2015年大杨试验点，随种植密度的增加，供试品种的冬前茎蘖数均呈上升趋势，除安农0711在D4处理与D3处理间差异不显著外，济麦22和烟农19在D4处理与其他处理间差异均显著，且3个品种在D2和D3处理间差异均不显著。最高茎蘖数受品种影响较大，其中济麦22在不同处理间差异不显著；安农0711在D3处理下最高茎蘖数最高，且与D4处理间差异显著，而与D1、D2处理间差异不显著；烟农19的最高茎蘖数在D2处理下最高，且与D1、D3处理间差异显著，而与D4处理间差异不显著。济麦22的成穗率在D2处理下最高，且与D3处理间差异显著；安农0711的成穗率在D4处理下最高，且与其他处理间差异均显著；烟农19的成穗率在不同处理间差异均不显著。

表1 种植密度对不同小麦品种分蘖特性的影响(2015年)Table 1 Effects of planting density on tillering characteristics of different wheat varieties (2015)

方差分析结果显示，密度单因素对五铺和大杨试验点冬前茎蘖数的影响达到极显著水平，密度对冬前茎蘖数的影响大于品种；品种单因素对两试验点最高茎蘖数的影响均达到极显著水平，密度单因素对五铺试验点最高茎蘖数达到极显著水平，对大杨试验点最高茎蘖数达到显著水平；品种和密度单因素对五铺和大杨试验点成穗率均达到极显著水平，品种对成穗率的影响大于密度。品种与密度互作对五铺试验点冬前茎蘖数和最高茎蘖数的影响不显著，而对大杨试验点冬前茎蘖数和最高茎蘖数的影响达到显著水平；品种与密度互作对五铺试验点和大杨试验点成穗率的影响均达到极显著水平。

2.2 种植密度对不同小麦品种产量性状的影响

由表2可以看出，2015年，供试品种的产量在不同处理间差异均不显著。济麦22的穗数在D3处理下最高，且与D2处理间差异不显著，与D1、D4处理间差异显著；千粒重在D3处理下最低，且与D4处理间差异不显著，与D1、D2处理间差异显著；穗粒数在不同处理间差异均不显著。安农0711的穗数、穗粒数和千粒重在不同处理间差异均不显著。烟农19的穗数和千粒重在不同处理间差异均不显著，穗粒数在D1处理下最高，且与其他处理间差异显著，且D1、D2和D3处理之间差异不显著。

2016年，供试品种的产量在不同处理间差异均不显著。供试品种的穗数均在D4处理下最高，且与D3处理间差异均不显著，与D1、D2处理间差异显著。供试品种的穗粒数均在D1处理下最高，且济麦22 D1处理的穗粒数与D2处理间差异不显著，而与D3、D4处理间差异显著；安农0711和烟农19 D1处理的穗粒数与其他处理间差异均显著。供试品种的千粒重在不同处理间差异均不显著。

方差分析结果显示，在五铺试验点，2015和2016年密度单因素对穗数的影响均达到极显著水平，密度对穗数的影响大于品种；2015和2016年品种单因素对穗粒数的影响均达到极显著水平，密度单因素对2015年穗粒数的影响达到显著水平，对2016年穗粒数的影响达到极显著水平，且2016年密度对穗粒数的影响大于品种；2015和2016年品种单因素对千粒重影响均达到极显著水平，密度单因素对千粒重的影响均达到显著水平，品种单因素对千粒重的影响大于密度。2015和2016年品种单因素对产量的影响均达到极显著水平，而密度单因素对产量无显著影响；品种与密度互作对穗数、穗粒数、千粒重和产量的影响均不显著。

表2 种植密度对不同小麦品种产量相关性状的影响(五铺，2015和2016年)Table 2 Effect of planting density on grain yield traits of different wheat varieties(Wupu, 2015 and 2016)

表3 种植密度对不同小麦品种产量性状的影响(大杨，2015年)Table 3 Effect of planting density on grain yield traits of different wheat varieties(Dayang,2015)

表4 种植密度对不同小麦品种茎秆特性及抗倒伏性影响(2016年)Table 4 Effect of planting density on stem strength and lodging resistance of different wheat varieties (2016)

由表3可以看出，2015年大杨试验点，除安农0711的穗数外，安农0711的穗粒数和千粒重以及其他品种的穗数、穗粒数和千粒重在四种密度处理间差异均不显著。安农0711的穗数在D4处理下最高，且与D1、D2处理间差异显著，与D3处理间差异不显著。方差分析结果显示，品种单因素对穗数的影响达到极显著水平，对穗粒数和千粒重的影响达到极显著水平，对产量的影响不显著；密度单因素对穗粒数的影响达到极显著水平，对千粒重和产量的影响达到显著水平，对穗数的影响不显著；品种与密度互作对穗数的影响达到显著水平，对穗粒数、千粒重和产量的影响均不 显著。

2.3 种植密度对不同小麦品种茎秆特性及抗倒伏性的影响

从表4可以看出，随密度的增加，五铺和大杨试验点供试品种的茎秆强度大体上呈下降趋势，倒伏指数呈先升后降的趋势，茎秆强度偏低的品种发生倒伏的面积较大。五铺试验点，供试品种的茎秆强度均在D1处理下最大，其中，济麦22和安农0711 D1处理的茎秆强度与D2、D3和D4处理间差异显著，且D2、D3和D4处理间差异不显著；烟农19 D1处理的茎秆强度与D2处理间差异不显著，与D3、D4处理间差异显著；大杨试验点，供试品种的茎秆强度在不同处理间差异均不显著。除五铺试验点烟农19 D3处理的倒伏指数与D1、D2处理间差异显著外，其余品种在不同处理间差异均不显著。方差分析结果显示，品种单因素对五铺和大杨试验点茎秆强度的影响均达到极显著水平，密度单因素仅对五铺试验点茎秆强度的影响达到极显著水平，对大杨试验点无显著影响；品种单因素对五铺试验点倒伏指数和大杨试验点倒伏面积的影响均达到极显著水平，而密度对二者的影响达到显著水平。品种与密度互作对五铺和大杨试验点茎秆强度、倒伏指数和倒伏面积的影响均不显著。

3 讨 论

在安徽淮北地区，一是因为砂姜黑土整地粗放需要增加播种量；二是要利用10月上旬适宜的墒情而选择较早的播期；三是为了预防早播冬季冻害而选择半冬性或偏冬性的品种[8]，这三方面措施均有利于增加冬前茎蘖数。从近几年小麦生产实践可以看出，冬前分蘖比例大的品种，分蘖成穗率高，结实性好，比春生分蘖强的品种具有明显的优势，然而，这些品种往往是一些半冬偏春性的品种，所以对其抗寒性的要求较高。综上所述，由于冬前茎蘖发生与越冬至拔节期茎蘖发生的补偿关系，种植密度对单位面积穗数的影响在很大程度上取决于品种的特点和栽培环境的生产潜力。五铺试验点，冬前分蘖、春季分蘖和成穗率有很大的回旋余地；大杨试验点，产量水平较低，单位面积能承载的穗数有限。在安徽的沿淮及淮河以南地区，由于播种期推迟，农民往往采用较高的播种密度，但是单纯依靠增加播种密度并不能增加穗数，种植密度、冬前和春后分蘖发生率、分蘖成穗率三者往往是相互制约和补充，决定了单位面积穗数[9]。

张明伟等[10]研究认为，播种密度过大，穗粒数和千粒重下降，对产量的负面影响增大。在五铺试验点连续两年的试验中，随种植密度的增大，供试材料的穗粒数和千粒重出现了不同程度的下降，但产量表现出一定的稳定性，表明不同种植密度对供试品种产量结构表现出较强的缓冲性。

雨养农业区小麦生产的重要风险是大面积的倒伏，不仅影响产量，而且增加机械收割成本。抗倒伏是品种高产稳产的重要保证，受种植密度、栽培环境和品种遗传特性的影响[11-14]。本研究中，供试品种随着播种密度的增加，茎秆强度下降，倒伏指数增加，但品种间存在差异。安农0711具有较好的抗倒伏能力，淮北地区农户采用窄行大播量种植时，选用该品种，可在更大群体穗数的基础上保证较低的倒伏风险。

综上所述，在非灌溉农业区，小麦可通过增加冬前分蘖、春生分蘖等多种途径形成足够的穗数。在实际小麦生产上，为了避免群体过高带来的倒伏危险，可选择茎秆强度高、抗倒伏的品种以充分发挥穗粒数和千粒重的潜力，最终获得高产。