北疆临冬播小麦品种间生育特性及产量比较

苏文平 王 欢 艾木拉姑丽·库尔班 赵鑫琳薛丽华 章建新 刘 俊 孙诗仁

（1新疆农业大学农学院，830052，新疆乌鲁木齐；2新疆农业科学院粮食作物研究所，830091，新疆乌鲁木齐）

北疆临冬播小麦是指在10月中旬至11月中旬临冬前播种小麦[1-2]，俗称“包蛋麦”。临冬播种较适期播种冬小麦（9月15-25日）晚30～50d。临冬播种小麦以休眠、发芽或1叶期的状态在积雪覆盖下越冬，翌年早春出苗，较春小麦具有早出苗、早成熟等优点[1]，因此，可以降低干热风危害[3-4]，增加产量。此种植方式是解决北疆棉粮倒茬、提高小麦产量的新途径[2]。此外，北疆临冬播种小麦还可利用冬季积雪融水早春出苗，较适期播种的冬小麦可节约冬前灌水（出苗水和越冬水），节水潜力大[5]。临冬播小麦以种芽状态经历漫长冬季低温后出苗，存在出苗率低且不稳定的问题[2,6]。近年，由于倒茬和节水的需要，临冬播小麦种植模式受到重视[7-9]，其技术应用前景广阔。选择适宜小麦品种是临冬播小麦获得高产的前提条件[10]。在内蒙古平原灌区进行春麦冬播，春季田间出苗率较春播小麦有所降低，但根系发达，对低温及干旱的适应性强[6-7]。目前，对北疆临冬播小麦的研究很少[8-9,11]，限制了该小麦种植模式在生产上的应用。本文系统地比较了 18个冬、春小麦品种田间出苗率、生育进程、干物质积累和产量等，为北疆临冬播小麦品种的选择提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验于2019-2020年在新疆农业科学院奇台麦类试验站（奇台县坎儿孜乡）进行。试验材料为12个春小麦品种（宁春4号、宁春55号、宁春50号、宁春4号、宁2038、永良4号、农麦3号、农麦5号、新春6号、新春27号、新春29号、新春48号）和6个冬小麦品种（新冬18号、新冬22号、新冬41号、新冬48号、新冬51号、新冬53号）。

1.2 试验地概况及方法

试验地为壤土，前茬为玉米。0～20cm 土层有机质32.88g/kg、碱解氮128mg/kg、速效磷9.7mg/kg、速效钾454mg/kg。翻地前基施磷酸二铵300kg/hm2，翻地后耙地。种子用4.6%氟唑环菌胺+2.2%咯菌腈+2.2%苯醚甲环唑悬浮种衣剂进行包衣，每个品种取2500g种子分别用 2mL种衣剂包衣。随机区组排列，小区面积12m2（2.0m×6.0m），重复 3次，于2019年11月1日人工开沟精量点播，行距20cm，播种深度约4cm，播种量750万粒/hm2。播种同时，将3个地温计（Micro Lite USB DATA Loggers）埋入4cm（同播种深度）土层内，融雪后取回地温计，以地温计的日最低温度平均值计算2019年12月和2020年1-2月4cm土层的最低温度（图1）。

图1 越冬期日最低地温（4cm深土层）动态Fig.1 Dynamic of daily minimum ground temperature in 4cm soil layer during over-wintering period

冬前不灌水，分别在4月7日、4月25日、5月5日、5月17日、5月28日、6月9日、6月16日、6月29日各灌水和滴水1次，共8次，每次滴水535m3/hm2，累计灌水量4280m3/hm2。分别在4月 25日、5月 5日和 5月 17日随滴水施尿素150kg/hm2，累计施尿素450kg/hm2，5月5日施硫酸二氢钾15kg/hm2。2020年6月28日至7月20日成熟。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 生育进程记录及总茎数动态测定 调查各品种出苗期、出苗率、分蘖期、拔节期、抽穗期、开花期和成熟期。各小区选取具代表性1m样段，分别在4月10日、5月4日、5月16日、5月28日、6月9日和6月22日调查总茎数动态变化。根据出苗数计算出苗率，出苗率（%）=出苗数/播种粒数×100。

1.3.2 叶面积指数、光合势和干物质积累量测定 分别于4月20日、5月5日、5月20日、6月5日、6月20日、7月5日和7月20日在各小区连续选取具代表性单茎30个（切除根系），按长宽系数法计算单茎的平均绿叶叶面积，结合群体总茎数计算各处理的叶面积指数（LAI）和光合势。将测定完的叶以及茎、鞘、穗样品放入烘箱，在105℃下杀青30min，80℃烘至恒重，测定干物质重，结合总茎数计算单位面积干物质积累量。光合势[(m2·d)/m2]=1/2×(L1+L2)×(t2-t1)，其中L1、L2分别为t1、t2时间测定的小麦群体LAI。

1.3.3 产量及相关指标测定 成熟期分别从各小区选取具有代表性的样点3.6m2（1.2m×3.0m）实收测产，最终按照籽粒含水量 13%折算出每公顷产量。同时每小区选取具有代表性的 0.2m2（1.0m×0.2m）植株，用于调查单株生物重、穗粒数和千粒重。

1.4 数据处理

用Excel 2016软件绘图，用SPSS 21.0进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同品种小麦出苗率及生育进程

由表1可见，各小麦品种的出苗期在3月29日-4月13日之间，宁春43号、宁春4号、宁2038、永良4号和新冬41号出苗较早（3月29日），新冬18号出苗较晚（4月13日），其余品种介于两者之间。大部分品种间出苗率差异显著，出苗率在24.00%～62.67%之间，春小麦品种出苗率平均值高于冬小麦品种平均值19.03个百分点，其中宁春50号（62.67%）、宁春 55号（61.73%）和宁春 4号（62.13%）较高，新春29号（24.00%）和新冬48号（25.73%）较低；成熟期在6月28日-7月20日之间，较早熟品种农麦5号和永良4号于6月28日成熟，较晚熟品种新冬22号和新冬51号于7月20日成熟，其余品种的成熟期介于两者之间。生育期在85～106d之间，生育期较短的品种为农麦3号（87d）和农麦 5号（85d），生育期较长的品种为新冬41号（106d）、新冬51号（104d）和新春48号（104d）、新春29号（104d）；春小麦品种平均生育期较冬小麦品种短6d。多数春小麦品种出苗期早于冬小麦品种，且出苗率高于冬小麦品种，生育期短于冬小麦品种，表现早熟。新春48号和新冬41号出苗率分别为45.60%和52.00%，生育期分别为104和106d。

表1 各小麦品种出苗率和生育过程Table 1 Emergence rates and growth process of wheat varieties 月-日 month-day

2.2 不同品种小麦总茎数动态

由图2可知，各品种间基本苗数（4月10日总茎数）存在不同程度差异，宁春50号和宁春4号较高，分别为470.00万和460.00万/hm2，新春29号和新冬48号较低，分别为180.00万和193.00万/hm2。随着生育期的推移，各处理的总茎数均呈现先增加后降低的趋势，并于5月16日或5月28日达峰值。各品种总茎数峰值有差异，总茎数峰值以新冬22号和新冬51号较高，分别为705.00万和610.00万/hm2，新春29号和新冬48号较低，分别450.00万和470.00万/hm2。品种间穗数（6月22日总茎数）相差较大，新春48号和宁2038的成穗数较高，分别为459.00万和462.00万/hm2，新冬53号和新冬51号的成穗数较低，分别为276.00万和300.00万/hm2。各品种间基本苗数、总茎数峰值、成穗数差异较大。综上可知，宁春50号和宁春4号出苗率较高，新春48号和宁2038成穗数较高。新春48号的分蘖成穗高于新冬41号。新春48号和新冬41号基本苗数分别为342.00万和390.00万/hm2，穗数分别为459.0万和365.0万/hm2。

图2 各品种总茎数动态Fig.2 Dynamics of total stem number in different wheat varieties

2.3 不同品种小麦LAI及光合势

由图3可见，各品种间的群体LAI均呈先增后降的变化趋势，在5月20日或6月5日前后达峰值。品种间LAI峰值差异较大，新春48号和新冬41号较高，分别为3.96和3.52，均出现在6月5日，新冬51号较低（2.30），其余品种的LAI峰值介于两者之间；宁春43号、宁春55号、宁春50号、宁春4号、宁2038、永良4号、农麦5号和农麦3号等品种较新春、新冬系列品种生育前期LAI增加快，LAI峰值出现早（5月20日前后），生育后期下降快。

图3 各小麦品种叶面积指数动态Fig.3 Dynamics of LAI in various wheat varieties

由图4可见，新春48号和新冬41号总光合势较高，分别为247.00和231.21(m2·d)/m2，农麦5号和新冬51号较低，分别为136.55和140.90(m2·d)/m2。新春48号和新冬41号的LAI峰值和生育期间总光合势均高于其余品种。

图4 各小麦品种群体光合势动态及总光合势Fig.4 Photosynthetic mass and total photosynthetic potential in various group of wheat varieties

2.4 不同品种小麦干物质积累和经济系数

由图5可见，品种间总干物质积累量有差异，新春48号和新冬41号的总干物质积累量较高，分别为14 209.00和13 374.02kg/hm2；宁春4号和农麦5号较低，分别为8181.76和8305.82kg/hm2，其余品种介于两者之间。

图5 各小麦品种干物质积累动态Fig.5 Dynamics of dry matter accumulation in various wheat varieties

品种间经济系数也有差异（图6），以宁春4号（0.57）、新春48号（0.53）、新冬53号（0.56）和新冬41号（0.50）较高，宁春50号（0.41）和宁春55号（0.42）较低。综上，新春48号和新冬41号的干物质积累量较大，且经济系数也较高。

图6 各小麦品种经济系数Fig.6 Economic coefficients of various wheat varieties

2.5 不同品种小麦产量及其构成因素

由表2可知，大部分品种间产量差异达显著水平。新春48号、新冬41号、新冬48号、新冬18号和新春27号产量较高，平均为6325.92kg/hm2，穗数、穗粒数和千粒重平均分别为404.67万/hm2、31.64、50.88g；农麦5号和新冬51号的产量较低，平均为4138.88kg/hm2，穗数、穗粒数、千粒重的平均值分别为360.00万/hm2、28.33、42.75g；其余品种产量介于两者之间。产量较高品种穗数、穗粒数和千粒重均显著高于产量较低品种，平均值分别增加12.41%、11.68%和18.96%。新春48号和新冬41号产量、穗数和穗粒数均较高。

表2 各小麦品种的产量及产量组成因素Table 2 Yield and yield components of various wheat varieties

3 讨论

内蒙古平原灌区冬播小麦的春季田间出苗率（0.5%～68.7%）在品种间和年份间差异均较大，冬播处理小麦出苗率低，是越冬期间低温冻害导致部分种子活性下降所致[6]。北疆临冬播小麦出苗率多在40.0%～70.0%之间[9-11]，明显低于正常播期的冬、春小麦出苗率（80%以上），是由于正常播期下冬、春小麦大多在适温条件下出苗。而北疆冬播春小麦品种以休眠、1叶期或种芽在积雪覆盖下经过漫长越冬期春季融雪后出苗，在出苗期间种芽受冻害出苗率降低[1,9-10,12]。临冬播小麦春季出苗率受到种芽越冬期间经历最低温的强烈影响。由于临冬播小麦种芽在越冬期间经历温度最低值尚不清楚[1,6,9,11-12]，试验结果可比性差。临冬播小麦越冬期4cm地温最低值为-3.36℃条件下，春、冬性品种临冬播种出苗率分别为 66.8%～74.3%、42.3%～58.5%，春小麦品种的平均出苗率显著高于冬小麦品种[10]。本试验结果表明，临冬播小麦越冬期间经历4cm地温最低值-7.93℃（2020年12月3日）后，出苗率在24.00%～62.67%之间。春小麦品种平均出苗率显著高于冬小麦品种，高出19.03个百分点。并且，宁春、农麦和永良系列品种平均出苗率均明显高于新春系列。可见，选择越冬出苗率高的小麦品种是提高临冬播小麦出苗率的关键措施。对比临冬播小麦越冬期4cm地温最低值-3.36℃的出苗率[10]表明，临冬播小麦种芽越冬期经历较高的温度最低值，有利于提高临冬播小麦的出苗率。此外，本试验在融雪结束后至出苗前无降水，春季气温回升快、持续大风，在3月18日地表形成板结，对麦芽出土不利，影响了试验结果。越冬期间种芽经历越冬最低温不同才是导致临冬播小麦春季出苗率差异大的主要原因。由于受到越冬积雪厚度和播种深度影响，仅用气温往往不能真实反映临冬播种小麦种芽所经历的温度最低值。有关临冬播小麦出苗率与越冬期间的气温最低值、种芽经历温度最低值、降水（雪层厚度）的关系，以及不同小麦品种临冬播种越冬出苗率差异的原因均有待深入研究。

冬小麦品种临冬播种生育期长于春小麦品种，生育期延长、晚熟[10-11]。本研究结果表明，冬小麦品种临冬播种生育期多长于春小麦品种，冬小麦品种的平均生育期较春小麦品种平均值长 6d，表现为晚熟。新春系列品种平均生育期（103d）较长，农麦和永良系列品种的平均生育期（88d）较短，宁春系列品种平均生育期（92d）介于两者之间。可见，即便同是春小麦品种，其临冬播种生育期差异也很大。

新春48号和新冬41号的LAI峰值和生育期间总光合势均显著高于其余品种，并且干物质积累量较大，经济系数较高是其产量明显高于其余品种的原因。虽然宁春系列品种的出苗率较高，且基本苗数较多使最终成穗数较多，但由于其生育期过短，穗粒数较少，最终产量较低。新春48号和新冬 41出苗率虽然低于宁春系列品种，基本苗数分别为342.00万和390.00万/hm2，但穗数接近宁春系列品种，其穗粒数分别为34.90和33.84，较宁春系列品种大幅度增加。可能由于2个品种的生育期较长使穗粒数大幅度增加。临冬播种小麦的高产品种不但越冬出苗率较高，而且具有生育期适中、穗大粒多的特性。

4 结论

各小麦品种在经历越冬期 4cm土层最低地温为-7.93℃条件下，春小麦品种出苗率显著高于冬小麦品种，其中各春小麦品种之间宁春系列品种的出苗率高于新春、农麦和永良系列品种。冬小麦品种的生育期较春小麦品种长6d，且晚熟，新春系列品种的生育期长于农麦、永良及宁春系列品种。综合考虑出苗率、干物质和产量等指标，新春48号和新冬41号较适用于北疆地区临冬小麦的播种。