播期和密度对江苏淮北强筋小麦籽粒产量和品质的影响

金彦刚，丁锦峰,2，袁 权，夏中华，殷 静，杨永乐，刘海浪，任仰涛，陈 伟，李珍富，赵其兵，卫万娟，郑雅月

（1江苏瑞华农业科技有限公司/江苏省小麦商业化育种工程技术研究中心，江苏宿迁 223800；2扬州大学江苏省作物遗传生理国家重点实验室培育点/粮食作物现代产业技术协同创新中心/扬州大学小麦研究中心，江苏扬州 225009；3江苏农民培训学院，江苏宿迁 223800；4宿迁国家粮食储备有限公司，江苏宿迁 223800）

0 引言

江苏淮北麦区地处淮河和苏北灌溉总渠以北，属于黄淮麦区东南边缘[1]。该区多为平原，面积占江苏省土地面积的35%，不仅是江苏小麦主产区、高产区，还是优质中筋、强筋白粒小麦优势产区[2]。目前，适应该区生态生产条件、协同高产优质的小麦栽培技术研究还不足。

大量研究已经明确了播期、密度等栽培措施对小麦籽粒产量和品质的影响效应，并针对不同生态区域提出了适宜播期和密度。马尚宇等[3]在安徽淮北麦区的宿州市进行试验，认为晚播因降低了光合生产量、穗数、每穗粒数和千粒重导致减产，适度增加密度可以提高穗数和干物质积累量，并提出了该地区获得高产的适宜播期、播种密度和肥料施用技术。范金萍等[4]在江苏里下河地区研究表明适期播种能够提高小麦蛋白质含量和干、湿面筋含量，晚播延长了面团时间，提出了该区域优质生产的适宜播期。针对江苏沿江、沿海的弱筋小麦优势产区，已有研究明确了该区弱筋小麦协同高产优质的适宜播期，认为适当推迟播种期有利于产量提高和弱筋形成[5]。增加密度促进了弱筋小麦籽粒产量，但不利于提升籽粒品质；但亦有研究表明一定范围内随密度增加，产量提高、蛋白质含量下降，密度再增加则呈相反趋势[6]。说明播期和密度对籽粒产量和品质的影响因种植生态和品种类型而不尽相同。本研究在江苏淮北麦区，以强筋小麦品种‘瑞华麦506’为材料，分析了播期和密度对温光利用、籽粒产量及其结构和籽粒品质的影响，以期提出协同优质高产的适宜播期和密度，为江苏淮北地区小麦大面积提质增效生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验时间、地点

试验于2019—2020年在江苏瑞华农业淮北试验站进行。基地位于江苏淮北麦区，常年降水为892.3mm。试验田为沙壤土，前茬为玉米。播种前土壤全氮含量为2.16 g/kg、碱解氮含量为110.67 mg/kg、速效磷含量为20.65 mg/kg、速效钾含量为91.85 mg/kg、有机质含量为31.80 g/kg。

1.2 试验材料

供试材料为优质强筋小麦品种‘瑞华麦506’，由江苏瑞华农业科技有限公司提供。

1.3 试验设计

试验采用二因素裂区设计，以播期为主裂区，设10月5日(10/5)、10月15日(10/15)、10月25日(10/25)、11月4日(11/4)和11月14日(11/14)；种植密度为裂区，设2.1×106/hm2、2.7×106/hm2和3.3×106/hm2，共15个处理。播种采用人工条播，行距20 cm，行长7 m。于3叶期定苗。纯氮、磷(P2O5)、钾(K2O)肥施用量分别为270、120、120 kg/hm2，氮肥于播种前（基肥）施用50%，5叶期（壮蘖肥）施用20%，倒3叶期（拔节肥）和倒1叶期（孕穗肥）分别施用30%；磷、钾肥于播种前全部施用。每个处理面积12.6 m2，重复3次。播种后喷水确保齐苗，其他时期未进行灌水和病虫草控制同当地大田管理。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 茎蘖数动态 分别于越冬始期和拔节期调查1.6 m2田间茎蘖数。

1.4.2 产量及产量结构 于成熟期每小区调查1.6 m2穗数并收获，考察每穗结实粒数，脱粒自然晾干，数1000粒称重并测量含水率，换为含水率13%时千粒重(g)和产量(kg/hm2)，重复3次。

1.4.3 籽粒品质 容重、蛋白质含量、湿面筋含量、硬度指数、吸水率和稳定时间采用波通瑞华科学仪器（北京）有限公司（瑞典perten）生产的DA7200型近红外分析仪进行测定。

1.5 数据处理

采用Microsoft Excel 16和DPS 2006软件处理数据和进行方差分析，Microsoft Excel 16软件进行作图。

2 结果与分析

2.1 播期对温光资源利用的影响

随着播期延迟，小麦整个生育期缩短，累积积温和日照时数减少，但对日均积温、日均日照时数和总降水量影响较小（表1）。相关性分析结果显示，晚播天数与生育期天数式(1)、累积积温式(2)和日照时数式(3)均呈显著线性负相关关系。进一步分析表明，每晚播种10天，生育期缩短8.5天、积温减少108℃、日照时数减少38 h。

延迟播期，由于减少了日均有效积温，增加了播种至出苗天数以满足足够的出苗积温要求；缩短了出苗至越冬始期生育天数，减少了该生育阶段的日均积累、累积积温和累积日照时数；延长了越冬始期至拔节期生育天数，增加了累积积温和累积日照时数；未影响拔节期至开花期天数，但增加了日均积温和日照时数、累积积温和日照时数；减少了开花期至成熟期天数，增加了日均积温，但累积积温、日均日照时数和累积日照时数变化较小（表1）。表明，迟播限制了出苗至越冬始期和花后阶段的植株生长发育时间和光照资源利用，还大幅减少了出苗至越冬始期的热量资源利用。

表1 不同播期下主要生育阶段和整个生育期对温光资源的利用

续表1

2.2 播期和密度对籽粒产量的影响

播期和密度及其互作均显著影响籽粒产量（表2）。播期由10月5日延迟至11月14日，籽粒产量表现为先增加后下降，表现：10月15日＞10月5日＞10月25日＞11月4日＞11月14日，处理间差异显著（表3）。进一步分析表明，由10月15日至11月14日，播种每延迟10天，籽粒产量平均损失约700 kg/hm2。密度由 2.1×106/hm2增加至2.7×106/hm2，籽粒产量显著提高，但进一步增加至3.3×106/hm2，籽粒产量未显著变化。在播期10月5日条件下，增加密度未显著影响籽粒产量，但进一步增加反而显著降低产量；在播期10月5日条件下，随密度增加，籽粒产量表现为先增加后减少；而播期延迟到10月25日及其之后，密度增加，籽粒产量均显著提高（表4）。综合而言，在不同播期和密度处理组合中，以10月15日和2.7×106/hm2组合籽粒产量最高，显著高于其他组合。

表2 播期和密度对籽粒产量、群体茎蘖数和产量构成影响的方差分析

表3 播期和密度对籽粒产量、群体茎蘖数和产量构成的影响

表4 播期和密度处理组合对籽粒产量、群体茎蘖数和产量构成的影响

2.3 播期和密度对产量构成的影响

方差分析表明，播期和密度及其互作均显著影响穗数、每穗粒数和千粒重（表2）。播期由10月5日延迟至11月14日，穗数显著减少（表3）。播期每延迟10天，穗数减少约3.85×105/hm2。每穗粒数在不同播期间表现为：10月5日播种每穗粒数最少，10月15日与之后各播期间差异均不显著，以最晚播期11月4日和11月14日相对较高。千粒重随播期延迟，表现为先增加后下降，以播期10月15日显著最高。上述结果表明，早播虽然穗数较多，但每穗粒数和千粒重较低；10月15日播种穗数、每穗粒数和千粒重均较高；晚播条件下产量构成三要素难以高水平协调。密度由2.1×106/hm2增加至3.3×106/hm2，穗数逐渐增加，每穗粒数逐渐减少，处理间差异均显著。千粒重在密度2.1×106/hm2和2.7×106/hm2间差异不显著，均显著高于密度3.3×106/hm2。表明，密度2.7×106/hm2易于穗数、每穗粒数和千粒重协同提高。综合而言，穗数在10月5日和3.3×106/hm2处理组合下最高，但每穗粒数和千粒重显著低于处理组合；每穗粒数和千粒重10月15日和2.7×106/hm2处理组合下均较高（表4）。说明，在足够穗数基础上，提高每穗粒数和千粒重是高产的关键。‘瑞华麦506’在江苏淮北地区实现9000 kg/hm2产量水平要求穗数达(6.5～7.0)×106/hm2、每穗 33～34 粒和千粒重 42.5～44.5 g。

2.4 播期和密度对群体茎蘖数的影响

方差分析表明，播期和密度及其互作均显著影响越冬始期和拔节期茎蘖数（表2）。播期由10月5日延迟至11月14日，越冬始期和拔节期茎蘖数逐渐减少，处理间差异显著（表3）。随播期的延迟，茎蘖发生数量减少量逐渐扩大，越冬期茎蘖数由10月5日延迟至10月15日减少仅5.4×105/hm2，扩大到11月4日延迟至11月14日减少2.8×105/hm2。随密度的增加，越冬始期和拔节期茎蘖数均成扩大趋势，处理间差异显著。总体而言，10月5日至25日播种条件下，增加密度对提升茎蘖数量更明显，每增加0.6×106/hm2播种密度越冬始期茎蘖数增加1.44～2.26×106/hm2；而11月4日和14日播种条件下，密度增加对提升茎蘖数量较少，每增加0.6×106/hm2播种密度越冬始期茎蘖数增加1.23～1.68×106/hm2（表4）。相关性分析表明，越冬始期和拔节期茎蘖数与穗数均成显著线性正相关关系(r=0.96，P＜0.01；r=0.97，P＜0.01)。上述结果指示穗数的增加主要依赖于提高茎蘖发生数量。

2.5 播期和密度对籽粒品质的影响

由表5可知，播期显著影响籽粒容重、蛋白质含量、湿面筋含量、吸水率和温度时间，密度仅显著影响籽粒蛋白质含量，播期与密度互作未显著影响测定的籽粒品质指标。随播期延迟，籽粒容重、蛋白糊含量、湿面筋含量和稳定时间均呈增加趋势，而吸水率呈下降趋势，不同播期处理间差异均达显著性差异。密度由2.1×106/hm2增加至3.3×106/hm2，籽粒蛋白质含量呈下降趋势，处理间差异显著。总体而言，依据国家标准《小麦品种品质分类》(GB/T 17320—1998)，本试验条件下‘瑞华麦506’在不同播期和密度处理下均达到了优质强筋小麦品种品质要求。

表5 播期和密度对籽粒品质影响的方差分析

表6 播期和密度对籽粒品质的影响

4 讨论与结论

前人研究认为延迟播期会造成生育期缩短，播种至拔节期最为明显，花后籽粒灌浆期持续时间减少[7-8]。本研究结果与前人基本一致，表明播期延迟会缩短出苗至越冬始期天数和开花期至成熟期天数，造成生育期缩短。前人关于播期影响小麦温光利用的报道较少，季书勤等[9]研究表明晚播会增加了播种至生理拔节期的日均温，因此缩短此期的持续天数。本研究结果显示，延迟播种会减少出苗至越冬始期和花后阶段小麦对光照资源的利用量，还大幅减少了出苗至越冬始期热量资源的利用。孙建军等[10]研究提出不同品种类型水稻全生育期的积温、日照时数及温光利用率均随播期推迟呈显著减少趋势。虽然作物不同，但本研究得出了类似结果，晚播天数与生育期天数、累积积温和日照时数均呈显著线性负相关关系，并进一步提出播期影响小麦利用温光资源的量化特征。

播期和密度均显著影响籽粒产量和品质。通常认为，随播期延迟和密度增加，籽粒产量呈先增后降趋势，但播期和密度的影响效应却依品种品质类型或生态条件差异报道不一[3-6]。因而，播期和密度存在实现高产优质协同的适宜区间。本研究结果表明，随播期推迟，籽粒产量先增后降，容重、籽粒蛋白质含量、湿面筋含量和面团稳定时间表现出增加趋势。表明，适当晚播有助于强筋小麦籽粒品质提升，但不利于高产。这与前人结果基本一致，兰涛等[11]认为晚播较早播和适播提高了蛋白质含量，但籽粒产量和烘烤品质有所下降；张翼等[12]研究表明籽粒蛋白质含量随播期推迟而提高，但蛋白质组分表现不一，籽粒产量下降。上述结果暗示了虽然适当晚播提升了强筋小麦蛋白含量，但可能不利于蛋白质量进而影响食品加工品质。因此，对于播期和密度如何影响小麦面制食品加工的适用程度还有待进一步研究。

徐晖等[13]在长江中下游地区扬州开展试验，提出播期10月28日至11月2日配套密度1.6～1.8×106/hm2有助于高产氮高效。李豪圣等[14]提出黄淮麦区山东南部小麦高产的适宜播期为10月8日至14日、密度范围为1.8～2.4×106/hm2。张翼等[12]提出10月18日前后黄淮麦区实现强筋小麦优质生产的适宜播期。本研究所在区域介于长江中下游和山东南部之间，综合考虑高产和优质，提出10月15日播种、采用2.7×106/hm2密度是江苏淮北强筋小麦生产的适宜组合，可为该区域生产提供重要支撑。

本研究结果显示随播期延迟，生育前期茎蘖数和最终穗数逐渐减少，但每穗粒数和千粒重不同程度增加，籽粒产量则表现为先增加后下降。虽然增加密度提高了穗数，但也降低了每穗粒数和千粒重，导致产量增幅有限。表明，足穗基础上协同提高单穗产量是江苏淮北小麦高产的途径。丁锦峰等[15]在长江中下游地区开展研究，认为小麦超高产群体穗数、每穗粒数及千粒重均高于高产群体，但差异均不显著；并提出高产栽培途径是合理确定群体起点获得适宜穗数，在此基础上主攻每穗粒数与千粒重，使三者协调增加。本研究小麦群体产量水平虽然达到了9000 kg/hm2，但如何进一步提升产量潜力还待研究。本研究结果还表明，穗数的提高依赖于生育早期的茎蘖发生数，这又与冬前幼苗是否能充分利用温光资源密切相关。前人研究明确了随播期推迟，总分蘖数和成穗数逐渐减少[7]。有研究分析指出播种至出苗和分蘖至抽穗天数与温度呈极显著负相关，出苗至分蘖和开花至成熟天数与平均日照时间呈显著负相关[16]，可见生育进程和植株发育与光温资源利用密切相关。此外，兰涛等[11]研究发现小麦灌浆期间不同的日均温、日较差、降雨量及光照可以改变籽粒品质性状间的相关性，甚至使正相关变为负相关，指示了灌浆期温光资源利用密切影响了籽粒品质形成。本研究亦分析了播期对花后光温资源利用的影响，表明晚播增加了花后日均积温，这是否与蛋白质含量增加有关还待明确。本研究采用了‘瑞华麦506’为材料进行试验，该材料分蘖能力强、具有多穗型特征，对于其他穗型特征品种的优质高产栽培技术和途径还需探明。

综上所述，播期延迟会减少全生育期温光资源利用，关键降低了出苗至越冬始期累积积温和日照时数以及花后累积日照时数。每晚播种10天，生育期、积温、日照时数和穗数分别减少8.5天、108℃、38 h、和3.85×105/hm2，产量损失700 kg/hm2。可见，适期播种有利于冬前幼苗充分利用温光资源，是足蘖、足穗、高产的基础。晚播可增加籽粒容重、蛋白质含量、湿面筋含量和面团稳定时间，密度未显著影响籽粒品质。10月15日播种、采用2.7×106/hm2密度是江苏淮北强筋小麦协同高产优质的适宜组合。