小麦新品种‘云麦110’产量和品质性状对不同种植密度的响应

丁明亮，刘 佳，李绍祥，杨忠慧，白应文，张艳军，李宏生，熊世安，杨木军，刘 琨

（1云南省农业科学院粮食作物研究所，昆明 650205；2中国农业大学植物保护学院植物病理学系，农业农村部作物有害生物监测与绿色防控重点开放实验室，北京 100193；3玉溪市农业科学院，云南玉溪 653100；4宝鸡市农业技术推广服务中心，陕西宝鸡 721001；5镇雄县种子管理站，云南镇雄 657200）

0 引言

小麦作为全世界30%以上人口的能量来源而广泛种植于世界各地，中国是全球小麦种植面积和产量最大的国家，其总产量占世界小麦总产量的17%以上，同时占中国粮食总产量的20.05%，因此中国小麦不仅保障本国的粮食安全起到了至关重要的作用且对世界粮食安全贡献也是不可估量的[1]。近年来中国小麦总产量屡创新高，成绩的取得离不开小麦育种者对高产品种的选育及小麦栽培研究者对高产栽培措施研究与应用。种植密度是小麦众多栽培措施中影响其产量与品质非常重要的制约因素之一，因为适宜的种植密度更有利于合理的小麦群体结构的建成，进而协调发展产量三要素以实现高产的目标[2]。因此，研究新品种与之相适应的种植密度对其实现高产具有重要意义。目前，对于研究小麦实现高产的种植密度这一关键栽培措施对小麦产量与品质的影响有较多的报道，但是研究结果却众说纷纭[2-11]。多年来，小麦产量及其构成要素有效穗、穗粒数与千粒重对种植密度响应的相关报道主要存在以下观点：刘莹等[2]认为小麦种植密度对有效穗数与穗粒数的影响显著，但对千粒重与籽粒产量的影响不显著；郭瑞等[5]、王安邦等[6]、林坤等[7]、任杰成等[8]认为小麦种植密度对产量及其构成要素有效穗、穗粒数与千粒重均存在显著影响，其中王安邦等[6]、林坤等[7]和任杰成等[8]一致发现小麦籽粒产量随着种植密度的增加呈现出先增加后降低的趋势，然而郭瑞等[5]发现小麦籽粒产量随着种植密度的增加呈现出下降的趋势。同时，针对小麦品质性状对种植密度的响应也存在不同观念：王安邦等[10]认为小麦蛋白质含量、湿面筋含量和沉淀值随着种植密度的增加均呈现出上升趋势，但不同种植密度对这3个品质性状的影响不显著；杨永乐等[9]认为小麦蛋白质含量随着种植密度的增加呈现出显著下降的趋势，然而湿面筋含量和稳定时间对种植密度的响应不大；郭瑞等[5]认为蛋白质含量和湿面筋含量随着小麦种植密度的增加呈现缓慢上升趋势，但是吸水率和面团稳定时间对种植密度的响应不大；刘莹等[2]和姚金保等[11]一致认为种植密度对小麦的品质指标影响均不显著。造成不同研究者认为小麦产量和品质对种植密度的响应研究结果存在一定差异的主要原因可能是各自的研究对象小麦品种的遗传特性及其种植区域存在较大差异所致[2,4]。‘云麦110’是2021年云南省审定的第一个利用双单倍体育种技术与杂交育种技术相结合而选育的小麦新品种，该品种不仅丰产性和稳产性较好，还表现出高抗条锈病、高抗白粉病和中抗叶锈病的优异抗病特性，同时拥有大穗大粒的典型特征。由于云南生态气候复杂多样，如何科学合理地运用栽培技术促进该品种在云南不同生态区推广应用时实现高产与稳产，并促进其品质的协同提升，急需进一步研究其相适应的栽培措施。因此，本研究以‘云麦110’为试验材料，研究不同种植密度对该品种产量和品质的影响以探明小麦新品种‘云麦110’产量性状和品质性状对种植密度的响应规律，旨在为该品种在云南省大面积推广确定合理的种植密度提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为小麦新品种‘云麦110’，该品种不仅具有高产稳产的特征，同时兼抗条锈病、白粉病与叶锈病三大主要病害，于2021年通过云南省小麦品种审定委员会审定，适宜在海拔900～2000 m以下地区种植。

1.2 试验设计

本试验在2020—2021年度设置于云南省玉溪市研和镇玉溪市农业科学院贾井试验基地（海拔1615.2 m，东经102°17′52″，北纬24°10′3″）进行。试验田的土质为沙壤土，地势平坦且地力均匀，前茬作物为水稻。本试验采取单因素随机区组设计，设置基本苗每公顷330 万(Ⅰ)、300 万(Ⅱ)、270 万(Ⅲ)、240万(Ⅳ)、210万(Ⅴ)和180万(Ⅵ)6个处理，3次重复，共18个小区。小区长4.09 m，宽1.63 m，行距0.233 m，7行区，小区间距0.40 m，小区面积6.66 m2，设置1 m宽保护行。田间管理按云南省小麦区域试验玉溪市红塔区试验点种植方式管理，300 kg/hm2的普钙和尿素150 kg/hm2作为种肥、300 kg/hm2的尿素作为分蘖肥和300 kg/hm2的尿素作为拔节肥进行施用，整个生育期防虫不防病。

1.3 测定项目与方法

待各个处理的‘云麦110’均出苗后，调查基本苗，并对每个小区定苗至设定种植密度。从第三叶开始，调查‘云麦110’各个处理的茎蘖数，直至第八叶。成熟期调查各个处理的产量(kg/hm2)、穗粒数（粒）、千粒重(g)、有效穗(×104/hm2)、成穗率(%)和株高(cm)，各性状的调查方法按照农作物品种（小麦）区域试验技术规程执行，最后产量按小区产量折算成每公顷的产量。

粒型性状的测定：在云南省水稻改良重点实验室进行，利用万深SC-G型自动考种分析及千粒重仪对不同种植密度下收获的‘云麦110’的籽粒的粒型性状进行测定，每个处理测量200粒以上，包括面积(mm2)、周长(mm)、长宽比、粒长(mm)和粒宽(mm)共5个粒型性状。

品质性状的测定：在国家小麦改良中心云南分中心进行，采用瑞典Perten公司的DA7200近红外品质分析仪对不同种植密度下收获的‘云麦110’的籽粒主要品质指标进行测定，具体操作参考陈泠等[12]的方法完成对各品质参数的测定，包括：蛋白质含量(%)、湿面筋含量(%)、吸水率(%)、容重(g/L)、稳定时间(min)、形成时间(min)、硬度值(%)、沉降值(mL)和出粉率(%)共 9个品质性状。

1.4 数据处理

各性状数据采用DPS 9.50数据分析系统进行统计分析及Duncan's新复极差法方差分析，并用Microsoft Excel 2010进行数据整理和作图。

2 结果与分析

2.1 ‘云麦110’产量性状对不同种植密度的响应

‘云麦110’在不同种植密度下其产量及产量相关性状田间表现结果见表1，可知：在每公顷180～330万基本苗的种植密度范围内该品种的产量变幅为5569.95～6435.00 kg/hm2，变异系数为5.02%，其中在处理Ⅲ即种植密度为每公顷270万基本苗时产量最高，总体而言‘云麦110’的产量对不同种植密度的响应表现为随种植密度的增加呈现先显著上升后不显著下降的趋势；该品种的产量三要素对不同种植密度的响应表现为：不同种植密度对该品种的产量三要素穗粒数、千粒重与有效穗均有显著影响，其中有效穗变异系数最大为10.07%，其次为穗粒数和千粒重，总体而言该品种的产量三要素对不同种植密度的响应表现为穗粒数随种植密度的增加呈现显著下降的趋势，有效穗随种植密度的增加呈现显著上升的趋势，千粒重随种植密度的增加呈现先显著下降后显著上升再不显著下降的趋势；该品种的最高茎蘖数对不同种植密度的响应最为强烈，表现为随种植密度的增加呈现极显著上升的趋势，但是成穗率对不同种植密度的响应较小，表现为随种植密度的增加呈现不显著下降的趋势；‘云麦110’的株高对不同种植密度的响应较小，表现为随种植密度的增加呈现小幅度的波动，变异系数仅1.73%。综上所述，‘云麦110’在每公顷270万基本苗时产量最高，且产量三要素表现相对协调合理，成穗率最高，且株高适宜，是最适合的种植密度。

表1 不同种植密度下‘云麦110’产量性状表现

2.2 ‘云麦110’不同发育进程茎蘖数对不同种植密度的响应

小麦不同发育进程的茎蘖数消长并最终发育成穗的过程是一个极其复杂的生物学过程，容易受到品种特性、栽培措施等因素的影响，因此促进分蘖成穗保障较高的成穗率进而获得较高的单位面积有效穗是获得高产的基础[13][14]。‘云麦110’在不同种植密度下不同发育进程茎蘖数的消长结果见表2和图1。可见：‘云麦110’在不同发育进程中茎蘖数的消长随着叶龄的增加呈现先上升后下降的趋势，其中四叶期茎蘖数变异系数最大和八叶期茎蘖数变异系数最小，并且处理Ⅰ即每公顷330万基本苗时最高茎蘖数提前至六叶期，其余种植密度均在七叶期茎蘖数达到顶峰；不同种植密度对‘云麦110’不同发育进程茎蘖数的影响较大，四叶期茎蘖数变异系数最大为20.05%，八叶期茎蘖数变异系数最小为9.79%，且三叶期、四叶期、五叶期、六叶期和七叶期的茎蘖数在不同种植密度下差异极显著，但是八叶期的茎蘖数在不同种植密度下差异却不显著；该品种三叶期至七叶期茎蘖数对不同种植密度的响应一致表现为随种植密度的增加呈现先极显著上升后极显著下降的趋势，而八叶期茎蘖数对不同种植密度的响应表现为随种植密度的增加呈现先不显著上升后不显著下降再不显著上升的趋势；在每公顷180～330万基本苗的种植密度范围内，处理Ⅲ即种植密度为每公顷270万基本苗时该品种的茎蘖消长最为平缓，且成穗率最高。因此，‘云麦110’的早期发育进程的茎蘖数对不同种植密度的响应较强，后期发育进程的茎蘖数对不同种植密度的响应较弱，且每公顷270万基本苗时该品种的茎蘖消长最为合理。

表2 不同种植密度下‘云麦110’在不同发育进程中茎蘖数表现

图1 不同种植密度下‘云麦110’不同发育进程茎蘖数的消长

2.3 ‘云麦110’粒型性状对不同种植密度的响应

小麦粒型性状包括籽粒大小和形状，粒型性状不仅是影响产量三要素之一千粒重高低的重要因素，同时还是小麦品质检测的重要指标[15]。因此，研究‘云麦110’粒型性状对不同种植密度的响应对该品种产量提高和品质具有指导意义。‘云麦110’在不同种植密度下粒型性状结果见表3，可见：不同种植密度对该品种粒型性状的影响较小，面积、长宽比、粒长和粒宽4个粒型性状在不同种植密度下差异均不显著，仅周长在不同种植密度下差异显著；籽粒面积的变异系数最大，粒长变异系数最小为0.34%；该品种的5个粒型性状对不同种植密度的响应表现为籽粒周长随种植密度的增加呈现先显著下降后显著上升再不显著下降的趋势，其余4个粒型性状对不同种植密度的响应较小，均表现为随种植密度的增加呈现小幅度波动的趋势，幅度均不显著。可见，‘云麦110’粒型性状对不同种植密度的响应较小，但是在处理Ⅲ即种植密度为每公顷270万基本苗时该品种的籽粒面积、周长与粒宽均最高，粒长也较大，说明‘云麦110’在该种植密度下籽粒性状最好。

表3 不同种植密度下‘云麦110’粒型性状表现

2.4 ‘云麦110’品质性状对不同种植密度的响应

‘云麦110’在不同种植密度下其品质相关性状结果见表4，可知：在不同种植密度下‘云麦110’的吸水率、蛋白质含量、湿面筋含量、稳定时间、形成时间、硬度值、沉降值和出粉率的差异均不显著，仅该品种的容重在不同种植密度下存在显著差异，说明‘云麦110’的品质性状对不同种植密度响应较小，在调查的9个品质性状中仅容重响应较大，其变幅为793.67～798.00 g/L，但是变异系数较小，仅为0.22%，其中在处理Ⅲ即种植密度为每公顷270万基本苗时容重最高，同时值得注意的是‘云麦110’在该种植密度下其吸水率、湿面筋含量、稳定时间、形成时间与硬度值相比其他5个种植密度下均是最优值，其余3个品质性状蛋白质含量、沉降值和出粉率也相对较好，说明‘云麦110’在该种植密度下品质最好。

表4 不同种植密度下‘云麦110’品质性状表现

3 讨论

3.1 ‘云麦110’产量性状对不同种植密度的响应

小麦在生产上获得高产的前提是选用适宜当地生态条件的优异品种，其次还应该采用与品种相适应的栽培措施，在众多栽培措施中种植密度可直接影响小麦群体结构的建成进而影响产量及产量三要素[16]。刘莹等[2]认为小麦种植密度对有效穗数与穗粒数的影响显著，但对千粒重与籽粒产量的影响不显著；郭瑞等[5]、王安邦等[6]、林坤等[7]、任杰成等[8]认为小麦种植密度对产量及其构成要素有效穗、穗粒数与千粒重均存在显著影响，其中王安邦等[6]、林坤等[7]和任杰成等[8]一致发现小麦籽粒产量随着种植密度的增加呈现出先增加后降低的趋势，然而郭瑞等[5]发现小麦籽粒产量随着种植密度的增加呈现出下降的趋势。本研究表明：‘云麦110’在每公顷180万～330万基本苗的种植密度下，不同种植密度对该品种的产量及其产量三要素有效穗、穗粒数与千粒重均有显著影响，其中该品种的产量对不同种植密度的响应表现为随种植密度的增加呈现先显著上升后不显著下降的趋势，有效穗随种植密度的增加呈现显著上升的趋势，穗粒数随种植密度的增加呈现显著下降的趋势，千粒重随种植密度的增加呈现先显著下降后显著上升再不显著下降的趋势。研究结果和王安邦等[6]、林坤等[7]和任杰成等[8]研究结果比较相近。另外，在该品种产量三要素中有效穗对种植密度的响应最大（变异系数为10.07%），而千粒重对种植密度的响应最小（变异系数为1.29%），这可能是‘云麦110’的早期发育进程中茎蘖数对不同种植密度的响应强烈和该品种粒型性状对不同种植密度的响应较小的原因所致，因此在该品种的推广应用过程中应采用适宜的种植密度促进该品种的分蘖成穗保障有效穗可进一步提升该品种的产量。‘云麦110’建议在每公顷270万基本苗的种植密度进行推广种植，因为在该种植密度下产量最高，产量三要素相对最协调，茎蘖消长最合理，粒型性状最好，且株高适宜。

3.2 ‘云麦110’品质性状对不同种植密度的响应

目前，中国的小麦生产正处于产量与品质协同提升的阶段[17-19]。小麦产量的提高和品质的提升已经受到了众多研究者的重视并取得了一定的成果，特别是产量的显著提高，但是由于供求关系发生的重大变化，小麦品质目前仍不能完全满足市场需求[19-20]。在小麦的生产过程中，种植密度不仅会影响小麦籽粒的外观品质还可以影响籽粒的加工品质如影响籽粒的蛋白质含量、湿面筋含量、形成时间及稳定时间等，进而影响小麦的商品性及应用价值[2,4-5,9-11]。王安邦等[10]随着小麦种植密度的增加籽粒蛋白质含量、湿面筋含量和沉淀值都呈增加趋势，但不同种植密度间差异不显著；杨永乐等[9]认为随着小麦种植密度的增加籽粒蛋白质含量呈显著下降趋势，而湿面筋含量和稳定时间的变化不显著；郭瑞等[5]认为随着小麦种植密度的增加籽粒粗蛋白质含量和湿面筋含量略有提高，但是吸水率和面团稳定时间差异不显著；刘莹等[2]和姚金保等[11]均认为种植密度对小麦的品质指标影响均不显著。本研究表明：‘云麦110’在每公顷180万～330万基本苗的种植密度下，该品种的5个粒型性状对不同种植密度的响应存在差异，周长随种植密度的增加呈现先显著下降后显著上升再不显著下降的趋势，其余4个粒型性状随种植密度的增加呈现小幅度波动的趋势，幅度均不显著；该品种的加工品质性状对不同种植密度响应较小，在调查的9个品质性状中仅容重响应较大，不同种植密度对该品种的容重具有显著影响。研究结果和刘莹等[2]和姚金保等[11,21]类似，但也和一些研究者的结果存在差异，或许是由于本试验采用的小麦品种的遗传特性及云南省玉溪市特殊的生态条件所致。在每公顷180万～330万基本苗的种植密度范围内，该品种在处理Ⅲ即种植密度为每公顷270万基本苗时容重、吸水率、湿面筋含量、稳定时间、形成时间与硬度值相比其他5个种植密度下均是最优值，其余3个品质性状蛋白质含量、沉降值和出粉率也相对较好，因此‘云麦110’在该种植密度下推广种植其品质最优。

4 结论

小麦新品种‘云麦110’产量和品质相关性状对不同种植密度的响应较大，其中基本苗为270×104/hm2时该品种的产量最高，产量三要素最协调，茎蘖消长最合理，株高适宜，且综合品质性状最好，适宜在该种植密度下推广种植。