2种物候型小麦品种晚播后产量性状、品质分析及优化栽培

来源:用户上传      作者:简俊涛 张震 李玉鹏

　　摘要：探究不同物候型小麦品种晚播后产量性状变化及品质差异，并优化栽培播期。在同一播量下晚播，以生殖物候极稳定的优质强筋小麦品种小偃81和生殖物候极不稳定的中筋品种西农1376为材料，研究晚播后产量性状及品质指标变化，并以基因环境互作分析软件对品质指标进行系统分析。结果表明，播期与抽穗期极显著正相关，西农1376产量与播期及抽穗期极显著负相关，小偃81产量与播期极显著负相关，西农1376千粒质量与产量显著正相关，小偃81播期及抽穗期与蛋白质含量显著负相关。吸水率、最大拉伸阻力、容重和延伸性都表现较小的变异;蛋白质含量、湿面筋含量、拉伸面积与沉降值都有一定的变异;稳定时间和形成时间变异系数均较大，小偃81分别为9.21%、8.95%，西农1376分别为19.80%、19.63%。品种审定中品质六大指标的优化以稳定时间最易，蛋白质含量、拉伸面积及湿面筋含量次之，以吸水率及最大拉伸阻力最难。软件分析发现，适当晚播能够优化品质综合指标，小偃81最佳优质播期是T0～T2，西农1376最佳优质播期是T3。选育生殖物候稳定的优质品种、适当晚播是优质栽培的一种策略。
　　 关键词：晚播;物候型小麦;产量性状;品质;优化栽培
　　 中图分类号：S512.104   文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2020）06-0073-05
　　播期与小麦产量性状及品质关系密切，目前关于不同物候型小麦品种晚播产量性状、品质的变化规律，尤其是进行优化栽培的操作方法研究较少，充分利用区域温光资源及发挥品种优势是实现优质高产的基础。近年来河南地区秋季作物收获后常遇阴雨天气或干旱，导致小麦难以适期播种，进而导致晚播小麦面积不断加大。小麦播期的推迟造成冬前有效积温减少，伴随次生根及分蘖的减少，难以形成壮苗，后期干物质积累量减少，成穗率降低，最终导致穗子变小，有效穗减少[1]。有研究表明，增加施氮量、群体数量均能提高晚播小麦的产量[2-4]。播期、施氮量和种植密度合理搭配可显著改善小麦籽粒品质[5]。有研究表明，晚播可以提高小麦蛋白质含量，但也有试验表明，晚播降低小麦蛋白质含量[6-9]。极端晚播处理使拔节期和开花期土壤0～40 cm耕层硝态氮含量显著提高，促进小麦拔节后植株对氮素吸收积累，最终显著提高籽粒蛋白质含量[10]。极端晚播与常规播期小麦氮素積累量相比，拔节前显著降低，用于生育前期营养器官生长的氮素消耗减少。一般小麦晚播后导致生育进程延迟，成熟期相应推后，然而生殖物候性稳定的品种适度晚播后抽穗期及成熟期并不延后，这就降低了灌浆期高温危害及后期连续阴雨天气导致烂麦的风险，对产量和品质的稳定起到重要的作用。不同小麦品种对晚播的响应程度不同，关于不同物候型小麦品种同一播量晚播产量性状及品质变化规律的报道较少。
　　 本研究选用物候性稳定的优质强筋小麦品种小偃81和物候性极不稳定的中筋小麦品种西农1376为材料[11-12]，研究不同播期条件下小麦产量性状及品质性状变化，以期明确不同物候型小麦品种最佳优质品质播期，为河南省南阳地区小麦优质栽培提供参考。
　　1 材料与方法
　　1.1 材料及种植方式
　　 小偃81是由李振声院士选育的优质强筋半冬性小麦品种，具有稳定的生殖物候发育特性，在年际间抽穗期非常稳定;西农1376是由西北农林科技大学王辉教授选育的优质中筋弱春性小麦品种，在年际间抽穗期波动较大。小偃81、西农1376均能在南阳地区正常成熟。采用分期播种法，结合以往经验及南阳地区气候特征，2016—2017年第1播期为10月21日（T0）、第2播期为11月2日（T1）、第3播期为11月9日（T2）、第4播期为11月16日（T3）、第5播期为11月25日（T4），将2个品种的小麦种植于南阳市农科院潦河试验基地，每个播期每个材料种植4行，行长2 m，行距21 cm，每行播100粒。前茬玉米压青，田间施750 kg/hm2复合肥（N、P、K比例为 15 ∶ 15 ∶ 15）及150 kg/hm2尿素（氮含量为46%）。
　　1.2 性状调查及品质指标测定
　　 田间调查各播期下小麦抽穗期、有效穗及穗粒数，记载标准参照农业行业标准NY/T 1301—2007《农作物品种区域试验技术规程 小麦》，田间防治病虫害。收获后称量千粒质量及产量，采用DA7200近红外谷物分析仪测定蛋白质含量、湿面筋含量、吸水率、稳定时间、最大拉伸阻力、拉伸面积、容重、沉降值、延伸性及形成时间。
　　1.3 数据处理
　　 用Microsoft Office Excel 2007及DPS v7.05对数据进行整理及变异分析，采用基因环境互作分析软件（GGEbiplot）分析品种品质与环境的关系。
　　2 结果与分析
　　2.1 小偃81、西农1376晚播后产量性状及蛋白质含量相关分析
　　 由表1可知，小偃81播期与抽穗期极显著正相关，产量与播期极显著负相关，产量与抽穗期显著负相关，有效穗数与千粒质量及产量极显著正相关，蛋白质含量与播期及抽穗期显著负相关。由表2可知，西农1376播期与抽穗期极显著正相关，产量与播期及抽穗期极显著负相关，千粒质量与产量显著正相关。表3是小偃81与西农1376各播期下产量性状及蛋白质含量。
　　2.2 小偃81、西农1376各播种时期品质特性总体分析
　　 从表4可以看出，小偃81蛋白质含量平均为15.57%，变幅为14.81%～16.09%，变异系数为 4.48%;湿面筋含量平均为33.60%，变幅为 31.90%～34.60%，变异系数为 3.00%;稳定时间平均为11.64 min，变幅为10.30～13.00 min，变异系数为9.21%;拉伸面积平均为100.40 cm2，变幅为81.00～110.00 cm2，变异系数为3.54%;沉降值平均为39.52 mL，变幅为37.30～41.20 mL，变异系数为3.10%;形成时间平均为 4.20 min，变幅为 4.10～4.40 min，变异系数为8.95%。吸水率、最大拉伸阻力、容重及延伸性变异系数较小，分别为 1.21%、1.17%、0.24%、1.18%。 　　 从表5可以看出，西农1376蛋白质含量平均为14.02%，低于小偃81，变幅为13.71%～14.31%，变异系数为3.55%，小于小偃81;湿面筋含量平均为30.34%，变幅为29.30%～31.20%，变异系数为2.76%，小于小偃81;稳定时间平均为 6.54 min，变幅4.90～9.10 min，变异系数高于小偃81;拉伸面积平均为62.20 cm2，变幅为44.00～90.00 cm2，变异系数高于小偃81;沉降值平均为33.94 mL，变幅为31.40～37.50 mL，变异系数为4.43%，高于小偃81;形成时间平均为3.16 min，变幅为2.70～3.60 min，变异系数为19.63 min，明显高于小偃81。
　　2.3 品种播期与相关品质性状的分类筛选
　　 利用基因环境互作处理软件（GGEbiplot），将多指标进行结合分析筛选2品种的最佳播期。利用GGEbiplot数据处理软件对品种审定中的6个指标（蛋白质含量、湿面筋含量、吸水率、稳定时间、最大拉伸阻力、拉伸面积）及抽穗期进行分析，对所用数据进行标准化处理，可以认为它们在分析中具有同等重要性。根据数据作出的图形为多边形，多边形的顶点为不同指标，从图中播期与指标的分布关系可以找出它们之间的内在联系。图中相邻2点间连线的垂直线是这2个所用指标优化后的等值线，用来比较相邻处理的指标含量关系。在图中垂直线将多边形分为2部分，优势播期位于相应部分的最高点。播期与指标间的位置越近，该指标的含量越高。所有垂直线的交点是最佳平衡点。
　　 由图1可以看出，小偃81在5个播期下综合指标表现为T1、T2优于T0，T3、T4次于T0，这与小偃81在T0～T2下具有较稳定的抽穗期是分不开的。由图2可以看出，西农1376在5个播期下综合指标表现为T1、T3、T4优于T0，T2次于T0，T3最优。
　　3 讨论与结论
　　 在一定播量下，适期播种是培育冬前壮苗，进一步实现高产的重要条件之一[13]。本试验按照15万棵左右基本苗统一播种量，分播期播种，结果表明，小偃81生育进程受播期影响较小，而西农1376各生育进程受播期影响较大。前人研究认为，随着播期的推迟，小麦的各生育期均有所滞后，出苗、抽穗、开花及成熟均不同程度地推迟[14-16]。一般正常播种西农1376生长势及抽穗前生育进程早于小偃81，晚播后小偃81春季长势及抽穗前生育进程加快，最终弥补晚播带来的不利影响。
　　 杨卫君等研究发现，播期及密度能够影响产量三要素：穗数、穗粒数、千粒质量，最终影响产量[17]。本研究得出，同一播种量下，有效穗数、穗粒数及千粒质量在2种物候型品种中随播期的延迟波动式降低，最终导致产量降低。由于小偃81抽穗期比较稳定，这对于千粒质量的稳定起到较好的作用，千粒质量与有效穗数极显著正相关，产量与有效穗数极显著正相关，表明稳定的抽穗期对协调产量相关性状起到积极作用。小偃81蛋白质含量和播期及抽穗期显著负相关，而西农1376蛋白质含量和播期及抽穗期相关性不显著，可见利用播期对小偃81进行优质栽培調优具有较大的可行性。
　　 播期对小麦籽粒品质具有一定的影响，然而与前人研究结果不一致。范金平等研究认为，随播期延迟，蛋白质含量、沉降值及湿面筋含量呈上升趋势[8，18]。刘莹等研究认为，播期对蛋白质、湿面筋含量没有影响，但过早或过晚播种对品质均不利[13]。本研究发现，不同播期下蛋白质含量、湿面筋含量及沉降值都有一定的变异系数，小偃81变异系数中蛋白质含量>沉降值>湿面筋含量，而西农1376各变异系数表现为沉降值>蛋白质含量>湿面筋含量。此外，对品质相关的其他指标进行研究发现，稳定时间和形成时间具有较大的变异系数。
　　 综上所述，随播期的推迟总体来说小麦有效穗数、穗粒数、千粒质量及产量均有一定程度的降低。品质相关指标中吸水率、最大拉伸阻力、容重和延伸性变异系数较小;蛋白质含量、湿面筋含量、拉伸面积与沉降值都有一定的变异;稳定时间和形成时间变异系数均较大。对品种审定中品质六大指标进行优化时以稳定时间最易，蛋白质含量、拉伸面积及湿面筋含量次之，吸水率及最大拉伸阻力最难优化。相比正常播种，适当晚播能够优化品质综合指标，生殖物候型稳定的小偃81具有较为明显且广的品质优化范围（T0～T2），生殖物候型极不稳定的西农1376以T3为最优播期，以T2为最劣播期。
　　参考文献：
　　[1]屈会娟，李金才，沈学善，等. 种植密度和播期对冬小麦品种兰考矮早八干物质和氮素积累与转运的影响[J]. 作物学报，2009，35（1）：124-131.
　　[2]Kibe A M，Singh S，Kalra N. Water-nitrogen relationships for wheat growth and productivity in late sown conditions[J]. Agricultural Water Management，2006，84（3）：221-228.
　　[3]张金宝，秦 霞，孙佩贤，等. 黄淮麦区种植密度对晚播冬小麦花后氮素代谢和利用率的影响[J]. 西北农林科技大学学报（自然科学版），2010，38（12）：112-116.
　　[4]杨 勇，郭文善，朱新开，等. 晚播冬小麦高产吸肥特性的研究[J]. 扬州大学学报（农业与生命科学版），2002，23（3）：56-57.
　　[5]胡延积. 小麦生态与生产技术[M]. 郑州：河南科技出版社，1986：150-164.
　　[6]李 筠，王 龙，任立凯，等. 播期、密度和氮肥运筹对冬小麦连麦2号产量与品质的调控[J]. 麦类作物学报，2010，30（2）：303-308.
　　[7]潘 洁，姜 东，戴廷波，等. 不同生态环境与播种期下小麦籽粒品质变异规律的研究[J]. 植物生态学报，2005，29（3）：467-473.
　　[8]范金平，陆成彬，吴建中，等. 不同晚播条件对扬麦20产量和品质的影响[J]. 中国农学通报，2017，33（8）：1-4.
　　[9]范金萍，吕国锋，张伯桥，等. 播期对小麦主要品质性状的影响[J]. 安徽农业科学，2003，31（1）：23-24.
　　[10]吴金芝，黄 明，王志敏，等. 极端晚播对小麦籽粒产量、氮素吸收利用和籽粒蛋白质含量的影响[J]. 应用生态学报，2018，29（1）：185-192.
　　[11]李法计. 小麦发育稳定性和冬春性的遗传分析和基因定位[D]. 杨凌：西北农林科技大学，2013.
　　[12]简俊涛. 小麦农艺性状及发育稳定性相关基因研究[D]. 杨凌：西北农林科技大学，2015.
　　[13]刘 莹，唐 清，王立峰，等. 播期和密度对襄麦D31籽粒产量及品质的影响[J]. 麦类作物学报，2017，37（3）：376-381.
　　[14]邵庆勤，闫素辉，张从宇，等. 密度对沿淮晚播小麦产量形成及品质性状的影响[J]. 中国生态农业学报，2018，26（9）：1366-1377.
　　[15]史晓芳，仇松英，史忠良，等. 播期和播量对冬小麦尧麦16群体性状和产量的影响[J]. 麦类作物学报，2017，37（3）：357-365.
　　[16]薛亚光，魏亚凤，李 波，等. 播期和密度对宽幅带播小麦产量及其构成因素的影响[J]. 农学学报，2016，6（1）：1-6.
　　[17]杨卫君，贾永红，石书兵，等. 播期和密度对春小麦品种新春26号生长及产量的影响[J]. 麦类作物学报，2016，36（7）：913-918.
　　[18]杨 浩，胡 海，汪 灿，等. 播期、施肥量和种植密度对糯小麦1718WX的品质、产量及产量构成因素的影响[J]. 西南大学学报（自然科学版），2015，37（2）：12-17.周羊梅，顾正中，王安邦，等. 高产稳产小麦新品种淮麦45选育研究[J]. 江苏农业科学，2020，48（6）：78-80.
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