不同播期对江苏徐州地区冬小麦土壤水分、生长发育及产量的影响

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　　摘要：以徐麦33号为材料，于2017年10月—2018年6月在徐州农业科学研究所试验场内进行冬小麦分期播种试验，播期为10月10日、10月20日、10月30日和11月9日，研究不同播期条件下土壤水分和产量的差异。研究结果，适当推迟播期有利于改善0～30 cm土壤墒情，在小麦生育后期尤为明显，但对30～50 cm土壤墒情无明显影响。推迟播期对小麦叶面积指数和干物质累积均有较为明显的抑制作用，产量随播期的推迟而递减，播期为10月10日与10月20日、10月30日、11月9日播种的比较产量分别降低9.7%、18.0%、26.1%。但从水分利用效率方面来看，10月20日播种比10月10日播种提高了1.5%，比其他2个播期则分别降低9.0%和17.0%。结果表明，适当推迟播期有利于改善土壤墒情，提高冬小麦水分利用效率，但过晚播种不仅降低产量，水分利用效率也随之降低。
　　 关键词：冬小麦;播期;土壤水分;干物质;水分利用效率;产量
　　 中图分类号： S512.101  文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2020）15-0125-07
　　 我国小麦种植面积约为3 000万hm2，占全国耕地面积的30%，其中秋播小麦占83%，春播小麦占17%。江苏徐州地区以秋播小麦为主，2010年以来，徐州市小麦种植面积均在34万hm2以上。小麦产量不仅与品种特性有关，也与生态环境以及种植措施有密切的关系。播期和种植密度是影响小麦产量形成的2个主要因素。播期差异会影响作物的整个生长发育，进而影响作物产量[1-2]。播期差异会造成小麦生育期间光温水等生态条件的差异，选择合适的播种期有利于小麦充分利用冬前光温水资源，培育壮苗。相关研究表明，播种期与小麦产量关系密切[3-5]。马溶慧等认为，播期对产量的影响不是很大，但是千粒质量对产量影响显著[6]。胡焕焕等研究发现，播种期对穗数、穗粒数和千粒质量的影响均不显著，但对产量影响显著[7]。余泽高等研究表明，播期对产量和3个产量构成因素的影响均达到显著水平[8]。杨卫君等指出，播期对小麦整个生育期生长发育的影响均为显著，早播小麦的产量显著高于晚播小麦[9]。播种期确定要考虑到地区和品种的差异。近年来，受气候和肥水条件以及种植方式的影响，有必要对小麦播期作出适当调整。
　　徐麦33号是徐州农业科学研究所选育的半冬性中晚熟品种，适宜黄淮冬麦区南片的河南省中北部、安徽省北部、江苏省北部、陕西省关中地区水地早中茬种植。研究播期对产量形成的影响，对于确定适宜的播期、充分发挥该品种在生产中的潜力具有重要意义。
　　1 材料与方法
　　1.1 试验地基本情况
　　试验地点为江苏省徐州农业科学研究所试验田（34°17′N，117°09′E）内，海拔高度为 41.2 m，土质0～40 cm为黏土，40～50 cm为沙土。
　　1.2 试验材料与设计
　　1.2.1 试验材料 供试材料为徐麦33号，属半冬性中晚熟品种。
　　1.2.2 试验设计 试验设4个播期，分别为10月10日（播期1）、10月20日（播期2）、10月30日（播期3）、11月9日（播期4）。每个播期设4个重复，每个重复的小区种植面积为21 m2，各小区种间隔0.5 m，种植方式为南北条播，行距为0.2 m。小区排列方式采用标准拉丁方设计。播种量为 10 kg/hm2。
　　1.3 测定项目
　　1.3.1 土壤相对湿度、土壤含水率 在冬小麦主要生育期进行测定，测定土壤深度为0～50 cm，用称质量法测定土壤相对湿度和土壤含水率。
　　1.3.2 群体密度 小麦主要生育普遍期，参照《农业气象观测规范》（上卷）内容，每个小区选取相邻2行各取0.5 m长错开的一段，测定不同处理的株（茎）数。
　　1.3.3 叶面指数及干物质量 在小麦主要生育期每个小区随机选取10茎（株）长势均匀的小麦进行取样，剪下叶片，通过扫描仪测定叶面积[10]，根据密度计算出叶面积指数。并将叶片、叶鞘、茎秆和麦穗分别装样，用烘箱杀青，烘干，分别称量干物质量。
　　1.3.4 产量及产量因素 成熟后每个小区选取10株进行产量因素测定，同时再在每个小区随机选取长势均匀的50个麦穗，计算穗粒数并且脱粒去壳自然风干进行称质量，计算产量。
　　1.3.5 计算方法
　　水分利用效率（WUE）=经济产量/耗水量;
　　耗水量=播种时的土壤含水量+降水量+浇灌量-收获期土壤含水量;
　　理论产量=穗粒数×千粒质量×单位面积有效茎数/1 000。
　　1.4 统计分析
　　数据采用统计分析软件SPSS、Excel进行分析。
　　2 结果与分析
　　2.1 不同播期内降水量的变化
　　试验期间从播期1开始播种（2017年10月10日）至播期4收获（2018年5月31日）为止总计 233 d，试验期内降水量为213.4 mm（图1）。
　　 播期1生育期内的降水量为213.4 mm，播期2、播期3的降水量均为176.5 mm，播期4的降水量为196.3 mm。播期1和其他播期差异的原因是播期1在播种之后连续2 d的降水量超过15 mm，而不同播期在生育后期差距较小。
　　2.2 相同深度在不同播期土壤含水量的变化
　　从图2可以看出，随着冬小麦的生长发育，土壤含水量整体呈现递减趋势。表层土壤（0～10 cm）含水量变化幅度较大，不同播期的田块在相同生育期的差距也相对较大，在返青之前土壤含水量最大差值均在5%以上。出苗期甚至达到最大，播期1和播期2的土壤含水量相差达 9.4%，在返青期差值缩小至1.4%，返青之后，冬小麦进入快速生长阶段，需水量也逐渐增大，土壤含水量开始降低，在孕穗期，除播期1外其他播期的土壤含水量均达到整个生育期的最低值，播期1在开花期达到最低值。在成熟期，播期1田块的土壤含水量有所增加，其他播期田块均降低，播期4的土壤含水量相对较低，为19.3%。隨着土层深度增加，各播期所在田块的土壤水分含量在相同生育期的差距减小。至最深土层（40～50 cm）田块在返青之后土壤含水量几乎趋于一致。可能是受播种时间差异的影响，各个播期的生育期均不一致，尤其是返青期前，各生育期内的降水差异差距较大，导致表层土壤含水量变化幅度较大。但在冬小麦返青后，不同播期的冬小麦生育期在时间方面差距缩小，生育期内的降水也逐渐接近，不同播期田块的土壤含水量差距也有所减小。 　　2.3 相同生育期内不同深度的土壤含水量变化
　　从图3可以看出，相同生育期内，4个不同播期处理的冬小麦在相同深度的土壤含水量有较为明显的差异。在出苗期，播期1在其生育期内降水量为36.9 mm，导致其0～10 cm的土壤含水量远远大于另外3组处理，同时在三叶期和分蘖期0～10 cm的不同播期间的土壤含水量差距也较为明显，但在20 cm处，除分蘖期外其他发育期不同处理间的土壤含水量几乎接近一致。由于各播期的返青期在相同日期，因此返青期间的土壤含水量在各土层深度几乎趋近相同。返青过后气温逐渐回升，各个播期间的生育期较为接近，各层土壤含水量主要受降水影响，拔节期在0～10 cm处，播期2的土壤湿度最大，其次是播期3，播期4最小，造成这一现象的原因可能是播期4在拔节前8 d内均无降水，且小麦进入快速增长期需水量较大，从而导致土壤相对湿度偏低。播期2的土壤相对湿度最大是因为在拔节期当天有较明显的降水。在孕穗期和开花期，0～10 cm土壤相对湿度各播期间较为接近，尤其是在孕穗期，0～10 cm土壤含水量均在18%左右，而 20～30 cm的含水量相差较大，在开花期20～30 cm的土壤含水量则非常接近，形成这一结果的原因可能是土壤滞后现象，因此孕穗期在0～10 cm处土壤含水量相近，经过一段时间下渗之后，在20～30 cm处土壤含水量相对接近。在成熟收获期，播期2在垂直方向上（0～50 cm）土壤含水量均处于较高水平，播期1则在0～30 cm土壤含水量最小。总体来说，在返青之前，播期1的土壤含水量较大，在返青之后，播期2的土壤含水量较大。
　　2.4 不同播期条件下冬小麦叶面积指数的变化
　　葉面积指数是衡量群体光合作用的主要指标之一。叶面积指数的大小也可以反映作物的产量水平。从图4可以看出，由于前期生长充分，播期1的叶面积指数在拔节期及其之前一直大于另外3个播期。播期1在拔节期叶面积指数达到生育期内最大值，为8.3，其他3个播期均在抽穗期达到最大值，叶面积指数播期2为8.2，播期3为6.2，播期4为6.5，抽穗期小麦群体生命活力达到鼎盛，抽穗期后冬小麦进入生育后期叶面积指数开始下降。在小麦拔节期及其之前，不同播期间的叶面积指数差距较大，但随着小麦生育进程进入生长后期，小麦叶片逐渐变黄，不同处理间的叶面积指数差距缩小，至成熟期时，最大值（播期3）和最小值（播期2）差距仅为0.9。从叶面积指数总体可以看出，推迟播期会较明显地抑制叶面积指数的增长。
　　2.5 不同播期条件下对小麦生物量的影响
　　生育期内不同播期处理的干物质量反映了作物生长力和有机物的积累，尤其在生育后期，穗干质量的大小一定程度上决定了产量的高低。从图5可以看出，在三叶时期，播期1比其他3个播期的冬小麦在干物质方面分别减少23.7%、19.2%和38.9%。至小麦抽穗期，除分蘖期外，播期1比播期3干物质减少19.0%，抽穗期、乳熟期、成熟期播期1均比其他3个播期的干物质大，但在乳熟期播期1麦穗干物质偏少，导致样本植株总的干物质均比其他3个播期小，分别降低13.0%、17.0%和5.0%。而在成熟期，播期1穗干质量最大，为24.77 g，比其他各播期分别高22.8%、7.5%和7.8%。结果表明，相较于播期1，迟播会导致小麦干物质降低，从而间接影响小麦产量的形成。
　　2.6 不同播期对产量构成因素及产量的影响
　　从表1可以看出，不同播期对冬小麦产量有较显著的影响，产量随播期的推迟而下降。播期1产量最高，为8 571.79 kg/hm2，显著高于播期2、播期3和播期4，产量分别高出9.68%、18.03%和26.09%。在产量构成因素方面，不同播期间差异不显著。小穗数播期1最多，比其他播期分别高6.7%、5.8%和5.2%;不孕小穗数，播期3最少，仅为1.90个，分别比播期1、播期2和播期4低2.4%、7.9%和3.3%;4个播期的穗粒数平均值为42.24个，其中播期1最多，播期3次之，分别比平均值高1.5%和0.6%，播期2和播期4分别低于均值1.6%和0.6%;千粒质量变化范围在41.25～43.33 g之间，播期3的千粒质量最大，播期1次之，播期4最小。总体来说， 推迟播期不利于产量的提高，推迟播期（播期3）仅在千粒质量方面有所增加，但是播种时间过晚，则会导致冬小麦越冬前，苗弱且分蘖不充分，从而间接影响小麦产量。综合产量及产量构成因素指标看出，播期1在千粒质量和穗粒数方面均优于其他播期，且产量最高，表明播期1为江苏徐州地区冬小麦的最佳播种时期。
　　2.7 不同播期水分利用效率
　　从表2中可以看出，播期2的水分利用效率最高，播期1次之，但播期1与播期2之间差距仅为 0.27 kg/（hm2·mm），播期3和播期4分别比播期2降低10.38%和21.82%。从水分利用效率来看，较晚播种对冬小麦的水分利用效率有较为明显的影响，播种越早水分利用效率越高，播期在10月10日—10月20日之间，对冬小麦水分利用率有较为明显的提升。
　　3 讨论与结论
　　 试验结果表明，冬小麦越冬前，土壤墒情主要受天气降水影响;返青后，冬小麦进入快速生长期，需水量增加，各层土壤墒情都有较为明显的下降，播期1降低最为明显。适当推迟播期有利于改善 0～30 cm 深度的土壤墒情，在生育后期尤为明显。但对30～50 cm深度的土壤墒情影响不明显。
　　从各生育期的平均含水量可以看出，相同生育期内，4个不同播期的冬小麦在相同深度的土壤含水量差异不一，返青之前，由于播种时间差异，4个播期的土壤含水量也有所不同，但到返青期、孕穗期和开花期差别较小，对拔节期和成熟期的影响较为明显，适当推迟播期能够改善冬小麦整个生育期土壤墒情，本结论与张淑芳等研究结果[11]相似。播期2、播期3处于较好的土壤墒情，但播期1、播期4的土壤墒情相对较差。 　　冬小麦期在拔节期至抽穗期，叶面积指数达到最大。但播期推迟对叶面积指数有较为明显的抑制作用，在冬小麦生长旺盛期，播期3、播期4的叶面积指数小于播期1、播期2。叶面积指数表征着作物光合生产力的能力，而干物质的大小则反映了光合作用有机物最终的积累量，与叶面积指数相似，播期推迟也不利于小麦干物质累积，从而间接影响冬小麦最终产量。
　　从产量结果来看，推迟播期对产量构成因素影响不显著，但对产量則有较为明显的影响，产量随着播期的推迟而降低，表明江苏徐州地区冬小麦最适播期为10月10日。但从水分利用效率看，播期2的水分利用效率最高，其次是播期1，播期4则最小，因此适当推迟播期，有利于提升冬小麦水分利用效率。
　　参考文献：
　　[1]Justes E，Thiébeau P，Avice J C，et al. Influence of summer sowing dates，N fertilization and irrigation on autumn VSP accumulation and dynamics of spring regrowth in alfalfa （Medicago sativa L.）[J]. Journal of Experimental Botany，2002，53（366）：111-121.
　　[2]Bassu S，Asseng S，Motzo R，et al. Optimising sowing date of durum wheat in a variable Mediterranean environment[J]. Field Crops Research，2009，111（1/2）：0-118.
　　[3]Ali M A，Ali M，Sattar M，et al. Sowing date effect on yield of different wheat varieties[J]. Journal of Agricultural Research，2010，48（2）：157-161
　　[4]Anwar J，Ahmad A，Khaliq T，et al. Optimization of sowing time for promising wheat genotypes in semiarid environment of Faisalabad[J]. Crop & Environment. 2011，2（1）：24-27.
　　[5]张立生，温辉芹，裴自友，等. 播期和播量对晋中盆地冬小麦产量及构成要素的影响[J]. 江苏农业科学，2018，46（6）：51-54.
　　[6]马溶慧，朱云集，郭天财，等. 国麦1号播期播量对群体发育及产量的影响[J]. 山东农业科学，2004（4）：12-15.
　　[7]胡焕焕，刘丽平，李瑞奇，等. 播种期和密度对冬小麦品种河农822产量形成的影响[J]. 麦类作物学报，2016，28（3）：490-495，501.
　　[8]余泽高，覃章景，李 力. 小麦不同播期生长发育特性及若干性状的研究[J]. 湖北农业科学，2003（5）：24-27.
　　[9]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.
　　[10]王晓彬，张仁祖，费 松，等. 利用扫描仪测量作物叶面积的模式选择与实现技术[J]. 气象科技，2016，44（4）：675-679.
　　[11]张淑芳，柴守玺，常 磊，等. 冬小麦不同播期对土壤水分及产量的影响[J]. 中国农学通报，2018，34（29）：13-19.
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