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不同播期对淮北地区冬小麦物质转运和产量的影响

来源:用户上传      作者: 王小雷

  摘要 2011―2012年度在田间试验条件下,研究了淮北地区不同播期小麦碳氮积累与转运规律,以及小麦产量和蛋白质含量的变化。结果表明:淮北地区小麦11月5日播种时,蛋白质含量有增加趋势,而籽粒产量和蛋白质产量均呈下降趋势,10月25日播种的小麦穗粒数、千粒重和蛋白质含量呈增加趋势,并且其籽粒产量和蛋白质产量显著提高。因此,安徽省淮北地区高产小麦适当晚播有利于籽粒产量和蛋白质含量的提高,本试验条件下,高产小麦适宜播期为10月15―25日。
  关键词 冬小麦;播期;碳氮转运;产量;淮北地区
  中图分类号 S512.1+1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2014)15-0028-03
  冬小麦是安徽省淮北地区主要的粮食作物,其产量对全省粮食安全具有显著影响。研究认为,小麦品质、产量受多方面因素影响,一方面受开花前贮存氮、碳物质的调节及氮素吸收能力的影响,另一方面受开花后光合生产及氮素和干物质从营养器官向籽粒中转运的影响[1-4]。花后光合产物是大部分小麦籽粒产量形成的基础,花前营养器官的吸收、积累氮素(蛋白质)的再动员是籽粒获得氮素的主要途径[5-6]。小麦产量、粒重受播期影响明显[7],同一品种在相同的生态条件下种植,随播期推迟籽粒蛋白质提高,小麦产量下降[8-9]。目前,关于淮北地区播期对冬小麦碳氮转运、产量的影响研究较少,为明确播期与冬小麦碳氮转运、产量的关系,开展淮北地区冬小麦不同播期试验,旨在为淮北地区确定超高产小麦适宜播期提供理论依据。
  1 材料与方法
  1.1 试验概况
  试验于2011―2012年度冬小麦生长季在安徽省蒙城县农业科技示范基地(东经116.55°,北纬33.16°)进行,试验地均处安徽省淮北平原,属暖温带半湿润季风气候,试验田为砂姜黑土类型,前茬为玉米。供试小麦品种为半冬性品种济麦22。
  1.2 试验设计
  2 结果与分析
  2.1 不同播期对冬小麦干物质转运的影响
  小麦籽粒的灌浆物质有2个重要来源,一方面为开花后氮素、光合产物积累,另一方面为开花前营养器官积累的碳氮量[11-12]。研究表明,小麦花后器官碳氮转运对籽粒品质、产量影响明显。从表1可以看出,小麦开花前的营养器官中,茎鞘贮存的干物质量最高,其次为叶片、穗轴+颖壳。而干物质的转运率以叶片最高,其次为茎鞘、穗轴+颖壳。随播期的推迟,小麦开花前营养器官贮存干物质转运量和转运率均呈增加趋势,说明晚播条件下小麦开花前贮存的干物质向籽粒的转运增多。
  不同播期间小麦籽粒重和花后干物质积累量随播期的推迟呈先增加后降低的趋势,以10月25日播种的籽粒重最大,达到1.38 g。开花前贮存的干物质对籽粒贡献率随着播期的推迟不断增加,花后的同化物对籽粒的贡献率则逐渐降低。在不同播期条件下,开花期叶片贮存干物质的转运量和转运率随播期的推迟呈降低趋势,而茎鞘的转运量和转运率呈上升趋势,穗轴和颖壳部分随播期推迟无明显变化。
  从开花前后干物质转运对小麦籽粒重贡献率来看,10月5―25日播种时小麦花期和花后贡献率比例为6∶4左右,而11月5日播种时,小麦花期和花后贡献率比例约为7∶3。因此,不同播期对营养器官花前干物质的转运和花后物质向籽粒的运输均有一定的影响,随播期推迟花期物质转运逐渐增加,而花后光合产物对籽粒重贡献逐渐降低。由此推测,试验中10月5―25日播种时小麦对花前和花后干物质转运需求相当,而11月5日以后播种时小麦籽粒重主要依靠花前贮藏干物质的再转运,在小麦生产实践中可以通过叶面喷肥等措施,提供充足的营养来延缓叶片衰老,以利于花后叶片干物质的积累和转运。
  2.2 不同播期对冬小麦全氮积累转运与分配的影响
  从表2可以看出,播期对花前贮存全氮的转运产生影响,随播期的推迟全氮总转运量呈先增加后降低,其中转运量较高的为播期10月25日处理,但随播期推迟花前各器官贮存全氮总转运率不断下降。小麦开花前营养器官中,贮存全氮转运量依次顺序为:叶片>茎鞘>穗轴+颖壳。叶片和茎鞘部分花前贮存全氮的转运率随播期推迟先增加后降低,其中茎鞘10月15日播种处理最高,叶片10月25日播种处理最高。穗轴+颖壳部分花前贮存全氮在播期间无明显变化规律,以晚播11月5日播种最低,10月25日播种最高,其全氮转运率则随播期的推迟呈降低趋势。不同播期条件下,小麦籽粒全氮积累量随播期的推迟先增加后降低,以10月25日播种最高,但是花后籽粒积累量以晚播11月5日播种最高,较10月25日播种增幅85.0%。
  小麦花前营养器官贮存全氮量对籽粒氮素积累的贡献率随播期推迟先增加后降低,以10月25日播种最高,但花后不同播期间营养器官全氮积累量对籽粒氮素积累的贡献率无明显变化规律,以晚播11月5日播种最高,10月25日播种最低。分析小麦开花前后营养器官全氮转运对籽粒的贡献率,其10月5―25日播种的小麦开花前后全氮贡献率的比例约为8∶2,而11月5日播种小麦开花前后全氮贡献率比例约为5.5∶4.5。因此,早中(10月5―25日)播期小麦籽粒全氮积累主要来源于小麦花前器官的氮素贮存和转运,而晚播(11月5日)小麦籽粒全氮积累则主要依靠花后氮素的积累。
  2.3 不同播期对冬小麦产量构成因素、籽粒蛋白质含量的影响
  从表3可以看出,不同播期间穗数无显著差异,随播期推迟呈先增加后降低的趋势,以10月25日播种时穗数最高。穗粒数在不同播期间差异显著,以10月15―25日中间播期的穗粒数较高,早播10月15日与晚播11月5日间穗粒数差异较小。11月5日播种的千粒重较其他播期千粒重差异显著,10月15―25日播种处理间千粒重无显著差异,以10月15―25日中间播期的千粒重较高,晚播11月5日播种的千粒重最低。小麦实际产量间差异显著,以10月15―25日中间播期的产量较高,其次是10月15日播种和11月5日播种。其中播期间产量最高处理较最低产量增产1 531.1 kg/hm2,增幅21.6%。不同播期籽粒蛋白质含量间无显著差异,以10月25日播种最高;蛋白质产量间差异显著,以10月15―25日中间播期的蛋白质产量较高。   播期影响小麦生长发育需要的温、光和水分等因子的时空分布,适期播种可以充分利用冬前光热资源,培育壮苗。然而,小麦播期偏早,易形成小麦冬前群体偏大,越冬期冻害发生严重等现象,而播期偏晚则会大幅度降低穗数和千粒重。结合实践生产经验,淮北地区小麦播种的适宜时间为10月15―25日。
  3 结论与讨论
  播期、播量是影响小麦生长发育、籽粒产量和品质的主要农艺措施[7-9]。研究表明,早播容易使小麦越冬前幼穗分化进程加快,在暖冬气候条件下小麦易遭受冻害;晚播则易使小麦前期生长速度减慢,单株平均分蘖少,后期生长速度快,穗小粒少,进而影响产量[13]。本试验研究表明,10月25日播种提高了小麦成熟期籽粒全氮积累量和籽粒千粒重,提高了小麦开花前营养器官贮存干物质和全氮的转运量,以及干物质累积和全氮对籽粒全氮和粒重的贡献率。主要原因有近年来全球气候变暖和品种、肥水条件及栽培水平等发生了变化,小麦适播期往往偏早,造成了大面积小麦冬前群体偏大、易形成旺苗、引发年前冻害致灾,从而降低产量、品质,适当推迟播期可以减轻年前冻害对小麦生长发育的影响,又会造成分蘖数减少,小麦植株干物质、氮素积累量及向籽粒转运的量低等问题,不利于籽粒产量、蛋白质产量的提高。
  关于小麦播期等研究较多,但是研究结论中不同生态区域适宜的播期不尽一致。前人研究共性的结论表明,小麦晚播与早播、适播相比,蛋白质含量虽有所增加,但籽粒产量和蛋白质产量均呈下降趋势[14-15]。本试验结果表明,淮北地区小麦11月5日播种时,蛋白质含量有增加趋势,而籽粒产量和蛋白质产量均呈下降趋势,10月25日播种的小麦穗粒数、千粒重和蛋白质含量呈增加趋势,并且其籽粒产量和蛋白质产量显著提高。主要原因是淮北地区小麦早播时,温热资源丰富,小麦容易早生旺长,导致小麦全生育期群体偏大,导致有效穗数和穗粒数大幅度下降,引起小麦籽粒产量降低。本试验中适期推迟播期获得了合理的群体,其个体健壮,冻害发生程度较低,故10月25日较传统播期10月15日的籽粒产量和蛋白质产量较高,因此,安徽省淮北地区高产小麦适当晚播有利于籽粒产量和蛋白质含量的提高,本试验条件下,高产小麦适宜播期为10月15―25日。关于适期推迟播期的临界播期有待进一步研究论证。
  4 参考文献
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