劉開振，孫華林，李劉龍，楊 蕊，衛(wèi)茗梅，王小燕

(長江大學(xué)農(nóng)學(xué)院/主要糧食作物產(chǎn)業(yè)化湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北 荊州 434025)

【研究意義】江漢平原是湖北省小麥主產(chǎn)區(qū)域之一，種植面積常年穩(wěn)定在106.67萬hm-2左右[1]。該區(qū)域小麥種植模式以稻麥兩熟為主，近年來水稻機(jī)插、直播等輕簡栽培方式，使其秧齡縮短或不受秧齡限制，而生產(chǎn)上不得不推遲水稻的播期[2]。小麥作為其后茬作物，它的傳統(tǒng)播期隨之也需要做出相應(yīng)調(diào)整。目前江漢平原稻麥模式下，晚播小麥面積不斷增加，同時(shí)該區(qū)域小麥生長季(尤其在播種出苗期和開花灌漿期)持續(xù)的陰雨寡照天氣也是限制小麥單產(chǎn)提高的重要?dú)夂蛞蛩?。因此，針對該區(qū)域的氣候條件，研究小麥生長發(fā)育和產(chǎn)量性狀的變化情況，確定合理的播期，對充分利用當(dāng)?shù)販毓赓Y源條件，充分發(fā)揮小麥產(chǎn)量潛力，確保實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)具有重要的意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】播期是小麥獲得高產(chǎn)的重要栽培措施之一，適宜的播期有利于創(chuàng)建優(yōu)良的群體結(jié)構(gòu)，利于穗數(shù)、穗粒數(shù)和粒重的協(xié)調(diào)發(fā)展以獲得高產(chǎn)[3-4]。針對早播小麥的研究發(fā)現(xiàn)，以生長發(fā)育緩慢的品種作為早播材料，能最大限度的利用溫光資源，有利于產(chǎn)量的提高[5]，然而也有研究表明早播麥前期營養(yǎng)生長迅速，分蘗足，冬前易形成旺苗，如遇到寒冬或倒春寒，會引起凍害，不利于安全越冬和中后期穩(wěn)定的生長發(fā)育[6]，同時(shí)早播也會使穗和莖對同化物的競爭加劇，莖稈中存留的生物量增多，導(dǎo)致收獲指數(shù)降低，籽粒產(chǎn)量下降[7]。對于小麥適期播種的研究可知，在高產(chǎn)小麥栽培技術(shù)措施中，適期播種是形成冬前壯苗的關(guān)鍵，可以充分利用光熱資源以改善群體質(zhì)量[8]，且適期播種有利于分蘗的發(fā)生及干物質(zhì)的積累以幫助小麥安全越冬[9]。相關(guān)晚播小麥的研究亦有不少發(fā)現(xiàn)，馬明偉等[10]發(fā)現(xiàn)，江淮平原小麥晚播后，出苗時(shí)間推遲，有效分蘗期縮短，冬前群體不足，后期成穗率降低，最終導(dǎo)致有效穗數(shù)減少，產(chǎn)量下降。屈會娟等[11]對黃淮平原晚播小麥的研究發(fā)現(xiàn)，隨播期推遲，播種至越冬前獲得的有效積溫減少，分蘗減少，到越冬期難以形成壯苗越冬，后期干物質(zhì)積累量亦顯著減少，籽粒產(chǎn)量下降。有研究發(fā)現(xiàn)，晚播最大的不利效應(yīng)是不能在冬前形成足夠的分蘗，影響后期的成穗數(shù)[12-13]。高德榮等[14]對江蘇里下河地區(qū)研究發(fā)現(xiàn)，晚播會縮短播種-拔節(jié)的生育時(shí)期，成穗分化時(shí)間縮短，以致不能形成大穗；拔節(jié)-開花期是干物質(zhì)積累最快的時(shí)期，也是節(jié)間生長和株高決定時(shí)期，該階段生長發(fā)育過快或生長期過短，會造成莖稈質(zhì)量差，生物量低，不利于形成高產(chǎn)基礎(chǔ)；晚播亦會導(dǎo)致開花推遲，灌漿期縮短，籽粒充實(shí)度差[15]。【本研究切入點(diǎn)】縱觀前人的研究發(fā)現(xiàn)，目前國內(nèi)外針對不同播期條件下小麥的產(chǎn)量效應(yīng)及生長發(fā)育特性的研究已取得了一定的進(jìn)展，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為晚播最終導(dǎo)致小麥產(chǎn)量下降，但會存在品種和區(qū)域環(huán)境的差異[16-18]。然而在如今氣候多變的環(huán)境下，針對江漢平原地區(qū)稻麥兩熟制條件下不同程度晚播小麥生育特性及產(chǎn)量形成的分析罕見報(bào)道，因此有必要開展系統(tǒng)深入的研究?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究立足于江漢平原地區(qū)，以大面積種植的‘鄭麥9023’作為供試材料，在高產(chǎn)高效栽培條件下，通過分期播種，進(jìn)行了連續(xù)兩年的大田試驗(yàn)，旨在明確江漢平原地區(qū)不同播期條件下，‘鄭麥9023’的產(chǎn)量及生育期生育特征的差異，以期在當(dāng)前小麥多元化栽培模式下，能為不同播期條件下小麥大田生產(chǎn)提供相應(yīng)的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)選用在江漢平原主播小麥品種‘鄭麥9023’作為供試材料。試驗(yàn)于2017-2019年連續(xù)兩個(gè)小麥生長季在湖北省荊州市華中農(nóng)高區(qū)太湖農(nóng)場(30°36′N，112°08′E)進(jìn)行。試驗(yàn)地點(diǎn)屬于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年太陽輻射總值約460～480 KJ·cm-2,年均日照時(shí)數(shù)約2000 h,年均氣溫18 ℃，年均降水量1100～1300 mm[19]。分別以2017-2019年小麥生育季(10月至翌年5月)的逐日最高、最低氣溫和日照時(shí)數(shù)作氣象分布圖(圖1)。試驗(yàn)田前茬為水稻，土壤質(zhì)地為砂質(zhì)壤土，0～20 cm土層含有機(jī)質(zhì)17.9 g·kg-1、堿解氮60.5 mg·kg-1、速效磷21.9 mg·kg-1、速效鉀116.1 mg·kg-1和pH 8.2。

圖1 逐日最高、最低溫度和日照時(shí)數(shù)的分布Fig.1 Distribution of daily maximum and minimum temperature and light hours

2017-2018年為了解晚播小麥的普遍效應(yīng)，設(shè)置3個(gè)播期(即S1～S3)，相鄰播期時(shí)間間隔為20 d；2018-2019年為進(jìn)一步深入研究晚播效應(yīng)，故在第1年的基礎(chǔ)上增加了S1～S2間的播種頻率，設(shè)置了播期D3～D8。因該年度低溫來的較早，在第1年的基礎(chǔ)上向前提前了2個(gè)播期D1和D2，因此共設(shè)置了8個(gè)播期(即D1～D8)，且相鄰播期時(shí)間間隔縮短為4 d，具體播期時(shí)間設(shè)置見表1。每播期4次重復(fù)，小區(qū)面積2 m×6 m。采用人工條播的播種方式，行距25 cm。播種量為150 kg·hm-2，且施肥方式基本一致，N、P2O5、K2O用量分別為180、105、105 kg·hm-2，其中50 %氮肥和全部磷鉀肥作基施，50 %氮肥作拔節(jié)追施。氮肥為尿素(含氮量46 %)，磷肥為過磷酸鈣(含P2O512 %)，鉀肥為硫酸鉀(含K2O 60 %)。其他措施按高產(chǎn)栽培要求，及時(shí)防治病蟲草害。

表1 播期設(shè)置

1.2 測定項(xiàng)目與方法

1.2.1 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的測定 成熟期在每個(gè)小區(qū)隨機(jī)收獲1 m×2 m范圍內(nèi)的小麥，晾曬脫粒后測定產(chǎn)量。每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取1 m×1 m范圍內(nèi)測定有效穗數(shù)；連續(xù)取60～80個(gè)穗，測定穗粒數(shù)；室內(nèi)人工計(jì)數(shù)測定千粒重，重復(fù)4次。

1.2.2 分蘗動態(tài)的測定 小麥播種出苗后，于三葉期在各小區(qū)隨機(jī)選取出苗均勻的0.5 m雙行進(jìn)行定點(diǎn)，分別于越冬期、拔節(jié)期、孕穗期、開花期和成熟期調(diào)查群體總分蘗數(shù)。

1.2.3 地上部干物質(zhì)積累量的測定 在越冬期、拔節(jié)期、孕穗期、開花期、灌漿中期和成熟期進(jìn)行取樣，每小區(qū)分別取20株完整植株，將每株剪根后放入105 ℃烘箱中殺青30 min，80 ℃烘干至恒重，稱干重。

1.2.4 生育期及期間氣象資料的記錄 田間觀測并記錄小麥各主要生育時(shí)期對應(yīng)的準(zhǔn)確日期，參考Zadoks等[20]方法以小區(qū)內(nèi)50 %以上的苗情作為記錄依據(jù)。2017-2019年，2年小麥生育期內(nèi)逐日最高、最低和平均氣溫，光照時(shí)數(shù)，日降雨量等氣象資料來源于湖北省荊州市氣象局。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

相關(guān)數(shù)據(jù)使用Microsoft Excel 2010錄入和整理，用DPS和SAS 9.2軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同播期群體產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的特點(diǎn)

如圖2所示，2017-2018年產(chǎn)量在各播期間存在顯著差異；2018-2019年產(chǎn)量在各播期間亦存在差異。進(jìn)一步分析產(chǎn)量構(gòu)成因素表明，2017-2018年S3的單位面積穗數(shù)和千粒重與S1和S2存在顯著差異，各播期間穗粒數(shù)存在顯著差異。2018-2019年D1、D3、D5的單位面積穗數(shù)存在顯著差異，D1、D3、D5、D7的穗粒數(shù)存在顯著差異。

如圖2-A、2-B所示，2017-2018年度相鄰播期時(shí)間間隔為20 d條件下，隨著播期推遲籽粒產(chǎn)量呈逐漸下降的趨勢，其中S2較S1下降19.8 %，S3較S2下降31.3 %。2018-2019年度為深入研究晚播效應(yīng)，相鄰播期時(shí)間間隔縮短為4 d，結(jié)果表明，播期1(即D1)至播期8(即D8)籽粒產(chǎn)量呈降低趨勢，其中D4和D7處理籽粒產(chǎn)量較前一播期略有回升，但差異未達(dá)顯著水平。進(jìn)一步分析表明，2018-2019年度播期每推遲4 d，產(chǎn)量平均下降159.3 kg·hm-2，降幅約2.4 %；在研究的播期范圍內(nèi)，籽粒產(chǎn)量下降幅度最大為D5～D6，降幅達(dá)8.1 %。以上結(jié)果表明，隨著播期推遲產(chǎn)量總體呈下降趨勢，且播期推遲至愈晚，籽粒產(chǎn)量較第一播期下降幅度愈大，但播期推遲4 d以內(nèi)，產(chǎn)量降低幅度未達(dá)顯著水平(D5和D6、D7與D8除外)； 2017-2018年度S1至S2播期范圍內(nèi)(2017.11.1-2017.11.21，日平均氣溫12.9 ℃)均為適播期，2018-2019年度低溫來的早，適播期壓縮，D1～D5(2018.10.24-2018.11.9，日平均氣溫15.3 ℃)為適播期。

由圖2-C、2-D可以看出，單位面積穗數(shù)在2017-2018年的3個(gè)播期間呈先增加后降低趨勢，其中S1與S3之間、S2與S3之間差異均達(dá)顯著水平；2018-2019年度各播期處理間單位面積穗數(shù)亦呈先增加后降低趨勢，因各播期間隔時(shí)間縮短，其穗數(shù)差異幅度縮小，但D1、D3、D5各處理間差異仍達(dá)顯著水平。進(jìn)一步分析表明，2017-2018年度，單位面積穗數(shù)峰值在播期2即S2(11月21日播種)，2018-2019年度單位面積穗數(shù)峰值在D5(11月9日播種)，表明在本試驗(yàn)條件下，播期適當(dāng)推遲，播量不變，亦可達(dá)到較大的群體，即晚播不等于群體變小。但極度晚播條件下，穗數(shù)則顯著低于較早期處理，2年度群體最小處理分別出現(xiàn)在S3和D8，2017-2018年度，S3單位面積穗數(shù)較S2 減少29.1 %，2018-2019年度，D8較D5減少27.0 %，差異均達(dá)顯著水平。圖2-E、2-F還顯示，2017-2018年度各播期間穗粒數(shù)呈先降低后增加趨勢，差異達(dá)顯著水平，最小值出現(xiàn)在單位面積穗數(shù)最大的S2；2018-2019年度，穗粒數(shù)隨播期逐漸推遲亦呈先迅速降低，后緩慢增加的趨勢，D1、D3、D5、D7各處理間差異達(dá)顯著水平，最小值出現(xiàn)在單位面積穗數(shù)最大的D5。表明穗粒數(shù)的多寡受群體大小調(diào)節(jié)，兩者協(xié)同影響產(chǎn)量。隨著播期推遲，2017-2018年千粒重呈現(xiàn)先增后減的趨勢，于S2達(dá)最大值，S1較S2減少4.7 %，S3較S2減少11.9 %；2018-2019年各播期千粒重變化不大，均保持在40 g以上。

小寫字母表示差異達(dá)5 %顯著水平。下同Values within a column by a different letter are significantly different at 5 % (small letter) probability levels, respectively. The same as below

相關(guān)分析表明，晚播導(dǎo)致產(chǎn)量降低主要?dú)w因于單位面積穗數(shù)的減少，而穗粒數(shù)與千粒重對產(chǎn)量影響較小，說明稻茬晚播條件下應(yīng)當(dāng)以提高小麥單位面積穗數(shù)為主，同時(shí)協(xié)調(diào)穗粒數(shù)與千粒重以保證晚播小麥的產(chǎn)量水平。

2.2 不同播期群體分蘗動態(tài)的變化規(guī)律

由圖3可以看出，2個(gè)年度正常播期條件下，分蘗的兩極分化期均處在越冬期，拔節(jié)期后，群體僅呈微輻下降；播期推遲，越冬期的兩極分化期不再典型，分蘗的峰值逐漸推移至拔節(jié)期或孕穗期。

圖3 不同播期群體總分蘗數(shù)的動態(tài)變化Fig.3 Dynamic changes of total tiller number in different sowing dates

進(jìn)一步分析表明，2018-2019年度，正常播期及推遲播種的D2～D5等處理，其越冬期群體均達(dá)700萬·hm-2以上，收獲期群體亦均達(dá)438～509萬·hm-2，最終籽粒產(chǎn)量均達(dá)到了6000 kg·hm-2以上。以上結(jié)果表明，在本試驗(yàn)條件下，播期推遲16 d(D2～D5)以內(nèi)，越冬期可出現(xiàn)足夠分蘗，成熟期群體充足，最終籽粒產(chǎn)量安全實(shí)現(xiàn)6000 kg·hm-2；D6～D8等晚播處理籽粒產(chǎn)量均不足6000 kg·hm-2，這與其越冬期群體大小嚴(yán)重不足有關(guān)，雖然拔節(jié)期、孕穗期、開花期群體大小均保持較高水平，其中D6孕穗期達(dá)最大值672.0×104·hm-2，D7～D8拔節(jié)期達(dá)最大值分別為933.3×104·hm-2和828.0×104·hm-2。根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算，本試驗(yàn)條件下，播期推遲0～16 d范圍內(nèi)，按基本苗225萬·hm-2、每株3.5分蘗折算(圖4)，如若越冬期平均每行米實(shí)現(xiàn)197分蘗，則D1～D5均可實(shí)現(xiàn)6000 kg·hm-2的籽粒產(chǎn)量；播期推遲16 d 以上，即使加大播量，終因越冬期群體大小不足，產(chǎn)量大幅度下降(通過加大播量可在一定程度上緩減產(chǎn)量的降低幅度，但一方面投入增加，另一方面出苗率顯著下降，增密的補(bǔ)償效應(yīng)不明顯，但品種間存在差異，在以后的其他文章中詳解)。

圖4 越冬期(2019.1.6)各播期單株分蘗數(shù)比較Fig.4 Comparison of tillers per plant at different sowing dates in wintering (2019.1.6)

2.3 不同播期群體干物質(zhì)積累動態(tài)的變化規(guī)律

由圖5可以看出，2個(gè)年度自越冬期至成熟期，各播期處理單位面積干物質(zhì)積累總量的變化動態(tài)均呈S型曲線，但曲線的兩端開口程度均不同；另一方面，兩個(gè)年度，除第1播期(即S1、D1)干物質(zhì)積累量最大值出現(xiàn)在成熟期外，其余播期最大值均出現(xiàn)在灌漿中期。

圖5 不同播期群體干物質(zhì)積累量的動態(tài)變化Fig.5 Dynamic changes of dry matter accumulation in different sowing dates

各播期處理間比較，播期推遲越晚，越冬期干物質(zhì)積累量越低，即S型曲線尾曲線越平緩，而拔節(jié)期干物質(zhì)積累量則越高，S型曲線中間迅速上升；播期推遲越晚，成熟期干物質(zhì)積累量亦越低(D6除外)。如若將拔節(jié)期與越冬期干物質(zhì)比值記為J/W，把成熟期與拔節(jié)期干物質(zhì)比值記為M/J，結(jié)果表明，拔越比J/W值與籽粒產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.75,P<0.05)，熟拔比M/J值與籽粒產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)(r=0.78,P<0.05)。

進(jìn)一步分析表明播期推遲，盡管晚播處理開花期和灌漿中期亦可達(dá)較高干物質(zhì)積累量(D7、D8開花期干物質(zhì)積累量與D1持平，灌漿中期則為D1的1.2～1.3倍)，但其可能多用于自身呼吸消耗和無效分蘗的延遲退化上，最終成熟期干物質(zhì)積累量顯著下降，開花期和灌漿中期充足的干物質(zhì)積累終不能有效再分配予籽粒助產(chǎn)量形成。

表2 晚播效應(yīng)指數(shù)分析

2.4 不同播期群體的生育期分布特點(diǎn)

由圖6可知，在本試驗(yàn)條件下，隨著播期推遲各主要生育時(shí)期相應(yīng)延遲，全生育期逐漸縮短，兩個(gè)年度結(jié)果一致。進(jìn)一步分析表明，播期較正常播期推遲20 d，生育期縮短10～17 d，在此范圍內(nèi)增加晚播頻次，播期每推遲4 d，生育期縮短1～4 d；極限晚播，播期推遲40 d，生育期則縮短25 d左右。

由2個(gè)年度結(jié)果同時(shí)可以看出，隨播期推遲，播種-出苗期、出苗-分蘗期持續(xù)時(shí)間均顯著延長，其中播期推遲20 d條件下(即S1～S2、D1～D6)，出苗期比正常播期延長6～11 d，出苗-分蘗期則延長15～18 d；分蘗-拔節(jié)期及之后的各個(gè)生育期持續(xù)時(shí)間均縮短，其中分蘗-拔節(jié)期縮短幅度最大，兩個(gè)年度分別由正常播期的106 d縮短為78 和100 d縮短為95 d。以上數(shù)據(jù)表明，播期推遲20及20 d以上，延長且后移了播種-出苗期的持續(xù)時(shí)間，導(dǎo)致其落在日溫較低的時(shí)間階段內(nèi)，不利于全苗、壯苗群體的形成；同時(shí)播期推遲亦導(dǎo)致分蘗-拔節(jié)期持續(xù)時(shí)間縮短且日溫分布曲線呈愈跨氣溫較高時(shí)間階段模式(圖7)，這導(dǎo)致分蘗的形成階段壓縮、分布時(shí)間收緊，對養(yǎng)分的消耗亦更加集中，分蘗間對養(yǎng)分、水分等的競爭加劇，最終加劇無效分蘗生長，加劇養(yǎng)分的浪費(fèi)。圖6同時(shí)示出，播期推遲灌漿期嚴(yán)重縮短，其中播期推遲20 d，灌漿期由正常播期的41～42 d 縮短為36～39 d，其所跨日均溫也由8.9～26.4 ℃升高為14.1～27.9 ℃，這將會導(dǎo)致呼吸消耗增加，不利于千粒重的提高。

S-E：播種至出苗；E-T：出苗至分蘗；T-J：分蘗至拔節(jié)；J-B：拔節(jié)至孕穗； B-F：孕穗至開花；F-M：開花至成熟。下同S-E: Sowing to emergence; E-T: Emergence to tillering; T-J: Tillering to jointing; J-B: Jointing to booting; B-F: Booting to flowing; F-M: Flowing to maturity. The same as below

圖7 小麥生育季逐旬平均溫度分布Fig.7 10-day average temperature distribution in wheat growing seasons

以上結(jié)果表明，播期推遲，出苗期、分蘗期后移，極限晚播條件下，大幅度限制了冬前群體形成；播期推遲壓縮且后移了分蘗-拔節(jié)期持續(xù)時(shí)間，導(dǎo)致春季分蘗的大量形成，加劇了無效分蘗的形成，加劇了營養(yǎng)流失；播期推遲，灌漿期縮短，跨日溫高，呼吸消耗加劇，不利于產(chǎn)量形成。

2.5 不同播期群體生育期有效積溫利用特點(diǎn)

由方差分析可知，2017-2018年度3個(gè)播期(相鄰播期間隔20 d)，隨播期推遲各生育階段及全生育期有效積溫與籽粒產(chǎn)量的相關(guān)性均未達(dá)顯著水平；2018-2019年度8個(gè)播期(相鄰播期間隔4 d)，隨播期推遲全生育期有效積溫與籽粒產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.85,P<0.01)。

2017-2018年度播種至出苗期的有效積溫隨播期推遲顯著減小(圖8)，由于播期推遲較晚，出苗階段在日溫較低的時(shí)間段，導(dǎo)致越晚播小麥出苗期獲得的有效積溫越少，極限晚播S3較S1播期推遲40 d, 相應(yīng)的出苗時(shí)間推遲25 d，出苗期有效積溫減少89.2 %，產(chǎn)量下降44.9 %。2018-2019年度播期時(shí)間間隔縮短為4 d，因此播種至出苗期間的有效積溫差異不顯著。2017-2019兩個(gè)年度分蘗-拔節(jié)期有效積溫與籽粒產(chǎn)量均表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)，且2018-2019年度達(dá)極顯著水平(r=-0.97,P<0.01)，晚播D8較D1有效積溫增加103.6 %，產(chǎn)量則下降16.7 %。冬小麥在分蘗-拔節(jié)期一般要經(jīng)歷一段低溫誘導(dǎo)的春化時(shí)期以保證正常開花，該階段需要低溫和足夠的持續(xù)時(shí)間。兩個(gè)年度隨播期推遲，分蘗-拔節(jié)期所經(jīng)歷的生育天數(shù)減少幅度分別為66.0 %和24.0 %，而該階段有效積溫增加幅度分別為69.0 %和103.6 %，因此小麥返青后日溫逐漸上升，獲得的有效積溫增加，迅速進(jìn)入拔節(jié)生長階段。2個(gè)年度在小麥灌漿期(開花至成熟期)的有效積溫占全生育期有效積溫比重最大，且各播期間的差異相較其他生育階段較小。兩個(gè)年度各播期在灌漿期有效積溫均達(dá)700 ℃以上，小麥獲得了足夠的有效積溫，這也相應(yīng)導(dǎo)致晚播小麥灌漿時(shí)間壓縮，生育期縮短。由2018-2019年度較高頻次的播期設(shè)置可以得出，江漢平原地區(qū)適期播種(10月下旬至11月上旬，即D1～D5)的全生育期有效積溫在1550 ℃以上，這保證了小麥各階段生長發(fā)育所需適宜的溫度，最終可獲得6000 kg·hm-2以上的籽粒產(chǎn)量。

圖8 不同播期群體各生育階段有效積溫分布Fig.8 Distribution of effective accumulated temperatures at different growing stages in different late sowing populationsowing dates

3 討 論

3.1 不同播期群體的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成

小麥的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素會受到播期的顯著影響[21]，播期會影響小麥生長發(fā)育的速度，改變各生育階段的長短及其所處的季節(jié)時(shí)段，進(jìn)而決定群體光合產(chǎn)物的積累以及后期產(chǎn)量的形成。前人關(guān)于播期對小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素影響的研究，由于存在地域環(huán)境、氣候條件等因素的不同，研究結(jié)果存在一定的差異。相關(guān)研究表明，晚播條件下可以提高小麥的穗粒數(shù)、千粒重和收獲指數(shù)[22-23]，但多數(shù)研究則認(rèn)為，小麥晚播物候期推遲，幼穗分化也隨之推遲，分化的時(shí)間相應(yīng)縮短[24],成穗率降低[8]，群體穗數(shù)顯著減少[25]，灌漿期縮短[26]，千粒重顯著降低[27]。亦有研究表明，晚播并不會影響小麥的穗粒數(shù)、千粒重和籽粒產(chǎn)量[28]。因此，晚播對小麥的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素影響規(guī)律的表現(xiàn)并不是一致的，其調(diào)控效應(yīng)還受到研究區(qū)域的氣候、土壤等環(huán)境因素的影響[23]，同時(shí)也與品種特性、播種密度、晚播播期與對照播期時(shí)間間隔長短等因素有關(guān)[21]。

在本研究設(shè)置的播期條件下，2017-2018年度相鄰播期時(shí)間間隔為20 d，隨著播期推遲籽粒產(chǎn)量呈顯著下降的趨勢；2018-2019年度相鄰播期時(shí)間間隔縮短為4 d，隨播期推遲籽粒產(chǎn)量呈波浪式降低的趨勢。2017-2018年晚播播期與S1相比，S2產(chǎn)量下降的主要原因是穗粒數(shù)顯著減小，S3產(chǎn)量下降主要是因?yàn)樗霐?shù)和千粒重的顯著下降。2018-2019年隨著播期推遲，產(chǎn)量總體呈下降的變化趨勢，且產(chǎn)量下降的主要原因是單位面積穗數(shù)的減少。綜合以上兩年的研究可知，隨著播期推遲產(chǎn)量總體表現(xiàn)為逐漸下降的趨勢，且播期越往后推遲產(chǎn)量下降幅度越大。這與多數(shù)人對晚播小麥產(chǎn)量效應(yīng)的研究結(jié)論基本是一致的，晚播小麥后期隨著溫度升高會受到高溫脅迫的影響導(dǎo)致產(chǎn)量下降，穗數(shù)和穗粒數(shù)受脅迫條件影響較明顯，而籽粒重量、籽粒灌漿速率和灌漿時(shí)間下降幅度并不明顯[29]。

同樣群體大小和干物質(zhì)積累量的多寡對小麥后期產(chǎn)量的形成也起到至關(guān)重要的作用。有研究表明，隨著播期推遲小麥群體前小后大，分蘗成穗率降低，穗數(shù)不足，穗型變小，粒數(shù)減少，粒重提高，產(chǎn)量下降[8,15]。本研究發(fā)現(xiàn)，隨著播期推遲群體分蘗在晚播播期中會出現(xiàn)最大值，在達(dá)到分蘗高峰后繼續(xù)推遲播期則會出現(xiàn)降低趨勢，因此并不意味播期推遲群體會持續(xù)增加或持續(xù)減小，這可能也與試驗(yàn)區(qū)域的氣候條件和設(shè)置的播種時(shí)間有關(guān)。亦有研究表明，適播和晚播小麥在形態(tài)特征和產(chǎn)量水平上存在顯著差異，晚播小麥的產(chǎn)量和干物質(zhì)積累量顯著下降[30]。劉萬代等[31]研究發(fā)現(xiàn)，在同一密度水平，干物質(zhì)積累量隨播期推遲而降低，不同播期間干物質(zhì)積累量在生育前期差異較大，隨生育進(jìn)程推進(jìn)差異逐漸縮小。本研究表明，隨播期推遲干物質(zhì)積累量總體表現(xiàn)為下降趨勢，且越晚播較第1播期下降幅越大，不同播期間干物質(zhì)積累量在孕穗前差異較大，開花后差異逐漸縮小。2個(gè)年度均存在各別晚播播期成熟期干物質(zhì)積累量出現(xiàn)負(fù)增長的情況，原因可能是生育后期更多的同化物被用于自身的呼吸消耗，同時(shí)晚播群體還存在無效分蘗的延遲退化，最終導(dǎo)致成熟期干物質(zhì)積累量顯著下降，在開花期和灌漿中期所積累的充足的干物質(zhì)不能有效地再分配予籽粒以幫助產(chǎn)量的形成。

3.2 不同播期群體的積溫與生育期特征

小麥生長發(fā)育需要適宜的環(huán)境條件，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)期播種有助于充分利用冬前的積溫，培育壯苗，提高小麥的群體品質(zhì)和籽粒產(chǎn)量[32]。氣候的任何波動和變化都會對作物的生長發(fā)育產(chǎn)生影響，明顯的反映在生育期的變化上[33-35]，而溫度則是作物全生育期的主要控制因素[35-36]。兩個(gè)年度的試驗(yàn)都表明隨著播期推遲，各主要生育期相應(yīng)延遲，全生育天數(shù)縮短。在播期推遲20 d條件下，生育期縮短10～17 d，第2年度在此范圍內(nèi)增加晚播頻次，播期每推遲4 d，生育期縮短1～4 d；第1年度的極限晚播，播期推遲40 d，生育期則縮短25 d。有研究表明，隨播期推遲小麥生育后期溫度升高，開花期和成熟期會提前，且全生育期和營養(yǎng)生長期長度呈下降趨勢，但生殖生長期的長度上升或無明顯變化。全生育期、營養(yǎng)生長期和生殖生長期的長度均是由溫度驅(qū)動的。高溫加速了作物的生長速度，從而縮短了生育期的長度[37]。相關(guān)研究表明，適期播種既可以保障小麥生育進(jìn)程與季節(jié)同步，充分利用生育期的溫光條件，還能避開不良?xì)夂驐l件的影響，形成多蘗壯苗，控制無效分蘗發(fā)生以保障群體質(zhì)量[16,18]。江漢平原地區(qū)在小麥生育后期，持續(xù)陰雨寡照的氣候條件也亟需確定適宜的播期以保障小麥生育進(jìn)程與季節(jié)環(huán)境同步，充分利用溫光資源的同時(shí)，避開或縮短生育后期不良?xì)夂驐l件的影響。

本研究僅選用江漢平原主播小麥品種‘鄭麥9023’作為試驗(yàn)材料，且只針對小麥在不同程度晚播條件下的產(chǎn)量及生長發(fā)育特性等進(jìn)行研究。目前同時(shí)也在進(jìn)行針對江漢平原氣候環(huán)境條件下耐晚播小麥品種的篩選試驗(yàn)，以期為該區(qū)域小麥生產(chǎn)提供更多適宜晚播的品種材料。對于播期播量等多因素互作效應(yīng)的研究，以及晚播小麥品質(zhì)等方面的研究，在后期也會逐漸展開。

4 結(jié) 論

經(jīng)研究篩選到2個(gè)晚播效應(yīng)指數(shù)，即拔越比和熟拔比。其中拔越比-拔節(jié)期與越冬期干物質(zhì)積累量比值(J/W)與籽粒產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(r=-0.75,P<0.05)，熟拔比-成熟期與拔節(jié)期干物質(zhì)積累量比值(M/J)與籽粒產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.78,P<0.05)。

10月下旬至11月上旬為江漢平原適播期，11月中旬至11月下旬為近適播期，12月中旬前后為遠(yuǎn)適播期。適播期播種可以充分利用有效積溫于成熟期實(shí)現(xiàn)387～509萬·hm-2的群體大小和12 900 kg·hm-2以上的干物質(zhì)積累量，全生育期需要200 d以上，可獲得6000 kg·hm-2以上籽粒產(chǎn)量；近適播期播種有效積溫分布仍較合理，群體物質(zhì)結(jié)構(gòu)適中，生育期需要180 d以上，籽粒產(chǎn)量在5500～6000 kg·hm-2范圍內(nèi)；遠(yuǎn)適播期播種，有效積溫利用不盡合理，成熟期群體大小減少至264.8萬·hm-2，干物質(zhì)積累量顯著下降至7288.8 kg·hm-2，生育期在160 d左右，籽粒產(chǎn)量一般在4000 kg·hm-2以下，但與空茬田塊相比，亦有一定的產(chǎn)量效益和生態(tài)效益。