牛海燕，劉元元，孔令強，呂鵬，劉樹震，馮波

（1.滕州市農(nóng)業(yè)技術推廣中心，山東 滕州 277500；2.青島農(nóng)業(yè)大學，山東 青島 266109；3.山東省農(nóng)業(yè)技術推廣總站，山東 濟南 250100；4.濟南市農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法支隊，山東 濟南 250021；5.山東省農(nóng)業(yè)科學院作物研究所，山東 濟南 250100）

黃淮海地區(qū)一直是我國小麥的主產(chǎn)區(qū)，小麥－玉米一年兩熟輪作種植是該區(qū)域主要的種植制度［1］。近年來，小麥－玉米集約化、全程機械化生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，采用玉米晚收、小麥晚播為核心的“雙晚”技術種植面積不斷增加［2，3］。同時，在不增加化肥等資源投入的前提下，通過調(diào)整播期等栽培管理措施促進小麥和周年產(chǎn)量增加，符合當前農(nóng)業(yè)綠色、可持續(xù)發(fā)展的需求［4］。實際生產(chǎn)中盲目晚播降低小麥出苗率，極大地制約小麥高產(chǎn)，同時對小麥抗逆性的影響存在諸多不確定性［5］。因此，如何實現(xiàn)小麥晚播穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)已成為小麥－玉米集約化生產(chǎn)面臨并需要突破的瓶頸。

調(diào)整播期和播量是影響小麥群體有效穗數(shù)和產(chǎn)量的重要栽培措施之一。諸多研究認為，通過優(yōu)化播期和播量構(gòu)建起小麥高產(chǎn)群體，能夠促進穗粒數(shù)和千粒重等產(chǎn)量構(gòu)成因素的協(xié)同，同時實現(xiàn)小麥生長季和下茬玉米對光、溫和水等氣候資源的高效利用［6，7］。然而相關研究也發(fā)現(xiàn)，出苗率隨著播期的推遲而降低［8］；晚播導致生育期縮短和單株成穗率降低，進而影響群體有效穗數(shù)和葉面積指數(shù)，最終導致產(chǎn)量下降［9，10］。增加播量是提高群體有效穗數(shù)的最簡便有效方法，也是生產(chǎn)中普遍采用的栽培措施。前人已開展大量關于播期和播量對小麥生長發(fā)育及產(chǎn)量性狀影響的研究，證實調(diào)整播期和播量顯著影響小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成，且播期對產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響大于播量［11－13］。但先前研究多關注播期和播量對產(chǎn)量的影響，也基本明確了不同播期的適宜播量。同時倒伏對小麥生產(chǎn)的影響一直以來也廣受關注，深入研究播期和播量對小麥抗倒性的影響對小麥穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)意義重大。

為實現(xiàn)作物綠色發(fā)展和糧食增產(chǎn)，本試驗以兩個大面積種植品種濟麥22和藁優(yōu)5766為材料，設置不同晚播處理并與之匹配相應播量，研究其對小麥群體構(gòu)成、產(chǎn)量和抗倒性的影響，以期為小麥－玉米集約化生產(chǎn)中晚播小麥的穩(wěn)定增產(chǎn)提供技術指導。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2019—2020年在山東省滕州市西崗鎮(zhèn)溫堂村（34°58′N，117°1′E）進行。該地屬溫帶季風氣候，年均日照2 383.0 h，年均氣溫13.6℃，年均降水量773.1 mm。土壤類型為砂姜黑土，耕層土壤理化性質(zhì)見表1。

表1 耕層土壤理化性質(zhì)

1.2 試驗設計

試驗選擇兩個大面積種植品種濟麥22和藁優(yōu)5766為材料，以傳統(tǒng)播期（10月5日）和播量（濟麥22播量90.0 kg/hm2，藁優(yōu)5766播量112.5 kg/hm2）為對照，設置晚播10、15、20天共計4個播期處理，并根據(jù)播期和品種適當調(diào)整播量，具體見表2。試驗共計24個小區(qū)，小區(qū)面積為330 m2，小區(qū)周圍設置2 m隔離帶。隨機區(qū)組排列，重復3次。

表2 不同品種和播期對應的處理編號及播量

耕地前撒施氮磷鉀復合肥（15－15－15）750 kg/hm2作底肥，拔節(jié)期采取微噴灌水肥一體化技術追施尿素225 kg/hm2。寬幅精播機播種，南北向種植，行距27.3 cm。所有處理統(tǒng)一灌水、防除病蟲草害。

1.3 調(diào)查取樣與指標測定

1.3.1 群體構(gòu)成 所有處理均在播種后15天、冬前（12月4日）和返青后（2月28日）隨機選取3個1 m2小麥調(diào)查并計算基本苗。于冬前和返青后隨機取三段連續(xù)10株小麥，調(diào)查單株分蘗數(shù)、單株次生根數(shù)、三葉及以上大蘗和莖數(shù)。

1.3.2 產(chǎn)量及其構(gòu)成 每處理隨機選擇三段1 m雙行小麥，調(diào)查并計算每公頃有效穗數(shù)（下稱有效穗數(shù)），隨機取30個穗調(diào)查穗粒數(shù)，收割脫粒烘干后測其含水量和千粒重，最后計算各處理小麥理論產(chǎn)量。在不受取樣影響前提下，每處理實收3個1 m2小麥，晾干后脫粒稱重，并折算成含水量13%的實收產(chǎn)量。

1.3.3 抗倒性 蠟熟期（5月25日）每處理隨機取3個連續(xù)30株的小麥整株，測定株高、植株重心高、第二節(jié)間長、第二節(jié)壁厚、第二節(jié)干重、機械強度等抗倒性指標:

（1）在水平桌面上固定一個支架，將小麥植株放置于支架上使其平衡，先用記號筆標記出平衡點，然后將鋼卷尺固定在桌子上，將植株放在鋼卷尺旁邊依次讀取株高、植株重心高、第二節(jié)間長?；康禁溗腠敹说木嚯x（不包括麥芒）即為株高，植株基部到平衡點的距離即為重心高，第二節(jié)上下兩關節(jié)間的距離即為第二節(jié)間長度。

（2）將第二節(jié)間取下，保留節(jié)點和第二節(jié)葉鞘，兩端放置于木架上，中部掛拉力計，用力緩慢拉稱，使莖稈折斷所用的力（N）即為機械強度。然后將葉鞘剝掉，莖稈捏扁，用游標卡尺測定雙層壁厚，計算單層壁厚。最后將節(jié)間烘干測定干重。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2016處理數(shù)據(jù)，Sigma-Plot14.0作圖，SPSS 20.0軟件進行統(tǒng)計分析和差異顯著性檢驗（LSD法，P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 晚播結(jié)合增加播量對小麥群體構(gòu)成的影響

2.1.1 對小麥出苗的影響 由圖1看出，隨播期推遲，濟麥22和藁優(yōu)5766的出苗率均表現(xiàn)出先增加后降低趨勢，晚播15天的出苗率最高，分別達90.9%和90.5%。增加播量是提高基本苗數(shù)的有效方法，兩個品種晚播20天處理的播種量均大于其它播期，其基本苗數(shù)顯著大于其它處理，分別達297.6萬株/hm2和359.1萬株/hm2。

圖1 晚播結(jié)合增加播量對小麥出苗的影響

2.1.2 對小麥分蘗和次生根的影響 播期對越冬前和返青后兩個品種小麥分蘗的影響規(guī)律一致（圖2）。越冬前，濟麥22和藁優(yōu)5766的三葉及以上分蘗數(shù)和三葉以下分蘗數(shù)均隨播期推遲呈現(xiàn)降低趨勢；返青后，兩個品種三葉及以上分蘗數(shù)也均隨播期推遲呈現(xiàn)降低趨勢，對照單株三葉及以上分蘗數(shù)顯著大于其它播期處理，分別為8.26個和8.14個。播期推遲降低兩個品種越冬前和返青后的次生根數(shù)。越冬前，J－15處理的單株次生根數(shù)為1.63條，顯著小于J－CK、J－10，與J－20之間沒有顯著差異；G－15處理的單株次生根數(shù)為1.49條，也顯著小于G－CK和G－10，也與J－20之間沒有顯著差異。返青后，兩個品種的單株次生根數(shù)晚播處理均顯著小于對照。

圖2 晚播結(jié)合增加播量對小麥分蘗和次生根的影響

2.1.3 對小麥有效穗數(shù)的影響 濟麥22和藁優(yōu)5766兩品種4個播期處理的平均有效穗數(shù)分別為649.74萬/hm2和682.17萬/hm2，不同處理間差異不顯著，波動幅度分別在－4.63%～10.49%和－4.71%～4.51%之間（圖3）。雖然晚播降低小麥的出苗率、單株分蘗數(shù)和次生根數(shù)，但是通過增加播量可有效緩解晚播對小麥群體的不利影響。

圖3 晚播結(jié)合增加播量對小麥有效穗數(shù)的影響

2.2 晚播結(jié)合增加播量對產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

增加播量緩解晚播對小麥群體的影響，但不同處理下小麥產(chǎn)量存在差異，晚播15天處理能夠獲得最高產(chǎn)量（圖4）。J－15的理論產(chǎn)量為8.95 t/hm2，顯著高于J－CK和J－20；其實測產(chǎn)量為10.56 t/hm2，較對照顯著增加（34.02%）。G－15的理論產(chǎn)量和實測產(chǎn)量分別為9.76 t/hm2和10.43 t/hm2，較對照分別增產(chǎn)34.71%和24.99%。

由表3可以看出，3個晚播處理濟麥22的千粒重均顯著高于對照，藁優(yōu)5766的千粒重與對照差異不顯著。J－15的穗粒數(shù)與對照無顯著差異，但顯著高于J－10和J－20，較J－CK、J－10和J－20分別增3.81%、29.30%和14.85%；3個晚播處理藁優(yōu)5766的穗粒數(shù)均顯著高于對照，且G－15顯著高于G－10和G－20，G－15較GCK、G－10和G－20分別增48.57%、33.90%、16.42%。

表3 不同處理小麥的理論產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

2.3 晚播結(jié)合增加播量對小麥抗倒伏性狀的影響

2.3.1 對小麥株高和植株重心高的影響 晚播結(jié)合增加播量對兩個品種小麥株高和重心高的影響規(guī)律基本一致（圖5）。播期推遲15天以內(nèi)，濟麥22和藁優(yōu)5766的株高隨著播期推遲逐漸增高，而晚播超過15天，兩個品種的株高均顯著降低。J－15和G－15的植株重心高也均顯著高于其它處理，分別為54.21 cm和57.36 cm。J－15的重心高分別較J－CK、J－10和J－20增3.10%、2.17%和11.11%，G－15的重心高分別較G－CK、G－10和G－20增5.50%、3.82%和13.09%。

圖5 晚播結(jié)合增加播量對小麥株高和植株重心高的影響

2.3.2 對小麥基部第二節(jié)間的影響 圖6顯示，小麥基部第二節(jié)間長隨著播期推遲呈現(xiàn)降低趨勢。其中濟麥22晚播處理較對照顯著降低，J－10、J－15、J－20較對照分別降7.82%、12.87%和15.06%，J－15、J－20顯著低于J－10，J－15與J－20差異不顯著；藁優(yōu)5766晚播15、20天處理基部第二節(jié)間長顯著低于對照，分別降9.17%和20.16%，且G－15顯著大于G－20，G－10與G－15、G－CK間差異不顯著。兩品種基部第二節(jié)間厚度均為晚播15天處理最大，J－15為0.22 mm，顯著大于J－CK和J－10，分別增加27.27%和31.82%，J－15和J－20間差異不顯著；G－15基部第二節(jié)間厚度為0.21 mm，也大于其它處理，但各處理與對照間差異均不顯著。濟麥22基部第二節(jié)間干物質(zhì)重為晚播15天處理最高，顯著高于其它處理，其它處理間差異不顯著；藁優(yōu)5766基部第二節(jié)間干物質(zhì)重為晚播10天處理最高，和G－15差異不顯著，兩者顯著高于對照和G－20，分別較對照增加33.33%和26.67%。

圖6 晚播結(jié)合增加播量對小麥基部第二節(jié)間的影響

2.3.3 對小麥莖稈機械強度的影響 隨著播期推遲，小麥第二節(jié)間的機械強度呈現(xiàn)先增加后降低趨勢（圖7）。J－15第二節(jié)間的機械強度顯著大于其它處理，J－20顯著大于對照，J－10和J－20間差異不顯著。G－15第二節(jié)間的機械強度最大，較對照顯著增加39.18%，但3個晚播處理間差異不顯著。

圖7 晚播結(jié)合增加播量對小麥莖稈機械強度的影響

3 討論與結(jié)論

3.1 適宜晚播結(jié)合增加播量能提高小麥產(chǎn)量

在小麥－玉米集約化、全程機械化生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大的背景下，玉米晚收一方面延長灌漿時間，提高千粒重，增加產(chǎn)量；另一方面促進淀粉、蛋白質(zhì)和氨基酸的積累，提高籽粒品質(zhì)；同時便于機械化收獲和后期脫粒、儲存［4，14，15］。玉米晚收直接導致小麥播期推遲，同時全球變暖導致小麥冬前積溫增加，為小麥晚播奠定了氣候基礎［16］。因此，采用玉米晚收、小麥晚播為核心的“雙晚”技術種植面積不斷增加。實際生產(chǎn)中，晚播小麥出苗率低、單株分蘗少，極大地制約小麥的高產(chǎn)潛力［17］。本研究也同樣發(fā)現(xiàn)濟麥22和藁優(yōu)5766兩個品種小麥的單株分蘗數(shù)和次生根數(shù)均隨著播期推遲呈現(xiàn)降低趨勢。通過增加播量構(gòu)建合理的群體結(jié)構(gòu)能夠最大限度地利用土地和光、溫資源，是小麥獲得高產(chǎn)的基礎［18－20］。本試驗在前人研究的基礎上，根據(jù)兩品種（濟麥22和藁優(yōu)5766）特性和播期而匹配適宜播量，使晚播處理與對照的群體有效穗數(shù)差異不顯著，其波動幅度分別在－4.63%～10.49%和－4.71%～4.51%之間，達到晚播不顯著影響有效穗數(shù)的目的。

前人關于晚播對小麥產(chǎn)量的影響有爭議，基于不同區(qū)域、品種和播量的試驗結(jié)果，一部分研究認為晚播降低小麥籽粒產(chǎn)量，也有研究認為晚播維持甚至增加小麥籽粒產(chǎn)量［21－23］。深入研究發(fā)現(xiàn)，群體有效穗數(shù)的差異是影響小麥產(chǎn)量的主要因素。本研究通過匹配適宜的播量緩解晚播對有效穗數(shù)的影響，同時發(fā)現(xiàn)穗粒數(shù)是影響產(chǎn)量的主要因素。這與朱元剛等［24］的研究結(jié)果一致。穗粒數(shù)是小麥產(chǎn)量構(gòu)成關鍵因素之一，增加小麥單株穗粒數(shù)一直是小麥高產(chǎn)栽培研究的關注點［25，26］。穗粒數(shù)的多少主要取決于穗部小花發(fā)育狀況［27，28］。本研究表明，濟麥22晚播10天和晚播20天處理的穗粒數(shù)顯著高于對照，3個晚播處理藁優(yōu)5766的穗粒數(shù)均高于對照。這是因為，不同晚播和播種量條件下，穗部發(fā)育營養(yǎng)供應存在差異，進而影響了穗部小花發(fā)育狀況和穗粒數(shù)，推遲播期一定程度上降低小花退化速率，從而顯著增加穗粒數(shù)［24，29］。兩品種晚播處理千粒重表現(xiàn)不同，3個晚播處理濟麥22的千粒重均顯著高于對照，而藁優(yōu)5766晚播處理與對照差異不顯著，這可能是品種間差異所致，我們將在以后的研究中進一步探討不同品種千粒重對播期的響應。有效穗數(shù)不受影響的條件下，穗粒數(shù)顯著增加，是晚播結(jié)合適宜增加播量能夠增產(chǎn)的直接原因。

3.2 適宜晚播結(jié)合增加播量能提高小麥的抗倒伏性

小麥基部節(jié)間性狀是評價抗倒伏性的主要指標，合理的第二節(jié)間長與地上部株高的比值約為0.10～0.11［30］。本研究中晚播15天處理的濟麥22和藁優(yōu)5766第二節(jié)間長與地上部株高的比值分別為0.09和0.11，且兩個品種晚播15天處理具有最大的機械強度，具有較為理想的抗倒伏性狀。前人研究發(fā)現(xiàn)，晚播小麥節(jié)間伸長緩慢，有效降低節(jié)間長度，進而降低倒伏風險［31］。本研究表明，晚播增加小麥基部節(jié)間的干物質(zhì)重和厚度，進一步增強小麥的抗倒伏性，這與前人的研究結(jié)果一致［32］。

綜之，適宜晚播并根據(jù)品種特性匹配合理的播量能夠在顯著增加小麥產(chǎn)量的同時增強抗倒伏性，以晚播15天處理效果最佳。