播期對(duì)登海5197群體發(fā)育及產(chǎn)量形成的影響

播期對(duì)登海5197群體發(fā)育及產(chǎn)量形成的影響

小麥?zhǔn)侵袊?guó)的三大谷物之一。小麥的豐富對(duì)全國(guó)的糧食安全有著重要影響。隨著全球氣候變暖,特別是暖冬的出現(xiàn),冬前積溫升高,改變了冬小麥在冬季的生長(zhǎng)發(fā)育狀況,繼續(xù)按傳統(tǒng)認(rèn)為的適播期播種,容易造成麥田冬季生長(zhǎng)過(guò)旺,有的甚至在春節(jié)前就開(kāi)始拔節(jié),遇到冬季或早春寒流襲擊,會(huì)造成大面積麥苗受凍,影響小麥產(chǎn)量的提高。所以有必要結(jié)合群體發(fā)育和籽粒灌漿特性對(duì)不同播期條件下冬小麥的生長(zhǎng)特點(diǎn)進(jìn)行研究。關(guān)于小麥的播期問(wèn)題已有過(guò)很多的研究,但由于各地區(qū)栽培生態(tài)條件和品種特性等因素不同,研究結(jié)果不盡相同。登海5197是山東登海種業(yè)股份有限公司小麥研究所育成的小麥新品種。該品種屬冬性,大穗型,耐寒,長(zhǎng)芒,白殼,白粒,穗長(zhǎng)方形。幼苗匍匐,葉片短寬,分蘗力強(qiáng),成穗率較低,株高75~80cm,高產(chǎn),抗病、抗倒伏能力強(qiáng),耐高溫。本試驗(yàn)以登海5197為材料,設(shè)3個(gè)播期處理,研究播期對(duì)登海5197分蘗成穗規(guī)律、籽粒灌漿特性等群體發(fā)育和產(chǎn)量形成的影響,進(jìn)而為采取相應(yīng)的栽培措施,實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。1材料和方法1.1alt/n/n試驗(yàn)于2008~2009年在山東登海種業(yè)股份有限公司第16試驗(yàn)場(chǎng)(E:119°56.6′,N:37°20.7′,Alt:7.9m)進(jìn)行。試驗(yàn)地前茬作物為玉米,砂壤土,土壤0~20cm耕層含有機(jī)質(zhì)9.41g/kg、全氮0.56g/kg、有效氮32.17mg/kg、有效磷11.78mg/kg、速效鉀61.74mg/kg,pH值6.68。1.2試驗(yàn)品種選用登海5197為試驗(yàn)品種。1.3主要處理措施設(shè)置3個(gè)播期,分別為10月8日(S1)、10月15日(S2)和10月22日(S3),播種量為135kg/hm2,小區(qū)面積為60m2,重復(fù)3次。先施基肥后機(jī)械旋耕,開(kāi)行條播,基肥施用45%復(fù)合肥(N∶P∶K=15∶15∶15,總養(yǎng)分≥45%)375kg/hm2,拔節(jié)期施用尿素(含氮量≥46%)150kg/hm2。其它田間管理措施按高產(chǎn)小麥指標(biāo)要求進(jìn)行。6月14日同時(shí)收獲。1.4測(cè)量?jī)?nèi)容和方法1.4.1基本苗和總莖數(shù)分蘗初期在每個(gè)小區(qū)定點(diǎn),按1m雙行的面積計(jì)算基本苗數(shù),并于各生育時(shí)期在定點(diǎn)處計(jì)數(shù)總莖數(shù)和穗數(shù)。1.4.2回復(fù)突變量的確定開(kāi)花后每隔5d取樣1次,每次每處理取10穗,每穗取中下部5排小穗的第1~2位小花的籽粒10粒,共取100粒,置烘箱內(nèi)105℃殺青30min,然后在80℃下烘至恒重。以開(kāi)花后天數(shù)(t)為自變量,開(kāi)花后每隔5d測(cè)得的百粒重為因變量(W),參照朱慶森和顧世梁的方法用Richards方程W=A(1+Be-Ct)-1/D對(duì)灌漿速率過(guò)程進(jìn)行模擬。通過(guò)CurveExpert1.3軟件進(jìn)行擬合,得到Richards方程參數(shù)A、B、C、D(其中,A為終極生長(zhǎng)量,B為初級(jí)參數(shù),C為生長(zhǎng)速率參數(shù),D為形狀參數(shù)。當(dāng)D=1時(shí)即為L(zhǎng)ogistic方程)。計(jì)算下列灌漿特征參數(shù):達(dá)最大灌漿速率時(shí)的天數(shù)Tmax=(lnB-lnD)/C,灌漿速率最大時(shí)的生長(zhǎng)量Wmax=A(D+1)-1/D,最大灌漿速率Gmax=(CWmax/D)1-(Wmax/A)D],積累起始勢(shì)R0=C/D,灌漿活躍期(大約完成總積累量的90%)P=2(D+2)/C。1.4.3干物質(zhì)積累試驗(yàn)于冬前、返青期、起身期、拔節(jié)期、開(kāi)花期、乳熟期和成熟期每個(gè)處理小區(qū)選取代表性植株10株分莖、葉和穗(開(kāi)花后)三部分置于105℃烘箱殺青30min,80℃烘至恒重,計(jì)算干物質(zhì)積累量。1.4.4麥穗產(chǎn)量分析成熟前在小區(qū)中計(jì)數(shù)各樣點(diǎn)上的穗數(shù),求算每公頃穗數(shù)。然后在樣點(diǎn)中選取代表性麥穗20個(gè),計(jì)數(shù)籽?？倲?shù),除以20為每穗粒數(shù)。每小區(qū)收獲1m2的樣點(diǎn)3個(gè),計(jì)算每公頃產(chǎn)量。用各樣點(diǎn)曬干的籽粒測(cè)定千粒重。1.5處理數(shù)據(jù)用MicrosoftExcel2003進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算,利用DPS7.05軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。2結(jié)果與分析2.1返青期和起落架期后總莖數(shù)的變化由圖1可見(jiàn),三個(gè)播期處理整個(gè)生育期的總莖數(shù)變化趨勢(shì)基本一致,S1播期總莖數(shù)最高出現(xiàn)在返青期,S2和S3播期出現(xiàn)在起身期,返青期或起身期以后總莖數(shù)下降,表現(xiàn)為播期越早下降幅度越大。三個(gè)播期拔節(jié)期之前總莖數(shù)的差距相對(duì)較大,拔節(jié)之后逐漸縮小,成熟期S1播期處理比S2播期處理穗數(shù)多42萬(wàn)/hm2,比S3播期處理多90萬(wàn)/hm2。2.2葉面積指數(shù)s1和s1播期比較由表1可見(jiàn),播期推遲一周出苗時(shí)間延長(zhǎng)一天;基本苗隨播期推遲呈遞減趨勢(shì),S1播期比S2播期基本苗多21萬(wàn)/hm2,比S3播期多37萬(wàn)/hm2;葉面積指數(shù)S2播期明顯高于S1和S3播期;總莖蘗數(shù)和有效莖蘗數(shù)表現(xiàn)為S1播期最高,S2播期次之,S3播期最低,但有效莖蘗率和成穗率呈相反趨勢(shì);單株有效蘗S1和S2播期差異不明顯,但S3播期明顯低于前兩個(gè)播期;單株無(wú)效蘗三個(gè)播期之間差異顯著,表現(xiàn)為S1播期最高,S2播期次之,S3播期最低。2.3最大灌漿速率由表2可見(jiàn),用Richards模型可以較好地模擬籽粒灌漿過(guò)程,決定系數(shù)R達(dá)到0.995~0.998,S2播期灌漿啟動(dòng)Tmax明顯早于S1和S3播期;達(dá)到最大灌漿速率時(shí)的生長(zhǎng)量Wmax隨播期的推遲呈遞增趨勢(shì);最大灌漿速率GmaxS2播期最大,S3播期次之,S1播期最小;起始勢(shì)R0為S2播期最高,S1播期次之,S3播期最低;灌漿活躍期P為S3播期最長(zhǎng),S1播期次之,S2播期最短。由圖2可見(jiàn),在整個(gè)灌漿生育期間,S2播期的群體籽粒灌漿積累量(粒重)明顯高于S1和S3播期,S1和S3播期相差不明顯。2.4不同播期、不同生育期干物質(zhì)積累由圖3可見(jiàn),三個(gè)播期處理整個(gè)生育期的群體和單株干物質(zhì)積累變化趨勢(shì)基本一致,表現(xiàn)為起身期前積累速度緩慢,積累量少,起身期后迅速增長(zhǎng),成熟期達(dá)到最高。群體干物質(zhì)積累在開(kāi)花前隨播期推遲,干物質(zhì)積累量明顯減少,開(kāi)花后S2播期干物質(zhì)積累加快,成熟期S2干物質(zhì)積累量明顯高于S1和S3播期,S1和S3播期干物質(zhì)積累量差異不大。單株干物質(zhì)積累開(kāi)花前與群體干物質(zhì)積累變化趨勢(shì)一樣,開(kāi)花后S2和S3播期單株干物質(zhì)積累量明顯加快,顯著高于S1播期,成熟期單株干物質(zhì)積累量S2播期最大,S3播期次之,S1播期最小。2.5s1和s1播期對(duì)并存期粒重的影響由表3可見(jiàn),播期對(duì)登海5197的單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重和籽粒產(chǎn)量的影響不一致。隨播期推遲,穗數(shù)顯著減少,S1播期比S2和S3播期分別高11.8%、29.8%。穗粒數(shù)先增加后減少,以S2播期最高,S2和S3播期之間差異不顯著,但顯著高于S1播期。千粒重是籽粒充實(shí)度的反映,一般認(rèn)為其在很大程度上受遺傳因素的支配,變異性較小,在高產(chǎn)栽培條件下表現(xiàn)比較穩(wěn)定。本試驗(yàn)結(jié)果表明,隨播期推遲千粒重增加,S3播期千粒重最高,S2和S3播期之間差異不顯著,S1播期千粒重最小。小麥的產(chǎn)量決定于單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重,進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),隨著播期的推遲,實(shí)際產(chǎn)量與穗粒數(shù)的變化趨勢(shì)相一致,也是先上升后降低,S2播期的籽粒產(chǎn)量最高,S1播期最小,但S1和S3播期籽粒產(chǎn)量差異不顯著,S2播期籽粒產(chǎn)量分別比S1和S3播期顯著提高26.4%、16.0%,這說(shuō)明適當(dāng)晚播有利于提高穗粒數(shù)和產(chǎn)量。3灌漿及干物質(zhì)積累3.1本試驗(yàn)結(jié)果表明,播期對(duì)登海5197總莖蘗數(shù)的影響明顯,總莖蘗數(shù)隨播期的推遲逐漸降低,拔節(jié)前三個(gè)播期的總莖蘗數(shù)差異顯著,但拔節(jié)后差距逐漸減小,原因是播期越早,越冬前群體偏大,個(gè)體長(zhǎng)勢(shì)較旺,造成拔節(jié)后單株無(wú)效蘗增多,有效莖蘗率和成穗率降低。三個(gè)播期的出苗時(shí)間隨播期的推遲相應(yīng)延遲一天,主要是由于小麥感溫階段的溫度隨播期推遲而降低,造成出苗速度減緩,進(jìn)而出苗時(shí)間延長(zhǎng),同時(shí)基本苗呈現(xiàn)逐漸降低趨勢(shì)。葉面積指數(shù)第二播期明顯高于第一和第三播期,這跟成熟期籽粒產(chǎn)量表現(xiàn)規(guī)律一致。3.2灌漿啟動(dòng)第二播期明顯早于第一和第三播期,達(dá)到最大灌漿速率時(shí)的生長(zhǎng)量隨播期的推遲呈遞增趨勢(shì);最大灌漿速率第二播期最大,第三播期次之,第一播期最小;起始勢(shì)第二播期最高,第一播期次之,第三播期最低;灌漿活躍期第三播期最長(zhǎng),第一播期次之,第二播期最短。整個(gè)灌漿期間,第二播期的群體籽粒灌漿積累量明顯高于第一和第三播期,第一和第三播期相差不明顯,灌漿啟動(dòng)早、最大灌漿速率大、起始勢(shì)高和穗粒數(shù)多是第二播期成熟期籽粒產(chǎn)量高于第一和第三播期的優(yōu)勢(shì)。3.3播期對(duì)干物質(zhì)積累的影響顯著,開(kāi)花前第一播期的積累量明顯高于第二和第三播期,原因是第一播期開(kāi)花前單株莖蘗數(shù)明顯多于第二和第三播期,開(kāi)花后由于第二和第三播期單株干物質(zhì)積累速度加快,所以成熟期第二播期干物質(zhì)積累量最高,第一和第三播期相差不大。3.4播期對(duì)登海5197產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響顯著,表現(xiàn)為隨播期的推遲,穗數(shù)減少,千粒重增加,穗粒數(shù)和籽粒產(chǎn)量先增加后減少。第一播期產(chǎn)量降低其原因是穗粒數(shù)減少,千粒重降低,進(jìn)而造成了產(chǎn)量的降低;第二和第三播期雖然