安徽农学通报,Anhui Agri.Sci.Bul1.2017.23(16) 小麦群体动态及其与产量的相关性分析 彭红心 张存岭 (1濉溪县农技推广中心,安徽濉溪235100;2濉溪县农业科研试验站,安徽濉溪 235100) 摘要:利用杨柳农业科学实验站2016--2017年度氮高效品种筛选和展示田的试验数据,研究了小麦群体动 态及其与产量的相关性。结果表明:小麦茎蘖数随时间、叶面积系数随积温呈e的二次多项式指数曲线变化: 干物重随时间变化为Logistic曲线,随积温变化为二次多项式。在一定的范围内,产量主要取决于穗数。冬后 茎蘖数与穗数正相关,挑旗后茎蘖数与产量、叶面积系数与穗数、产量正相关,拔节后干物重积累与穗数、产 量正相关。 关键词:小麦产量;气候异常;高产对策 中图分类号¥512.1 文献标识码A 文章编号1007—7731(2017)16—0046—04 群体动态是作物栽培的核心问题之一,群体指标通 常被作为确定促控措施的重要参数。20世纪8O年代,凌 启鸿n 率先提出了“群体质量”的概念,之后许多学者对小 麦高产群体的形成及调控技术进行了较为深入的研究。 由于生长环境、栽培技术等的不同,不同产量水平群体结 构和产量特征存在较大差异。为此,笔者利用杨柳农业 科学实验站2016--2017年度氮高效品种筛选和展示田的 试验数据,研究了小麦群体动态及其与产量的相关性。 围选取与样段生长相近的植株l0个(扬花后取20个单 茎),测定叶面积和干物重。叶面积LA=LxDx0.83(L为叶 长,D为叶宽,O.83为经验系数)。气象资料来自濉溪县气 象局,积温用5日滑动平均法测算。利用EXCEL2003进 行数据处理和作图,利用DPS v7.05进行统计分析。 1.3生产周期气候条件2016年10月中旬至2017年5 月气候异常,利弊参半。日照时数1313.7h,比历年平均 少58h,总体正常。1月上旬前(含)仅305.4h,比历年平均 少185.oh;4月中旬至5月下旬469.8h,比历年平均多 94.8h。平均气温l0.5cI=,比历年平均9.5 ̄C高1.0 ̄C,总体 1材料与方法 1.1试验设计 1.1.1氮高效品种筛选参试品种20个,分别是:安农 异常偏高。6旬(出苗60d的简称,下同)比历年平均低 0.1—3.3oC,1旬异常偏低;8旬异常偏高。5月l7 2日、 25—31日最高气温I>29.5℃,26—3O日相对湿度≤50%,伴 随轻度干热风。受气温偏高和轻度干热风的影响,小麦 071 1、安科157、新麦26、济麦22、华成3366、烟农19、益科 麦3号、益科麦5号、百农207、紫麦19、皖垦麦0901、未来 0818、荃麦725、淮麦33、周麦27、涡麦9号、安农大1206、 山西1号、山西2号和淮麦2O。随机区组排列,重复3 次。小区面积lOm 。 灌浆期缩短,千粒重降低。2016年10月到翌年5月,降水 量393.5ram,比历年平均多118.7ram,异常偏多。1月前 降水301.5mm,比历年平均多199.5mm,异常偏多;2—5 月降水92.Omm,比历年平均少80.7mm,异常偏少。受降 水异常影响,部分麦田晚播或重播,延误追肥;麦苗受渍, 发育不良,根系浅,吸肥能力弱,返青开始即现黄苗,转旺 缓慢。拔节后光温条件优越,病害较轻,对穗分化和灌浆 有利。 1.1.2品种展示参试品种25个,分别是:徽研198、淮 麦29、淮麦28、百农616、隆平518、淮麦22、山农20、周麦 28、良星99、淮麦33、大地22、济科33、淮麦21、新研3-1、 柳麦618、柳麦716、濉1309、濉1216、濉5158、淮麦35、皖 麦52、济麦22、平安11和华成3366,以烟农l9为对照。 间比法顺序排列,首尾设置对照,中间每隔8个品种插人 对照,小区面积200m。。2016--2017年度在杨柳农业科学 2结果与分析 2组试验49个处理产量5175.0—8608.3kg/hm ,平均 6778.7kg/hm ,其中47个品种介于5250—8250kg/hm ;穗 数342.5万一755.0万/hm ,平均为496.2万/hm ;穗粒数 实验站进行,土壤类型砂姜黑土,土壤质地粘壤土,前茬 玉米,机收后秸秆粉碎还田,旋耕耙实。筛选试验l0月 19日人工开沟条播,展示l9日机播。3月1l Et追施拔节 肥,3月l3日微喷40min。田间管理按高产田要求进行。 1.2数据获取和处理3叶期选取出苗均匀一致、有代 26.0—54.5,平均36.7粒;千粒重40.3—60.5g,平均48.3g。 2.1小麦群体动态变化 表性的2个lm行段定点,数取基本苗。于越冬始期、返 青、拔节、挑旗、扬花和成熟期数取茎蘖数,同时在样点周 2.1.1 茎蘖动态小麦茎蘖动态是描述群体质量最重要 的指标 ]。冬前分蘖迅速增长,越冬期缓慢增长,返青期 收稿日期:2017-07-25 作者简介:彭红心(1968一),男,安徽濉溪人,高级农艺师,从事农技推广工作。 23卷16期 彭红心等小麦群体动态及其与产量的相关性分析 47 少量发生,拔节后迅速缩小,到开花期群体茎蘖数稳定下 来(图1)。茎蘖数(S)随时间(苗后旬数t)的动态变化可 3):拔节前渐增,拔节一抽穗期快增,抽穗后缓增 。地上 部于物重(DMA)随时间(t)的动态变化可用Logistic方程 用e的指数曲线来描述。 S400 e 。 。 S500 e 。。 ,F=20.41”; ,F=17.06 。 来模拟,而随积温(T)的动态变化可用二次多项式来模 拟。 DMA,m- 1 71 57.9,“ 一。。 F=36.95”; 式中:下标“400”代表5250—6749kg/hm2产量水平, “500”代表6750—8250kg/hm (下同)。 DMA = ,F=36.28”。 6750~8250kg/hm 的28块田平均:越冬始期茎蘖数 1076.9万nm2,返青期1467.0万mIn 。与5250—6749kg/hm DMA ̄=-14050.3+2848.95T-66.039T2,F=37.58”; DMA ̄=-16089.7+3235.15T一72.677Tz,F=37.27‘。 的19块田相比,峰值提高、退后。冬前茎蘖数相差不大, 6750—8250kg/hm 的28块田平均:成熟期干物重 返青后相差10%一20%,且越向后差别越大。 营 、-, 籁 {3jl} 苗后旬数 图1高产小麦茎蘖动态 2.1.2叶面积系数叶面积指数是评价群体光合性能的 重要指标 。小麦叶面积的变化是一个连续过程,但却有 明显的阶段性和转折点 。抽穗前增、后降(图2)。叶面 积系数(LAI)随积温(T,h℃)呈抛物线变化趋势: LAI40o=一9.02+2.049T-0.075T2,F=I 1.95 ; LAI 。。=-10.4+2.307T-0.081,I'2。F=9.65 。 也可用e的指数曲线来描述,且相关.陛更高。 LAL,oo=e一 “ ” ,F=54.36”; LAI500 e-3.06+0.6882/,-o. ,F=47.55“。 6750—8250kg/hm 的28块田平均:挑旗期叶面积系 数5.90,扬花期6.43。与5250—6749kg/hm 的相比,峰值 提高、退后。拔节前相差不大,挑旗一乳熟期高0.8—1.3。 苗后旬数 图2高产小麦叶面积动态 2.1I3 干物质积累 小麦一生中干物重呈S形变化(图 20443.7kg/hm ,拔节后积累13730.8kg/hm ,挑旗后积累 5374.6kg/hm。。与5250—6749kg/hm 的相比,干物质积累 返青前相差不大,拔节一成熟期相差15%一20% 。 2 妻 冀H_ 茁后旬数 图3高产小麦干物质积累动态 2.2小麦群体与产量相关性分析 2.2.1 产量与构成相关分析表明:小麦籽粒产量与穗 数显著正相关,与穗粒数正相关但不显著,与千粒重负相 关也不显著(表1)。这说明在一定的产量范围内,小麦产 量高低主要取决于穗数的多少。6750—8250kg/hm:的28 块田平均:穗数538.0万/IllTl2,穗粒数37.2粒,千粒重 48.7g。与5250—6749kg/hm 的19块田相比,穗数增加 20.6%,穗粒数增长2.6%,千粒重提高1.4%。 表1小麦产量构成因素相关性 2.2.2 茎蘖数与产量分析表明:基本苗与越冬始期茎 蘖数极显著正相关,越冬始期与返青、挑旗期茎蘖数和成 熟期穗数显著正相关,拔节期与挑旗期茎蘖数、穗数、产 量显著正相关,挑旗期茎蘖数与穗数、产量显著正相关 (表2)。分蘖成穗率与基本苗、越冬始期茎蘖数显著负相 关(r:=一0.595“,r一0.327‘),与挑旗期茎蘖数和穗数显著正 相关(r=O.297 ,r=0.604”)。说明小麦高产栽培要保证冬 前有较多的茎蘖数。 48 安徽农学通报Anhui A .Scj.BulI.2017,23(16) ,注: 。=O.2428,r0∞=0.2875,rbm1=O.3721。 2.2.3叶面积系数与产量分析表明:越冬始期一扬花 著正相关(表3)。说明前期叶面积系数对后期绿叶面积 影响较大,高产栽培要保证越冬始期和挑旗一乳熟期有 较大的绿叶面积。 期与其后1—2期的叶面积系数显著或极显著正相关,越 冬始期和挑旗一乳熟期叶面积系数与穗数显著或极显著 正相关,挑旗一乳熟期的叶面积系数与产量显著或极显 表3小麦叶面积系数与产量构成因素的相关性 2.2.4干物重与产量一分析表明:除拔节期外,越冬始期 节一成熟期干物质积累与穗数、产量极显著正相关(r=: 0.472”,r=0.532”),与千粒重弱相关(r::0.251),挑旗后干 物质积累与千粒重、产量显著正相关 (r=0.333’。r:= 扬花期与其后1 3期的干物重极显著正相关(表4), 期干物重与产量显著或极显著正相关 。拔节一扬花期 干物质积累与穗数、产量正相关(r-0.554”,r=0.357’),拔 挑旗一成熟期干物重与穗数极显著正相关.拔节一成熟 0.353 ),说明前期干物重对后期的干物质积累较大,高产 栽培要保证拔节后有较多的干物质积累 。 表4小麦干物质积累与产量构成因素的相关性 2.3群体指标相关性从表5可以看出:除返青期茎蘖 n=1785.5+914.776XLAI ,DNA ̄v=2117.97+1081.563LAI ;DNAat=2921.28+12.759S ̄m+472.863LAI .数与叶面积系数弱相关外,小麦越冬一扬花期的群体指 标相互正相关。通径分析表明:拔节前干物重主要取决 于叶面积,而挑旗一扬花期干物重则取决于茎蘖数和叶 面积。回归方程为:DNA≈g=14.2+1088.456LAI∞g,DNA ,r( x1)-- ,0.530¨,r( x2)=0.313’;DNA扬花=6666.5+12.9001S扬花+ 418.3179LAI ̄,r( .x1)=O.419’’,r( x2)=0.241。 .表5小麦群体指标相关性 (下转86页) 安徽农学通报,Anhui A .Sci.Bul1.2017,23(16) 氮年均浓度达到1.07mg/L,水质稳定达到地表水Ⅳ类 标准。 环境规划院。2003. [3]馀心彤,逢勇.吴江市水功能区纳污能力及限制排污总量研究 [J].水资源与水工程学报,2014,25(1):52—55. [4]李捷陈,俊英,苏晓,等.基于圣维南方程组的水位流量单值关系 应用[J].人民黄河,2016,38(1):22—27. 翟垄i [5]Brunner,Gary W.HEC—RAS River Analysis System[M].U.S.:Hy. drological Engineering Center,2008. 撅 16 JBrunner,Gary W.HEC—RAS Reference Manual[M].U.S.:Hydro. 1ogical Engineering Center,2008. [7]叶旭.温瑞塘河流域污染物总量控制研究[D].杭州:浙江大学, 时I司(月/日) 2002. 曲线为氨氮 直线为IV类水标准值 [8]罗缙,逄勇,罗清吉,等.太湖流域平原河网区往复流河道水环境 容量研究[J].河海大学学报:自然科学版,2004,32(2):144—146. 图6瓜泾口北氨氮浓度预测结果值 5结论 瓜泾口断面的污染状况是由多种污染因素叠加的结 果,通过污染源解析、模型预测及制定相应的污染物削减 方案,实施相应的综合整治工程,可直接提高入河污染物 削减总量,使瓜泾口北断面氨氮年均浓度达到1.07mg/L, 在保障上游来水达标及整治工程落实到位的前提下,可 以实现瓜泾口北断面按期稳定达标。 参考文献 [1]赵振兴,何建军.水力学[M].北京:清华大学出版社,2010. [9]卢士强,徐祖信.平原河网水动力模型及求解方法探讨[J]_水资 源保护,2003,19(3):5-9. [10]潘晓春.天然河道水面曲线的迭代算法【J].电力勘测,2002,35: 54—58. [11]王飞儿,徐向阳,方志发,等.基于COD通量的钱塘江流域水污 染生态补偿量化研究[J].长江流域资源与环境,2009,18(3): 259—263. [12]杨松彬,董志勇.河网概化密度对平原河网水动力模型的影响 研究[J].浙江工业大学学报,2007,35(5):567—570. [13]马倩,刘俊杰,高明远.江苏省人太湖污染量分析(1998—2007 年)[J].湖泊科学,2010,22(i):29—34. (责编:张宏民) [2]中国环境规划院.全国水环境容量核定技术指南[R].北京:中国 (上接48页) 3结论与讨论 3.1小麦群体动态变化茎蘖数随时间、叶面积系数随 积温呈e的二次多项式指数曲线变化;干物重随时间变化 为Logistic曲线,随积温变化为二次多项式。 3.2小麦群体动态与产量相关性在一定的范围内,产 (仅占25.5%),穗数不足(61.2%的处理不足525万/hm )。 参考文献 [1]凌启鸿.作物群体质量[M].上海:上海科学技术出版社,2000: 219-290. [2]张恒敢,杨四军,李德民,等./J、麦群体茎蘖构成及其变化规律 [J].江苏农业科学,2003(01):18—2O. 【3]淮贺举,陆洲,秦向阳,等.种植密度对小麦产量和群体质量影响 的研究进展[J]冲国农学通报,2013,29(9):l一4. [4]曹宏鑫,刘世军,张立民,等./】、麦群体叶面积的动态模型[J].沈 阳农业大学学报,2000,31(3):246—248. 量主要取决于穗数,越冬始期一挑旗期茎蘖数与穗数正 相关,挑旗后茎蘖数与产量正相关;越冬始期和挑旗一乳 熟期叶面积系数与穗数正相关,挑旗一乳熟期叶面积系 数与产量正相关;挑旗一成熟期干物重与穗数正相关,拔 节后干物重与产量正相关,拔节后干物质积累与穗数、产 量正相关,挑旗后干物质积累与千粒重、产量正相关。拔 节前干物重主要取决于叶面积,而挑旗一扬花期干物重 则取决于茎蘖数和叶面积。 [5]刘娟,熊淑萍,杨阳,等.基于归一化法的小麦干物质积累动态预 测模型[J].生态学报,2012,32(17):5512—5518. [6]卢百关,杜永,李筠,等.黄淮地区稻茬小麦超高产群体特征研究 [J].中国生态农业学报,2015,23(01):43—50. [7]孙丽红,赵玉路,周福平.简述小麦干物质积累运转与高产的关系 [J].山西农业科学,2007(8):6-8. [8]朱新开,郭文善,范琦,等.,J、麦不同产量群体干物质积累指标差 异研究【J].天津农学院学报,2004,11(3):10—15. [9]戴梅香,吴崇海,蔡文良.高产小麦品种特点与合理群体结构的调 控[J].种子世界,2008(01):33—34. 3.3高产小麦群体调控高产栽培要保证冬前有较多的 茎蘖数、越冬始期和挑旗一乳熟期有较大的绿叶面积、拔 节后有较多的干物质积累。要适当减少基本苗,前促中 控后缓,合理运筹肥水“ 。 3.4讨论孔令聪… 等对65块6000kg/hm 以上高产田 研究表明:越冬一抽穗的茎蘖数、越冬—灌浆期的叶面积 系数与产量均呈显著的抛物线关系。这与本研究有所不 [10]郭静,黄义德,段素梅,等.,J、麦群体质量栽培的研究进展[J].安 徽农业科学,2005,33(02):320—321,357. [11]孔令聪,汪芝寿,曹承富.淮北地区小麦亩产400公斤的群体动 态结构及调控技术[J].安徽农业科学,1993,21(02):134—138. 同。受气候异常的影响,试验田返青开始即现黄苗,转旺 缓慢,分蘖成穗率低(平均16.2%),挑旗后干物质积累少 (责编:张宏民)