播期对冬播春麦品种生育进程及产量品质的影响

王 铜 李 磊 汪晓东 薛丽华 章建新* 苏文平 王 欢

(1.新疆农业大学 农学院，乌鲁木齐 830052；2.新疆农业科学院 粮食作物研究所，乌鲁木齐 830091)

新疆维吾尔自治区北疆春小麦品种冬播期在10月中旬—11月中旬[1-2]，较冬小麦的适宜播种期(9月15—25日)[3]晚30～50 d。小麦以1叶期或发芽(萌动)状态在积雪覆盖下越冬，融雪后早春出苗。与春小麦相比，冬播春小麦品种具有春季早出苗和早成熟等优点[1]，因此，对降低干热风危害[4-5]有利。但因冬播春小麦在出苗前越冬，存在春季出苗率低而不稳定的问题[2]。春小麦冬播技术常用于棉麦倒茬[2]。北疆春麦冬播种植模式还具有节水潜力大的优点[6]，应用前景广阔。在二十世纪60年代，仅有我国东北地区[7-9]和新疆北疆[10]的“春包蛋”春小麦生产经验介绍，缺乏科学依据。与用“冬包蛋”麦相比，“春包蛋”麦产量高，早熟[2]。近年，由于倒茬和节水的需要，春小麦冬播技术越来越受到重视[6，11-13]。

播期影响冬播春小麦种子越冬状态和生育进程，进而影响到出苗率和产量品质。目前，播期对北疆冬播春小麦越冬出苗率、籽粒品质和高产生育特性影响的研究鲜有报道。本研究选用4个春小麦品种，在田间设置3个冬前播期及1个春播对照播期，测定春小麦品种生育进程，产量和品质指标，旨在探究冬播期对春小麦品种生育进程、产量和品质的影响，以期为冬播春小麦高产优质高效栽培提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验设计

1.1.1试验地条件和田间管理

试验于2017—2019年在新疆农业大学三坪实习农场(43°56′ N，87°20′ E)进行，试验地壤土。2017—2018年试验地前茬为夏玉米，0～20 cm土层有机质为13.0 g/kg，碱解氮51.2 mg/kg，速效磷16.2 mg/kg，速效钾328.0 mg/kg，pH 8.17。播前基施磷酸二铵300.0 kg/hm2。采用人工开沟点播，行距20 cm，播种深度4 cm，冬播1 000×104粒/hm2，春播750×104粒/hm2。滴灌带采用1管4行配置，冬前不灌水，翌年在小麦拔节期、孕穗期、开花期和灌浆期各滴灌1次，每次750 m3/hm2。分别在拔节期和孕穗期各随水滴入尿素225 kg/hm2，共施尿素450 kg/hm2。2018—2019年试验地前茬为西瓜，0～20 cm土层有机质为11.0 g/kg，碱解氮60.0 mg/kg，速效磷16.0 mg/kg，速效钾215.0 mg/kg，pH 8.28。播前基施磷酸二铵300 kg/hm2。播种时将3个地温计(Micro USB DATA Loggers)埋入4 cm(播深)土层，每1 h计值1次，出苗后取回地温计，获取日地温最低值(3个地温值平均)。越冬期间(12、1和2月)日地温最低值动态，见图1和图2。

图1 2017—2018年小麦越冬期4 cm土层处日最低地温动态Fig.1 Daily minimum ground temperature at the 4 cm soil layer during the over-wintering period from 2017 to 2018

图2 2018—2019年小麦越冬期4 cm土层处最低地温动态Fig.2 Daily minimum ground temperature at the 4 cm soil layer during the over-wintering period from 2018 to 2019

1.1.2试验设计

试验采用二因素裂区设计，品种为主区：‘新春6号’、‘新春20号’、‘新春27号’和‘新春43号’；播期为副区：2017—2018年播期为2017-10-15(A1，越冬前小麦为一叶一心)、10-25(A2，越冬前种子在土下呈发芽状态)、11-02(A3，越冬前种子在土下呈萌动状态)、2018-03-31(A4，CK)；2018—2019年播期为2018-10-18(B1，越冬前小麦为心叶期)、10-31(B2，越冬前种子在土下呈发芽状态)、11-08(B3，越冬前种子在土下呈萌动状态)、2019-03-30(B4，CK)。共16个处理，小区面积2 m×5 m=10 m2，3次重复。

1.2 测定项目

1.2.1生育进程记载和总茎数动态测定

冬前调查各冬播处理小麦种子越冬状态，记载生育进程。春季出苗后各处理选取1 m代表性样段3行，在各时期调查总茎数直至齐穗期。

出苗率=(春季出苗数/播种粒数)×100%

1.2.2产量构成和产量测定

连接作为另外一种衔接手段，是指通过连接性词语的运用，人们可以预见后续句的语义。此处所说的连接性词语既包括句子语法的连词（如and，but和or），也包含具有连接意义的副词或介词短语（如later，fortunately和in the meantime）体现的状语。

成熟期各小区取1 m代表性样段3行考种，测定穗数、穗粒数和千粒重；人工收获各小区中间3 m2脱粒称重，用谷物水分速测仪测定含水量，按13%含水量计产。

1.2.3籽粒品质测定

收获脱粒后过筛去除杂质，通过室内分析测定磨粉品质，按照国家粮食标准GB/T 5498—2013[14]测定容重；籽粒硬度和蛋白质含量采用瑞典Perten公司DA7250型近红外谷物分析仪测定；采用德国Brabender公司Quadrumat Senior实验磨，参照AACC26—20[15]方法制粉，样品量2 500 g。沉降值参照GB/T 10361—2008[16]，采用瑞典Perten公司1900型降落数值仪测定。湿面筋含量测定按照GB/T 5506.2—2008[17]进行，采用Perten公司GM2200型面筋洗涤仪测定。面团稳定时间和面团形成时间等粉质参数的测定参照GB/T 14614—2006[18]进行，采用德国Brabender公司生产的电子型粉质仪测定。

1.3 数据分析

试验数据用Microsoft Excel 2010进行数据整理和作图，采用SPSS 19.0软件进行显著性检验。

2 结果与分析

2.1 播期对冬播春小麦出苗率和生育进程的影响

2017—2018年，冬播A1、A2和A3处理的春小麦各品种分别以一叶一心、发芽和萌动状态越冬。由表1可知，各播期处理春季出苗率差异显著，各播期平均值表现为A4最高，82.83%，分别比A1、A2和A3处理的春小麦平均出苗率(54.06%)高出28.77个百分点，冬播期间出苗率差异不显著。同一冬播期处理品种间出苗率差异显著，以‘新春27号’和‘新春6号’较高，分别为64.0%和61.3%。A1、A2、A3和A4全生育期分别为101.5、97.5、96.3 和86.5 d，成熟期分别为06-28、06-28、06-30和07-08。

表1 2017—2018年各播期处理春小麦品种出苗率和生育进程Table 1 Seedling emergence rate and development process of spring wheat varieties by different sowing treatment from 2017 to 2018

2018—2019年，冬播B1、B2和B3处理的各品种分别以心叶期、发芽和萌动状态越冬。由表2可知，各播期处理春季出苗率差异显著，各播期平均值表现为B4最高，78.57%，比B1、B2和B3处理平均出苗率(66.73%)高出11.84个百分点。同一冬播期品种间出苗率差异显著，以‘新春43号’较高，为74.5%。B1、B2、B3和B4全生育期分别为93.8、91.8、90.0和85.3 d，成熟日期依次为06-26、06-27、06-28和07-04。

表2 2018—2019年各播期处理春小麦品种出苗率和生育进程Table 2 Seedling emergence rate and development process of spring wheat varieties by different sowing treatment from 2018 to 2019

2017—2018和2018—2019年的结果基本一致，冬播处理的春小麦平均出苗率(60.40%)较春播处理平均出苗率(80.70%)降低20.31个百分点，延长了生育期、提早成熟。以发芽状态越冬的冬播处理A2和B2出苗率较高，同一年份不同品种间出苗率差异显著，同一品种出苗率年际不同，2018—2019年冬播出苗率(66.73%)高于2017—2018年出苗率(54.06%)。

2.2 播期对冬播春小麦总茎数动态的影响

图3 2017—2018年各播期处理春小麦品种冬播总茎数动态Fig.3 Dynamics of total stem number for spring wheat varieties by different sowing treatment from 2017 to 2018

由图4可知，2018—2019年春小麦各品种冬播B1、B2和B3的总茎数峰值均出现在04-30，较B4(05-10)提前，峰值降低。‘新春6号’B2的总茎数峰值为967.50×104/hm2，较B4峰值(1 020.30×104/hm2)降低5.74%；‘新春6号’B2的穗数(424.21×104/hm2)较B4(593.00×104/hm2)降低28.50%，其余品种表现相似。

图4 2018—2019年各播期处理春小麦品种冬播总茎数动态Fig.4 Dynamics of total stem number for spring wheat varieties by different sowing treatment from 2018 to 2019

2017—2018和2018—2019年的结果基本一致，与春播相比，冬播处理的春小麦总茎数峰值和成穗数大幅降低，茎数峰值提前出现，冬播期对春小麦成穗数影响不大。

2.3 播期对冬播春小麦品种产量及其构成因素的影响

由表3可知，2017—2018年春小麦各播期处理的穗数最高为A4，分别比A1、A2和A3的穗数高出13.71%、16.81%和14.82%；穗粒数表现为处理A2>A3(A1)>A4；千粒重和产量均表现为冬播处理(A1、A2、A3)高于春播处理A4。冬播产量为7 391.45 kg/hm2，较春播(6 014.76 kg/hm2)增加22.89%。冬播处理的平均穗粒数和千粒重分别较A4增加33.57%和6.61%，同一播期不同品种的产量差异显著，‘新春43号’、‘新春27号’和‘新春6号’分别在A1、A2和A3处理表现较高的产量。春小麦冬播较春播增产的原因在于穗粒数和千粒重的增加。

表3 2017—2018年各播期处理春小麦品种产量及产量构成因素Table 3 Yield and yield components of spring wheat varieties by different sowing treatment from 2017 to 2018

表3(续)

由表4可知，2017—2018与2018—2019年结果一致，B1、B2和B3的穗数分别比B4降低19.34%、14.37%和17.58%；穗粒数、千粒重和产量均表现为冬播处理(B1、B2、B3)高于春播处理B4，冬播产量为6 740.54 kg/hm2，较春播(6 055.19 kg/hm2)增加11.31%，冬播处理平均穗粒数和千粒重分别较B4增加27.78%和4.56%。冬播期间产量差异不显著。同一播期不同春小麦品种产量差异显著，‘新春43号’和‘新春6号’分别在B2表现较高的产量。虽然冬播单株穗数较春播降低，但穗粒数和千粒重分别增加30.68%和5.59%，因此增产17.10%(2年平均7 065.99 kg/hm2)，各播期处理间产量差异不显著。

表4 2018—2019年各播期处理春小麦品种产量及产量构成因素Table 4 Yield and yield components of spring wheat varieties by different sowing treatment from 2018 to 2019

2.4 播期对冬播春小麦品种籽粒品质的影响

由表5可知，2018—2019年春小麦品种籽粒蛋白质含量表现为春播处理B4高于冬播处理(B1、B2、B3)。B1、B2和B3处理籽粒蛋白质含量分别较B4(15.43%)降低0.88、0.94和0.77个百分点，冬播处理以‘新春43号’的籽粒蛋白质含量较高，平均值为15.20%。播期处理间出粉率、籽粒容重和籽粒硬度均值差异均不显著。

表5 2018—2019年各播期处理春小麦品种籽粒品质Table 5 Seed quality of spring wheat varieties by different sowing treatment from 2018 to 2019

由表6可知，不同播期春小麦籽粒的沉降值和湿面筋含量差异显著，表现为春播处理B4高于冬播处理(B1、B2、B3)，B1、B2和B3处理沉降值分别较B4(36.89%)降低2.03、3.67和2.94个百分点，湿面筋含量分别较B4(36.43%)降低1.65、3.18和1.93 个百分点，同一冬播期，品种间差异显著。吸水率在各播期处理间差异不显著，面团形成时间和稳定时间在播期处理间差异极显著。冬播较春播降低春小麦籽粒蛋白质含量、沉降值和湿面筋含量，同一小麦品种的冬播处理间籽粒品质差异不显著，同一冬播期，籽粒的沉降值和湿面筋含量在品种间差异极显著，以‘新春43号’和‘新春6号’品质较优。

表6 2018—2019年各播期处理春小麦品种面团流变学特性Table 6 Dough rheological properties of spring wheat varieties by different sowing treatment from 2018 to 2019

3 讨论与结论

播期通过影响冬播春小麦品种越冬的形态而影响出苗率[6,8]。新疆北疆灌区冬播春小麦品种以幼芽、幼根长到3～4 mm时越冬较好[7]。冬播春小麦冬前胚根长1.5～3.0 cm，胚芽长1.0～1.5 cm，翌年春天较适期春播早出苗10～12 d，出苗率64.0%以上，而冬前种子未萌动的冬播小麦，翌年春天出苗较前者晚5～7 d，出苗率为51.4%[19]。春小麦品种冬播最适宜播种期是5 cm地温稳定在0～3 ℃时,该条件下越冬种子遭受冻害较轻[7]。4 ℃低温降低小麦发芽速度和阻碍幼苗生长，降低根长和根干重[20]。冬播春小麦较正常播种生育期延长13 d、早熟9 d，可获得7 852.8 kg/hm2产量[6]。

本研究结果表明：2017—2018和2018—2019年越冬期4 cm地温最低分别为-5.98和-3.36 ℃(图1和图2)，B1、B2和B3冬播期小麦种子分别以一叶一心、发芽和萌动状态越冬，均较春播小麦早出苗、早成熟且生育期延长；冬播显著降低出苗率、基本苗数、总茎数峰值和穗数。2018—2019年冬播处理出苗率(64.30%)比2017—2018年(54.06%)高出10.24个百分点。可见，越冬期间种芽经历的低温条件是影响冬播春小麦出苗率的主要因素。越冬期间4 cm地温最低值降至-3.36 ℃以下时，冬播春小麦种芽可遭受冻害，大幅度降低出苗率。越冬期间种芽经历温度越低，小麦受冻害越严重，出苗率越低。2年试验结果表明，冬播处理各春小麦品种平均出苗率差异不显著；而同一冬播期不同春麦品种间的出苗率差异显著。冬播期仅仅改变了小麦种芽越冬形态，可能是同一小麦品种的不同越冬形态间抗冻性差异较小的缘故，不同小麦品种间芽期的抗冻性差异较大。因此，选择冬播出苗率高的小麦品种是获得高产的前提条件[7]。考虑到10月中旬适墒播种春麦品种，若遇到暖冬年份，小麦可能进入2叶期以上苗龄，增加遭受严重冻害的风险。2年试验结果表明，冬播春小麦产量处理间差异不显著，而同一冬播期的不同春小麦产量在品种间差异显著。

播期对小麦籽粒品质有一定的影响[21]。关于播期对小麦籽粒品质影响的研究结果不一致。范金平等[22]研究表明，冬小麦随着播期的推迟，小麦蛋白质含量、湿面筋含量和沉降值等品质指标呈现上升的趋势；刘芳亮等[23]研究表明，冬小麦随播期推迟，蛋白质和湿面筋含量呈下降趋势，面团稳定时间呈上升趋势。本研究结果表明，春小麦品种冬播较春播籽粒蛋白质含量、沉降值和湿面筋含量均显著降低；冬播春小麦籽粒品质指标在播期处理间差异不显著；而同一冬播期不同春小麦籽粒品质指标在品种间差异显著，可能是因为蛋白质含量与抽穗—成熟期的日均温度呈显著正相关[24]，而冬播春小麦成熟期(6月底—7月初)较春小麦(7月上和中旬)提前10 d左右，灌浆期处于较低温度的缘故。参试小麦品种成熟期在各冬播处理间无显著差异，籽粒灌浆期温度条件也相近，是冬播春小麦籽粒品质指标差异不显著的原因。有关冬播春小麦品质变化规律有待进一步试验验证。

综合考虑出苗率、产量和籽粒品质等因素，在本试验条件下，选择芽期抗冻性强、越冬出苗率高、产量高和品质优的春小麦品种，在10月下旬—11月上旬是新疆维吾尔自治区北疆春小麦品种适宜的播期。