种植密度对中麦30产量和蛋白质质量分数的影响 (1).pdf
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1、Jourmal of Hebei Normal University of Science&Technology Vol.37 No.2 June,2023河北科技师范学(2):7-11,79D0I:10.3969/J.ISSN.1672-7983.2023.02.002种植密度对中麦30 产量和蛋白质质量分数的影响史金平,张敏,杨敏,刘岩,蔡瑞国(河北科技师范学院农学与生物科技学院/河北省作物逆境生物学重点实验室,河北秦皇岛,0 6 6 0 0 4)摘要:为确定种植密度对中麦30 生长发育的影响,在大田条件下设置了3个种植密度:450,6 0 0 和7 50 万株hm-,研究种植密度对中麦3
2、0 总茎数动态、干物质和氮素的积累与转运、籽粒产量和蛋白质质量分数等的影响。结果表明,种植密度可显著影响籽粒产量与单位面积穗数,6 0 0 万株hm-种植密度的籽粒产量、单位面积穗数和分成穗率均显著高于其他2 个种植密度,但不同种植密度的穗粒数和千粒质量无显著变化,说明种植密度主要通过影响单位面积穗数而影响籽粒产量。3个种植密度下,中麦30 成熟期群体干物质量随种植密度的增大而增加;而氮素积累量、氮素转运量和对籽粒氮素积累贡献率及籽粒蛋白质量分数以6 0 0 万株hm-2种植密度的最大。3个种植密度相比较,中麦30 在冀东地区的最适种植密度为6 0 0 万株hm,在该密度下通过增加单位面积穗数
3、能实现高产目标,并通过促进氮素的积累和转运实现籽粒蛋白质质量分数较高的优质目标。关键词:中麦30;种植密度;干物质积累;籽粒产量;蛋白质质量分数;冀东地区中图分类号:S512.1文献标志码:A文章编号:16 7 2-7 9 8 3(2 0 2 3)0 2-0 0 0 7-0 6种植密度对小麦农艺性状、产量性状影响较大1-3。适宜的种植密度有利于构建合理的群体结构,增大绿叶面积,提高群体对光能的利用率,增加群体干物质积累,提高成穗数4,最终影响小麦的产量与品质5。在生产中可以通过调整种植密度等农艺措施调节干物质积累及在各器官中的分配,建立合理的源库平衡,提高其转化效率6 。穗数、穗粒数和千粒质量
4、构成小麦产量的三要素,建立合理的群体结构,协调好三者的关系才是小麦获得高产的根本途径7 。适宜的种植密度,可以协调小麦群体与个体以及生长发育与环境的关系,有利于产量三因素的协调发展,最终获得高产、稳产。于文明8 研究认为,高密度不利于小麦植株的氮素积累,过高密度下小麦开花后植株氮素积累量降低。随种植密度的增加,花前小麦营养器官积累氮的转运量、转运率以及对籽粒的贡献率均有增加9 。中麦30 由中国农业科学院作物科学研究所小麦品质研究与新品种选育创新团队育成,品种来源为08CA137/山农17,已经通过国家黄淮南片(国审麦2 0 2 0 0 0 9 6)和国家黄淮北片(国审麦2 0 2 10 15
5、2)审定,该品种抗寒性好,抗倒性强,高产稳产,适应性好。笔者用小麦新品种中麦30,在大田条件下设置3个种植密度,研究该品种在不同种植密度条件下小麦群体大小、植株干物质积累转运和籽粒产量以及籽粒蛋白质量分数的变化,以期为该品种在冀东地区的推广种植提供理论依据。1材料与方法1.1试验设计试验于2 0 2 0 年10 月 2 0 2 1年6 月在河北科技师范学院农学与生物科技学院实验站(39.44N,119.13E)进行。土壤类型为潮褐土,其中有机质质量分数为2 4.6 3g/kg,全氮质量分数为1.19 g/kg,速效氮质量分数为9 3.38 mg/kg,全磷质量分数为2.19 g/kg,速效磷质
6、量分数为32.6 6 mg/kg,全钾质量分数为3.9 1g/kg,速效钾质量分数为153.0 9 mg/kg。前茬作物为大豆。供试小麦品种为中麦30,由中国农业科学院作物科学研究所提供。试验设置3个种植密度,基本苗分别为450 万株hm-2(M 1),6 0 0 万株hm-(M 2)和7 50 万株hm-2(M 3),小区面积为12.5m基金项目:十三五国家重点研发计划项目(项目编号:2 0 16 YED0300402);秦皇岛市科学技术研究和发展计划项目(项目编号:2 0 2 0 0 2 B007);河北省自然科学基金项目(项目编号:C2022407015)。*通讯作者,男,教授,博士,硕
7、士研究生导师。主要研究方向:作物高产优质生理生态。E-mail:c a i r u i g u o 12 6.c o m。收稿日期:2 0 2 2-11-0 7:修改稿收到日期:2 0 2 3-0 5-0 9837卷河北科技师范学院学报(2.5m5.0 m),3次重复,完全随机排列。田间小麦的播种时间为2 0 2 0 年10 月11日,15cm等行距机播,3叶期定苗。氮素用量为2 40 kghm-,底肥和拔节期追肥各50%;P,0,和K,0用量均为12 0hm-。选用复合肥w(N):w(P):w(K)=15:15:15 做底肥,尿素(N质量分数为46%)做春季追肥全生育期越浇冬水、拔节水和孕穗
8、水,每次灌水量为6 0 0 mhm。小麦生长期间及时防治病虫草害,其它管理同当地生产大田,收获时间为2 0 2 1年6 月2 5日。1.2测定项目与方法.2.1总茎数动态和分菜成穗率于田间小麦出苗期、返青期、拔节期、成熟期定点调查行长1m,2 行内的总茎数,并计算分成穗率。内的总茎数,并计算分成穗率。分成穗率=(成熟期有效穗数/拔节期总茎数)10 0%1.2.2干物质积累动态于田间小麦拔节期,开花期,花后第7 天,第14天,第2 1天,第2 8 天和第35天取样,每个处理取10 株,3次重复,10 5杀青30 min,6 0 烘至恒质量,称干质量,计算群体干物质积累量。1.2.3花前干物质积累
9、量及其对籽粒的贡献率于田间小麦开花期和成熟期每处理取10 个小麦单茎样品,分为茎秆+叶鞘、叶片、穗轴+颖壳和籽粒等4部分,3次重复,10 5杀青30 min,6 0 烘至恒质量,称干质量。花前干物质转移量对籽粒的贡献率=(开花期植株干质量成熟期营养器官干质量)/籽粒干质量1.2.4产量及其构成因素小麦成熟后每处理调查取行长1m,2 行内的有效穗数;随机连续抓取2 0个麦穗,数取穗粒数;收获行长1m,5行内样段全部脱粒、晾晒并称质量,测定实际产量;采用千粒法测定每处理的千粒质量;以上指标均3次重复,实际产量和千粒质量均折算为籽粒中水的质量分数为13%下的数值。1.2.5植物氮素质量分数和籽粒蛋白
10、质质量分数采用半微量凯氏定氮法测定籽粒氮素质量分数,氮素质量分数5.7 为蛋白质质量分数10 。氮素转运量公式如下:花前氮素转运量=开花期地上部氮素积累量成熟期非收获器官氮素积累量氮素转运量、氮素积累量单位均为kghm-。以下同。花前氮素转运效率=花前氮素转运量/开花期植株氮素积累量10 0%花前氮素对籽粒氮素的贡献率=花前氮素转运量/成熟期籽粒氮素积累量10 0%1.2.6数据统计分析和作图采用Excel2003和DPSv7.05软件对数据进行分析和作图,采用LSD法进行差异显著性分析。2结果与分析2.1种植密度对中麦30 各生育时期茎藥动态和成穗率的影响中麦30 越冬初期和返青期总茎数随种
11、植密度增加而增加(表1);但拔节期M2处理的总茎数低于另外2 个处理且差异达显著水平;开花期M2处理的总茎数高于另外2 个处理且差异达显著水平。M2处理的开花期总茎数数和成穗率均较高,说明M2处理种植密度有利于分发生并提高茎成穗率。表1种植密度对茎动态和成穗率的影响苗期越冬初期/返青期拔节期/开花期/处理成穗率/%(104.hm-2)(10*.hm-2)(10*.hm2)(10*.hm2)(10*.hm 2)M1418.75c1 285.36 c1 304.17 b1 777.08 a579.17 c32.59 cM2556.25 b1 320.47 b1 336.46 b1 551.04 b
12、715.83 a46.15 aM3700.00 a1 500.38 a1 515.63 a1 712.50.a703.79 b41.10 b注:表中同一列不同字母表示差异达5%显著水平,下同。2.2种植密度对小麦干物质积累的影响随着生育进程的推进,各处理的小麦植株干物质积累量均逐渐增加(表2)。随着种植密度的增加,植株干物积累量显著增多。种植密度越高小麦地上部干物质积累量越大。83质他9种植密度对中麦30 产量和蛋白质质量分数的影响史金平等2期表2种植密度对小麦干物质积累动态的影响10 kg hm 2花后时间/d处理拔节期开花期714212835M17.40c10.16b14.03 c15.4
13、6c16.59c16.57c16.80cM210.94b16.20 a20.24 b22.26 b24.25 b24.84b25.67 bM315.60 a17.29824.31 a26.54 a27.78 a28.25 a27.77 a2.3种植密度对小麦干物质积累转运及其对籽粒产量贡献率的影响小麦花前营养器官干物质转运量及对籽粒产量贡献率由高到低的排列顺序为茎鞘,叶片,颖壳(表3)。种植密度从M1增至M3,茎鞘干物质转运量逐渐增加;但叶片和颖壳干物质转运量以M2处理的较高,而茎鞘干物质转运量以M3处理的较高。花前各器官干物质转运量对籽粒产量贡献率,茎鞘在M3处理下的高于其他处理,叶片和颖壳
14、在M2处理下的较高。3个种植密度下的花前干物质转运总量和对籽粒的贡献率,均以M2处理下的较高。表3禾种植密度对小麦花前干物质转运及其对籽粒贡献率的影响花前干物质转运量/(10 kghm-)对籽粒贡献率/%处理鞘叶片颖壳总量茎鞘叶片颖壳总和M11.33c0.78b0.84c2.81 b14.10 b8.23a7.39 ab29.72bM22.46b1.33 a5.03a8.01 a16.94a9.14a9.29a35.38aM32.77 a1.09 ab1.05 b4.92a18.01 a7.05 a6.80 b31.21 b2.4种植密度对氮素积累动态及氮素转运量和转运率的影响氮素积累量随种植
15、密度的增加而增加,除开花期和花后35天的M2和M3处理未达显著水平外,其时期都在M3处理时显著高于M1和M2处理(表4)。表4种植密度对氮素积累动态的影响103.hm 2花后时间/d处理拔节期开花期714212835M10.23c0.19 b0.25 c0.24c0.27c0.27c0.28 bM20.36 b0.32.a0.38 b0.37 b0.38b0.40 b0.44aM30.52a0.33 a0.46 a0.41 a0.46 a0.44a0.46 a3个种植密度下的花前氮素转运量以M2处理的最大,显著高于M1处理的,但与M3处理的差异不显著(表5)。3个种植密度下的花前氮素转运效率以
16、M2处理的较高,但与M1处理的差异不显著,而与M3处理的差异显著。花前氮素转运对籽粒氮素积累的贡献率也以M2处理的较高,M2和M3处理的显著高于M1处理的,M2和M3处理间差异不显著。表5种植密度对氮素转运量和转运效率的影响花前氮素转运量花前氮素对籽粒氮素积累处理/(10 kg:hm-2)转运效率/%贡献率/%M10.15 b76.10 a62.99 bM20.25 a76.85 a67.43 aM30.24a72.03 b65.49 a2.5种植密度对小麦产量及其构成因素的影响3个种植密度下的穗数差异显著,M2处理的穗数显著高于其它2 个处理(表6)。穗粒数和千粒量各处理间差异均不显著,说明
17、播量对穗粒数和千粒质量影响不大。M2处理的籽粒产量为10 6 6 6.37卷10河北科技师范学院学报kghm-,显著高于其它2 个处理。表6种植密度对产量及其构成因素的影响穗数/籽粒产量/处理穗粒数/个千粒质量/g(104个.hm-2)(kg hm*2)M1603.332.08c39.37 4.21 a45.11 0.65 a9 682.77 112.64 cM2721.67 17.06 a39.07 2.15 a45.702.47a10 666.83148.36 aM3695.00 9.61 b38.93 1.75 a44.69 1.38 a10 372.67 40.71 b2.6种植密度对
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