密度和行距对直立株型小麦产量、群体冠层特征和抗倒伏性的影响

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0500

中国农学通报 ›› 2024, Vol. 40 ›› Issue (14): 13-22.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0500

密度和行距对直立株型小麦产量、群体冠层特征和抗倒伏性的影响

赵夕冉¹(), 张玉¹, 张嘉豪¹, 陈建省¹^,², 张卫东¹^,²(), 马玉华³, 孟庆福³, 鄢照新⁴, 汪永振¹

¹ 山东农业大学农学院，山东泰安 271018
² 国家作物生物学重点实验室，山东泰安 271018
³ 青岛中农智慧控股集团有限公司，山东青岛 266400
⁴ 青岛山农金麦农业科技有限公司，山东青岛 266400

收稿日期:2023-07-10 修回日期:2023-10-17 出版日期:2024-05-15 发布日期:2024-05-09
通讯作者:
张卫东，男，1968年出生，河北东光人，副教授，博士研究生，研究方向：小麦遗传育种。通信地址：271018 山东省泰安市岱宗大街61号山东农业大学农学院，Tel：0538-8242226，E-mail：zhangwd@sdau.edu.cn。
作者简介:
赵夕冉，女，2002年出生，山东德州人，硕士研究生，研究方向：小麦遗传育种。通信地址：271018 山东省泰安市岱宗大街61号山东农业大学农学院，E-mail：19860916386@163.com。
基金资助:
青岛市科技惠民示范专项项目“优质高产抗逆广适小麦新品种选育与应用”(23-2-8-xdny-18-nsh); 青岛市科技攻关“揭榜制”专项项目“特色高优小麦新品种提质增效关键技术创新与产业化研发”(2021-11)

Effects of Density and Row Spacing on Yield, Canopy Characteristics and Lodging Resistance of Upright Plant Type Wheat

ZHAO Xiran¹(), ZHANG Yu¹, ZHANG Jiahao¹, CHEN Jiansheng¹^,², ZHANG Weidong¹^,²(), MA Yuhua³, MENG Qingfu³, YAN Zhaoxin⁴, WANG Yongzhen¹

¹ College of Agronomy, Shandong Agricultural University, Tai'an, Shandong 271018
² National Key Laboratory of Crop Biology, Tai'an, Shandong 271018
³ Qingdao Zhongnong Intelligent Holdings Group Co., Ltd., Qingdao, Shandong 266400
⁴ Qingdao Shannong Jinmai Agricultural Technology Co., Ltd., Qingdao, Shandong 266400

Received:2023-07-10 Revised:2023-10-17 Published:2024-05-15 Online:2024-05-09

摘要/Abstract

摘要：

为了给直立株型小麦的栽培措施调控提供理论依据，本研究以2个小麦直立株型品系‘SN1319’和‘SN1425’为试验材料，设置T₁（330×10⁴株/hm²基本苗）和T₂（420×10⁴株/hm²基本苗）2个高密度播量，H₁、H₂和H₃（分别为1.10 m播幅6行，8行和10行）3个行距组合，研究种植方式对小麦产量、冠层特征和倒伏特性的影响。结果表明，‘SN1319’和‘SN1425’分别在T₂H₂和T₂H₃处理下获得最高产量，比对照‘济麦22’增产9.83%和10.10%；高密度条件改善了小麦冠层形态特征，增加叶面积指数(LAI)和消光系数(EC)，提高了小麦冠层光截获能力；但是使群体透光性(LT)下降，倒伏指数(LI)上升。品系、行距对冠层结构、光截获能力以及倒伏特性也具有显著影响。试验表明420×10⁴株/hm²基本苗、适当缩小行距可作为直立株型小麦合理的栽培措施。直立株型小麦作为一种新的类型，能够选育高产甚至超高产小麦品系，在实践中具有应用价值。

关键词: 普通小麦, 紧凑株型, 播量, 行距, 产量, 冠层结构, 抗倒伏性

Abstract:

To provide a theoretical basis for the regulation of cultivation measures in upright plant type (UPT) wheat, two UPT wheat lines ‘SN1319’ and ‘SN1425’ were used as materials, and experimental combinations with two high-density sowing rates (T₁, 330×10⁴ plants/hm² and T₂, 420×10⁴ plants/hm² basic seedlings, respectively) and three sowing spacing (H₁, H₂, and H₃ for 6, 8, and 10 rows in a sowing range of 1.10 meters, respectively) were set to study the effects of planting methods on wheat yield, canopy characteristics, and lodging characteristics. The results showed that ‘SN1319’ and ‘SN1425’ achieved the highest yield under T₂H₂ and T₂H₃ treatments, respectively, with an increase of 9.83% and 10.10% compared to the control ‘Jimai 22’. High density sowing improved morphological characteristics, leaf area index (LAI) and the extinction coefficient (EC), and increased the light interception ability in wheat population canopy. However, it also reduced the light transmittance (LT) and increased the lodging index (LI) in the populations. Wheat line and row spacing also had significant effects on canopy structure, light interception and lodging characteristics. The experiment indicates that 420×10⁴ plants/hm² basic seedlings and appropriate reduction of row spacing can be considered as reasonable cultivation measures for UPT wheat. As a new type of wheat, UPT wheat can be used to breed high or even super high yield lines and has application values in practice.

Key words: common wheat, compact plant type, sowing amount, row spacing, yield, canopy structure, lodging resistance

赵夕冉, 张玉, 张嘉豪, 陈建省, 张卫东, 马玉华, 孟庆福, 鄢照新, 汪永振. 密度和行距对直立株型小麦产量、群体冠层特征和抗倒伏性的影响[J]. 中国农学通报, 2024, 40(14): 13-22.

ZHAO Xiran, ZHANG Yu, ZHANG Jiahao, CHEN Jiansheng, ZHANG Weidong, MA Yuhua, MENG Qingfu, YAN Zhaoxin, WANG Yongzhen. Effects of Density and Row Spacing on Yield, Canopy Characteristics and Lodging Resistance of Upright Plant Type Wheat[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2024, 40(14): 13-22.

图/表 7

参考文献 28

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品种（系）	单株分蘖数目	株型特点	MDBT^B/cm	品系来源和特征
SN1319	9~16	株型直立，株高稍高	10~17	‘山农055525’×‘周麦18号’；穗数多，千粒重39.5 g
SN1425	7~14	株型直立，稍矮	11~17	‘山农23号’×‘山农20号’；穗粒数多，千粒重较大，穗数较少
济麦22	12~21	株型半紧凑	18~23

品种（系）	单株分蘖数目	株型特点	MDBT^B/cm	品系来源和特征
SN1319	9~16	株型直立，株高稍高	10~17	‘山农055525’×‘周麦18号’；穗数多，千粒重39.5 g
SN1425	7~14	株型直立，稍矮	11~17	‘山农23号’×‘山农20号’；穗粒数多，千粒重较大，穗数较少
济麦22	12~21	株型半紧凑	18~23

品种（系）	播量	行距	小区产量/(kg/hm²)^A	穗数	粒数	千粒重/g
SN1319	T₁	H₁	8526d	36.9d	47.9b	37.58ab
		H₂	8902.5ab	37.6cd	48.2ab	38.65a
		H₃	8803.5c	38.5c	48.5a	36.64b
	T₂	H₁	8841ab	40.7b	46.2bc	37.24ab
		H₂	9187.5a	42.6a	45.3c	37.18b
		H₃	8814b	41.2ab	44.6d	37.73a
	T₀	H₁	7754.6	31.6	49.3	39.04
SN1425	T₁	H₁	8463c	29.01c	51.2ab	45.2a
		H₂	8758.5c	30.25b	51.3a	44.1b
		H₃	8722.5c	30.36b	49.8c	44.9ab
	T₂	H₁	8944.5bc	31.36ab	50.2b	44.2b
		H₂	9064.5b	31.95a	51.3a	42.8c
		H₃	9210.4a	32.89a	51.5a	43.9bc
	T₀	H₁	7479	24.36	52.4	46.5
济麦22号	T₀	H₁	8365.5
变异来源^B
品系(L)			ns	**	**	**
播量(S)			**	**	*	ns
行距(R)			**	ns	ns	ns
L×S			ns	ns	*	ns
L×R			**	ns	ns	ns
S×R			ns	ns	ns	ns
L×S×R			*	ns	ns	ns

品种（系）	播量	行距	小区产量/(kg/hm²)^A	穗数	粒数	千粒重/g
SN1319	T₁	H₁	8526d	36.9d	47.9b	37.58ab
		H₂	8902.5ab	37.6cd	48.2ab	38.65a
		H₃	8803.5c	38.5c	48.5a	36.64b
	T₂	H₁	8841ab	40.7b	46.2bc	37.24ab
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		H₃	8814b	41.2ab	44.6d	37.73a
	T₀	H₁	7754.6	31.6	49.3	39.04
SN1425	T₁	H₁	8463c	29.01c	51.2ab	45.2a
		H₂	8758.5c	30.25b	51.3a	44.1b
		H₃	8722.5c	30.36b	49.8c	44.9ab
	T₂	H₁	8944.5bc	31.36ab	50.2b	44.2b
		H₂	9064.5b	31.95a	51.3a	42.8c
		H₃	9210.4a	32.89a	51.5a	43.9bc
	T₀	H₁	7479	24.36	52.4	46.5
济麦22号	T₀	H₁	8365.5
变异来源^B
品系(L)			ns	**	**	**
播量(S)			**	**	*	ns
行距(R)			**	ns	ns	ns
L×S			ns	ns	*	ns
L×R			**	ns	ns	ns
S×R			ns	ns	ns	ns
L×S×R			*	ns	ns	ns

品种（系）	播量	行距	株高/cm	株高构成指数	旗叶
品种（系）	播量	行距	株高/cm	株高构成指数	叶面积/cm²	长/宽	开角	基角
SN1319	T₁	H₁	85.6a	0.58b	53.6b	13.6b	34.3b	28.5cc
		H₂	84.2b	0.583b	54.2b	13.7b	38.8a	32.3abab
		H₃	83.7b	0.584b	55.7a	13.9ab	36.7ab	33.6aa
	T₂	H₁	86.5a	0.589ab	53.4c	13.8ab	32.1b	25.4dd
		H₂	85.2ab	0.596a	53.9b	13.4c	33.6b	31.6bb
		H₃	84.3b	0.592a	54.6ab	14.3a	34.7b	32.7abab
	T₀	H₁	84.2	0.573	55.6	12.9	43.6	36.7
SN1425	T₁	H₁	82.3b	0.613b	55.63b	11.36	38.97a	32.57bb
		H₂	82.4b	0.634a	56.72ab	12.37b	37.28a	33.69abab
		H₃	83.6ab	0.598c	55.46c	11.56a	36.54b	34.28aa
	T₂	H₁	82.6b	0.627b	56.34b	11.59b	33.45c	31.25bcbc
		H₂	82.7b	0.634a	55.61b	11.64ab	34.69bc	30.64cc
		H₃	83.9a	0.619b	57.28a	10.59a	34.54c	31.49bb
	T₀	H₁	81.3	0.623	58.63	10.36b	47.29	41.25
济麦22号	T₀	H₁	82.3	0.63	51.849	14.8	32.1	24.5
变异来源
品系(L)			**	**	**	**	ns	**
播量(S)			ns	**	ns	*	**	**
行距(R)			ns	**	**	ns	*	**
L×S			**	ns	*	**	ns	ns
L×R			ns	**	*	**	*	**
S×R			ns	ns	ns	**	ns	ns
L×S×R			ns	*	**	**	ns	ns

密度和行距对直立株型小麦产量、群体冠层特征和抗倒伏性的影响

Effects of Density and Row Spacing on Yield, Canopy Characteristics and Lodging Resistance of Upright Plant Type Wheat

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品种（系）	播量	行距	叶面积指数		平均叶倾角（天顶轴之间的夹角）		散射辐射透过系数TCDP		直射辐射透过系数		消光系数
品种（系）	播量	行距	开花期	花后20 d	开花期	花后20 d	开花期	花后20 d	开花期	花后20 d	开花期	花后20 d
SN1319	T₁	H₁	4.87b	3.14b	28.9a	46.5a	0.036a	0.275b	0.03ab	0.187b	0.756c	0.685c
		H₂	5.39b	3.25b	25.7b	44.3ab	0.025b	0.298ab	0.028b	0.293a	0.784c	0.723c
		H₃	5.63b	3.36b	26.4b	45.6a	0.034a	0.314a	0.034a	0.184b	0.803b	0.718c
	T₂	H₁	6.41ab	3.68a	23.2c	42.3b	0.0157c	0.234c	0.0075c	0.145bc	0.894b	0.782b
		H₂	6.86a	3.54ab	24.6bc	43.6b	0.0146c	0.245bc	0.0086c	0.156bc	0.921a	0.821a
		H₃	6.98a	3.72a	25.7b	44.1ab	0.0189bc	0.231c	0.0084c	0.135c	0.915ab	0.834a
	T₀	H₁	3.58	2.47	32.6	54.7	0.078	0.378	0.062	0.232	0.637	0.546
SN1425	T₁	H₁	4.32b	3.05b	26.74a	43.25a	0.029a	0.169c	0.0436ab	0.269a	0.689c	0.536b
		H₂	4.68b	2.98b	25.26ab	42.15ab	0.026ab	0.198b	0.0465a	0.247ab	0.732c	0.634b
		H₃	4.75b	2.89b	24.56b	40.63b	0.0196c	0.234a	0.0398b	0.207b	0.764b	0.452c
	T₂	H₁	5.29ab	4.25a	22.26c	42.65a	0.0254b	0.189bc	0.0136c	0.198bc	0.856a	0.798a
		H₂	5.36ab	4.15a	23.26bc	42.13ab	0.0236b	0.203b	0.0156c	0.181bc	0.734c	0.824a
		H₃	5.47a	3.98ab	24.45b	44.15a	0.014d	0.187bc	0.0208c	0.164c	0.832ab	0.883a
	T₀	H₁	3.42	1.98	30.56	45.36	0.065	0.298	0.057	0.325	0.564	0.498
济麦22号	T₀	H₁	5.26	3.45	27.5	43.6	0.0119	0.181	0.0056	0.136	0.934	0.796
变异来源
品系(L)			**	ns	**	*	Ns	**	**	**	**	**
播量(S)			**	**	**	ns	**	**	**	**	**	**
行距(R)			**	ns	ns	ns	**	**	ns	*	ns	**
L×S			**	**	ns	*	**	**	*	ns	ns	**
L×R			ns	ns	ns	ns	**	ns	ns	ns	ns	ns
S×R			ns	ns	**	ns	**	**	ns	ns	*	**

品种（系）	播量	行距	叶面积指数		平均叶倾角（天顶轴之间的夹角）		散射辐射透过系数TCDP		直射辐射透过系数		消光系数
品种（系）	播量	行距	开花期	花后20 d	开花期	花后20 d	开花期	花后20 d	开花期	花后20 d	开花期	花后20 d
SN1319	T₁	H₁	4.87b	3.14b	28.9a	46.5a	0.036a	0.275b	0.03ab	0.187b	0.756c	0.685c
		H₂	5.39b	3.25b	25.7b	44.3ab	0.025b	0.298ab	0.028b	0.293a	0.784c	0.723c
		H₃	5.63b	3.36b	26.4b	45.6a	0.034a	0.314a	0.034a	0.184b	0.803b	0.718c
	T₂	H₁	6.41ab	3.68a	23.2c	42.3b	0.0157c	0.234c	0.0075c	0.145bc	0.894b	0.782b
		H₂	6.86a	3.54ab	24.6bc	43.6b	0.0146c	0.245bc	0.0086c	0.156bc	0.921a	0.821a
		H₃	6.98a	3.72a	25.7b	44.1ab	0.0189bc	0.231c	0.0084c	0.135c	0.915ab	0.834a
	T₀	H₁	3.58	2.47	32.6	54.7	0.078	0.378	0.062	0.232	0.637	0.546
SN1425	T₁	H₁	4.32b	3.05b	26.74a	43.25a	0.029a	0.169c	0.0436ab	0.269a	0.689c	0.536b
		H₂	4.68b	2.98b	25.26ab	42.15ab	0.026ab	0.198b	0.0465a	0.247ab	0.732c	0.634b
		H₃	4.75b	2.89b	24.56b	40.63b	0.0196c	0.234a	0.0398b	0.207b	0.764b	0.452c
	T₂	H₁	5.29ab	4.25a	22.26c	42.65a	0.0254b	0.189bc	0.0136c	0.198bc	0.856a	0.798a
		H₂	5.36ab	4.15a	23.26bc	42.13ab	0.0236b	0.203b	0.0156c	0.181bc	0.734c	0.824a
		H₃	5.47a	3.98ab	24.45b	44.15a	0.014d	0.187bc	0.0208c	0.164c	0.832ab	0.883a
	T₀	H₁	3.42	1.98	30.56	45.36	0.065	0.298	0.057	0.325	0.564	0.498
济麦22号	T₀	H₁	5.26	3.45	27.5	43.6	0.0119	0.181	0.0056	0.136	0.934	0.796
变异来源
品系(L)			**	ns	**	*	Ns	**	**	**	**	**
播量(S)			**	**	**	ns	**	**	**	**	**	**
行距(R)			**	ns	ns	ns	**	**	ns	*	ns	**
L×S			**	**	ns	*	**	**	*	ns	ns	**
L×R			ns	ns	ns	ns	**	ns	ns	ns	ns	ns
S×R			ns	ns	**	ns	**	**	ns	ns	*	**

品种（系）	播量	行距	重心高度/cm	机械强度	鲜重/g	倒伏指数
SN1319	T₁	H₁	51.7b	1093b	13.1b	0.6196b
		H₂	51.6bc	1125a	13.6ab	0.6237b
		H₃	50.3c	1135a	13.8a	0.6115b
	T₂	H₁	52.3b	1067b	12.8b	0.6274b
		H₂	53.4a	1045b	13.4ab	0.6847a
		H₃	52.6ab	1065b	13.9a	0.6865a
	T₀	H₁	52.8	1189	14.2	0.6306
SN1425	T₁	H₁	50.4499b	1098ab	14.38a	0.6607b
		H₂	52.2416ab	1075b	14.59a	0.7090a
		H₃	49.9928c	1036b	13.89ab	0.6703b
	T₂	H₁	51.7902b	1137a	13.59b	0.6190c
		H₂	52.4318a	1139a	13.87ab	0.6385bc
		H₃	51.9341ab	1089ab	13.25b	0.6319bc
	T₀	H₁	50.6499	1236	15.6	0.6393
济麦22号	T₀	H₁	48.8	923	13.6	0.7190
变异来源
品系(L)			ns	Ns	**	ns
播量(S)			**	Ns	**	ns
行距(R)			*	Ns	**	*
L×S			ns	**	**	**
L×R			ns	*	**	ns
S×R			ns	Ns	ns	ns
L×S×R			ns	Ns	ns	ns

品种（系）	播量	行距	重心高度/cm	机械强度	鲜重/g	倒伏指数
SN1319	T₁	H₁	51.7b	1093b	13.1b	0.6196b
		H₂	51.6bc	1125a	13.6ab	0.6237b
		H₃	50.3c	1135a	13.8a	0.6115b
	T₂	H₁	52.3b	1067b	12.8b	0.6274b
		H₂	53.4a	1045b	13.4ab	0.6847a
		H₃	52.6ab	1065b	13.9a	0.6865a
	T₀	H₁	52.8	1189	14.2	0.6306
SN1425	T₁	H₁	50.4499b	1098ab	14.38a	0.6607b
		H₂	52.2416ab	1075b	14.59a	0.7090a
		H₃	49.9928c	1036b	13.89ab	0.6703b
	T₂	H₁	51.7902b	1137a	13.59b	0.6190c
		H₂	52.4318a	1139a	13.87ab	0.6385bc
		H₃	51.9341ab	1089ab	13.25b	0.6319bc
	T₀	H₁	50.6499	1236	15.6	0.6393
济麦22号	T₀	H₁	48.8	923	13.6	0.7190
变异来源
品系(L)			ns	Ns	**	ns
播量(S)			**	Ns	**	ns
行距(R)			*	Ns	**	*
L×S			ns	**	**	**
L×R			ns	*	**	ns
S×R			ns	Ns	ns	ns
L×S×R			ns	Ns	ns	ns