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作物杂志,2025, 第5期: 195–203 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2025.05.026

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

不同株型冬小麦光合―灌浆协同特性及其对产量构成的影响

李加汇1(), 陈如雪2(), 白红波3, 王永华2()   

  1. 1 河南省焦作市农业农村局， 454100， 河南焦作
    2 河南农业大学农学院/国家小麦工程技术研究中心， 450046， 河南郑州
    3 河南迈向丰农业科技有限公司， 454750， 河南孟州
  • 收稿日期:2025-06-02 修回日期:2025-06-30 出版日期:2025-10-15 发布日期:2025-10-21
  • 通讯作者: 王永华，研究方向为小麦高产优质高效栽培，E-mail：wangyonghua@henau.edu.cn
  • 作者简介:李加汇，主要从事农艺技术推广工作，E-mail：jjjhhhzzz.1966@163.com；|陈如雪为共同第一作者，主要从事小麦高产栽培理论与技术研究，E-mail：17843050883@163.com
  • 基金资助:
    河南省科技攻关项目(222102110169);财政部和农业农村部国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-03)

Photosynthesis-Grain Filling Coordination Characteristics of Winter Wheat with Different Plant Types and Their Impact on Yield Components

Li Jiahui1(), Chen Ruxue2(), Bai Hongbo3, Wang Yonghua2()   

  1. 1 Jiaozuo Municipal Bureau of Agriculture and Rural Affairs, Jiaozuo 454100, Henan, China
    2 College of Agronomy, Henan Agricultural University / National Engineering Research Center for Wheat, Zhengzhou 450046, Henan, China
    3 Henan Maixiangfeng Agricultural Science and Technology Co., Ltd., Mengzhou 454750, Henan, China
  • Received:2025-06-02 Revised:2025-06-30 Online:2025-10-15 Published:2025-10-21

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摘要： 为明确不同株型冬小麦品系的籽粒灌浆特性及产量形成机制，以松散型豫农710（YN710）、半紧凑型豫农711（YN711）和紧凑型豫农712（YN712）为材料，设置统一密度450万株/hm2，研究其群体动态、产量构成、物质积累转运规律、光合特性及灌浆特征。结果表明，紧凑型品系在拔节期的茎蘖数较松散型品系高18.7%；YN712产量达8890.70 kg/hm2，显著高于YN711和YN710，分别增产3.58%和1.34%；YN712高产归因于单位面积穗数最高（641.60×104/hm2），且花前干物质转运率（26.86%）和开花期氮素转运率（73.47%）最优。光合参数中，SPAD值在灌浆前期（r=0.833**）、中期（r=0.900**）和后期（r=0.899**）均与千粒重呈极显著正相关。基于灌浆特性与千粒重的相关性分析，最大灌浆速率与千粒重呈极显著正相关（r=0.83**），YN710的灌浆速率参数最优，因而获得最高千粒重（50.25 g）。本研究表明优化株型、提升光合生产力、协调穗数形成与灌浆效率是冬小麦高产栽培的关键途径。

关键词: 冬小麦, 株型, 籽粒灌浆, 光合特性, 干物质转运, 产量构成

Abstract:

To clarify grain filling characteristics and yield formation mechanisms in winter wheat cultivars with different plant types, this study used loose-type YN710, semi-compact YN711, and compact-type YN712 as experimental materials, a uniform planting density (4.5×106 plants/ha) was set up to investigate their population dynamics, yield components, patterns of matter accumulation and translocation, photosynthetic characteristics, and grain filling characteristics. The results showed that the tiller number of the compact-type line at jointing was 18.7% higher than that of the loose-type line. The yield of YN712 reached 8890.70 kg/ha, which was significantly higher than that of YN711 and YN710, with yield increases of 3.58% and 1.34%, respectively. The high yield of YN712 was attributed to its highest spike number per unit area (641.60×104/ha), along with the optimal pre-anthesis dry matter translocation rate (26.86%) and nitrogen translocation rate at anthesis (73.47%). Among the photosynthetic parameters, the SPAD values during the early (r=0.833**), middle (r=0.900**), and late (r= 0.899**) grain-filling stages all exhibited highly significant positive correlation with the 1000-grain weight. Based on the correlation analysis between grain-filling characteristics and 1000-grain weight, the maximum grain-filling rate showed a highly significant positive correlation with the 1000-grain weight (r=0.83**). YN710 had the optimal grain-filling rate parameters, thereby achieving the highest 1000-grain weight (50.25 g). This study indicates that optimizing plant type, enhancing photosynthetic productivity, and coordinating spike number formation with grain-filling efficiency are key approaches for high-yield cultivation of winter wheat.

Key words: Winter wheat, Plant type, Grain filling, Photosynthetic characteristics, Dry matter translocation, Yield components

图1

2022-2023年冬小麦生长季月均降水量及温度变化

表1

不同株型冬小麦品系的茎蘖数

品系Line 分蘖期Tillering 拔节期Jointing 开花期Anthesis
YN710 1123±86b 1845±10b 643±45b
YN711 1256±94a 2017±12a 712±52a
YN712 1318±11a 2192±13a 782±61a

表2

不同株型冬小麦品系产量及其构成因素

品系
Line		 产量
Yield
(kg/hm2)		 穗数
Spike number
(×104/hm2)		 穗粒数
Grains per
spike		 千粒重
1000-grain
weight (g)
YN710 8773.16±64.15b 491.04±26.20b 41.87±0.81b 50.25±0.29a
YN711 8583.33±67.27c 450.72±12.95c 45.60±1.35a 49.16±0.41b
YN712 8890.70±20.07a 641.60±9.01a 38.33±0.58c 42.53±0.22c

表3

产量及其构成因素间的相关性分析

指标
Index		 产量
Yield		 穗数
Spike
number		 穗粒数
Grains per
spike		 千粒重
1000-grain
weight
产量Yield 1.000
穗数Spike number 0.690* 1.000
穗粒数Grains per spike -0.490 -0.909** 1.000
千粒重1000-grain weight -0.313 -0.587 0.733* 1.000

表4

不同株型冬小麦品系干物质积累量及籽粒转运情况

品系
Line		 开花期
干物质积累量
Dry matter
accumulation
at anthesis (kg/hm2)		 开花期
干物质转运量
Dry matter
translocation
at anthesis (kg/hm2)		 成熟期
干物质积累量
Dry matter
accumulation at
maturity (kg/hm2)		 花前干物质
对籽粒贡献率
Contribution rate of
pre-anthesis dry
matter to grain (%)		 花后干物质
对籽粒贡献率
Contribution rate of
post-anthesis dry
matter to grain (%)		 开花期
干物质转运率
Dry matter
translocation rate
at anthesis (%)
YN710 14 630.03b 3148.59b 20 266.49a 36.43a 63.57a 21.42a
YN711 13 925.36c 2710.26c 19 787.54a 31.86a 68.14a 19.32a
YN712 15 054.30a 4044.84a 19 901.43a 45.57a 54.43a 26.86a

表5

不同株型冬小麦品系氮素积累量及籽粒分配

品系
Line		 开花期氮素积累量
Nitrogen
accumulation
at anthesis
(kg/hm2)		 开花期氮素转运量
Nitrogen
translocation
amount at anthesis
(kg/hm2)		 成熟期
氮素积累量
Nitrogen
accumulation at
maturity (kg/hm2)		 花前氮素对籽粒
氮素的贡献率
Contribution rate of
pre-anthesis nitrogen
to grain nitrogen (%)		 花后氮素对籽粒
氮素的贡献率
Contribution rate of
post-anthesis nitrogen
to grain nitrogen (%)		 开花期氮素转运率
Nitrogen
translocation
rate at
anthesis (%)
YN710 250.70b 199.50a 273.70b 89.67a 10.33b 79.61a
YN711 218.18c 168.93b 263.56b 78.82b 21.18a 77.52a
YN712 284.65a 208.99a 309.74a 89.39a 10.61b 73.47a

图2

不同株型冬小麦品系花后旗叶SPAD值差异 不同小写字母表示不同品系间差异显著（P < 0.05）。下同。

图3

不同株型冬小麦品系花后Pn差异

表6

开花期至成熟期旗叶光合参数与千粒重的相关性分析

指标
Index		 开花期
Anthesis		 灌浆前期
Early grain-filling		 灌浆中期
Middle grain-filling		 灌浆后期
Late grain-filling		 灌浆末期
End of grain-filling		 成熟期
Maturity
SPAD 0.617 0.833** 0.900** 0.899** 0.510 0.615
Pn 0.780* 0.763* 0.780* 0.313 0.643 0.783*

图4

不同株型冬小麦品系强势和弱势粒灌浆过程中的千粒重 A-Q：YN710强势粒；B-Q：YN711强势粒；C-Q：YN712强势粒；A-R：YN710弱势粒；B-R：YN711弱势粒；C-R：YN712弱势粒。

表7

不同株型冬小麦品系籽粒灌浆的Logistic方程参数

品系
Line		 粒位
Grain position		 k a b 相关系数
Correlation coefficient
YN710 强势粒 65.29 41.58 0.18 0.988**
弱势粒 54.36 53.62 0.18 0.992**
YN711 强势粒 64.35 25.28 0.17 0.993**
弱势粒 56.07 27.71 0.16 0.995**
YN712 强势粒 64.39 23.63 0.15 0.993**
弱势粒 51.20 44.12 0.18 0.982**

表8

不同株型冬小麦品系花后灌浆速率方差分析

粒位
Grain position		 品系
Line		 花后天数Days after anthesis
7 d 11 d 15 d 19 d 23 d 27 d 31 d 35 d 39 d
强势粒Superior grain YN710 0.72c 1.27b 2.00a 2.59a 2.64a 2.09a 1.36a 0.78a 0.41a
YN711 0.90a 1.43a 2.00a 2.37a 2.30b 1.84b 1.26a 0.77a 0.44a
YN712 0.76b 1.24b 1.79a 2.22a 2.27b 1.90ab 1.35a 0.85a 0.49a
弱势粒Inferior grain YN710 0.57c 1.08c 1.81a 2.48a 2.57a 1.99a 1.23a 0.66a 0.33ab
YN711 0.80a 1.30a 1.88a 2.27a 2.24a 1.80a 1.23a 0.75a 0.43a
YN712 0.66b 1.18b 1.84a 2.33a 2.27a 1.72a 1.07a 0.59a 0.30b

表9

不同株型冬小麦品系籽粒的灌浆参数与次级参数

品系Line Tmax Vmax T Vmean T1 T2 T3 K1 K2 K3 V1 V2 V3
YN710 21.75 2.31 42.89 1.36 13.95 14.63 14.30 12.70 34.69 11.49 0.79 2.34 0.93
YN711 20.48 2.40 44.72 1.27 12.16 16.46 16.09 12.69 34.66 11.49 0.79 2.08 0.82
YN712 21.46 2.70 45.73 1.20 13.17 16.46 16.09 12.19 33.31 11.04 0.73 2.00 0.77

表10

不同株型冬小麦品系灌浆参数与千粒重的相关性

指标Index Vmax Vmean V1 V2 V3 T T1 T2 T3 K1 K2 K3 千粒重
1000-grain weight
Vmax 1.00
Vmean 0.94** 1.00
V1 0.58 0.79* 1.00
V2 1.00** 0.94** 0.59 1.00
V3 0.89** 0.94** 0.63 0.88** 1.00
T -0.57 -0.69* -0.45 -0.55 -0.88** 1.00
T1 0.55 0.24 -0.31 0.55 0.26 0.04 1.00
T2 -0.79* -0.72* -0.20 -0.78* -0.88** 0.81** -0.55 1.00
T3 -0.79* -0.72* -0.20 -0.78* -0.88** 0.82** -0.55 1.00** 1.00
K1 0.58 0.59 0.71* 0.60 0.29 0.15 0.15 0.04 0.04 1.00
K2 0.58 0.59 0.71* 0.60 0.29 0.15 0.15 0.04 0.04 1.00** 1.00
K3 0.58 0.59 0.71* 0.60 0.29 0.14 0.14 0.04 0.03 1.00** 1.00** 1.00
千粒重1000-grain weight 0.83** 0.70* 0.23 0.85** 0.57 -0.32 0.47 -0.65 -0.70 0.67* 0.67* 0.67* 1.00
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