小麦是中国北方地区重要的粮食作物之一。小麦产量受品种、土壤条件、气候温度等影响较大,与播期和播量也有密切联系^[1,2]。近年来由于全球气候变暖,玉米直播技术的应用,玉米品种生育期较长,导致小麦播种期普遍延迟。加上玉米连续多年秸秆还田,整地比较粗糙,土壤病虫害加重,小麦播种量持续增高。有研究表明,播期、播量对单位面积穗数有调节作用,对穗粒数和千粒重也有影响,从而最终影响小麦产量^[3]。张晶等^[4]研究认为,适期播种能较好地满足不同基因型小麦各生长阶段对光、热、水等资源条件的需求,利于构建合理的群体结构。播期过早,越冬前生长过旺,越冬期易发生冻害,主茎穗及低位大蘖穗冻死较多,只能依靠高位小蘖成穗,穗小粒少,产量降低;播种过晚,大分蘖较少,成穗率较低,群体较小,产量也降低。王夏等^[5]研究发现,播期推迟,小麦整个生育期分蘖减少,叶面积指数降低。以往关于播期和播量的报道,多以单一半冬性或弱春性小麦材料为主,对不同穗型冬小麦研究较少。本研究选取生产上大面积种植的冬小麦品种大穗型山农23号和多穗型济麦22,通过设置不同播期播量组合,探索其群体动态、花后叶面积指数、子粒灌浆进程及产量构成要素等的变化规律,以找到不同穗型小麦高产的适宜播期、适宜播量,为现有种植条件下小麦高产栽培提供理论依据。

试验于2016-2017年在山东省淄博市农业科学研究院试验基地（北纬36°54′3.22″,东经118°0′32.27″)进行,该地处典型的冬小麦-夏玉米一年两熟制区,年平均气温13.5℃,全年≥0℃积温平均4 785℃,年平均降水量534.8mm,降水主要分布在6-8月份。土壤为砂姜黑土,耕层土壤平均容重为1.43g/cm³。2016年秋季小麦播种前耕层土壤（0~20cm）含有机质12.25g/kg、全氮1.47g/kg、碱解氮98.72mg/kg、速效磷45.43mg/kg、速效钾141.62mg/kg。

试验供试小麦品种为大穗型品种山农23号和多穗型品种济麦22。山农23号设3个处理,即T1（10月10日播种,播量180kg/hm²）、T2（10月20日播种,播量180kg/hm²）和T3（10月20日播种,播量255kg/hm²）;济麦22设3个处理,即T1（10月10日播种,播量105kg/hm²）、T2（10月20日播种,播量105kg/hm²）和T3（10月20日播种,播量180kg/hm²）。每个处理设定4个区组,共24个小区。

小区长7m、宽3m,小区面积21m²。施腐熟鸡粪有机肥60 000kg/hm²、沃夫特缓控肥600kg/hm²,其中,纯氮（N）240kg,磷（P₂O₅）112.5kg,钾（K₂O）112.5kg。其余田间管理按照小麦高产田进行,注意防治病、虫、草害。

1.3.1 茎蘖动态 小麦出苗后（三叶至五叶期）,每个小区定1m双行调查基本苗,分别于越冬期、返青期、拔节期、成熟期调查茎蘖动态。根据调查结果计算成穗率,成穗率（%）=成熟期总茎数/最高总茎数×100。

1.3.2 开花后叶面积指数 分别于开花后7、14、21、28和35d取代表性单茎20个,量取所有叶片的长和宽,计算出单位面积的叶面积,计算公式为：LAI=0.75×Y×N/（20×10000）,式中,Y为20个单茎上所有叶片的总面积;N为每公顷的总茎数。

1.3.3 子粒灌浆速率 在开花期,对各处理选择同一日开花的麦穗挂牌标记,并在开花后7、14、21、28和35d从标记植株上选择20个麦穗,剥取麦粒后立即置于烘箱105℃下杀青30min,之后降至80℃烘干至恒重,测定粒重。灌浆速率采用韩占江等^[6]的方法,用Logistic方程拟合小麦子粒生长动态并求得相应的灌浆参数。

1.3.4 产量及其构成 成熟期调查的群体茎蘖即为成穗数。每处理随机抽取10个茎,进行室内考种,考察穗粒数和千粒重。各处理整小区实打实收,计算出单位面积子粒产量。

本试验数据采用Excel 2010和DPS统计软件进行分析。

由表1可以看出,两种类型小麦的群体茎蘖数在整个生育期均表现为先增长后下降,返青期达到最高值。多重比较后发现,山农23号T2的最大分蘖数显著高于T3,但有效分蘖数却显著低于T3,这与小麦群体具有的自我调节能力有关;越冬后,T2随温度升高单株分蘖迅速增加,同时也产生了较多的无效分蘖,导致成穗率降低;T1与T3在各生育时期的群体数差异不显著。济麦22除越冬期各处理间存在显著差异外,其余时期各处理间差异均不显著,其中T1的群体最大。

由此可知,播期播量对大穗型小麦山农23号越冬后的群体影响较大,延迟播期后可通过增大播量来构建较大的群体;多穗型品种济麦22越冬前群体受播期播量影响较大,晚播处理影响植株正常生长,越冬期分蘖较少,延迟播期增加播量对扩大后期群体作用不大。

两种穗型小麦品种各处理的花后叶面积指数随灌浆进程的推进都呈下降趋势（图1）,花后7~21d下降缓慢,21d后急剧下降。山农23号的花后叶面积指数大致表现为T3>T1>T2,济麦22表现为T2>T1>T3,两个品种受播期播量的影响表现不同。这是由于大穗型品种山农23号延迟播期后,因有效叶面积减少而造成叶面积指数下降,增大播量使小麦群体扩大,在花后仍可以保持较高的叶面积指数;多穗型品种济麦22在延迟播期后,叶片衰老适当延迟,叶面积指数相对较高,而在增大播量情况下,个体对水、热、光等资源的竞争加剧,植株衰老加剧,从而造成叶面积指数急剧下降。

2.3.1 对小麦子粒干物质积累的影响 从图2可以看出,两个小麦品种的子粒灌浆进程都呈“S”形变化趋势,受播期播量影响,两个品种各阶段的子粒干物质积累量均表现为T1>T2>T3,但济麦22的单粒重整体高于山农23号。这说明,延迟播期,增大播量均不利于这两种类型小麦粒重的增加。

2.3.2 对小麦子粒灌浆进程的影响 用Logistic方程拟合小麦子粒灌浆进程,得到粒重（y）与开花后天数（t）的方程（表2）,经F检验,粒重与开花后天数相关性达显著水平,说明该方程可以客观地反映各处理条件下小麦子粒的灌浆过程。

根据函数的两个拐点,两种穗型小麦的灌浆过程均可分成渐增期、快增期和缓增期3个阶段。由表3可知,两个小麦品种受播期播量影响,灌浆各阶段的持续时间和速率变化趋势相同。延迟播期、增大播量,灌浆渐增期的持续时间延长,灌浆速率加大;灌浆快增期各处理间差异不大;到灌浆缓增期,灌浆速率降低。T1的最大灌浆速率出现时间最早,该处理下的平均灌浆速率和最大灌浆速率最大。由此可知,延迟播期增大播量使渐增期灌浆时间延长,灌浆后期更易遭遇干热风等不利气候条件,虽灌浆速率加快,但无法弥补缓增期灌浆速率降低造成的粒重降低。

由图3可知,两个小麦品种的产量均表现为T1>T3>T2。多重比较后可知,两个品种间在产量及产量构成要素间均存在显著差异。同一品种的不同处理间也多存在显著差异。对大穗型品种山农23号,适播适量可以保证较高的单位面积穗数、穗粒数以及千粒重;延迟播期,除千粒重变化不明显外,单位面积穗数和穗粒数都显著降低;加大播量后,穗数显著升高,但穗粒数和千粒重下降。多穗型品种济麦22在适播适量处理的穗粒数显著低于其余两个处理,但穗数和千粒重较高,使其仍可以维持较高产量;延迟播期增大播量后,单位面积穗数仍显著低于其余两个处理。因此,不管是大穗型品种还是多穗型品种,晚播均不利于获得高产。

适宜的播期播量是获得小麦优良群体的前提,播期和播量对单位面积穗数、穗粒数和千粒重都存在影响^[7]。前人有关播期与种植密度对产量要素的影响研究结果不尽相同。李豪圣等^[3]的研究表明,播期从9月25日推迟至10月25日时,穗粒数增加,但变幅不大,千粒重随播期的推迟先增加后下降,差异达显著或极显著水平,而当基本苗从120万/hm²增加至300万/hm²时,二者均降低,差异极显著。黄永强^[8]认为,从10月20日至11月1日,随播期推迟,成穗数、穗粒数、千粒重及产量降低。郝有明等^[9]研究表明,播量从142.5kg/hm²增加到277.5kg/hm²,穗粒数降低,千粒重降低。本试验中,山农23号延迟播期后,穗粒数显著降低,加大播量后单位面积穗数增加,用于光合作用的有效叶面积也增加;济麦22延迟播期后,加大播量,粒重降低,穗粒数增加。杨春玲等^[10]研究发现,半冬性小麦延迟播期后通过增大播量仍然可以形成高产群体,保证产量不降低。这与本研究中山农23号表现一致。延迟播期增大播量,山农23号产量略有下降,差异不显著,群体数较高;而济麦22延迟播期后,虽增大播量,单位面积穗数和产量仍显著下降。

子粒灌浆进程是小麦子粒产量形成的重要因素,程西永等^[11]研究发现,随播期推迟,灌浆持续时间、快增期持续时间和缓增期持续时间明显减少,粒重降低;白斌^[12]认为,播量过高或过低不利于平均灌浆速率的提高。本研究中,播期延迟后,两种类型小麦灌浆持续时间及3个阶段灌浆持续时间都延长,加大播量后,山农23号的最大灌浆速率和各阶段灌浆速率都有所提高,济麦22的最大灌浆速率和缓增期灌浆速率都下降,与前人的研究结果不尽相同。两种穗型小麦延迟播期增大播量,渐增期的灌浆速率都表现为上升趋势,与粒重增加呈负相关,缓增期灌浆速率表现为下降趋势,与粒重呈正相关,与宋羽等^[13]的研究结果相同。

综上所述,确定两个品种的适宜播期为10月10日,山农23号的适宜播量为180kg/hm²,济麦22的适宜播量为105kg/hm²。针对不同品种制定配套的栽培管理措施是保证小麦获得高产稳产的关键生产因素。本研究中仅设置了两个播期和两个播量处理,对播种期和密度的研究今后仍需进行更细致的研究。