中国农业科学 ›› 2025, Vol. 58 ›› Issue (9): 1735-1748.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2025.09.005
蒲丽霞(), 张佳芮, 叶建萍, 黄秀兰, 樊高琼(
), 杨洪坤(
)
收稿日期:
2024-10-02
接受日期:
2025-01-13
出版日期:
2025-05-08
发布日期:
2025-05-08
通信作者:
联系方式:
蒲丽霞,E-mail:1512798232@qq.com。
基金资助:
PU LiXia(), ZHANG JiaRui, YE JianPing, HUANG XiuLan, FAN GaoQiong(
), YANG HongKun(
)
Received:
2024-10-02
Accepted:
2025-01-13
Published:
2025-05-08
Online:
2025-05-08
摘要:
【目的】 西南丘陵旱地气候冬干春旱,是限制小麦有效穗数和产量的主要因素。探究秸秆覆盖和二氢赤霉素对旱地小麦分蘖成穗和籽粒产量的影响,以期为丰富和完善旱地小麦分蘖成穗调控理论提供理论依据和技术支撑。【方法】 试验于2022—2024年在西南典型丘陵旱地的仁寿试验站进行,采用二因素裂区试验设计,主区为秸秆覆盖(SM,秸秆覆盖免耕;NSM,秸秆不覆盖),裂区采用二氢赤霉素化控方式(DHGA100,三叶期喷施二氢赤霉素;DHGA0,三叶期喷施清水),针对西南丘陵旱地土壤干旱抑制小麦分蘖发生与成穗,导致小麦有效穗数不足的现状,分析秸秆覆盖和二氢赤霉素对小麦分蘖发生、物质积累和内源激素含量的影响,探究其对旱地小麦分蘖成穗及产量的影响。【结果】 秸秆覆盖(SM)相较于不覆盖(NSM),小麦有效穗数和产量分别提高13.16%和20.64%;三叶期喷施二氢赤霉素(DHGA100)相较于不喷施(DHGA0),小麦有效穗数和产量分别提高9.7%和14.37%。秸秆覆盖与三叶期喷施二氢赤霉素能延长有效分蘖发生期,促进低位分蘖发生与成穗,提高小麦单株分蘖力和成穗数。SM较NSM单株分蘖力、一级分蘖的第一分蘖(T1)发生率和成穗数分别提高46.02%、21.21%和13.41%;DHGA100较DHGA0分别提高22.56%、16.18%和9.72%。单株分蘖力每提高0.1,有效穗数提高2.84%;单株成穗数每提高0.1,有效穗数提高19.3%;T1分蘖发生率每提高10%,有效穗数提高14%。秸秆覆盖和三叶期喷施二氢赤霉素均能调控分蘖节内源激素含量并提高分蘖干物质占全株的比例。SM相比于NSM,分蘖节ZR/ABA和GA3/ABA分别提高52.66%和38.68%,IAA/ABA降低了11.10%;SM处理下,DHGA100较DHGA0分别提高14.06%、21.67%和31.67%。【结论】 秸秆覆盖与三叶期喷施二氢赤霉素可通过ABA/GA促进T1分蘖的发生与成穗,从而提高有效穗数和产量。因此,秸秆覆盖(8 000 kg·hm-2)下小麦三叶期喷施二氢赤霉素(100 mg·L-1)是雨养农作区小麦单产提升的模式。
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图2
秸秆覆盖与二氢赤霉素处理下小麦群体茎蘖动态和个体分蘖成穗的影响 DHGA0:喷施清水 Spray clean water;DHGA100:喷施二氢赤霉素 Spray 16, 17-Dihydro gibberellin A5。*和**表示处理间在0.05和0.01概率水平显著差异;ns表示处理间无显著差异 * and ** indicate significant at the 0.05 and 0.01 levels, respectively; ns indicates no significant。不同小写字母表示处理之间有显著差异(P<0.05) Different lowercase letters indicate significant at P<0.05。下同 The same as below 有效穗反向延长得到有效分蘖发生临界点(x,y),临界点x表示有效分蘖终止发生时间,临界点y表示有效穗 The critical time (x, y) for occurrence of fertile tillers was obtained by reversely extending the fertile spikes. The critical point x represents the time when fertile tillering terminates, while the critical point y represents the number of fertile spikes"
表1
秸秆覆盖与二氢赤霉素对小麦分蘖发生与消亡的影响"
年份 Year | 处理 Treatment | 单株分蘖力 Tillering capacity | 拔节期个体分蘖发生率 Tiller emergency rate (%) | 分蘖消亡速率 Tiller death rate (n·d-1·m-2) | 成穗数 Fertile tillers per plant | 成穗率 Tillering survival rate (%) | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
T1 | T2 | |||||||
2022—2023 | NSM | DHGA0 | 0.59±0.03c | 50.00±4.71b | 20.00±0.94ab | 1.04±0.09b | 1.06±0.03c | 66.93±2.26ab |
DHGA100 | 0.67±0.04c | 60.00±9.43ab | 13.33±0.01b | 0.95±0.20b | 1.19±0.06b | 71.35±5.28a | ||
SM | DHGA0 | 1.05±0.01b | 83.33±4.71ab | 33.33±9.43ab | 1.63±0.10a | 1.23±0.04b | 60.00±2.27a | |
DHGA100 | 1.17±0.03a | 90.00±14.14a | 43.33±4.71a | 1.59±0.11a | 1.37±0.04a | 63.02±2.32bc | ||
F值 F value | SM | 345.41** | 361.01* | 792.24** | 66.64* | 99.79** | 42.62** | |
DHGA | 69.24** | 1.47ns | 0.28ns | 0.82ns | 50.87** | 7.21* | ||
SM×DHGA | 2.58ns | 0.08ns | 8.25* | 0.16ns | 0.08ns | 0.25ns | ||
2023—2024 | NSM | DHGA0 | 1.18±0.27b | 70.01±14.14b | 40.01±14.14b | 2.39±0.62b | 1.09±0.03c | 50.75±7.65a |
DHGA100 | 1.45±0.07b | 95.44±7.07a | 65.23±7.07a | 2.71±0.18b | 1.21±0.03b | 49.60±1.97ab | ||
SM | DHGA0 | 1.48±0.18b | 90.05±0.13a | 80.00±14.14a | 2.71±0.4b | 1.25±0.03b | 50.43±3.88a | |
DHGA100 | 1.98±0.28a | 95.43±7.07a | 80.23±14.01a | 3.65±0.67a | 1.31±0.04a | 44.48±5.42b | ||
F值 F value | SM | 33.44* | 12.02ns | 40.30* | 30.00** | 555.58** | 7.45ns | |
DHGA | 11.74* | 54.00** | 8.31* | 9.12* | 33.32** | 2.70ns | ||
SM×DHGA | 1.10ns | 24.04** | 8.34* | 2.22ns | 3.02ns | 1.21ns |
表2
秸秆覆盖与二氢赤霉素对小麦拔节期主茎与分蘖干物质积累的影响"
年份 Year | 处理 Treatment | 整株 Whole plant (kg·hm-2) | 主茎 Main stem (kg·hm-2) | 主茎占比 Proportion of main stem (%) | 分蘖 Tillering (kg·hm-2) | 分蘖占比 Proportion of tillers (%) | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2022—2023 | NSM | DHGA0 | 1859±152a | 1287±116a | 69±1a | 572±36b | 31±1b | ||||||||
DHGA100 | 1765±265a | 1146±133a | 65±2b | 619±133ab | 35±2a | ||||||||||
SM | DHGA0 | 2253±116a | 1532±112a | 68±2ab | 721±4ab | 32±2ab | |||||||||
DHGA100 | 2199±271a | 1446±254a | 66±4b | 753±16a | 35±4a | ||||||||||
F值 F value | SM | 6ns | 5ns | 32ns | 14ns | 37ns | |||||||||
DHGA | 4ns | 15* | 21ns | 4ns | 21ns | ||||||||||
SM×DHGA | 3ns | 9ns | 14ns | 13ns | 10ns | ||||||||||
2023—2024 | NSM | DHGA0 | 2867±499a | 1973±443a | 68.5±3.5a | 894±56b | 32±4a | ||||||||
DHGA100 | 2822±142a | 1749±772a | 60.6±8.5a | 1073±105ab | 39±9a | ||||||||||
SM | DHGA0 | 3700±567a | 2429±216a | 66±4.3a | 1271±351a | 34±4a | |||||||||
DHGA100 | 3374±240a | 2247±188a | 66.6±0.9a | 1127±51ab | 33±1a | ||||||||||
F值 F value | SM | 10ns | 39ns | 34ns | 58ns | 24ns | |||||||||
DHGA | 19ns | 37ns | 9** | 14ns | 9** | ||||||||||
SM×DHGA | 6ns | 7ns | 12ns | 38ns | 12ns |
表3
秸秆覆盖与二氢赤霉素对小麦产量及产量构成的影响"
年份 Year | 处理 Treatment | 有效穗数 Fertile spikes (×104·hm-2) | 穗粒数 Grain number per spike | 千粒重 1000-grain weight (g) | 产量 Grain yield (kg·hm-2) | 收获指数 Harvest index | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2022—2023 | NSM | DHGA0 | 265.52±6.59c | 26.77±0.64c | 54.09±1.75a | 3899.93±415.15c | 0.43±0.01a | ||||||||
DHGA100 | 296.95±15.72bc | 30.88±0.82b | 54.07±0.24a | 4365.52±92.05bc | 0.40±0.02a | ||||||||||
SM | DHGA0 | 307.76±11.21b | 34.03±2.53ab | 52.12±1.39a | 4820.14±248.82b | 0.40±0.02a | |||||||||
DHGA100 | 341.67±10.87a | 36.63±0.48a | 52.71±1.66a | 5744.78±201.8a | 0.41±0.02a | ||||||||||
F值 F value | SM | 49.74* | 59.18* | 14.01ns | 767.05** | 14.20ns | |||||||||
DHGA | 25.07** | 23.93** | 0.29ns | 13.51* | 1.12ns | ||||||||||
SM×DHGA | 0.04ns | 1.21ns | 0.33ns | 1.47ns | 1.09ns | ||||||||||
2023—2024 | NSM | DHGA0 | 273.33±6.51c | 31.36±1.69a | 56.22±0.20a | 4024.55±101.50c | 0.31±0.01a | ||||||||
DHGA100 | 303.33±6.81b | 34.48±2.97a | 56.50±0.69a | 4596.04±302.16b | 0.30±0.01a | ||||||||||
SM | DHGA0 | 311.49±6.73ab | 35.06±1.02a | 54.72±1.07a | 4635.00±61.34b | 0.31±0.02a | |||||||||
DHGA100 | 328.13±10.93a | 35.51±1.72a | 55.80±0.87a | 5171.57±350.74a | 0.32±0.01a | ||||||||||
F值 F value | SM | 283.58** | 2.22ns | 5.83ns | 55.06* | 20.00ns | |||||||||
DHGA | 16.99* | 5.42ns | 4.83ns | 15.03* | 0.05ns | ||||||||||
SM×DHGA | 1.40ns | 3.37ns | 1.65ns | 0.01ns | 1.80ns |
图5
秸秆覆盖和二氢赤霉素处理下小麦分蘖节激素含量、分蘖成穗特征和产量的关系 GY:产量Grain yield;FS:有效穗数 Fertile spikes;KN:穗粒数 Kernels number;TKW:千粒重 1000-kernel weight;FTP:成穗数 Fertile tillers per plant;MT:最大茎蘖数 Maximum tiller;TC:单株分蘖力 Tillering capacity;TSR:成穗率 Tillering survival rate;TDR:分蘖消亡率 Tiller death rate;TER1st:T1分蘖发生率 T1 tiller emergency rate;TER2nd:T2分蘖发生率 T2 tiller emergency rate"
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