全 文 ：中国生态农业学报 2015年 1月 第 23卷 第 1期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Jan. 2015, 23(1): 43−51


* 江苏省粮食丰产工程项目(BE2009425)、连云港市科技攻关计划(农业, CN1201)、国家水稻产业技术体系(CARS-01-1A)、江苏省农业
科技自主创新项目(CX(12)5086)和江苏省农委三项工程项目(SXGC[2013]146)资助
** 通讯作者: 徐大勇, 主要从事稻麦新品种选育工作。E-mail: xudayong3030@sina.com
卢百关, 主要从事水稻新品种选育及稻麦新技术推广工作。E-mail: lubaiguan@sohu.com
收稿日期: 2014−02−20 接受日期: 2014−09−18
DOI: 10.13930/j.cnki.cjea.140192
黄淮地区稻茬小麦超高产群体特征研究*
卢百关1 杜 永2 李 筠2 王宝祥1 周振玲1 孙中伟1
杨 波1 秦德荣1 徐大勇1**
(1. 徐淮地区连云港农业科学研究所/连云港市农业科学院 连云港 222006;
2. 连云港市农业技术推广中心 连云港 222001)
摘 要 为探讨黄淮地区稻茬小麦超高产(>9 000 kg·hm−2)群体的生长发育特性, 以该区域推广面积较大的半
冬性小麦品种‘连麦 6号’、‘济麦 22’和‘烟农 19’为材料, 在试验总结出包括基本苗调控和氮肥运筹等一套适宜
黄淮地区稻茬麦超高产栽培技术的基础上, 建立稻茬小麦高产和超高产群体, 对其系列生育、生理特性以及产
量要素进行调查分析。结果表明, 与高产小麦群体(产量为 7 380~7 889 kg·hm−2)相比, 超高产(>9 000 kg·hm−2)
小麦群体单位面积穗数差异不显著, 但穗粒数和千粒重显著增加; 超高产小麦抽穗前茎蘖数较高产群体少,
但分蘖成穗率较高; 超高产群体小麦的叶面积指数, 生育前期较高产群体低, 抽穗后则显著高于高产群体, 两
者干物质积累生育前期无明显差异; 超高产小麦抽穗期、乳熟期与蜡熟期的根冠比、根系伤流量均显著高于高
产群体; 超高产小麦粒叶比、茎鞘物质运转率和收获指数均高于高产群体。因此, 本文提出了黄淮地区稻茬小麦
超高产(>9 000 kg·hm−2)群体的产量结构与群体指标: 单位面积穗数(700±20)×104·hm−2, 每穗实粒数>32, 千粒重
>42 g, 茎蘖成穗率>45%; 抽穗期叶面积指数 6.5~7.0; 成熟期总干重>20 700 kg·hm−2, 粒叶比>14 mg·cm−2; 抽穗
期根冠比>0.28, 根系伤流量>7.1 g·m−2·h−1; 收获指数>0.45。
关键词 黄淮地区 稻茬小麦 超高产栽培 群体特征 产量
中图分类号: S512.1+1 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2015)01-0043-09
Population characteristics of super-high-yielding wheat under rice
stubble in Huanghuai area
LU Baiguan1, DU Yong2, LI Jun2, WANG Baoxiang1, ZHOU Zhenling1,
SUN Zhongwei1, YANG Bo1, QIN Derong1, XU Dayong1
(1. Institute of Lianyungang Agricultural Science of Xuhuai Area/Lianyungang Academy of Agricultural Sciences,
Lianyungang 222006, China; 2. Lianyungang Agricultural Technology Extension Center, Lianyungang 222001, China)
Abstract Studies on population characteristics of super-high-yielding wheat have recently attracted significant researches. These
studies have revealed large differences in wheat population structure in different super-high-yielding wheat areas. The area of wheat
under rice stubble in the Huanghuai region has reached 1.3 million hm2, accounting for about 10% of cultivated wheat area in the
Huanghuai region. Significant differences have been noted in the growth characteristics and ecological environments between
dryland wheat and wheat under rice stubble. Current studies on population characteristics of wheat under rice stubble have focused
mainly on production levels of 8 000 kg·hm−2. Super-high-yielding wheat (yield is higher than 9 000 kg·hm−2) was still in the infancy
development stage, and studies on population characteristics of super-high-yielding wheat under rice stubble in Huanghuai area were
less to be reported. To understand the population characteristics of super-high-yielding wheat-after-rice system in Huanghuai region,
growth and yield formations of three semi-winter wheat varieties (‘Lianma 6’, ‘Jimai 22’ and ‘Yannong 19’) were investigated under
high-yield (CK) and super-high-yield (SHY) cultivation measures. The results showed that wheat varieties had more grains per spike
and higher 1000-grain weight under SHY than under high-yield wheat CK. There was no significant difference in spike number per
44 中国生态农业学报 2015 第 23卷


unit area between SHY and CK. Compared with those under CK, wheat exhibited fewer tillers at the early growth stage (from
tillering to jointing) but with higher rate of productive tillers to total tillers under SHY. While leaf area index and photosynthetic
potential of SHY were lower than those of CK at the early growth stage, these attributes were significantly higher after heading.
There was no significant difference in accumulated dry matter weight between SHY and CK at the early growth stage. Root-to-shoot
ratio and root exudate amount under SHY were higher than those under CK at heading, milking and waxing stages. Also grain-to-leaf
ratio, percent matter translocation from stem and sheath, and harvest index under SHY were higher than those under CK. Analysis of
various attributes of rice yield and population showed that for SHY wheat in Huanghuai region, spikes per unit area, grains per spike,
1000-grain weight, productive tiller rate, total dry matter weight at maturity stage, grain weight/leaf area ratio, root/shoot ratio at
heading stage, root exudate amount, harvest index were greater than 700×104·hm−2, 32, 42 g, 45%, 20 t·hm−2, 14 g·cm−2 (i.e., mg
grain weight per cm2 leaf area), 0.28, 7.1 g·m−2·h−1, 0.45, respectively; while leaf area index at heading stage was 6.5−7.0.
Keywords Huanghuai region; Wheat under rice stubble; Super-high-yielding cultivation; Population characteristics; Yield
(Received Feb. 20, 2014; accepted Sep. 18, 2014)
黄淮地区小麦常年种植面积 1 330万 hm2, 是我
国小麦主产区。但是, 近几年随着种植业结构的不
断调整, 冬小麦面积不断萎缩, 然而稻茬小麦面积
却在不断上升, 目前, 稻茬小麦面积已达 130万 hm2
以上 [1], 占该生态类型区小麦面积的 10%左右, 主
要分布在江苏省淮北及安徽省、山东省、河南省及
陕西省的小部分地区。因此, 研究稻茬小麦超高产
群体特征, 制定稻茬小麦超高产栽培技术, 进一步
提高稻茬小麦产量, 对保障我国粮食安全具有重要
意义, 也是摆在广大农业科研工作者面前的重要任
务之一。
近年来, 不少学者进行了旱地小麦超高产指标
的研究, 并针对不同类型区的生态特点和不同的历
史阶段, 建立了不同小麦超高产的产量指标体系。
如肖世和等 [2]经过系统研究 , 认为黄淮冬麦区
1998—2005 年的超高产指标为 10 500 kg·hm−2,
2006—2010年则为 11 300 kg·hm−2 ; 王法宏等[3]认为
黄淮麦区 2010 年和 2015 年的目标应分别定位在
10 500 kg·hm−2、11 250 kg·hm−2以上。目前普遍认为
单产超过 9 000 kg·hm−2, 即为超高产[4−5]。
超高产小麦群体特征更是当今研究的热点, 由
于小麦生长环境、栽培技术等的不同, 不同产量水
平群体结构和产量特征存在较大差异[6−7]。因此, 不
同类型区小麦超高产的群体结构也存在较大差别。
部分科研人员围绕黄淮麦区旱茬小麦超高产群体
(籽粒产量>9 000 kg·hm−2)的形成及栽培技术进行了
较深入的研究。如季书勤等[8]研究认为, 旱茬小麦单
产 9 000 kg·hm−2, 要着重提高群体的生产能力, 增
加干物质积累量。Li等[9]认为, 小麦产量的继续提高
应从提高穗粒数、灌浆效率以及增强根系活力等 3
方面着手。张洪程等[10]认为, 与一般高产群体相比,
单产超过 9 000 kg·hm−2小麦高产群体吸氮总量约增
加 10%, 且吸氮量增加的主要时期为生育中、后期。
张法全等[6]认为, 单产 10 000 kg·hm−2小麦具有较高
的植株氮素积累量、籽粒氮素积累量和花后营养器官
氮素向籽粒的转运量。于振文等[11]认为, 高产(6 000~
7 500 kg·hm−2)向超高产(籽粒产量>9 000 kg·hm−2)发
展的限制因素是小麦开花期至成熟期干物质积累和
分配与植株后期早衰的矛盾, 超高产小麦每公顷吸
收氮的总量高于高产麦田, 但生产 100 kg 籽粒所需
的氮少于高产麦田, 应按照小麦需肥规律追肥[12−15]。
近年, 黄淮地区直播稻面积不断扩大, 水稻收
获期推迟, 导致稻茬小麦播种期相应延时 [16], 稻茬
小麦与旱地小麦的生育特性存在较大差别, 且稻茬
小麦和旱地小麦生长的生态环境也存在较大的差
别。因此, 稻茬麦区在强调稻麦均衡增产的情况下,
稻茬小麦的栽培技术与旱地小麦也应有一定的差别,
而要制定出适合稻茬小麦的高产配套栽培技术, 必
须首先研究清楚稻茬小麦高产、超高产的群体特
征。由于稻茬麦区特殊的生态特点和品种的生育特
性 , 目前, 关于稻茬小麦群体特征的研究主要集中
于 8 000 kg·hm−2 产量水平 [5,17], 对籽粒产量高于
9 000 kg·hm−2的超高产群体特征和生理特性研究尚处
于起步阶段, 少见关于稻茬小麦产量>9 000 kg·hm−2
群体特征研究报道[18]。
2009—2012年我们承担了江苏省科技厅粮食丰
产工程“稻麦周年优质高产新技术集成创新与示范”
项目, 2010—2012 年进行稻麦超高产栽培试验, 在
水稻实现 10 500 kg·hm−2的基础上, 稻茬小麦实现了
9 000 kg·hm−2以上的产量, 全年实现了 19 500 kg·hm−2
的超高产目标。本研究以江苏淮北地区大面积推广
的具有超高产潜力的半冬性小麦品种‘连麦 6 号’、
‘济麦 22’和‘烟农 19’为材料, 通过基本苗和氮素处理
(使用量、使用时期、比例)及氮磷钾配比, 建立不同
产量水平群体, 通过分析高产(7 380~7 889 kg·hm−2)、
超高产(>9 000 kg·hm−2)两类群体产量构成因素, 不
同生育期茎蘖数、叶面积、干物质积累, 粒叶比、
茎鞘物质运转率和收获指数, 根冠比与根系伤流量,
第 1期 卢百关等: 黄淮地区稻茬小麦超高产群体特征研究 45


对稻茬小麦超高产的群体指标进行较为系统的研究,
以期为黄淮地区稻茬小麦大面积高产, 进而实现稻
麦产量双增目标提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验地点
试验于 2010年 10月—2013年 6月在江苏省东
海农场(34°28′N, 118°47′E)农业科学研究所试验田进
行。该地区位于暖温带南部, 属湿润的季风气候, 略
有海洋性气候特征, 常年平均气温 14.3 ℃, 平均降
水量 920 mm, 无霜期平均为 220 d, 小麦生育期间
光照充足, 雨量适中。前茬为水稻, 试验地为黏质壤
土, 有机质含量 22.6 mg·kg−1, 速效氮 105 mg·kg−1,
速效钾 212 mg·kg−1, 速效磷 42 mg·kg−1。灌排条件
良好, 常年小麦产量为 6 590 kg·hm−2以上。
1.2 试验材料
供试小麦品种‘连麦 6号’、‘济麦 22’和‘烟农 19’
经过多年试验证明均为具有超高产潜力的半冬性小
麦品种。其中‘连麦 6 号’属半冬性多穗型中熟品种,
其突出特点是优质强筋、高产、抗逆、广适, 且播
期弹性大, 抗倒性好[19]; ‘济麦 22’的突出特点是高
产、多抗、优质中筋[20]; ‘烟农 19’(原名‘烟优 361’)
则具有分蘖力强、分蘖成穗率高、高产、抗逆等突
出特点, 且品质达国家强筋小麦一级标准[21]。
1.3 试验设计
1.3.1 超高产栽培技术的研究
2010年 10月—2012年 6月试验采用三因素裂区
设计, 3 个品种独立进行, 以基本苗数量为主区, 处理
水平分别为: 150×104 株·hm−2(A1)、180×104 株·hm−2
(A2)、210×104 株 ·hm−2(A3)、240×104 株 ·hm−2(A4);
以施氮量为副区, 设施纯氮量 3个水平, 分别为 260
kg·hm−2(B1)、300 kg·hm−2(B2)、340 kg·hm−2(B3), 以
46%含 N 量尿素作为氮肥施用, 其中氮肥运筹比例
为基肥∶分蘖肥∶拔节孕穗肥=5∶2∶3; N、P2O5与
K2O比例设 10∶5∶7和 10∶3∶5两个水平; 50%磷
钾肥(磷酸二铵和氯化钾)基施, 50%磷钾肥(磷酸二
氢钾)用作追肥根外喷施。行距 30 cm, 小区面积
20 m2, 重复 3次, 共 24×3=72个处理, 共 72×3=216
个小区。
每年均于 10 月 20 日机械旋耕灭茬整平, 人工
条播, 其他栽培管理同当地常规稻茬麦。
收获时, 去掉边行和各 0.5 m行头, 按实收面积
计产, 脱粒风干后称量, 计算籽粒产量。
1.3.2 黄淮地区稻茬麦超高产田创建及超高产群体
特征研究
1)稻茬麦超高产田的创建
2012 年 10 月—2013 年 6 月按照 2010 年 10 月
—2012 年 6 月总结出的超高产栽培技术, 在江苏省
东海农场分两个地段开展稻茬麦超高产创建工作 ,
每个超高产田 0.1 hm2, 旁均设置常规管理的高产
田作对照(CK), 面积与超高产田相同, 重复 3次。对
照田(CK)按常规高产栽培技术管理 , 基本苗 240×
104 株·hm−2, 施氮量 300 kg·hm−2, N、P2O5与 K2O比
例设 10∶3∶5进行管理, 基肥同超高产田。生育期
间开展与超高产相关的各项生育、生理指标的检测。
收获时按实收面积、实打实收, 计算单产。
施肥和播种方式同上。
2)稻茬麦超高产群体特征研究
茎蘖动态。分别在超高产田和高产田采用对角
线 5 点取样调查, 每点选取 1 m 长、长势均匀的双
行样段, 分别在小麦越冬期、拔节期、孕穗期、抽
穗期和成熟期定点观察茎蘖消长动态。
干物质及叶面积指数。干物质测定在小麦越冬
期、拔节期、孕穗期、抽穗期、乳熟期和成熟期取
样, 每个生育阶段、每块试验地均按对角线 5 点取
样法, 每点取样 20株, 按绿叶、枯叶、茎、鞘和穗(抽
穗以后)分样, 105 ℃下杀青 30 min, 80 ℃烘至恒重,
测定干物质重。叶面积指数测定在小麦越冬期、拔
节期、孕穗期、抽穗期、乳熟期和成熟期进行, 每
块试验地均按对角线 5点取样法, 每点选取 3 m、5
行作为测定样本, 采用传统手测法人工测量小麦叶
面积, 运用经验公式 LAI=L×D/1.2(L为叶长, D为叶
宽, 1.2为经验系数)[22]计算叶面积指数。
根冠比和伤流液。分别在抽穗期、乳熟期和蜡
熟期, 采用对角线 5点取样法、每品种每点以 60单
株为 1 个样本, 剪去地上部分带回, 用自制挖根器
(长 30 cm, 宽 10 cm, 高 20 cm)挖取根土, 置于 40目
的尼龙网袋中, 用流水冲洗, 地上部分与根 105 ℃
下杀青 30 min, 80 ℃烘至恒重, 烘干后称重, 计算
根冠比。在进行根冠比取样的同时, 在每个取样点
旁, 以 30 个单茎为 1 个样本, 于下午 18:00 在各茎
约离地面 12 cm 处剪去地上部分植株, 将预先称重
的脱脂棉放于留在田里茎的剪口处, 盖上塑料薄膜,
于第 2 d早上 8:00取回带有伤流液的脱脂球并称重,
计算伤流液量。
1.4 考种
成熟期每个试验田按对角线 5 点取样法(每点
1 m2)进行单位面积穗数测定, 随机取 60 单穗测定
每穗实粒数和千粒重。
1.5 计算与统计方法
实粒数/叶面积(cm2)=总实粒数/抽穗期叶面积 (1)
粒重(mg)/叶面积(cm2)=籽粒产量/抽穗期叶面积 (2)
46 中国生态农业学报 2015 第 23卷


茎鞘物质运转率(%)=(抽穗期茎鞘干重−成熟期
茎鞘干重)/抽穗期茎鞘干重×100[23] (3)
用 SAS 软件进行分析, 处理间的差异显著性用
最小显著差法(LSD)检验。
2 结果与分析
2.1 稻茬麦超高产栽培技术
表 1列出了 2010年 10月—2012年 6月参试品种
各处理的产量结果。从表 1 可以看出, 稻茬小麦品种
‘连麦 6号’、‘济麦 22’和‘烟农 19’均在播种密度为 180×
104 株·hm−2 时产量最高, 密度超过 180×104 株·hm−2
后, 产量逐渐下降, 到 240×104 株·hm−2时产量最低。
密度低于 210×104株·hm−2时, 随着氮肥施用量增加,
产量提高; 密度为 240×104 株·hm−2 时, 高氮肥小区
产量下降, 这主要是由于在高密度下高氮肥处理在
乳熟期发生倒伏, 导致产量降低; 密度、氮肥用量相
同时, N︰P2O5︰K2O=10︰5︰7时产量较高。可见 3
个品种稻茬种植产量达到 9 000 kg·hm−2超高产水平
最佳措施: 密度为 180×104 株·hm−2, 氮肥施用量为
340 kg·hm−2, N∶P2O5∶K2O比例为 10︰5︰7。
表 1 2010—2012年不同栽培措施下参试品种平均产量
Table 1 Average grain yield of 2010−2012 of different wheat varieties under different cultivation measures t·hm−2
N∶P2O5∶K2O
10∶5∶7 10∶3∶5
施氮量 N fertilization rate (kg·hm−2)
品种
Variety
基本苗
Basic seedling
number
(×104plants·hm−2)
260 300 340 260 300 340
150 6.84±0.23 b 7.04±0.28 c 7.87±0.42 c 6.54±0.14 c 7.21±0.42 c 7.77±0.42 c
180 8.24±0.28 a 9.41±0.30 a 9.90±0.57 a 8.01±0.42 a 9.10±0.28 a 9.12±0.28 a
210 8.04±0.37 a 8.51±0.14 b 9.22±0.14 b 7.12±0.57 b 7.97±0.40 b 8.77±0.40 b
连麦 6号
Lianmai 6
240 6.51±0.42 b 8.01±0.20 b 7.93±0.57 c 6.30±0.25 c 7.88±0.34 b 7.09±0.34 d
150 7.02±0.34 b 7.23±0.33 b 8.04±0.14 c 6.58±0.57 ab 7.11±0.54 c 8.00±0.54 b
180 7.97±0.28 a 8.90±0.21 a 9.76±0.35 a 6.71±0.14 ab 8.12±0.28 a 8.90±0.28 a
210 7.24±0.14 b 8.57±0.28 a 8.89±0.29 b 6.41±0.57 b 6.99±0.34 c 7.14±0.34 c
济麦 22
Jimai 22
240 7.23±0.28 b 7.49±0.27 b 7.30±0.30 d 6.94±0.24 a 7.47±0.59 b 7.31±0.59 c
150 6.81±0.28 b 7.04±0.14 c 7.99±0.33 c 6.13±0.21 c 6.77±0.28 c 7.68±0.28 b
180 8.31±0.27 a 8.82±0.42 a 9.61±0.37 a 6.54±0.14 b 8.07±0.37 a 8.88±0.37 a
210 7.13±0.14 b 8.70±0.24 a 8.85±0.34 b 7.04±0.42 a 7.26±0.45 b 7.57±0.45 b
烟农 19
Yannong 19
240 7.11±0.15 b 7.85±0.21 b 7.44±0.31 d 6.47±0.42 bc 7.38±0.42 b 7.30±0.42 c
F NS NS 20.88** 14.58** 111.53** 31.04**
*和**分别表示在 P<0.05和 P<0.01水平两种栽培措施差异显著。下同。* and ** refer to significant difference at 0.05 and 0.01 levels between
two cultivation measures. The same below.

2.2 稻茬麦超高产田的创建及超高产田的群体特征
2012年 10月—2013年 6月超高产田全部达到超高
产水平, ‘连麦 6号’两块超高产田平均单产 9.93 t·hm−2,
‘济麦 22’两块超高产田平均单产 9.79 t·hm−2, ‘烟农
19’平均单产 9.61 t·hm−2; 对照处理除‘烟农 19’一个
地块产量达 6.98 t·hm−2, 其他均达到高产的要求, 平
均单产分别为: ‘连麦 6 号’7.88 t·hm−2、‘济麦 22’为
7.47 t·hm−2、‘烟农 19’为 7.38 t·hm−2。
2.2.1 各生育期的茎蘖数
与高产对照(CK)群体相比 , 超高产(SHY)群体
的茎蘖数在生长前期较少, 拔节期和孕穗期尤为明
显, 分别低于对照 10.9%~17.1%和 11.1%~16.6%。但
抽穗期至成熟期, 超高产小麦的茎蘖数与高产小麦
基本持平(图 1)。小麦的茎蘖动态表现为: 超高产
(SHY)越冬始期的茎蘖数为最终成穗数的 90.4%~
92.0%, 高产(CK)为 99%~109%; 拔节期茎蘖数达到
最高, 超高产(SHY)田为最终成穗数的 1.95~2.21倍,
高产(CK)为 2.34~2.50倍; 孕穗期两处理分别为最终
成穗的 1.40~1.57倍和 1.67~1.78倍; 此后平缓下降。
抽穗期的茎蘖数等于或略多于最终成穗数, 超高产
(SHY)的分蘖成穗率为 45.3%~51.2%, 而高产(CK)
仅为 40.1%~42.8%。
2.2.2 叶面积指数和干物质积累
超高产(SHY)小麦的叶面积指数(LAI)在生长前
期(孕穗期)低于高产(CK)处理 1.9%~3.6%, 生长中
后期(抽穗至成熟)则高于高产(CK)5.3%~109.8%(图
2)。超高产(SHY)小麦全生育期 LAI 的变化特点为:
越冬期 LAI 为 2.0 左右, 拔节期为 4.0~4.5, 孕穗期
为 8.0左右, 抽穗期为 6.5~7.0, 灌浆期为 3.5~4.0, 成
熟期为 0.7~0.8。高产(CK)全生育期 LAI的变化特点
为: 越冬期 LAI为 2.0左右, 拔节期为 5.0~5.5, 孕穗
期为 8.0左右, 抽穗期为 6.0~7.0, 灌浆期为 3.0~3.5,
第 1期 卢百关等: 黄淮地区稻茬小麦超高产群体特征研究 47



图 1 高产(CK)和超高产(SHY)栽培措施下参试小麦品种‘连麦 6号’(a)、‘济麦 22号’(b)和‘烟农 19’(c)各生育期茎蘖变化
Fig. 1 Number of tillers at different growth stages of wheat varieties of ‘Lianmai 6’ (a), ‘Jimai 22’ (b) and ‘Yannong 19’ (c) under
high-yield (CK) and super-high-yield (SHY) cultivation measures
Hib: 越冬期; J: 拔节期; B: 孕穗期; H: 抽穗期; M: 成熟期。下同。Hib: hibernation stage; J: jointing stage; B: booting stage; H:
heading stage; M: maturity stage. The same below.

图 2 高产(CK)和超高产(SHY)栽培措施下参试小麦品种‘连麦 6号’(a)、‘济麦 22号’(b)和‘烟农 19’(c)
各生育期的叶面积指数
Fig. 2 Leaf area index (LAI) at different growth stages of wheat varieties of ‘Lianmai 6’ (a), ‘Jimai 22’ (b) and ‘Yannong 19’
(c) under high-yield (CK) and super-high-yield (SHY) cultivation measures
MK: 灌浆期, 下同。MK: grain filling stage, the same below.

成熟期为 0.5 左右。表明超高产小麦的叶面积(主要
为高效叶面积)数量在中后期高于高产(CK), 尤其成
熟期高于高产(CK)50%以上。
超高产(SHY)小麦的干物质积累在拔节前较对
照低 1.9%~14.6%, 抽穗后(包括抽穗期)超高产高于
高产(CK)1.4%~12.4%(图 3)。超高产各生育期的干物
质重(t·hm−2): 越冬期为 1.9~2.0, 拔节期为 3.9~4.2,
孕穗期为 9.0~9.2, 抽穗期为 11.8~12.4, 乳熟期
16.2~16.9, 成熟期 20.7~21.0。抽穗期的干重为成熟
期总干重的 57.3%~58.7%, 抽穗至成熟期积累的干
物质约占总干物质重的 41.4%~42.8%。相比较, 高产
(CK)小麦抽穗前的干物质积累量较高, 占总干重的
61.0%~62.8%, 抽穗后干物质积累量较低 , 占总干
重的 37.2%~39.0%。说明超高产(SHY)小麦在抽穗前
有较多的同化物积累在茎鞘中, 抽穗后则有较多的
茎鞘贮藏物质输出。
2.2.3 粒叶比、茎鞘物质运转率和收获指数
本试验用粒叶比(总实粒数、总粒重即产量与抽
穗期叶面积之比)表示库源比。超高产(SHY)小麦的
粒数/叶面积为 0.308~0.357 粒·cm−2, 粒重/叶面积为

图 3 高产(CK)和超高产(SHY)栽培措施下参试小麦品种‘连麦 6号’(a)、‘济麦 22号’(b)和‘烟农 19’(c)
各生育期的干物质积累
Fig. 3 Dry matter accumulation at different growth stages of wheat varieties of ‘Lianmai 6’ (a), ‘Jimai 22’ (b) and
‘Yannong 19’ (c) under high-yield (CK) and super-high-yield (SHY) cultivation measures
48 中国生态农业学报 2015 第 23卷


14.23~15.38 mg·cm−2, 均显著大于高产(CK)小麦。超
高产小麦的茎鞘物质运转率和收获指数显著或极显
著高于高产(CK)小麦, 3 个供试品种平均值分别为
12.44% 和 0.468, 分别较高产(CK)高 5.6%和 13.5%
(表 2)。
2.2.4 根冠比和根系伤流量
小麦的根冠比随生育进程而减小(图 4)。超高产
(SHY)小麦主要生育期的根冠比: 抽穗期为 0.29~
0.31, 乳熟期为 0.24~0.25, 蜡熟期为 0.17~0.18。以
上 3 个时期的根冠比分别大于高产 (CK)16.5%~
23.9%、13.5%~24.3%和 18.0%~28.6%。
与根冠比的变化趋势相类似, 抽穗后小麦根系
伤流量亦随灌浆进程而减少(图 5)。超高产(SHY)小
麦抽穗期、乳熟期和蜡熟期的根系伤流量(g·m–2·h−1)
分别为 7.12~7.86、3.78~5.02和 1.45~2.36, 各期测定
值分别高于高产(CK)5.8%~19.6%、18.4%~23.4%和
31.3%~40.9%, 且测定后期 , 超高产 (SHY)与高产
(CK)差异越来越大。超高产群体小麦物质生产能力
强和结实率高可能与其较大的根系和较高的根系活
力(根系伤流量)有关。
表 2 高产(CK)和超高产(SHY)栽培措施下参试品种的粒叶比、茎鞘物质运转率和收获指数
Table 2 Grain-leaf ratio, translocation ratio of matter in stems and sheaths and harvest index of different wheat varieties under
high-yield (CK) and super-high-yield (SHY) cultivation measures
粒叶比 Grain-leaf ratio 品种
Variety
栽培措施
Cultivation measure 实粒数/叶面积(cm2)
Filled grain per cm2 leaf area
粒重(mg)/叶面积(cm2)
Grain weight (mg) per cm2 leaf area
运转率
Translocation
ratio (%)
收获指数
Harvest
index
高产 High yield (CK) 0.268 11.63 6.62 0.411 连麦 6号
Lianmai 6
超高产 Super-high yield (SHY) 0.308* 14.80** 10.09** 0.469**
高产 High yield (CK) 0.291 11.51 6.58 0.404 济麦 22
Jimai 22
超高产 Super-high yield (SHY) 0.334* 14.23** 14.49** 0.472**
高产 High yield (CK) 0.304 12.45 7.29 0.399 烟农 19
Yannong 19
超高产 Super-high yield (SHY) 0.357* 15.38** 12.72** 0.463*

图 4 高产(CK)和超高产(SHY)栽培措施下参试小麦品种‘连麦 6号’(a)、‘济麦 22号’(b)和‘烟农 19’(c)
不同处理各生育期根冠比
Fig. 4 Root-shoot ratio at each growth and development stage of wheat varieties of ‘Lianmai 6’ (a), ‘Jimai 22’ (b)
and ‘Yannong 19’ (c) under high-yield (CK) and super-high-yield (SHY) cultivation measures
Mi: 乳熟期; W: 蜡熟期。下同。Mi: milk stage; W: dough stage. The same below.

图 5 高产(CK)和超高产(SHY)栽培措施下参试小麦品种‘连麦 6号’(a)、‘济麦 22号’(b)和
‘烟农 19’(c)抽穗后伤流量变化
Fig. 5 Changes in root extrudate after heading of wheat varieties of ‘Lianmai 6’ (a), ‘Jimai 22’ (b) and ‘Yannong 19’ (c) under
high-yield (CK) and super-high-yield (SHY) cultivation measures
第 1期 卢百关等: 黄淮地区稻茬小麦超高产群体特征研究 49


2.2.5 产量要素特征
从表 3 可以看出, 3 个小麦品种超高产(SHY)田
产量均超过 9 000 kg·hm−2, 显著高于高产(CK)田。3
个品种超高产(SHY)单位面积穗数与高产(CK)田差
异均未达显著水平; 每穗实粒数和千粒重则超高产
(SHY)显著高于高产(CK)。表 3表明在品种相同情况
下, 增加每穗实粒数和提高粒重是实现稻茬小麦实
现超高产的关键。
表 3 2012—2013年高产(CK)和超高产(SHY)栽培措施下参试品种产量及其构成因素
Table 3 Grain yield and components of different wheat varieties under high-yield (CK) and super-high-yield (SHY)
cultivation measures in 2012−2013
品种
Variety
栽培措施
Cultivation measure
实收产量
Grain yield
(t·hm−2)
穗数
Spikes
(×104·hm−2)
每穗实粒数
Grains per
spike
千粒重
1000-grain
weight (g)
单穗重
Weight per
spike (g)
高产 High yield (CK) 7.88±2.83 690±14.14 26.9±1.41 43.3±3.25 1.160±0.33 连麦 6号
Lianmai 6 超高产 Super-high yield (SHY) 9.93±1.32* 688±28.28 31.6±2.83** 48.1±5.09* 1.520±0.30*
高产 High yield (CK) 7.47±1.56 712±21.21 28.2±3.54 39.5±1.41 1.110±0.33 济麦 22
Jimai 22 超高产 Super-high yield (SHY) 9.79±2.26** 706±15.56 33.7±2.40** 42.6±1.27* 1.440±0.34*
高产 High yield (CK) 7.38±1.44 708±31.11 27.4±3.11 40.9±1.13 1.110±0.27 烟农 19
Yannong 19 超高产 Super-high yield (SHY) 9.61±1.68** 714±19.80 32.1±3.39** 43.1±0.99* 1.380±0.30*

3 讨论与结论
2012年 10月—2013年 6月的超高产实践证明:
本研究总结出的包括选用超高产品种、适宜的基肥
种类和用量、氮肥追肥时期及追肥量以及 N、P、K
配比在内的稻茬麦超高产栽培技术是比较可靠的 ,
可用于黄淮地区稻茬麦超高产的创建工作。
本研究表明, 与高产(CK, 产量为7 380~7 889 kg·hm−2)
群体小麦相比, 黄淮地区稻茬麦超高产(SHY, 产量
>9 000 kg·hm−2)群体特征可概括为: 物质生产表现
为“前小、中稳、后高”, 即在拔节期前生长量相对较
小, 中期(抽穗期)的生长量与高产群体小麦接近, 抽
穗至成熟期的物质生产能力(叶面积和干物质重等)
显著高于高产群体小麦。这主要是由于超高产栽培
的播量相对较少, 生长前期因基本苗差异导致群体
生物量较小; 生长中期随着分蘖的逐渐增多, 超高
产小麦逐渐弥补了前期基本苗的不足, 品种分蘖力
强的特性也逐渐显现, 其群体生物量与高产田块相
差不大 , 甚至逐渐超出; 生长发育后期 , 超高产小
麦前期适宜的播量确保了后期合理的小麦空间结构,
生长中期适期优化的追肥方案, 都确保了其在生育
后期光温水肥相较于高产田块更加优化, 因此此时
超高产小麦的群体生物量超过高产小麦, 为最后小
麦的超高产打下基础。在产量形成上表现为“穗稳
(满足一定穗数)、粒多(每穗实粒数多)、粒重(千粒重
高)”; 在源、库、流特征方面表现为“高粒叶比、高
物质运转率、高收获指数”; 在根系方面表现为“根量
大(根冠比高)、根系活性强(根系伤流量大)”。
小麦产量决定于单位面积总结实粒数和籽粒重,
增加单位面积穗数或每穗结实粒数均能提高总结实
粒数[7]。前人研究表明, 同一品种, 提高每穗粒数的
潜力很大[24]。提高每穗结实粒数关键在于减少小穗
小花的退化, 增加可孕花并提高可孕花结实率[12]。
提高总结实粒数的关键是在实现适宜穗数的基础上
减少小花退化, 增加穗粒数。本试验实行精量播种、
减少基本苗数和加大后期肥料的利用, 都可以有效
解决单位面积穗数与每穗结实粒数的矛盾, 实现在
适宜穗数(本试验超高产与对照单位面积穗数均在
700×104·hm−2 左右)的基础上达到每穗较高的结实
粒数。
粒重是影响小麦产量重要的因素[25−26]。籽粒灌
浆物质的 90%左右来自抽穗以后的光合同化物[27]。
Masoni 等[28]认为, 开花期及成熟期干物质积累量越
高, 籽粒产量越高; Ferrise等[29]认为灌浆期积累更高
的干物质, 是高产的原因之一。黄淮地区由于小麦早
衰, 千粒重往往会降低 3~5 g, 每公顷减产 750 kg或
更多[14]。因此, 延缓小麦衰老、提高抽穗以后的光
合生产对小麦超高产尤为重要。提高结实期的物质
生产能力和籽粒灌浆强度途径有 : 延长叶片功能
期、提高单位叶面积的生产能力(光合速率)或两者兼
之。而以上各途径均与根系及其活性有关[30]。本研
究表明, 超高产小麦的根冠比高, 抽穗后的根系伤
流量大。说明超高产小麦根量和根系活力均高于高
产小麦 , 这是其植株衰老慢(叶面积和光合势下降
慢)、干物质累积量高的重要保证, 也是千粒重高的
重要原因。
依据本研究结果, 将超高产小麦群体指标列于
表 4(其中根冠比和伤流量用抽穗期指标, 因为抽穗
期是小麦产量形成的关键时期, 根量和根系活力对
肥水吸收和是否早衰具有决定性影响), 可作为超高
产小麦育种和栽培的参考。
50 中国生态农业学报 2015 第 23卷


表 4 黄淮地区稻茬小麦超高产(>9 000 kg·hm−2)群体指标
Table 4 Population indexes for the super-high-yielding wheat (grain yield >9 000 kg·hm−2) in the rice-stubble field
in Huanghuai region
指标 Index 标准 Criteria 指标 Index 标准 Criteria
穗数 Number of spikes (×104·hm−2) 700±20 成熟期干物质重 Dry matter weight at maturity (t·hm−2) >20.7
每穗实粒数 Grains per spike >32 抽穗至成熟干物质重
Dry matter weight from heading to maturity (t·hm−2)
>8.0
千粒重 1000-grain weight (g) >42 粒叶比 Grain weight/leaf area ratio (mg·cm−2) >14
单穗重 Weight per spike (g) >1.35 抽穗期根冠比 Root/shoot ratio at heading >0.28
分蘖成穗率
Ratio of productive tillers to total tillers (%)
>45 茎鞘物质运转率
Translocation ratio of matter from stems and sheaths (%)
>10
抽穗期叶面积指数 Leaf area index at heading 6.5~7.0 抽穗期根系伤流量 Root exudates at heading (g·m−2·h−1) >7.1
收获指数 Harvest index >0.45

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