全 文 ：中国生态农业学报 2010年 1月 第 18卷 第 1期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Jan. 2010, 18(1): 35−40
* 中国粮食与食物安全研究中心项目资助
慕美财(1964~), 男, 硕士, 副教授, 主要从事作物栽培研究。E-mail: mmc616@sina.com
收稿日期: 2009-09-18 接受日期: 2009-10-09
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2010.00035
冬小麦高产群体源−库−流特征及指标研究*
慕美财 1 张曰秋 1 崔从光 1 衣淑玉 1 麻常运 2 荀艳波 3
(1. 中国农业大学(烟台) 烟台 264670; 2. 山东省龙口市芦头镇农业技术推广站 龙口 265701;
3. 山东省龙口市农业局 龙口 265701)
摘 要 2005~2007 年调查分析了山东省龙口和莱州两市的 15 块高产小麦田群体源−库−流特征。结果表明,
“稳叶控株增穗”途径下的超高产麦田群体具有非叶面积比例高, 总光合面积大, 单位面积总粒数多, 群体穗
颈维管束总数多等特点, 在增源、扩库、畅流方面都具有明显优势。在此基础上, 提出了实现 9 000 kg·hm−2
麦田的源−库−流各项指标: 开花期总光合面积在 10~13 m2·m−2之间, 非叶面积与叶面积的比例在 1.3~1.7左
右; 成熟时地上部生物产量在 19 500 kg·hm−2 左右, 经济系数在 0.45 以上; 开花期群体维管束总数在 22×
103~30×103束·hm−2之间, 日输导量在 230 kg·hm−2左右, 平均束通量在 1 mg·d−1左右。3年间小麦高产田
源−流−库平衡的综合分析表明, 控株增穗途径在增加小麦光合源方面更具优势。
关键词 小麦 高产群体 源−库−流 稳叶控株增穗 山东省
中图分类号: S512.1+1 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2010)01-0035-06
Analysis of source-sink-translocation characteristics and indicators
for high-yield colony of winter wheat
MU Mei-Cai1, ZHANG Yue-Qiu1, CUI Cong-Guang1, YI Shu-Yu1, MA Chang-Yun2, XUN Yan-Bo3
(1. China Agricultural University (Yantai), Yantai 264670, China; 2. Lutou Agro-technology Extension Station of Longkou City,
Shandong Province, Longkou 265701, China; 3. Longkou City Agricultural Bureau, Shandong Province, Longkou 265701, China)
Abstract Investigation and analysis of source-sink-translocation characteristics of winter wheat were conducted for 2005~2007 in
15 high-yield fields of Longkou and Laizhou Cities, Shandong Province. The high-yield winter wheat colony under Stabilizing
LAI-Controlling Plant Type-Increasing Ear Number (CPCE) management exhibits higher non-leaf area proportion, total photosyn-
thetic area, number of grain and vascular bundle. It has the advantages of increased source, expended sink and smooth translocation.
In order to produce 9 000 kg·hm−2 gain yield of winter wheat, it is necessary to maintain total photosynthetic area at 10~13 m2·m−2
and non-leaf/leaf area ratio at 1.3~1.7 during flowering stage; and aboveground wheat dry-matter at 19 500 kg·hm−2, economic
coefficient higher than 0.45, total colony bundle number at 22×103~30×103·hm−2, daily conducting amount at 230 kg·hm−2 and
conducting amount per bundle at 1 mg·d−1 during mature stage. The comprehensive analysis of the balance between source and sink
of high-yield wheat fields shows that CPCE benefits increasing photosynthetic source of wheat.
Key words Wheat, High-yield colony, Source-sink-translocation, CPCE management, Shandong Province
(Received Sept. 18, 2009; accepted Oct. 19; 2009)
自Mason与Maskell(1928)提出作物生产的源库
理论以来, 国内外学者对源、库及其与产量形成的
关系进行了大量研究。Watson认为[1], 日照强度低、
光照时间短的条件下 , 源是小麦产量的限制因子 ,
主张增源; Evans[2]则认为, 日照充足条件下, 小麦
产量受限于库, 主张扩库; 我国学者 [3]认为源库关
系复杂, 因生态环境与技术条件不同, 有时需要增
源, 有时需要扩库, 有时需畅流。许为钢等[4]的研究
表明, 关中地区大穗型品种产量的提高主要受限于
花前的源; 郭文善等 [5]认为, 小麦开花后源的活力
受库的调节, 库的充实又受源的影响, 源与库在动
态变化中相互协调, 两者既相互依存, 又相互制约,
共同决定着籽粒的产量, 栽培措施应使源库关系在
高水平上取得动态平衡 , 即培育强源足库的群体 ,
36 中国生态农业学报 2010 第 18卷
才能获得高产; 李跃建等 [6]发现 , 不同品种的千粒
重对源库结构变化的反应不同, 灌浆的生理过程或
光合器官间的相互补偿能力有差异, 这种差异可能
影响它们对环境胁迫的适应性 ; 宋荷仙等 [7]指出 ,
进一步提高小麦品种的产量潜力, 取决于提高源、
流、库的水平或重新改造源、库比例; 慕美财等 [8]
对高产麦田的源、流、库进行了分析, 指出“稳叶
控株增穗”, 建成“大密度小株型”、高穗叶比的群
体结构, 可在高水平上实现源−库−流的协调与平衡;
王志敏等 [9]指出, 麦类作物穗器官的光合作用在整
株物质生产中占有重要位置, 对籽粒产量具有重要
贡献 , 因此应充分认识穗茎非叶器官的光合优势 ,
这与建立“大密度小株型”的群体结构不谋而合。
本文在对“稳叶控株增穗”途径与常规栽培在源−
库−流特点比较分析的基础上 [10], 对“稳叶控株增
穗”途径下的超高产麦田群体源−库−流特征进行分
析, 以探索超高产群体源−库−流数量指标和质量指
标, 为小麦超高产栽培提供科学依据。
1 研究区概况与研究方法
1.1 研究区概况
研究地点设在山东省龙口、莱州两市, 龙口、
莱州的全年日照分别为 2 798 h、2 704 h, 太阳辐射
为 5 359 MJ· m−2、5 238 MJ· m−2, 年平均气温分
别为 11.7 ℃、12.5 ℃, ≥0 ℃积温为 4 458 ℃·d、
4 728℃·d, 年降水量为 629.7 mm、612.1 mm。
研究区原不属干热风重发区, 麦收前的气象条
件通常对小麦灌浆成熟有利。然而, 近年来伴随气
温日益攀升, 常在 5 月下旬(小麦籽粒发育的多半仁
至顶满仓期)出现最高气温≥30 ℃的天气, 对籽粒
体积乃至重量影响甚大。尤其近 3年(2005~2007年)
连续发生, 且有愈演愈烈之势(2005 年 2 次, 最高温
度 30.3 ℃; 2006年 4次, 最高温度 32.7 ℃; 2007年
3 次, 最高温度 36.8 ℃), 成为小麦产量难以超高产
的主要障碍。
研究区高产麦田土壤属棕壤, 土层较厚, 土体
厚度一般>100 cm, 灌溉条件较好。土壤有机质含量
10.0~15.5 g·kg−1, 碱解氮 82~100 mg·kg−1, 速效磷
35.1~116.5 g·kg−1, 速效钾 89.32~119.29 g·kg−1。
1.2 高产田栽培管理概况
2004~2007 年连续 4 年 3 个小麦生长季分别在
莱州、龙口两市选择基础条件较好的 15块水浇小麦
田进行高产栽培技术应用研究, 高产措施为已形成
的“稳叶控株增穗”技术体系[11], 4 年间对 15 块高
产田进行了调查研究, 其管理措施见表 1。
1.3 取样与测定方法
干物质积累量、产量及经济系数测定: 开花期
在 15 块高产田田间随机取 20 个有效单茎, 用烘干
法测定干物质重, 计算单位面积干物重即花前干物
质积累量。收获期产量通过实收实打获得; 用实打
的籽粒测千粒重, 用产量和千粒重和单位面积穗数
折算穗粒数; 取 50 个单茎测定籽粒干重, 并计算
经济系数和生物产量 , 经济系数＝籽粒干重 /地上
部总干重 , 生物产量＝实打的经济产量/经济系数 ;
生物产量减去花前干物质积累量为花后干物质积
累量。
开花期叶与非叶面积测算[12]: 在开花期取 20个
表 1 2004~2007 年调查的小麦高产田栽培管理概况
Tab. 1 Cultivation management of the high-yield wheat fields during year 2004~2007
追肥 Topdress fertilizer
年份
Year
城市
City
地块
序号
Field
code
品种
Variety
面积
Area
(hm2)
播种期(月–日)
Sowing date
(month-day)
基本苗
Basic
seedling
(plant·m−2)
日期(月−日)
Date
(month-day)
追肥量
Amount
(kg·hm−2)
1 洲元 187 Zhouyuan187 1.2 10-17 358.8 04-10 300 莱州
Laizhou
2 洲元 137 Zhouyuan137 1.3 10-06 321.1 04-17 300
3 济麦 21 (Ⅰ) Jimai21(Ⅰ) 2.5 10-05 106.4 04-29 120
4 济麦 21 (Ⅱ) Jimai21(Ⅱ) 2.6 10-05 116.9 04-29 120
2004~
2005
龙口
Longkou
5 泰山 37 Taishan37 2.9 10-05 100.4 04-29 120
6 洲元 187 Zhouyuan187 6.0 10-14 517.4 04-25 225
7 西杂 5号 Xiza 5 2.0 10-14 293.3 04-25 225
8 DH6197 2.0 10-14 349.8 04-25 225
莱州
Laizhou
9 洲元 9369 Zhouyuan9369 6.0 10-14 246.9 04-25 225
10 洲元 9369 Zhouyuan9369 2.2 10-06 188.9 04-20 225
2005~
2006
龙口
Longkou 11 DH6197 2.9 10-06 188.9 04-20 225
12 良星 99(Ⅰ) Liangxing99(Ⅰ) 4.0 10-14 199.9 04-25 225
13 良星 99(Ⅱ) Liangxing99(Ⅱ) 4.0 10-14 348.9 04-25 225
14 洲元 9369(Ⅰ) Zhouyuan9369(Ⅰ) 4.0 10-14 160.0 04-25 225
2006~
2007
莱州
Laizhou
15 洲元 9369(Ⅱ) Zhouyuan9369(Ⅱ) 4.0 10-14 266.9 04-25 225
第 1期 慕美财等: 冬小麦高产群体源−库−流特征及指标研究 37
单茎, 测定叶长和穗的长、宽, 芒长及小穗结实数,
功能茎鞘长及各节的直径, 并计算叶、茎、穗、芒
面积。旗叶叶面积＝长×宽×0.79, 其他叶叶面积＝
长×宽×0.83; 穗面积＝穗长×穗宽×3.8; 芒面积
＝顶 3 小穗的芒长×结实小穗数×0.1; 功能茎鞘面
积＝各节功能茎鞘长×各节直径×3.14; 非叶面积
＝功能茎鞘面积＋穗面积＋芒面积。
维管束数及籽粒的最大体积测定: 开花期在田
间随机取 20个有效单茎, 采用徒手切片法观察穗下
节间可见维管束数。花后 20 d左右籽粒达到顶满仓
标准时, 在田间随机取 20 个麦穗, 仔细剥下所有鲜
嫩籽粒用排水法测籽粒的最大体积, 籽粒最大体积
(μL·粒−1)＝样品籽粒体积(μL)÷样品总粒数。
产量形成期潜在源的测算[3]: 潜在源(kg·hm−2)
＝花后干物质积累量(kg·hm−2)＋花前干物质积累量
(kg·hm−2)×0.25, 式中, 0.25为花前干物质最大转移
率, 即花前干物质积累中有 25%左右的贮存物质开
花后可转移给籽粒。求出的潜在源可看作用于籽粒
灌浆的物质的最大值。
产量形成期潜在库的测算[13]: 潜在库(kg·hm−2)
＝穗数(个·m−2)×穗粒数×籽粒最大容积(μL·粒−1)
×最大充实指数(mg·μL−1)×10−3, 其中籽粒最大容
积在顶满仓时用排水法测得, 最大充实指数按 0.75
计, 指籽粒灌浆充分饱满时的充实指数。
产量形成期总流量分解的测算[13]: 根据公式总
流量(kg·hm−2)＝群体穗颈维管束总数(103·hm−2)
×平均束通量(mg·束−1·d−1)×有效输导时间(d)×
10−2=实际产量(kg·hm−2), 计算平均束通量, 其中有
效输导时间指开花至收获的时间。
2 结果与分析
2.1 小麦高产田潜在源及有关问题
2.1.1 光合源各部分大小
从表 2 可以看出, 除 2004~2005 年莱州的“洲
元 187”因穗数不足而使总光合面积不足 10 m2· m−2
以外, 其他地块均有较大的总光合面积, 在 10~19
m2·m−2之间。从表 2还可以看出, 高产麦田茎鞘、
穗与芒的光合面积在总光合面积中占较大比例, 是
光合源不可忽视的部分。从非叶与叶面积比来看 ,
除 2006~2007年“良星 99”(Ⅱ)、和“洲元 9369”(Ⅰ)
和(Ⅱ)因叶面积过大、2004~2005年莱州“洲元 187”
和 2005~2006 年“西杂 5 号”因穗数不足以外, 其
他各地块非叶与叶面积比均在 1.3~1.7之间。由此可
见, “稳叶控株增穗”途径下的高产麦田群体总光
合面积应在 10~19 m2·m−2之间, 非叶与叶面积的比
例应在 1.3~1.7左右。
2.1.2 高产田潜在源及有关问题
从表 3 看出 , 2004~2005 年度龙口的“济麦
21(Ⅰ)”、“济麦 21”(Ⅱ) 和“泰山 37”花前干物质
积累量较大, 花前积累实际转移率也较高, 后二者
表 2 小麦高产田的叶面积和非叶面积及非叶与叶面积比
Tab. 2 Characteristics of leaf area and non-leaf area of wheat in high-yield fields
总叶面积
Total green leaf
area
茎鞘面积
Stem and sheath
area
穗与芒面积
Ear area
非叶总光合面积
Non-leaf area 年份
Year
城市
City
品种
Variety
地块
序号
Field
code cm2·茎−1 m2·m−2 cm2·茎−1 m2·m−2 cm2·茎−1 m2·m−2 cm2·茎−1 m2·m−2
非叶与叶
面积比
Non-
leaf area /
leaf area
总光合面积
Total pho-
tosynthetic
area
(m2·m−2)
洲元 187
Zhouyuan187
1 74.80 4.07 46.72 2.54 41.50 2.26 88.22 4.80 1.18 8.87 2004~
2005
莱州
Laizhou
洲元 137
Zhouyuan137
2 71.48 5.25 46.45 3.41 46.89 3.45 93.34 6.86 1.31 12.11
洲元 187
Zhouyuan187
6 61.20 4.53 55.12 4.08 43.61 3.22 98.72 7.30 1.61 11.83
西杂 5号
Xiza5
7 81.00 5.64 57.66 4.01 39.92 2.78 97.58 6.79 1.20 12.43
DH6197 8 87.61 4.88 62.42 3.47 52.69 2.93 115.11 6.41 1.31 11.28
莱州
Laizhou
洲元 9369
Zhouyuan9369
9 89.21 4.66 60.45 3.16 54.68 2.85 115.13 6.01 1.29 10.67
洲元 9369
Zhouyuan9369
10 125.76 6.19 82.68 4.07 90.76 4.47 173.44 8.53 1.38 14.72
2005~
2006
龙口
Longkou
DH6197 11 76.85 3.85 61.50 3.08 73.80 3.70 135.30 6.78 1.76 10.63
良星 99(Ⅰ)
Liangxing99(Ⅰ) 12 90.47 8.25 74.68 6.81 44.24 4.03 118.92 10.84 1.31 19.10
良星 99(Ⅱ)
Liangxing99(Ⅱ) 13 94.86 9.22 66.8 6.49 35.30 3.43 102.10 9.92 1.08 19.14
洲元 9369(Ⅰ)
Zhouyuan9369(Ⅰ) 14 124.32 6.32 66.73 3.39 42.22 2.14 108.95 5.53 0.88 11.85
2006~
2007
莱州
Laizhou
洲元 9369(Ⅱ)
Zhouyuan9369(Ⅱ) 15 116.50 6.20 66.95 3.56 50.84 2.70 117.79 6.27 1.01 12.46
38 中国生态农业学报 2010 第 18卷
表 3 小麦高产田的潜在源及花前干物质实际转移
Tab. 3 Potential source and actual transferring rate of dry matter before anthesis of wheat in high-yield fields
年份
Year
城市
City
品种
Variety
地块
序号
Field
code
生物产量
Over-
ground
dry matter
(kg·hm−2)
花后积
累量
Accumu-
lation
after
anthesis
(kg·hm−2)
花前
积累量
Accumu-
lation
before
anthesis
(kg·hm−2)
潜在源
Potential
source
(kg·hm−2)
实际产量
(总流量)
Actual yield
(total trans-
location)
(kg·hm−2)
花前积累实
际转移率
Actual
transferring
rate before
anthesis (%)
收获
指数
Har-
vest
index
洲元 187
Zhouyuan187
1 15 910 6 520 9 390 8 868 7 588 11.37 0.48 莱州
Laizhou
洲元 137
Zhouyuan137
2 20 981 8 264 12 717 11 443 9 013 5.89 0.43
济麦 21(Ⅰ)
Jimai21(Ⅰ) 3 19 450 5 910 13 540 9 295 8 891 22.01 0.46
济麦 21 (Ⅱ)
Jimai21(Ⅱ) 4 19 801 5 286 14 514 8 915 9 191 26.90 0.46
2004~
2005
龙口
Long-
kou
泰山 37 Taishan37 5 19 190 5 145 14 045 8 207 8 695 25.27 0.45
洲元 187
Zhouyuan187
6 19 745 6 744 13 001 9 994 9 389 20.34 0.48
西杂 5号 Xiza 5 7 19 373 7 103 12 269 10 171 9 650 20.75 0.50
DH6197 8 19 135 6 601 12 534 9 735 9 357 21.99 0.50
莱州
Laizhou
洲元 9369
Zhouyuan9369
9 20 645 6 682 13 963 10 173 9 505 20.22 0.46
洲元 9369
Zhouyuan9369
10 20 425 6 207 14 218 9 761 9 287 21.66 0.45
2005~
2006
龙口
Long-
kou DH6197 11 20 765 6 467 14 297 10 042 9 526 21.39 0.46
良星 99(Ⅰ)
Liangxing99(Ⅰ) 12 21 559 3 240 18 319 7 820 8 634 29.45 0.40
良星 99(Ⅱ)
Liangxing99(Ⅱ) 13 22 332 5 140 17 192 9 438 9 223 23.75 0.41
洲元 9369(Ⅰ)
Zhouyuan9369(Ⅰ) 14 20 796 6 028 14 767 9 720 9 387 22.75 0.45
2006~
2007
莱州
Laizhou
洲元 9369(Ⅱ)
Zhouyuan9369(Ⅱ) 15 21 115 6 909 14 206 10 461 9 075 15.25 0.43
均超过 25%, 且其实际产量超过潜在源, 但花后干
物质积累量并不高; 莱州早播(10 月 6 日)的“洲元
137”(2 号地块)和晚播(10 月 17 日)的“洲元 187”
(1 号地块)花后积累量较大, 但花前积累转移率较低,
晚播的花前积累实际转移率仍达 11.37%, 明显高于
早播的 5.89%。2005~2006年高产田潜在源均大于实
际产量 , 花前积累实际转移率均在 20%以上 , 与
1997 年超高产田的 19.42%相差不大 [8], 说明
2005~2006 年度高产田的花前与花后积累比例比较
合理, 产量无明显突破的主要原因在于生物产量不
高, 花后干物质积累不足。2006~2007 年度 4 块高
产田花前干物质积累量都较大, 花前积累实际转移
率也较高, 多在 20%以上, 但花后干物质积累量不
高, 这与 2004~2005年度情况相近。
综上所述, “稳叶控株增穗”途径下的超高产
麦田群体特点是前期干物质较低, 但后期干物质较
高, 成熟时地上部干物质在 19 500 kg·hm－2左右,
经济系数在 0.45以上。
2.2 小麦高产田潜在库及有关问题
从表 4可知, 高产麦田的潜在库都不高, 但“控
株增穗”途径在潜在库方面有明显优势[8]。本研究
中主要是由于小麦灌浆初期受干热风影响, 籽粒最
大容积缩小所致。除 2004~2005年度莱州晚播的“洲
元 187”以外, 其他田块各品种在调查期间粒重均比
育种单位提供的该品种的常年粒重下降 5~8 g左右;
但充实指数仍保持在 0.7以上, 2006~2007年度均大
于 0.75。而 2004~2005 年度晚播的“洲元 187”的
潜在库小, 主要因穗数不足。总之虽然气候因素限
制了潜在库的提高, 但较高的单位面积总粒数仍可
有效提高潜在库。
2.3 小麦高产田流及有关问题
从表 5可以看出: 除莱州的“洲元 187”和龙口
的“济麦 21”(Ⅱ)群体维管束总数较少, 其他地块群
体维管束总数大都在 22~51×103 束·m−2 之间。
2005~2006 年度莱州播种晚、基本苗多的 6~9 号地
块群体维管束总数明显高于龙口常规播期播种、基
本苗较少的 10~11 号地块。说明适当晚播和加大基
本苗数的“控株增穗”的高产途径在流方面有明显
优势。2006 年春季气温较低, 仅 4 月份有效积温莱
州比 2005 年低 69.1 ℃, 龙口低 73.9 ℃, 故小麦开
花期比 2005 年晚 4 d; 又因小麦生长后期干热天气
比 2005 年早且持续时间长(莱州 5 月份日平均气
第 1期 慕美财等: 冬小麦高产群体源−库−流特征及指标研究 39
表 4 小麦高产田的潜在库及其籽粒实际充实程度
Tab. 4 Potential sink and grain actual enriching degree of wheat in high-yield fields
年份
Year
城市
City
品种
Variety
地块
序号
Field
code
穗数
Ear
number
(个·m−2)
穗粒数
Grain
number
per ear
总粒数
Total grain
number
(103粒·m−2)
籽粒最
大容积
Maximal
grain
cubage
(μL·粒−1)
潜在库
Potential
sink
(kg·hm−2)
粒重
Grain
weight
(mg)
籽粒实际充
实指数
Grain actual
Enriching
index
(mg·μL−1)
洲元 187
Zhouyuan187
1 543.8 33.75 18.353 54 7 433 41.34 0.78 莱州
Laizhou
洲元 137
Zhouyuan137
2 734.6 38.39 28.201 44 9 307 31.96 0.73
济麦 21(Ⅰ)
Jimai21(Ⅰ) 3 617.7 36.16 22.336 55 9 163 39.80 0.73
济麦 21 (Ⅱ)
Jimai21(Ⅱ) 4 633.9 36.43 23.093 57 9 785 39.80 0.70
2004~
2005
龙口
Long-
kou
泰山 37 Taishan37 5 616.9 31.18 19.235 62 8 945 45.20 0.73
洲元 187
Zhouyuan187
6 923.5 42.20 38.972 41 9 591 30.10 0.73
西杂 5号 Xiza5 7 739.1 36.60 27.051 56 10 140 37.90 0.71
DH6197 8 695.7 46.60 32.420 50 9 720 36.10 0.72
莱州
Laizhou
洲元 9369
Zhouyuan9369
9 556.2 52.20 29.034 46 9 396 34.90 0.76
洲元 9369
Zhouyuan9369
10 521.7 51.60 26.920 48 9 135 36.60 0.76
2005~
2006
龙口
Long-
kou DH6197 11 491.8 49.80 24.492 52 9 725 38.20 0.73
良星 99(Ⅰ)
Liangxing99(Ⅰ) 12 500.7 27.25 13.644 46 8 570 34.77 0.76
良星 99(Ⅱ)
Liangxing99(Ⅱ) 13 911.5 26.81 24.437 44 8 595 35.41 0.80
洲元 9369(Ⅰ)
Zhouyuan9369(Ⅰ) 14 971.5 54.48 52.927 36 7 469 33.94 0.94
2006~
2007
莱州
Laizhou
洲元 9369(Ⅱ)
Zhouyuan9369(Ⅱ) 15 507.8 51.00 25.898 38 7 730 33.47 0.88
表 5 小麦高产田组成流的各项指标
Tab. 5 Indexes of translocation of wheat in high-yield fields
年份
Year
城市
City
品种
Variety
地块
序号
Field
code
有效穗
Effective
ear num-
ber
(个·m−2)
穗颈维
管束
Vascular
bundle
number
(束·茎−1)
群体维管束
总数
Total vascular
bundle number
(103束·m−2)
有效输导
时间
Effective
translocation
time (d)
日输导量
Daily translo-
cation amount
(kg·hm−2·d−1)
平均束通量
Translocation
amount
per bundle
(mg·束−1·茎−1)
总流量
Total trans-
location
(kg·hm−2)
洲元 187
Zhouyuan187
1 543.8 22.6 12.290 40 189.7 1.54 7 588 莱州
Laizhou
洲元 137
Zhouyuan137
2 734.6 30.2 22.185 40 225.3 1.02 9 013
济麦 21(Ⅰ)
Jimai21(Ⅰ) 3 617.7 39.2 24.214 35 222.3 1.05 8 891
济麦 21 (Ⅱ)
Jimai21(Ⅱ) 4 633.9 31.4 19.892 35 229.8 1.32 9 191
2004~
2005
龙口
Longkou
泰山 37 Taishan37 5 616.9 46.1 28.439 35 217.4 0.87 8 695
洲元 187
Zhouyuan187
6 923.5 47.6 43.959 32 227.5 0.83 9 389
西杂 5号 Xiza 5 7 739.1 48.5 35.846 32 234.7 0.89 9 650
DH6197 8 695.7 56.0 38.959 32 241.3 0.94 9 357
莱州
Laizhou
洲元 9369
Zhouyuan9369
9 556.2 54.6 30.369 32 233.9 1.04 9 505
洲元 9369
Zhouyuan9369
10 521.7 52.7 27.494 33 237.6 1.09 9 287
2005~
2006
龙口
Longkou
DH6197 11 491.8 59.7 29.360 33 232.2 0.97 9 526
良星 99(Ⅰ)
Liangxing99(Ⅰ) 12 500.7 49.2 24.634 34 238.2 0.57 8 634
良星 99(Ⅱ)
Liangxing99(Ⅱ) 13 911.5 46.4 42.294 34 215.9 0.60 9 223
洲元 9369(Ⅰ)
Zhouyuan9369(Ⅰ) 14 971.5 52.6 51.101 34 230.6 1.03 9 387
2006~
2007
莱州
Laizhou
洲元 9369(Ⅱ)
Zhouyuan9369(Ⅱ) 15 507.8 50.0 25.390 34 234.7 1.00 9 075
40 中国生态农业学报 2010 第 18卷
温超过 30 ℃的天数 2005年为 2 d, 2006年为 4 d; 龙
口 2005年为 1 d, 2006年为 3 d), 成熟期比 2005年
早 2~3 d, 有效输导时间减少 6 d, 与高产的 1997年
比减少 8~9 d。而日输导量和平均束通量均较往年变
化不大, 日输导量为 230 kg·hm−2·d−1左右, 平均
束通量在 1 mg·束−1·d−1左右。
2.4 高产田源流库平衡分析
2004~2005年度的 5块小麦高产田中, 莱州“洲
元 187”麦田为源＞流＞库类型, 成穗不足库过小,
是限制其产量的主导因素; 莱州“洲元 137”、龙口
“济麦 21”(Ⅰ)麦田相对投肥较多, 属源＞库＞流类
型, 在源大、库不算小的情况下, 流不畅是制约其产
量的主导因素; 龙口的另 2块麦田［“济麦 21”(Ⅱ)
和“泰山 37”］的投肥相对较少, 为库＞流＞源类型,
源与流对产量均有一定影响, 其中龙口的“济麦 21”
(Ⅱ) 3因素间差距较小, 所获产量相对较高, “泰山
37”开花前后叶面积衰退过快, 造成后期源不足, 且
因平均束通量低, 导致流偏少, 从而对产量影响甚
大。2005~2006年度调查的 6块小麦高产田中, 莱州
“洲元 9369”和龙口“洲元 9369”属受限于库的类
型, 表现为源＞流＞库, 其他 4 块则均属受限于流
的类型, 表现为源＞库＞流。由此可见此年度限制
产量提高的原因有两个: 一是灌浆初期的强高温影
响 , 小麦籽粒最大容积减少 , 影响库的建立 ; 二是
开花至成熟期缩短, 有效输导时间减少, 总流量不
足。由于该年度各麦田前期管理措施到位, 小麦生
长发育较好, 群体结构合理, 各种指标均达到理想
标准, 所以光合生产较好, 因此所有地块均未出现
受限于源的类型。由此可见, 影响产量的主要原因
是特殊的气候条件, 因此以后应从如何提高麦田抗
逆能力着手来进一步提高产量。2006~2007 年度 4
块小麦高产田中除“良星 99”(Ⅰ)受限于源, 表现为
流＞库＞源外, 其他 3 块均属于受限于库的类型,
表现为源＞流＞库。
由以上分析可以看出, 在 15 块小麦高产田中,
有 6块受限于流, 都表现为源＞库＞流, 有 6块受限
于库, 都表现为源＞流＞库, 仅有 3块受限于源, 表
现为库＞流＞源或流＞库＞源, 而且产量不高, 基
本未超过 9 000 kg·hm−2, 应属“控株增穗”措施实
施不适所致。由此看来如果措施得当, 采用“控株
增穗”途径的高产田产量基本不会受限于源, 表明
“控株增穗”途径在增加光合源方面有明显的优势。
3 结论
本研究结果表明, “控株增穗”途径及其配套
技术的运用是成功的, 在产量形成期多次出现 30 ℃
以上高温的不利气候条件下 , 仍能实现 9 000
kg·hm−2 的小麦高产指标, 说明“控株增穗”确属
当前一项实现小麦高产的有效途径。建立起大密度
小株型、高穗叶比的群体结构, 在增源、扩库方面
有明显优势; 而且穗叶比高易带动粒叶比高, 从而
有助于发挥库的调运能力, 以便更好地挖掘源的潜
力; 同时在流的方面也具有群体穗颈维管束总数较
多的优势。故认为该结构类型有条件在高水平上实现
源−库−流的协调与平衡。总之, 实现 9 000 kg·hm−2
麦田的各项指标为 : 开花期总光合面积在 10~13
m2·m−2之间, 非叶面积与叶面积比在 1.3~1.7左右;
成熟时地上部干物质在 19 500 kg·hm−2左右, 经济
系数在 0.45 以上; 产量形成期群体维管束总数在
22~51× 103 束· hm−2 之间 , 日输导量在 230
kg·hm−2·d−1左右, 平均束通量在 1 mg·束−1·d−1
左右。
参考文献
[1] Watson D J. Comparative physiological studies on the growth
of field cropsⅠ.Variation in net assimilation rate and leaf
area between species and varieties, and within, and between
years[J]. Ann Bot N S, 1947, 11: 41−76
[2] Evans L T. 作物生理学[M]. 江苏省农业科学院科技情报研
究所, 译. 北京: 农业出版社, 1979: 127−130
[3] 彭永欣, 封超年, 郭文善, 等. 小麦潜在源、库与产量关系
的研究[M]//彭永欣 , 郭文善 , 严六零 , 等 . 小麦栽培与生
理. 南京: 东南大学出版社, 1992: 1−21
[4] 许为钢, 胡琳, 吴兆苏, 等. 关中小麦品种同化物积累分配
特性与源库构成遗传改良的研究[J]. 作物学报, 1999, 25(5):
48−555
[5] 郭文善 , 封超年 , 严六零 , 等 . 小麦开花后源库关系分析
[J]. 作物学报, 1995, 21(3): 334−340
[6] 李跃建, 朱华忠, 武玲, 等. 不同小麦品种千粒重对源库变
化的反应[J]. 麦类作物学报, 2002, 22(3): 38−41
[7] 宋荷仙, 李跃建, 冯君成, 等. 小麦收获指数和源、库性状
的遗传研究[J]. 中国农业科学, 1993, 26(3): 21−26
[8] 慕美财, 温金祥, 张曰秋, 等. 超高产麦田源流库协调与平
衡的理论探讨[J]. 莱阳农学院学报, 2004, 21(1): 49−52
[9] 王志敏, 张英华, 张永平, 等. 麦类作物穗器官的光合性能
研究进展[J]. 麦类作物学报, 2004, 24(4): 136−139
[10] 慕美财, 史桂萍, 邹积华, 等. 小麦控株增穗栽培的源库流
特点[J]. 麦类作物学报, 2008, 28(4): 502−506
[11] 慕美财, 韩守良, 张曰秋, 等. 小麦“稳叶控株增穗”高产
新途径的理论与实践[J]. 吉林农业科学, 2004, 29(3): 11−15
[12] 裘昭峰 , 翟立业 . 小麦穗和芒表面积的估测[J]. 作物学报 ,
1985(11): 138
[13] 单玉珊 , 慕美财 , 韩守良 , 等 . 小麦超高产栽培理论探讨
[C]//单玉珊, 慕美财, 韩守良, 等. 小麦高产栽培研究文集.
北京: 中国农业科技出版社, 1998: 253−268