全 文 ：中国生态农业学报 2012年 8月 第 20卷 第 8期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Aug. 2012, 20(8): 1030−1036


* 国家重点基础研究发展计划 (973 计划 )项目 (2011CB100503)和中国科学院知识创新工程项目 (KSCX2-EW-N-08, KZCX2-YW-439,
XDA0505050701)资助
** 通讯作者: 丁维新(1963—), 男, 研究员, 博士生导师, 主要研究方向为土壤碳氮循环。E-mail: wxding@issas.ac.cn
张焕军(1986—), 女, 博士研究生, 主要研究方向为土壤碳氮循环。E-mail: hjzhang@issas.ac.cn
收稿日期: 2011-12-02 接受日期: 2012-03-19
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2012.01030
播种时间对豫北地区小麦农学指标、
生理指标及产量的影响*
张焕军1,2 郁红艳1 项 剑1,2 丁维新1**
(1. 土壤与农业可持续发展国家重点实验室 中国科学院南京土壤研究所 南京 210008;
2. 中国科学院研究生院 北京 100049)
摘 要 作物产量存在着明显的年际变化, 为解析播种时间对小麦产量可能带来的影响, 在中国科学院封丘
农业生态试验站利用原位盆栽试验, 研究了播种时间对小麦产量的影响以及小麦产量与关键农学指标和生理
指标的关系。试验包括 4个播种时间处理: 10月 5日(T1)、10月 10日(T2)、10月 15日(T3)和 10月 20日(T4)。
结果表明: 在豫北地区, T2 处理的小麦产量最高。T2 处理的小麦有效穗数和穗粒数分别为 38.00 穗·盆−1 和
37.67 粒·穗−1, 显著高于其他处理。相关分析表明, 小麦产量与有效穗数和穗粒数呈极显著正相关, 说明播种
时间主要通过改变有效穗数和穗粒数等农学指标影响小麦产量。早播提高了小麦根系活力, 但其他生理指标
呈现出不同的响应特征。分蘖期各处理中小麦叶绿素含量无显著差异, 但拔节期后, T2处理的小麦叶绿素含量
显著高于 T3和 T4处理。T1和 T2处理硝酸还原酶活性随着小麦生长不断增加, T3 和 T4处理则在整个生长
期处于相对稳定水平, 开花期, T2处理小麦硝酸还原酶活性高达 57.12 g·g−1(FW)·h−1, 极显著高于其他处理。
植株硝态氮含量随小麦生长呈下降态势, 拔节期 T2 处理小麦硝态氮含量最高, 开花期各处理硝态氮含量差异
不明显。分蘖和拔节期各处理小麦植株磷酸酶活性差异不显著 ; 到开花期 T2 处理达到最大值 , 为 0.34
mg·g−1(FW)·h−1, 显著高于 T3 和 T4 处理, 但与 T1 处理之间差异不显著。小麦产量与拔节期植株硝酸还原酶
和酸性磷酸酶活性、开花期硝酸还原酶活性显著正相关, 播种时间可能通过改变不同生育期小麦植株硝酸还
原酶和酸性磷酸酶活性最终影响产量。
关键词 播种时间 农学指标 生理指标 小麦产量 豫北地区
中图分类号: S147.2 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2012)08-1030-07
Effect of sowing date on agronomic, physiologic and yield
indicators of wheat in North Henan Province
ZHANG Huan-Jun1,2, YU Hong-Yan1, XIANG Jian1,2, DING Wei-Xin1
(1. State Key Laboratory of Soil and Sustainable Agriculture; Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences,
Nanjing 210008, China; 2. Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)
Abstract To understand inter-annual variability in grain yield, a pot experiment was conducted to evaluate the effect of sowing
date on agronomic, physiologic and yield indicators of wheat. The four sowing dates were October 5 (T1), 10 (T2), 15 (T3) and 20
(T4). Agronomic indicators of the numbers of productive spike and grains per spike, and the 1000-grain weight were measured after
wheat harvest. Also physiologic indicators of root activity (RA), acid phosphatase (APA) and nitrate reductase (NRA) activities were
measured during wheat growth season. Results indicated that sowing date had significant influence on grain yield and wheat yield
was highest for the October 10 (T2) sowing date. Wheat absorptive capacities in nitrogen and phosphorus in T2 treatment were much
higher than in other treatments. Productive spikes and grains per spike in T2 were 38.00 tiller·pot−1 and 37.67 grain·spike−1,
respectively, also significantly higher than those in other treatments. Productive spikes and grains per spike were positively correlated
第 8期 张焕军等: 播种时间对豫北地区小麦农学指标、生理指标及产量的影响 1031


with wheat yield. While no differences in chlorophyll contents were noted among treatments at tillering stage, it was significantly
higher in T2 than in T3 and T4 treatments at jointing and flowering stages. Nitrate reductase activity (NRA) increased with wheat
growth in T1 and T2, but remained relatively stable in T3 and T4 treatments during the entire growth period. The activity of nitrate
reductase was up to 57.12 g·g−1(FW)·h−1 at flowering stage in T2 treatment, significantly higher than those in other treatments.
Nitrate content decreased with increasing wheat growth in the treatments. It was highest in T2 at jointing stages, and no significant
differences noted among treatments at flowering stage. Acid phosphatase activity (ARP) was about 0.28 mg·g−1(FW)·h−1 in all
treatments at tillering and jointing stages. It was up to 0.34 mg·g−1(FW)·h−1 in T2 at flowering stage, which was significantly higher
than in other treatments. In the study, wheat root activity (RA) decreased with delay in sowing date. Analysis showed significant
correlation between grain yield and numbers of productive spikes or gains per spike. Also wheat yield was significantly correlated
with APA and NRA at jointing stage, and with aboveground biomass and NRA at the flowering stage. The findings of the study
suggested that sowing date influenced wheat yield mainly through changing APA and NRA. Also soil N and P absorption varied with
sowing date, which in turn caused variations in wheat yield.
Key words Sowing date, Agronomic indicator, Physiologic indicator, Wheat yield, North Henan Province
(Received Dec. 2, 2011; accepted Mar. 19, 2012)
小麦产量受品种基因型、生态环境条件和栽培
措施等影响。适时播种可使小麦生育期所需气候条
件与当地实际气候的季节变化相匹配, 有利于小麦
生长, 最大限度地发挥水肥的增产效应, 实现优质
高产[1]。吴九林等[2]研究指出, 弱筋小麦籽粒产量随
着播种期的推迟而提高。当播种期推迟到最佳时间
后, 籽粒产量随播种期延迟而降低。Ferrise等[3]也发
现, 小麦产量和氮含量与播种到开花期之间的时间
长短有关。马溶慧等[4]认为, 播种期主要影响小麦千
粒重, 而对穗数、穗粒数以及产量的影响不大。相
反 , 余泽高等 [5]报道 , 播种期对小麦产量三要素有
效穗数、穗粒数和千粒重均有显著影响。在相同水
肥调控措施下, 播种期从10月6日推迟到21日, 小麦
产量降低9.1%[1,6−7]。Sharma等[8]同样发现, 随着播种
期推迟, 小麦生物量、籽粒产量和收获指数(作物群
体光合同化产物转化为经济产品的能力)显著降低。
然而, 这些研究主要集中于播种期对产量要素的影
响, 较少关注播期对小麦生长过程中各种关键生理
指标的影响, 而这些生理指标是小麦产量形成的内
在机制[9−14]。
在豫北地区, 小麦产量存在明显的年际波动, 可
能与当地气候年际变化有关。为了明确播种期对小麦
产量影响的内在作用机制, 在豫北地区建立了原位
盆栽控制试验, 于小麦不同生育期进行破坏性采样,
在研究播期对小麦产量要素影响的基础上, 进一步
探究播期对不同生育期作物关键生理指标的影响 ,
并明确各生理指标与小麦最终产量之间的关系, 为
研究播种期如何影响小麦产量提供理论依据。
1 试验设计与研究方法
1.1 试验设计
盆栽试验在中国科学院封丘农业生态试验站进
行。供试土壤为发育于黄河冲积物的潮土, 土壤基
本理化性质为 : 有机碳11.50 g(C)·kg−1、全氮0.83
g(N)·kg−1、碱解氮96.82 mg(N)·kg−1、速效磷26.18
mg(P2O5)·kg−1和速效钾166.80 mg(K2O)·kg−1。
依据目前黄淮海平原夏玉米−冬小麦轮作系统
中小麦播种的传统时间, 设置4个播种时间处理, 分
别为: 2008年10月5日(T1)、10月10日(T2)、10月15
日(T3)和10月20日(T4)。以2007年田间试验获得小麦
最高产量的氮磷肥用量和配比为基准 , 施氮肥(尿
素)220 kg(N)·hm−2, 磷肥(过磷酸钙)160 kg(P2O5)·hm−2,
钾肥(硫酸钾)120 kg(K2O)·hm−2。氮肥分为基肥和追
肥, 比例为6∶4, 磷钾肥则作为基肥一次性施入。具
体操作过程如下: 将基肥和4 kg土壤(烘干重)混匀,
装入直径20 cm、高25 cm、底部打有10个小孔并填
有200目尼龙网的塑料盆, 用手压实土壤, 使土壤容
重与大田土壤相近。将盆钵埋入大田, 保持盆中土
温与大田基本相同。每盆播种20粒小麦种子, 品种
为“新麦19”。2009年3月2日追肥, 把尿素散施在土表,
灌溉适量水把尿素带入土体, 减少氮肥的氨挥发损
失。每个处理设12个重复, 分别在分蘖期、拔节期
和开花期各取3个重复进行破坏性采样 , 分析小麦
植株的生理指标。成熟期进行收获考种, 统计分析
产量、成穗率、穗粒数、有效穗数和千粒重等。
1.2 指标的筛选与确定
基于对已有研究结果的分析, 选取与作物产量
关系密切的生理指标作为重点研究对象, 包括: (1)
叶绿素, 作物进行光合作用的基础, 是生物量与产
量形成的前提[15]; (2)硝酸还原酶, 植物氮素同化的
限速酶, 催化NO3−转化为NO2−, 可直接调节硝酸盐
的还原, 从而调控氮代谢, 并影响到光合碳代谢[15];
(3)硝态氮, 旱地作物吸收氮的主要形态, 所吸收的
硝态氮通过硝酸还原酶转化为铵态氮用于氨基酸的
1032 中国生态农业学报 2012 第 20卷


合成[16]; (4)酸性磷酸酶, 作物体内磷代谢的关键酶,
是植物水解有机磷的一种诱导酶 [17]; (5)根系活力 ,
衡量根系吸收功能与根系能量代谢水平的重要依据,
影响作物对养分的吸收[18−19]。
1.3 测定方法
植株全氮采用浓硫酸−混合加速剂消煮 , 半微
量凯氏法测定; 全磷采用浓硫酸−过氧化氢消煮, 钼
锑抗比色法测定 [20]; 叶绿素用丙酮−乙醇混合液提
取法测定; 硝酸还原酶采用活体法测定[21]; 硝态氮
含量采用比色法测定 ; 酸性磷酸酶采用Mclanchlan
法测定 [17]; 根系活力采用TTC(氯化三苯基四氮唑)
还原法测定。
1.4 数据处理与分析
采用 Excel 2003和 SPSS 11.5对数据进行方差
分析和相关分析, Excel 2003作图。
2 结果与分析
2.1 播种期对小麦产量和氮磷吸收量的影响
播种期对小麦产量及其构成要素具有显著影
响。T2处理(10月 10日播种)小麦产量为 43.24 g·盆−1,
显著高于其他处理(表 1)。在产量构成要素中, T2处
理的有效穗数和穗粒数分别为 38.00 穗·盆−1和 37.67
粒 ·穗−1, 比其他处理高 16.31%~44.32%和 17.72%~
46.75%。T3 处理的产量最低, 但与 T4 处理差异不
明显。播种期早(T1和 T2处理)的小麦产量、有效穗
数和穗粒数均高于晚播种小麦(T3和 T4处理), 而千
粒重的变化趋势则相反, 以 T3处理最高, 为 44.95 g。
相关分析表明(表 2), 在本试验中小麦产量与有效
穗数和穗粒数呈极显著正相关, 而与千粒重呈显著
负相关。此外, 千粒重与有效穗数和穗粒数也呈显
著或极显著负相关, 而穗粒数和有效穗数极显著正
相关。
在分蘖期, T2 处理小麦地上部分和根系生物量
显著高于 T4处理, 但与其他处理差异不显著(表 3)。
到拔节期后, T2处理小麦地上部分生物量达到 45.25
g·盆−1, 显著高于其他处理, 而根系生物量与 T1 和
T3处理差异仍然不显著。在开花期, T2处理小麦根
系生物量也显著高于其他处理, 地上部分生物量比

表 1 不同播种期对小麦产量和农学指标的影响
Table 1 Effect of different sowing date on wheat yield and agronomic indicators
播种日期(月-日)
Sowing date (month-day)
产量
Yield (g·pot−1)
有效穗数
Productive spikes (tiller·pot−1)
穗粒数
Grains per spike
千粒重
1000-grain weight (g)
10-05 37.12±2.01b 32.67±1.53b 32.00±2.65b 35.67±3.08a
10-10 43.24±3.27c 38.00±3.00c 37.67±2.08c 32.38±4.96a
10-15 30.29±0.43a 26.33±0.58a 25.67±1.53a 44.95±3.27b
10-20 33.58±2.60ab 29.33±2.52ab 29.67±4.04ab 39.04±4.74ab
同列不同小写字母表示差异达显著(P<0.05)水平, 表 3同。Values in one column followed by different small letters are significantly different
at 0.05 level, the same as Table 3.

表 2 小麦产量与农学指标之间的相关性
Table 2 Correlation between wheat yield and agronomic indicators
穗粒数 Grains per spike 有效穗数 Productive spikes 千粒重 1000-grain weight 产量 Yield
穗粒数 Grains per spike 1.000 0.835** −0.944** 0.838**
有效穗数 Productive spikes 1.000 −0.727* 0.998**
千粒重 1000-grain weight 1.000 −0.723*
* P<0.05, ** P<0.01. 表 4同 The same as Table 4.

表 3 播种时间对小麦不同生育期生物量和氮磷吸收量的影响
Table 3 Effect of different sowing date on wheat biomass and the uptake amount of N and P in different growth stages
生育期
Growth stage
播种日期 (月-日)
Sowing date
(month-day)
地上生物量
Aboveground biomass
(g·pot−1)
根系生物量
Belowground biomass
(g·pot−1)
小麦吸收氮量
N uptake amount of wheat
[mg(N)·pot−1]
小麦吸收磷量
P uptake amount of wheat
[mg(P)·pot−1]
10-05 8.08±1.34ab 8.03±0.54b 62.32±3.81b 46.31±4.47a
10-10 8.75±1.77b 10.08±0.86b 59.66±4.23b 47.29±3.52a
10-15 6.49±0.61ab 7.58±0.64ab 47.56±3.09a 41.83±4.46a
分蘖期
Tillering stage
10-20 4.49±0.72a 4.05±2.05a 41.80±3.57a 39.16±3.63a
10-05 33.56±2.20a 27.75±1.23ab 147.26±3.90b 94.86±4.12b
10-10 45.25±3.75b 29.32±2.57b 198.56±4.42c 115.00±3.81c
10-15 33.11±1.24a 23.60±1.93ab 141.72±3.28b 81.35±2.07a
拔节期
Jointing stage
10-20 29.11±3.56a 20.75±2.57a 121.33±4.05a 82.72±3.60a
10-05 65.83±2.57a 41.93±4.22a 308.13±5.61b 163.71±4.62b
10-10 143.55±9.58b 48.00±2.90b 357.72±4.95c 210.68±3.76c
10-15 57.16±3.38a 38.92±0.67a 295.31±3.24a 152.53±2.22a
开花期
Flowering stage
10-20 61.29±2.85a 33.54±3.89a 291.75±3.86a 147.37±3.58a

第 8期 张焕军等: 播种时间对豫北地区小麦农学指标、生理指标及产量的影响 1033


其他处理高 118.06%~151.14%。T2处理的分蘖数与
T1 处理无显著差异, 因此处理间生物量的差异主要
是由于单株小麦生物量不同所致。在整个生育期, T4
处理小麦植株生物量均最低。
在分蘖期 , T1 和 T2 处理小麦吸氮量分别为
62.32 mg(N)·盆−1和 59.66 mg(N)·盆−1, 显著高于 T3
和 T4处理。小麦吸磷量在分蘖期不受播种期影响。
在拔节期和开花期, T2 处理小麦吸收氮磷量分别为
氮 198.56 mg(N)·盆−1和 357.72 mg(N)·盆−1, 磷 115.00
mg(P)·盆−1 和 210.68 mg(P)·盆−1, 均显著高于其他
处理, 而 T1 处理的吸氮量显著高于 T4 处理而与
T3 处理差异不明显, 吸磷量显著高于 T3 和 T4 处
理, T3与 T4处理之间差异不明显。总体而言, 早播
小麦吸收氮磷量高于晚播小麦, 为小麦高产提供了
保障。
2.2 播种期对小麦生理指标的影响
2.2.1 叶绿素含量
随着小麦生长, 植株叶片中叶绿素含量不断升
高, 平均含量从分蘖期的0.74 mg·g−1(FW)增加到开
花期的4.24 mg·g−1(FW)(图1A)。同一处理不同生育期
之间差异达到显著水平。在分蘖期, 不同处理小麦叶
片叶绿素含量均较低且无显著差异。在拔节期, T2处
理小麦叶绿素含量达到3.24 mg·g−1(FW), 高于其他处
理, 但差异不显著。开花期T4处理小麦叶绿素含量仅
为3.77 mg·g−1(FW), 显著低于其他处理(P<0.05)。
2.2.2 硝酸还原酶活性
在整个生长期, 不同处理小麦植株中硝酸还原
酶活性呈现出不同的季节性变化态势(图1B)。T1和T2



图1 播种时间对不同生育期小麦叶片叶绿素含量(A)和植株硝酸还原酶活性(B)、硝态氮含量(C)、
酸性磷酸酶活性(D)及根系活力(E)的影响
Fig. 1 Effect of different sowing date on chlorophyll content (A) of wheat leaf, activity of nitrate reductase (B),
nitrate content (C), acid phosphatase activity (D) of wheat plants and activity of wheat roots (E) in different growth stages
同一生育期不同字母表示差异达显著水平(P<0.05) Different lowercase letters within the same growth stage indicate significant difference
among treatments at P < 0.05.
1034 中国生态农业学报 2012 第 20卷


处理硝酸还原酶活性随着小麦生长不断增加, 不同生
育期之间差异达显著水平。T3处理小麦硝酸还原酶活
性在整个生长期处于相对稳定水平, 而 T4 处理硝酸
还原酶活性开花期显著高于其他生育期。在分蘖期,
小麦植株中硝酸还原酶活性 T1 处理最高, 达 28.86
g·g−1(FW)·h−1, 并随播种时间的推移而降低。拔节期,
T1 和 T2 处理小麦硝酸还原酶活性差异不显著, 但显
著高于 T3 和 T4 处理, 而 T4 处理硝酸还原酶活性仅
为 18.33 g·g−1(FW)·h−1, 显著低于其他处理。开花期, T2
处理小麦还原酶活高达 57.12 g·g−1(FW)·h−1, 极显著高
于其他处理(P<0.01), T3处理则最低。
2.2.3 硝态氮含量
植株硝态氮含量随小麦生长呈下降态势 (图
1C)。分蘖期到拔节期间下降幅度最大 , 变幅达
17.42~19.69 μg·g−1(FW), 开花期小麦植株硝态氮含
量最低, 除T1外其他处理均低于同一处理拔节期的
水平。在分蘖期, 随着播种时间的延迟, 小麦植株硝
态氮含量呈增加趋势 , T4处理达28.36 μg·g−1(FW),
显著高于T1和T3处理(P<0.05), 主要是由于硝酸还
原酶活性降低所致(图1B)。在拔节期, T2处理小麦硝
态氮含量为9.18 μg·g−1(FW), 显著高于T1和T3处理,
与T4处理差异不显著。在开花期, 各处理硝态氮含
量平均为6.47 μg·g−1(FW), 差异不明显。
2.2.4 酸性磷酸酶活性
在整个生育期, T1、T2和T3处理植株酸性磷酸酶活
性随小麦生长而增加, 在开花期达到最大值(图1D)。分
蘖期到拔节期T1处理增加不显著, T2和T3处理则显著
高于分蘖期; 拔节期到开花期T1、T2和T3处理酶活性均
显著增加。相反, T4处理植株酸性磷酸酶活性随小麦生
长呈逐步降低的态势, 分蘖期与拔节期之间差异不明显,
到开花期酸性磷酸酶活性仅为0.22 mg·g−1(FW)·h−1, 显
著低于前两个生育期。分蘖期不同处理之间小麦植株
磷酸酶活性无显著差异, 拔节期T2处理的酶活性为
0.29 mg·g−1(FW)·h−1, 高于其他处理, 但差异不显著。
到开花期, T4处理酶活性显著低于其他处理, T2处理
达到最大值, 为0.34 mg·g−1(FW)·h−1, 并显著高于T3和
T4处理, 但与T1处理间差异不显著。
2.2.5 根系活力
不同播种期小麦根系活力在整个生长期的变化
趋势不尽一致(图1E)。T1和T3处理小麦根系活力在
拔节期达到最高 ; T2处理则随小麦生长不断提高 ,
在开花期达到最大值; T4处理小麦根系活力拔节期
最低, 开花期显著高于前两个生育期。在分蘖期, 小
麦根系活力从T1的33.67 g(TTC)·g−1(FW)·h−1下降到
T4处理的24.01 g(TTC)·g−1(FW)·h−1; 开花期的小麦
根系活力也随播种期的推迟而降低, 且差异达到显
著水平。拔节期T3处理高于T2处理, 但差异不显著。
T1处理小麦根系活力在整个生育期均高于其他处理,
并在拔节期达到最大值40.83 g(TTC)·g−1(FW)·h−1。
2.3 小麦产量与氮磷含量和生理指标之间的关系
由表4可知 , 小麦产量与拔节期植株硝酸还原
酶和酸性磷酸酶活性、开花期硝酸还原酶活性和地

表 4 不同生育期小麦生理指标和生物量及产量之间的相关系数
Table 4 Correlation among plant biomass, yield and physiologic indicators of wheat at different growth stages
生育期 Growth stage 项目 Item NRA NO3− RA APA AB BB 产量 Yield
CHL 0.521 −0.413 0.654* 0.482 0.650* 0.504 −0.044
NRA 1.000 −0.871** 0.901** 0.040 0.452 0.381 0.011
NO3− 1.000 −0.878** 0.132 −0.309 −0.276 0.137
RA 1.000 0.004 0.607* 0.618* 0.012
APA 1.000 0.264 −0.138 −0.091
AB 1.000 0.731* 0.262
分蘖期
Tillering
stage
BB 1.000 0.536
CHL 0.211 0.150 0.214 0.516 0.300 0.431 0.296
NRA 1.000 −0.237 0.726* 0.043 0.571 0.698* 0.591*
NO3− 1.000 −0.691* −0.038 0.318 −0.132 0.476
RA 1.000 0.131 0.213 0.591* −0.085
APA 1.000 0.424 0.264 0.602*
AB 1.000 0.707* 0.468
拔节期
Jointing
stage
BB 1.000 0.344
CHL 0.598* −0.132 0.619* 0.460 0.481 0.544 0.289
NRA 1.000 −0.171 0.590* 0.491 0.713* 0.556 0.850**
NO3− 1.000 −0.338 −0.012 0.069 −0.231 0.241
RA 1.000 0.611* 0.322 0.630* 0.186
APA 1.000 0.446 0.448 0.190
AB 1.000 0.851** 0.593*
开花期
Flowering
stage
BB 1.000 0.264
NRA: 硝酸还原酶活性 Nitrate reductase activity; NO3−: 硝态氮含量 NO3−-N content; RA: 根系活力 Root activity; APA: 酸性磷酸酶活性 Acid
phosphatase activity; CHL: 叶绿素含量 Chlorophyll content; AB: 地上部生物量 Aboveground biomass; BB: 地下部分生物量 Belowground biomass.

第 8期 张焕军等: 播种时间对豫北地区小麦农学指标、生理指标及产量的影响 1035


上部生物量呈显著正相关(P<0.05)。在分蘖期, 小麦
地上部生物量与植株叶绿素含量和根系活力呈显著
正相关, 在开花期与硝酸还原酶活性显著正相关。
根系生物量在整个生长期都与根系活力呈显著正相
关, 在拔节期与硝酸还原酶活性也显著正相关, 表
明早播提高了小麦根系生物量和活力。在整个生育
期小麦地上部生物量与根系生物量之间均呈显著或
极显著正相关关系。
小麦生理指标之间也存在着密切联系。根系活力
与硝酸还原酶活性在 3 个生育期都显著或极显著正
相关, 与分蘖期和开花期的叶绿素含量也呈显著正
相关, 而与分蘖期和拔节期的硝态氮含量呈显著或
极显著负相关。酸性磷酸酶活性与开花期根系活力显
著正相关, 硝酸还原酶则与开花期叶绿素含量显著
正相关, 与分蘖期硝态氮含量呈极显著负相关。
3 讨论与结论
小麦产量受播种期的影响, 播种期变化会使小
麦生长期间温度、光照等生态条件出现一定差异 ,
使养分吸收利用和光合作用出现差异, 进而影响产
量构成要素乃至作物产量[22]。本试验中, T2处理(播
种期10月10日)小麦产量最高, 与余泽高等[5]和胡焕
焕等[11]的研究结果相一致。小麦从播种至出苗需0 ℃
以上积温120 , ℃ 形成冬前壮苗需要0 ℃以上积温
570~645 , ℃ 过高或过低积温都不利于小麦在越冬
前形成壮苗[23−24]。在本试验年份, 试验地点旬均温
高于0 ℃的终止时间为12月下旬。处理T1、T2、T3
和T4高于0 ℃积温分别为 697 ℃、604 ℃、512 ℃和
425 , ℃ 由此可见, T2处理积温最有利于小麦在越冬
前形成壮苗。本试验再次证实依据天气预报来选定
适宜的播种时间对获得小麦高产十分重要。
本研究发现, 在肥料用量相同的情况下, 播种
时间主要通过改变小麦的有效穗数和穗粒数来影响
小麦产量, 这与冯家春等[25]和赵虹等[26]的研究结果
相一致。周玲等[27]通过研究农艺性状对养分投入的
响应得出, 有效穗数和穗粒数是小麦高产最重要的
保证。孙培良等[28]则通过关联分析发现, 播种期与
小麦产量构成要素中的穗粒数关联度最高, 高于千
粒重和成穗率的关联度, 可见穗粒数对小麦产量影
响最大。本研究中, 小麦千粒重与产量、有效穗数
和穗粒数均呈负相关, 这与马东钦等[22]的研究结果
一致, 导致本结果的原因可能是在相同养分供应条
件下, 小麦穗粒数增加导致了千粒重的下降, 从而
千粒重与产量出现负相关。所以要获得高产必须保
证穗数, 协调提高穗粒数和粒重[27]。先前我们研究
氮磷用量对小麦产量的影响发现, 不同氮肥用量主要
通过改变小麦的有效穗数来影响小麦产量, 而小麦穗
粒数和千粒重与产量的相关性未达到显著水平[29]。这
些发现表明, 不同管理措施对小麦产量三要素的影
响程度不同, 影响产量形成的方式也不同。
马元喜 [18]指出, 根系作为小麦的营养器官, 其
数量的多少和活性的高低直接影响着地上部分的生
长发育以及籽粒产量和品质, 而且目前限制小麦高
产的一个关键因素是小麦的根系功能受到抑制。王空
军等[19]也发现, 产量提高不仅依赖于地上部分生理
功能的增强, 也要求提高根系活力。本研究发现, 小
麦播种越早, 根系活力则越强, 但根系活力与小麦产
量之间的关系未达到显著水平, 表明根系活力对小
麦吸收氮磷具有一定影响, 可能是一个关键因素, 但
不是产量高低的决定因素。小麦产量与拔节期植株硝
酸还原酶和酸性磷酸酶活性、开花期硝酸还原酶活性
呈显著正相关(P<0.05), 而T2处理拔节期后小麦植株
两种酶的活性均高于其他处理。硝酸还原酶影响着硝
态氮的转化和利用, 酸性磷酸酶则在植株碳水化合
物的转化和蛋白质合成中起着重要作用, 同时还参
与土壤有机磷的分解(通过根系分泌进入土壤后发
挥作用)和再利用[17,30]。很明显, 播种期主要是通过
改变小麦植株中酸性磷酸酶和硝酸还原酶的活性 ,
也即氮磷的转化效率而影响小麦产量。
豫北地区小麦播种越早, 根系活力就越大, 为
小麦高产打下了基础, 但根系活力不是小麦产量高
低的最终决定因素。播种时间强烈地影响着小麦植
株中硝酸还原酶和酸性磷酸酶活性, 进而通过改变
小麦有效穗数和穗粒数影响小麦产量, 这种作用明
显不同于氮肥仅通过改变有效穗数影响小麦产量。
当选择的播种时间到冬前 0 ℃以上的积温处于获得
冬前壮苗所需要的最佳积温时, 可获得更高的小麦
产量。因此为了确保小麦高产, 需要依据天气预报
来选择最佳的小麦播期。
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