1. 引言
小麦是我国主要粮食作物之一，其产量水平关乎国家粮食安全和人民生活水平。不同小麦品种产量差异较大，相对应的播期和播量有重要影响，适宜播量可以形成合理的群体，构建合适的亩穗数，而适宜播期可使小麦更高效地获得光、热、水资源，形成较高的穗粒数和千粒重 [1]。只有选择合适的小麦品种，加上配套的播期和播量，才可充分挖掘其产量潜力 [2]。
有关小麦品种的不同播期播量影响产量及三因素的研究报道已有很多 [3] - [12]，但由于品种及栽培生态条件不同，结果不尽相同。本研究所在地域为华北地下水超采区，限水政策使得小麦产量面临挑战，因而选择适合本地种植的节水丰产冬小麦新品种，并研究相对应的播期和播量显得尤为重要。衡H116021是河北省农林科学院旱作农业研究所选育的丰产型冬小麦新品种，2018年通过河北省水地组试验的审定(审定编号：冀审麦20180033)。该品种耐寒性好，节水能力强，抗病也较好，具体表现为对条锈病高抗，对叶锈病中感，对白粉病中抗。为实现衡H116021的推广，本文作者在旱作农业试验站设计了试验进行研究，对不同播期及播量对该品种产量以及相关三因素影响进行了分析，旨在探寻与之相适应的最佳播期和播量，充分挖掘衡H116021的产量潜力，同时，也为该品种在黄淮冬麦区北部推广种植提供科学的理论依据。
2. 试验材料及方法设计
2.1. 试验材料及地点
本研究中所用的冬小麦品种为河北省水地组试验通过审定的衡H116021，试验于2016~2017年在旱作农业试验站(河北深州市莲花池村)进行。本试验站地处黑龙港流域缺水区，海河低平原、华北平原的腹地，是典型的中低产田区。该地区小麦生育期降水量仅为120~140 mm，占河北省常年平均降水量的18.2%，年降水量的70%集中在7~9月份，气候干旱，每毫米水的粮食生产能力仅为4.5~7.5 kg/hm2，人均水资源占用量人均淡水资源仅为72 m3，属于极度贫水区。土壤类型主要是粘壤土，肥力达到中上等，之前种植作物玉米，收获后的秸秆用于还田。
2.2. 试验设计与方法
本研究采用裂区试验设计，主处理播期(a)包括10月4日(a1)、10月9日(a2)、10月14日(a3)、10月19日(a4)、10月24日(a5) 5个播期处理。副处理播量(b)按基本苗计算，包括每亩10万(b1)、15万(b2)、20万(b3)、25万(b4)、30万(b5) 5个播量处理。
每一个处理设3次试验重复，采用随机区组的排列，对整个小区进行收获。小区行长8.0米，宽1.64米，小区面积13.12米2。由于种前墒情不足，于2016年9月27日人工造墒，以实现足墒播种，底施尿素225 kg/hm2 (折合纯N 186.1 kg/hm2)，磷酸二铵450 kg/hm2 (折合P2O5 207 kg/hm2)，次年春季在浇拔节水的同时追施尿素375 kg/hm2 (折合纯N 175.1 kg/hm2)。田间及时进行除草，并观察蚜虫等虫害发生情况，当百株蚜量达到防治标准时(如麦长管蚜为主的百株蚜量达到500头以上)时及时进行化学防治，其他的田间管理措施参考大田常规管理技术，起身拔节期、抽穗扬花期喷灌2次。
试验进行数据调查时，选取每个小区中有代表性的样点，采样量为1 m双行，对有效穗数进行调查；在每个小区中有代表性的区块随机抓取20穗，统计穗粒数，计算平均值；每个小区收获后的籽粒经过筛除破粒坏粒后，进行千粒重测定，重复2次，最终结果取平均值。田间性状调查依据国家小麦区域试验记载标准(NY/T 1301—2007)进行。本研究的每个小区使用奥地利进口的Wintersteiger小区收割机进行全区收获，经过自然风干后，簸去麸皮后进行测产。
对播期(x1)、播量(x2)和产量(y)三类数值进行回归分析，计算得到相应的模拟回归方程。设定从10月6日至6日的每天为一个播期，10月6日播量为10万/亩，每晚播1天播量则增加1万/亩，利用计算得到的回归方程，对衡H116021品种的产量进行模拟计算，获得与该品种相适应的播期和播量。
采用唐启义版权所有的DPS数据统计分析软件(版本为14.10高级版)对得到的试验数据进行统计分析，用Excel作图。
3. 结果与分析
3.1. 2016~2017年度冬小麦生长季的气候分析
本年度的气象条件对衡水冬小麦的生长发育较有利，具体体现在：前期气象条件好，群体发育较为充分，后期虽然发生了干热风及短时的雨后大风天气等不利因素影响，但危害程度不是太大，因此该年有利于冬小麦产量挖掘。具体如下：
2016年10月6日播种后试验地降了中雨，使得出苗情况良好，出的幼苗表现为苗全苗壮。苗期分蘖发育充足，冬前气温较高，进入越冬期较晚，使得小麦的冬前孽较高；整个冬季属于暖冬，气温一直高于常年，积温偏高，但光照较常年偏少。春季气温回升较快，春季群体发育较好，但春季降雨偏少，干旱明显，拔节水浇灌及时，抽穗期较常年提前4~5天。灌浆初期，气象条件较好，但是今年干热风天气到来较早且频繁，对灌浆不利，进入5月下旬经历一次降雨并伴有短时大风，生产上有个别品种倒伏，墒情得到补充，成熟前干热风明显增多，成熟期提前2~3天。因此本年度的冬小麦群体表现较大，抽穗较早，亩穗数较多，穗粒数接近常年，千粒重也较高。
3.2. 各处理衡H116021产量结果分析
表1显示衡H116021各个处理中的最高平均产量为643.01公斤/亩，其处理组合为播期10月11日结合播量15万苗/亩；次高平均产量处理组合为播期10月16日结合播量25万苗/亩；所有处理的产量水平在520公斤/亩以上。
Table 1. Yield results of each treatment
表1. 各处理产量结果
3.3. 设计不同播期对衡H116021产量及相应三因素的影响
表2显示在各播期处理间的比较中，播种期为10月11日的产量最高，与播种期10月16和21日两个处理间差异不显著，与播种期10月6日和26日两个处理间差异极显著，结果说明本冬小麦新品种衡H116021不适宜早播或晚播，否则均会造成减产。
试验结果结合产量的三因素进行分析，播种期10月6日的处理的穗数最高，但是播种期往后推移，该品种的亩有效穗数随之下降，说明晚播不利于群体发育，是产量降低的主要原因，也侧面验证了该品种不适宜晚播的结论。播种期10月6日的20穗的穗粒数最少，说明过早播种会非常明显的减少该品种的穗粒数，以影响到产量潜力的挖掘；播种期推迟后，该品种的穗粒数则表现为增加。本试验品种的播种期推迟后，千粒重伴随的表现是减少趋势，但是在播种期10月11日和16日两个处理中千粒重最高，与6日和21日处理间的差异不显著。说明衡H116021在推迟播期后，主要依靠增加穗粒数以弥补产量损失，实现补偿效应，具体的效应机理有待进一步研究。
Table 2. Effects of sowing date on yield and its components of HengH116021
表2. 播期处理对衡H116021产量及其构成因素的影响
注：有相同字母者表示组间差异不显著，无相同字母者表示组间差异显著，其中大写字母表示差异极显著(P < 0.01)，小写字母表示差异显著(P < 0.05)。
3.4. 设计不同播量对衡H116021产量及相应三因素的影响
表3显示播量15万基本苗/亩的产量数值最高，为609.61公斤，与播量20万基本苗/亩、25万基本苗/亩和30万基本苗/亩的三个播量处理的差异达不到显著，表明衡H116021最佳的播种量为15万~30万基本苗/亩。
对具体相应的产量三因素进行分析，穗数在各个播种量的处理之间均存在显著差异，且伴随播种量的增加而表现出增长趋势，最高时可达55.34万/亩。播量为10万基本苗/亩(b1)时得到的穗粒数最多，处理间差异均显著，且随播种量增加而呈现减小趋势。千粒重在10万基本苗/亩播量下最高，达47.84 g，播量b3、b4、b5的千粒重差异不显著，结果表明衡H116021在此播种量的种植范围内千粒重表现相对比较稳定，同张露雁等学者 [13] 研究的结论一致。综合来看，该品种播量在15万~30万苗/亩时，产量三因素较为协调。
Table 3. Effects of sowing rate on yield and its components of HengH116021
表3. 播量处理对衡H116021产量及其构成因素的影响
注：有相同字母者表示组间差异不显著，无相同字母者表示组间差异显著，其中大写字母表示差异极显著(P < 0.01)，小写字母表示差异显著(P < 0.05)。
3.5. 各播期内最佳种植密度筛选
对表4进行具体分析，播种期为10月6日时，以b1、b2两个播量处理的产量更高，但差异不显著，10万~15万基本苗/亩应为本品种在该播期内的最佳播种量数值范围；播种期为10月11日时，b2、b3产量较高，15万~20万基本苗/亩应为本品种在该播期内的最佳播种量数值范围；为该播期内最佳播量；播种期为10月16日时，b2、b3、b4、b5四个处理产量较高，且之间差异不显著，15万~30万基本苗/亩应为本品种在该播期内的最佳播量范围；而播种期为10月21日时，播量处理b5最高，因此30万基本苗/亩应为本品种在该播期内的最佳播量；播种期为10月26日时，播量处理b5依旧为最高，与b4处理之间差异不显著，因此25万~30万基本苗/亩为本品种在该播期内的最佳播量。综合来说，在早播情况下播种量应控制在10万~15万基本苗/亩，随着播期推延播量应适当增加。
Table 4. Yield comparison of different sowing rates in different sowing dates (kg/mu)
表4. 各播期内不同播量产量比较(公斤/亩)
注：有相同字母者表示组间差异不显著，无相同字母者表示组间差异显著，其中大写字母表示差异极显著(P < 0.01)，小写字母表示差异显著(P < 0.05)。
3.6. 不同播期处理的回归分析
本研究设置播期(日)为x1、播量(万苗/亩)为x2，产量(公斤/亩)为y，通过模拟计算得到如下回归方程：y = 574.116171 + 8.710638095 * x1 + 0.4175352377 * x2 − 0.4953428571 * x1 * x1 − 0.09665904760 * x2 * x2 + 0.23741333332 * x1 * x2 (R2 = 0.920015)。利用计算得到的回归方程对播期和播量进行综合模拟，设定从10月6日-26日每天一个播期，10月6日播量为10万基本苗/亩，每晚播一天播量增加1万/亩，根据各播期的基本苗数，利用计算得到的回归方程，对衡H116021的产量进行模拟计算，以求出与该品种相适应的播期和播量。结果显示：当播种期在10月7日至19日，且播量为11万~23万基本苗/亩的13个组合处理，其产量均高于总的模拟组合的平均产量。因此得出结论如下：冬小麦新品种衡H116021的适宜播期为10月7日-19日，相应的合理播量为11万~23万基本苗/亩。
4. 结论与讨论
对某个特定的小麦品种而言，探寻相适应的播期播量数值，决定着建立的群体是否协调合理，是确保获得高产的首要条件。但由于品种间的差异、年型的不同，研究结果也不尽一致。王兰等 [14] 研究发现，不同年型下冬小麦济麦22的适宜播期及密度存在一定差异，在设计的一定播种量范围里，产量会伴随播量数值的增大而呈现增加趋势。闫志顺等学者 [13] 认为如果播量相同，则在一定的播种期范围内，石新626等17个小麦品种的产量会随着播期的后延表现出逐渐降低的趋势。本试验得到的结果与该学者的研究相似，但亦存在一些差异。
本实验经过研究发现，冬小麦衡H116021在2016年10月6日至26日进行播种，其产量会随着播期往后的推延，而呈现出先低后高再低的变化过程。在其中所有的播期处理中，10月11日的产量数值为最高，并且与10月16日和21日的播期处理之间的差异不显著，因此该品种在10月11日至21日间播种可挖掘得到较高的产量潜力。衡H116021在播量达到15万基本苗/亩时产量数值达到最高，与另外的20万基本苗/亩、25万基本苗/亩、30万基本苗/亩三个播量处理之间的差异达不到显著，结果显示该品种如果播量在15万~30万基本苗/亩时更加容易获得较高产量。根据计算得到的回归方程进行模拟，结果发现与冬小麦新品种衡H116021相对应的合适播期应为10月7日至19日，而合适的播量应为11万基本苗/亩至23万基本苗/亩，这与本研究的章节2.3和2.4得到的试验结果一致。所以该品种应在适宜播期内种植，采用合理的播量进行播种，最终实现产量潜力的最大挖掘。
基金项目
河北省重点研发计划项目(19226322D)；河北省高层次人才资助项目；河北省农林科学院科学技术研究与发展项目(2018040102)；国家小麦产业技术体系项目(CARS-03-2-1)。
NOTES
*通讯作者。