延迟播种冬小麦的产量响应与短生育期基因型的适应性研究

为解决气候变化导致的极端天气影响冬小麦播种期问题，研究人员开展了延迟播种条件下短生育期基因型和播种密度对产量的影响研究。通过多地点多年份田间试验，发现延迟播种未显著降低产量，短生育期基因型Butler’s Gold表现出早熟特性且维持较高籽粒蛋白质含量，而增加播种密度未显著提升产量。该研究为气候变化背景下冬小麦适应性栽培和育种提供了重要依据。

　　

气候变化正加剧极端天气事件，美国南部大平原地区冬小麦播种期频繁遭遇洪涝和干旱，迫使农民延迟播种。传统观点认为延迟播种会因缩短生育期而降低产量，但这一假设缺乏系统性验证。同时，短生育期基因型和调整播种密度能否缓解延迟播种的负面影响尚不明确。针对这些问题，Oklahoma State University（美国俄克拉荷马州立大学）的研究团队在《European Journal of Agronomy》发表论文，通过多因素田间试验揭示了延迟播种冬小麦的产量形成机制及其适应性策略。

研究采用双地点（Stillwater和Lahoma）、三生长季（2020-2023年）的田间试验设计，对比标准播种（10月下旬）与延迟播种（12月上旬）下8个全生育期基因型和1个短生育期基因型（Butler’s Gold）在两种播种密度（推荐密度2.2×10⁶粒/ha和高密度3.8×10⁶粒/ha）的表现。通过测定物候期、生物量(BM)、穗数(SNe)、穗粒数(GNS)等指标，结合光热商(PTQ)和冻害事件分析环境效应。

3.1 播种期对产量的影响
延迟播种平均产量（4.5 Mg ha^-1）与标准播种（4.1 Mg ha^-1）无显著差异，且在4/6试验年份中产量显著提高。关键发现是延迟播种仅缩短营养生长期（播种-拔节缩短28天），而临界期（拔节-开花）的积温(GDD)保持稳定，避免了生殖阶段的热胁迫。

3.3 短生育期基因型的优势
短生育期基因型Butler’s Gold比全生育期基因型早熟6天，虽未显著增产，但籽粒重量（AGW）和蛋白质含量更高。其低穗数(SNe)通过高穗粒数(GNS)补偿，显示"少穗大穗"的适应性策略，特别适合双季种植系统。

3.4 播种密度的作用
增加播种密度虽提高穗数(SNe)，但导致穗粒数(GNS)下降，最终未显著影响产量。这表明当前推荐密度（2.2×10⁶粒/ha）已能满足延迟播种的群体构建需求。

3.5 产量决定性状
延迟播种下产量与生物量(BM)和穗粒数(GNS)强相关（r2=0.93和0.88），而结实效率(FE)和穗干重(SDWa)是调控穗粒数的关键生理指标。

该研究颠覆了延迟播种必然减产的认知，揭示冬小麦通过调节临界期积温分配和穗粒数补偿实现产量稳定。Butler’s Gold的早熟特性为双季种植提供可能，而光热商(PTQ)和冻害分析表明，延迟播种反而能规避早春冻害。这些发现为气候变化下的冬小麦适应性管理提供了理论依据，建议育种关注结实效率(FE)和穗干重(SDWa)等性状。研究结果对全球干旱区小麦生产体系优化具有重要指导价值。