《Canadian Journal of Plant Science》：Ultra-early seeding enhances the yield stability of early- and late-maturing spring wheat in Western Canada
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本研究针对气候变化导致小麦关键生长期与高温重叠的产业难题，通过系统评估超早播（土壤温度2°C）对10个加拿大西部红春小麦（CWRS）品种农艺性状及产量稳定性的影响，发现超早播虽未显著提高产量，但使90%参试品种的产量稳定性显著提升，尤其晚熟品种在超早播条件下表现更优。该研究为应对气候变暖的栽培策略优化提供了关键数据支撑，对保障粮食安全具有重要意义。
随着全球气候变暖加剧，农业生产面临前所未有的挑战。在加拿大西部大平原地区，气温持续升高导致小麦关键生长期（从茎伸长到开花后一周）与夏季高温期重叠，造成籽粒灌浆受阻，最终引发显著减产。更棘手的是，传统播种建议依赖固定日历日期或较高的土壤温度阈值（如20°C），这会使小麦生长期进一步推迟，加剧热胁迫风险。为应对这一困境，农业科学家提出“超早播”策略——在土壤温度刚升至0-8°C时即进行播种，以期将关键生长期调整至更凉爽的时段。然而，该策略对不同成熟期春小麦品种的适用性及对产量稳定性的影响尚不明确。
为此，阿尔伯塔大学的研究团队在《Canadian Journal of Plant Science》上发表了最新成果，系统探讨了超早播对早熟与晚熟加拿大西部红春小麦（CWRS）品种产量形成及稳定性的调控作用。研究团队于2021-2023年在加拿大阿尔伯塔省的四个试验点（比弗洛奇、埃德蒙顿、拉科姆和莱斯布里奇）开展了为期三年的田间试验。试验采用裂区设计，主区为播种时间（超早播：2°C；常规播：8°C），副区为10个CWRS小麦品种（5个早熟、5个晚熟）。研究人员通过基因型鉴定（KASP标记技术）明确了各品种的光周期（Ppd-D1）、春化（Vrn-A1/Vrn-B1/Vrn-D1）和株高（Rht-B1/Rht-D1/Rht18）相关基因型，并系统记录了出苗动态、株高、穗数、产量及籽粒品质（蛋白质含量、千粒重、沉降值等）指标。产量稳定性通过调整变异系数（aCV）进行评价。
3.1. 超早播对小麦形态及产量参数的影响
研究发现，超早播与品种互作对株高有显著影响。携带隐性Rht基因的品种（如AAC Redberry、Tracker、CDC Stanley和Noor）在超早播条件下株高显著降低，而携带显性Rht-B1基因的品种（如AAC Brandon）株高无显著变化，表明遗传背景对株高的主导作用强于环境效应。超早播使小麦出苗延迟，但出苗密度未受显著影响，且早熟与晚熟品种间无显著差异。晚熟品种的穗数普遍高于早熟品种，可能与较长的分蘖期有关。超早播使所有品种的成熟期延长约6天，但由于播种提前，实际收获期仍早于常规播种。
3.2. 超早播对产量及品质的调控效应
产量分析表明，晚熟品种整体产量显著高于早熟品种，但超早播本身未引起产量显著变化。值得注意的是，晚熟品种在超早播条件下表现出更高的产量稳定性。通过aCV分析发现，超早播使90%的品种（9/10）进入高稳定性分组（I组和IV组），而常规播种下仅有30%的品种达到同等稳定性水平。籽粒品质方面，早熟品种的蛋白质含量和SDS沉降值显著高于晚熟品种，印证了产量与蛋白质含量的负相关关系。所有品种的蛋白质含量均高于13%，千粒重和容重均达到商品粮一级标准，表明超早播未对品质产生负面影响。
4. 讨论与结论
本研究首次证实超早播可显著提升加拿大西部早熟与晚熟CWRS小麦的产量稳定性，且对籽粒品质无负面影响。晚熟品种在超早播条件下兼具高产与稳产优势，其长生育期利于光合同化物的积累，而超早播则通过避开花期高温胁迫实现稳产。研究还发现，显性Rht-B1基因（半矮秆基因）与高产特性密切关联，而春化基因（Vrn）对出苗密度的调控作用不明显。尽管早熟品种在超早播下未表现产量优势，但其稳定性提升仍为高寒地区生产提供可选方案。
该研究为气候变化背景下小麦栽培制度的优化提供了关键依据。建议生产者在春季田间可达时优先采用超早播策略，以提升产量稳定性。未来研究需结合长期气象数据与生理阶段监测，进一步解析超早播调控产量形成的机制。
