苏中地区属于长江中下游麦区,光、温、水等自然条件优越,但由于水稻茬口独特的生态环境和自然灾害等因素,稻茬小麦的产量稳定性差。目前作物的叶面积指数和经济系数已难以继续增加,若想进一步提高作物产量就必须提高生物量,因此,提高作物光能利用率成为关键。然而作物产量的形成是在一定空间和一定时间范围内综合光合能力的体现,在考虑光合能力的改善时,除进行叶片、植株生理机能和结构的改造外,还要从宏观上进行把握。这就需要栽培学家着眼于实际农业生产,进行群体高光效的调控,群体水平上的调控主要是栽培管理,涉及合理密植、适时封行、肥水调控等。本试验以生产中广泛应用且综合表现良好的小麦品种扬麦23和扬辐麦4号为试验材料,在苏中地区大田种植条件下,构建不同密度、施氮量及氮肥运筹组合下的稻茬小麦群体,从群体光能利用特征指标与产量之间的关系入手,分析比较不同光效型稻茬小麦群体间光合物质生产与转运、光合生理、氮素积累、产量及其构成的差异,探索建立稻茬小麦高光效群体特征体系,提出高光效群体构建的关键栽培技术措施,以期为苏中地区稻茬小麦高光效群体的构建提供理论与技术支撑。试验主要结果如下:1.扬麦23和扬辐麦4号高光效群体的籽粒产量、穗数及千粒重均显著大于中等光效和低光效群体。两品种高光效群体具有较高的每穗粒数,与中等光效和低光效群体差异显著或不显著。表明,高光效群体是通过足够穗数的基础上,协同提高单穗重尤其千粒重来夺取高产。2.相比于中等光效和低光效群体,两品种小麦高光效群体具有显著较高的开花期高效叶面积率、花后干物质积累量、生物产量及收获指数。高光效群体经济产量的提高依赖于生物产量及收获指数的协同提高。高光效群体各生育阶段光合势均显著大于低光效群体,但扬麦23高光效群体开花期前的光合势无显著优势。结果表明,高光效群体花后光合优势更加显著,花后干物质积累对小麦籽粒产量贡献巨大。开花期高效叶面积率与花后光合势、花后干物质积累量及千粒重的相关性达到显著水平,说明提高群体开花期高效叶面积率有利于增强花后光合生产能力,促进花后光合物质的生产与转运。3.扬麦23高光效群体越冬及拔节期的茎蘖数和叶面积指数显著大于低光效群体;与中等光效群体相比,则显著较低或差异不显著。相同生育时期,扬辐麦4号高光效群体茎蘖数和叶面积指数均显著高于中等光效和低光效群体。两品种小麦高光效群体花后茎蘖数及叶面积指数较中等光效和低光效群体具有绝对优势。结果表明,高光效群体在孕穗期之前保持相对稳定且较高的茎蘖数和叶面积指数,开花期茎蘖数和叶面积指数均显著高于中等光效和低光效群体,且花后叶面积衰减缓慢,至乳熟期仍保持显著较高的叶面积指数,光合有效持续期长。此外,高光效群体茎蘖成穗率显著高于中等光效和低光效群体。4.与中等光效和低光效群体相比,高光效群体高效叶层具有相对较小的透光率,表明高光效群体具有较高的光截获率和较少的漏光损失。同时,高光效群体开花期剑叶具有显著较高的SPAD值和最大光化学效率,花后能维持稳定且较高的SPAD值、净光合速率和最大光化学效率。剑叶SPAD值在花后较晚(花后14天左右)达到峰值,后期缓慢降低,有利于延缓叶片衰老,延长叶片功能期,促进光合物质生产。5.与低光效群体相比,高光效群体各生育阶段氮素积累量均显著较高。与中等光效群体相比,扬麦23高光效群体出苗至越冬期的氮素积累量显著较低。扬辐麦4号拔节至孕穗期的氮素积累量与中等光效群体无显著差异。不同光效型群体间花后氮素积累量和开花期单位面积剑叶含氮量均表现为高光效>中等光效>低光效群体,差异均显著。结果表明,高光效群体生育前期具有相对稳定且较高的氮素积累量,花后具有显著优势。两品种小麦开花期单位面积剑叶氮含量与剑叶净光合速率、最大光化学效率及千粒重呈极显著正相关,表明小麦开花期剑叶较高水平的氮含量有利于提高小麦群体在籽粒灌浆期的光合性能,促进籽粒灌浆充实。6.密度、施氮量与氮肥运筹比例对扬麦23、扬辐麦4号的产量构成和群体光能利用指标有显著的调控效应。密度增加(由1 50×104.hm-2增加至300×104.hm-2),群体数量扩大,穗数、花后干物质积累量和生物产量显著提高;同时单位面积土地上叶面积增加,群体间间隙减小,透光率显著降低。适当增加施氮量(由210 kg.hm-2增加至270 kg.hm-2或330 kg.hm-2)满足了大群体生育期前后对氮素营养的需求,群体生长旺盛,叶面积指数增加带来光能截获率的提高,透光率相应减小;叶片光合效率提高,绿叶光合功能持续期延长,提高了群体生长和物质积累,促进了籽粒灌浆,有效增加穗粒重。氮肥后移(5:1:2:2较7:1:2:0)既可保证足够穗数,同时有利于生育后期植株维持较高的氮素营养及光合生产能力,协调穗粒数和千粒重的发展,提高产量。7.针对本试验播后及冬季多雨条件下,初步形成苏中地区稻茬小麦高光效群体构建的密肥组合方式。扬麦23实现8300 kg·hm-2以上目标产量的高光效群体构建密肥组合方式为:密度为225×104·hm-2、施氮量为270 kg·hm-2或330 kg·hm-2、氮肥运筹为7:1:2:0以及密度为300×104·hm-2、施氮量为270 kg.hm-2或330 kg·hm-2、氮肥运筹为5:1:2:2。扬辐麦4号实现8000 kg·hm-2以上目标产量的高光效群体构建密肥组合方式为:密度为150×104·hm-2、施氮量330 kg·hm-2、氮肥运筹为5:1:2:2,以及密度为300 ×104·hm-2、施氮量 330 kg·hm-2、氮肥运筹为 7:1:2:0。