麥棉套作模式下播量與播種方式對小麥生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響

王樹林 祁虹 王燕 張謙 馮國藝 林永增 梁青龍

摘要：為提高麥棉套作模式下的小麥產(chǎn)量，探索適宜的播種方式與播量，采用裂區(qū)試驗設(shè)計，主因素為播種方式，設(shè)置小麥撒播與條播兩個處理，副因素為播量，設(shè)置187.5、225.0、262.5 kg·hm-2和300.0 kg·hm-2四個處理，研究了播種方式與播量對小麥生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：與條播相比，撒播小麥群體截獲光能量提高，基部第二節(jié)間直徑提高0.05 mm，單位面積地上部干物質(zhì)積累量提高6.1%，根系生長量明顯優(yōu)于條播，單位面積穗數(shù)增加11.8%，穗粒數(shù)和千粒重與條播相差不大，最終撒播小麥較條播小麥增產(chǎn)5.1%；隨播量增加，群體截獲光能量增加，地上部干物質(zhì)積累與根系生長量均有提高，單位面積穗數(shù)呈增加趨勢，但單株發(fā)育趨弱，單株成穗數(shù)降低，穗粒數(shù)與千粒重呈降低趨勢，撒播四個播量間小麥產(chǎn)量差異達(dá)顯著水平，以225.0 kg·hm-2播量處理最高，條播四個播量間小麥產(chǎn)量差異不顯著，以播量262.5 kg·hm-2最高。在麥棉套作模式下，小麥采用撒播、播量控制在225.0 kg·hm-2時可有效提高小麥產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞：麥棉套作；小麥；播種方式；播量；生長發(fā)育；產(chǎn)量

中圖分類號：S512.104文獻(xiàn)標(biāo)識號：A文章編號：1001-4942（2016）07-0039-05

麥棉套作兩熟種植曾是20世紀(jì)90年代黃河流域的主要種植模式[1]，后來由于不適應(yīng)機械收獲小麥而導(dǎo)致面積迅速萎縮，基本消失；近年來，隨著國家對糧食安全問題的日益重視以及糧棉爭地矛盾的日益尖銳，麥棉套作種植模式被重新提及，在解決了小麥聯(lián)合收割機應(yīng)用的問題后，麥棉套作模式推廣前景廣闊[2]。進(jìn)入21世紀(jì)后關(guān)于麥棉套作種植技術(shù)的研究多集中在基礎(chǔ)理論方面，如套作對土壤生態(tài)系統(tǒng)[3，4]與棉花根系生長的影響[5]，對麥棉套作的應(yīng)用性研究不多；在麥棉套作模式下，由于小麥播幅僅占總幅寬的一半，如何采取措施充分利用有限的土地面積提高小麥產(chǎn)量是需要重點研究的課題；關(guān)于撒播對小麥個體發(fā)育及產(chǎn)量的影響，近年來在冬小麥栽培中已進(jìn)行了不少研究[6～8]，但結(jié)果不盡相同，究其原因可能是由播種量不同引起的；而小麥播量研究也有大量報道，但多是針對普通種植模式下的冬小麥[9，10]，麥棉套作下的適宜播量研究甚少，僅王樹林等[2]研究認(rèn)為，在麥棉套作模式下，播量對套作小麥產(chǎn)量三因素的影響由大到小依次為穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重，麥棉套作小麥適宜播量為225.0～262.0 kg·hm-2。本試驗初次將小麥撒播與麥棉套作模式相結(jié)合，并加入不同播量處理，研究不同小麥群體的生育性狀，為麥棉套作模式下選擇適宜的小麥播種方式與播量提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗材料

試驗于2014-2015年在河北省邯鄲市曲周縣西漳頭村河北省農(nóng)林科學(xué)院棉花研究所試驗田進(jìn)行。試驗小麥品種為嬰泊700，于2012年通過河北省審定，適宜麥棉套作模式下種植。試驗田為粘壤土，地力均勻，地勢平坦，排灌方便。0～20 cm土層有機質(zhì)含量16.3 g·kg-1，全氮含量1.06 g·kg-1，速效磷含量31.5 mg·kg-1，速效鉀含量325 mg·kg-1，屬高肥力地塊。

1.2試驗設(shè)計

采用裂區(qū)設(shè)計，以播種方式為主區(qū)，設(shè)撒播（以S表示）與條播（以T表示）兩種播種方式；以播量為副區(qū)，設(shè)187.5、225.0、262.5、300.0 kg·hm-2四個水平（分別以B1、B2、B3、B4表示）。3次重復(fù)，小區(qū)寬6.4 m，長8.0 m，面積51.2 m2。種植模式為麥棉套作，小麥幅寬80 cm，棉花預(yù)留行80 cm，撒播小麥播種時先開80 cm寬的溝，人工撒播后覆土壓實，條播小麥播種時采用單行小耬播種，播種四行，四行幅寬80 cm，2014年10月30日播種后澆蒙頭水。播種前結(jié)合整地公頃施復(fù)合肥（氮磷鉀比例為18-16-7）750 kg，2015年3月4日澆水一次，同時追施尿素225 kg·hm-2，4月22日播種棉花，4月24日澆水1次，5月18日澆水1次，6月11日收獲小麥，其它管理同大田。各小區(qū)進(jìn)行相同的施肥、灌水以保持試驗條件一致。

1.3測定項目與方法

1.3.1群體光分布在小麥孕穗期利用GCX-A冠層分析儀測定不同處理小麥頂部、中部與地面的光照強度，時間為中午11時與12時之間。

1.3.2小麥植株直徑利用螺旋測微器測量基部第2節(jié)間直徑，每小區(qū)測定50株取平均值。

1.3.3地上部干物質(zhì)積累分別于小麥灌漿期（5月6日）和收獲期（6月11日）測定每小區(qū)小麥地上部干物質(zhì)積累，5月6日每小區(qū)取寬80 cm、長20 cm區(qū)域內(nèi)的小麥植株，于105℃下殺青30 min，85℃烘干至恒重，折算成0.8 m2內(nèi)小麥的干重；6月11日收獲寬80 cm、長100 cm區(qū)域內(nèi)的小麥稱鮮重，從所取小麥中取500 g烘干，計算0.8 m2內(nèi)小麥的地上部干重。

1.3.4小麥根系于小麥?zhǔn)斋@期利用挖根法，挖取寬40 cm、長15 cm、深20 cm區(qū)域內(nèi)的土壤，人工揀出全部根系，洗凈后用GXY-A根系分析系統(tǒng)掃描，以*.tif文件格式存儲在計算機中，進(jìn)行圖形分析。

1.3.5小麥產(chǎn)量性狀調(diào)查每小區(qū)選取兩塊兒長1.0 m、寬0.8 m的區(qū)域，分別調(diào)查基本苗、收獲期穗數(shù)，同時收取50穗，用于測定穗粒數(shù)與千粒重；小區(qū)單獨收獲計產(chǎn)。

1.4數(shù)據(jù)處理與分析

使用Microsoft Excel 2003軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，DPS 7.05進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2結(jié)果與分析

2.1播種方式與播量對小麥群體內(nèi)部光照分布的影響

由圖1可見，小麥群體冠層中下部的光照強度遠(yuǎn)低于頂部，隨播量增加，中、下部光照強度呈逐次降低趨勢，撒播條件下B4較B1播量中、下部光照強度分別減少28.5%與26.1%，條播條件下分別減少25.6%與29.3%。表明，在本試驗條件下，播量越大，群體截獲的光能越多。從不同播種方式來看，撒播中、下部光照強度平均為277.3、36.2 klx，而條播分別為290.4、50.9 klx，撒播截獲光能高于條播。

2.2播種方式與播量對小麥基部第二節(jié)間直徑的影響

在麥棉套作模式下為提高小麥產(chǎn)量，一般認(rèn)為應(yīng)加大播量，但播量過大往往造成小麥個體發(fā)育偏弱，易致后期倒伏。而小麥倒伏與莖稈節(jié)間粗度相關(guān)，莖稈越粗，抗倒性越強[11]。從圖2可以看出，播量越大，小麥基部第二節(jié)間越細(xì)，撒播B1直徑較B4高0.19 mm，條播B1較B4高0.24 mm；撒播處理平均直徑4.21 mm，較條播平均高0.05 mm，原因主要是撒播條件下小麥植株分布均勻，所占空間優(yōu)勢好于條播，更有利于單株發(fā)育，增強后期抗倒伏性能。

基部第二節(jié)間直徑

2.3播種方式與播量對單位面積小麥地上部干物質(zhì)積累的影響

分別于小麥灌漿期和收獲期測定0.8 m2的地上部干物質(zhì)積累量，根據(jù)圖3結(jié)果，灌漿期無論撒播還是條播，隨著播量的增加，地上部干物質(zhì)積累量呈增加趨勢，但不同播量間差異較小，撒播各播量略高于條播。收獲期撒播和條播干物質(zhì)積累量也均隨播量增加而增加，但撒播的積累量顯著高于條播，B1、B2、B3、B4四個播量撒播較條播分別增加7.1%、4.9%、6.2%與4.8%，四個播量平均增加6.1%，可見，撒播更有于小麥群體發(fā)育。

面積地上部干物質(zhì)積累

2.4播種方式與播量對小麥群體根系生長的影響

通過測定分析每小區(qū)40 cm×15 cm×20 cm區(qū)域的根系情況（表1）可以看出，單位體積土壤中的小麥根系總長度隨著播量的增加而呈增加趨勢，撒播B1、B2、B3播量間根系總長度差異不顯著，但均顯著低于B4播量；條播B2、B3播量間差異不顯著，但顯著高于B1，三者均顯著低于B4播量；撒播與條播相比，根系總長度平均增加12.2%，且差異達(dá)到顯著水平。根系投影面積、表面積、體積變化規(guī)律與根系總長度相似，均隨著播量增加呈增加趨勢，播量間差異顯著；撒播與條播相比，根系投影面積、表面積、體積平均分別提高28.5%、28.5%、20.0%，且差異達(dá)到顯著水平。根系平均直徑則隨著播量的增加而降低，撒播B1播量顯著高于其它三個播量處理，條播B1與B2間差異不顯著，但顯著高于B3與B4；撒播根系平均直徑顯著高于條播。

2.5播種方式與播量對小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

小麥基本苗在播量處理間均差異顯著，但播種方式間差異不顯著（表2）。隨著播量增加，單位面積穗數(shù)呈增加趨勢；撒播條件下，B3與B4間差異不顯著，但顯著高于B1與B2；條播B2、B3、B4間差異不顯著，但顯著高于B1；平均來看，撒播達(dá)到606.6萬穗·hm-2，顯著高于條播。從單株成穗數(shù)來看，播量越小，單株成穗數(shù)越高，播量間差異顯著，撒播顯著高于條播。上述結(jié)果表明，小麥單株成穗數(shù)及單位面積穗數(shù)與播量密切相關(guān)，播量越大，單位面積穗數(shù)越高，單株成穗數(shù)越低；撒播的單位面積穗數(shù)、單株成穗數(shù)均高于條播，這與其單株分布均勻、所占空間較大有關(guān)。

穗粒數(shù)隨播量增加依次降低，撒播B1播量顯著高于B2，且兩者均顯著高于B3與B4；條播B1與B2間差異不顯著，但均顯著高于B3與B4；兩播種方式間，撒播較條播增加0.7粒/穗，但差異未達(dá)顯著水平。千粒重結(jié)果與穗粒數(shù)相似，隨播量增加降低趨勢明顯，播量間差異達(dá)到顯著水平，而播種方式間差異不顯著。

小麥產(chǎn)量撒播以B2播量最高，達(dá)7 283 kg·hm-2，而條播以B3播量最高；播種方式間，撒播較條播高平均5.1%，但未達(dá)顯著水平。

3討論與結(jié)論

小麥撒播技術(shù)近年來備受關(guān)注，各地科研人員做了大量相關(guān)研究，但結(jié)果不盡相同。李娜娜等[6]認(rèn)為撒播較條播顯著減產(chǎn)，原因主要是前期過高的分蘗力導(dǎo)致群體數(shù)量增加，降低了個體干物質(zhì)積累，穗粒數(shù)及粒重大幅下降所致，這與劉保華等[7]的結(jié)論類似；陳留根等[12]認(rèn)為生育前期撒播小麥莖蘗發(fā)生快，葉面積指數(shù)高，群體相對較大，但生育中后期條播小麥群體結(jié)構(gòu)更加合理，生長速度加快，葉面積指數(shù)較高，干物質(zhì)累積量大，最終產(chǎn)量顯著增加；喬蕊清等[8]研究認(rèn)為與條播栽培相比，冬小麥撒播在產(chǎn)量因素構(gòu)成上明顯地表現(xiàn)出“兩增一平”的特點，即單位面積有效穗數(shù)增多，一般增加12%～15%，粒重增高，千粒重平均增加1.5～2.0 g，而穗粒數(shù)基本持平，但撒播栽培對品種類型有一定的選擇，應(yīng)選用分蘗成穗率低的主莖優(yōu)勢型品種和春季分蘗力弱的冬前一次分蘗高峰型品種，如選用分蘗成穗率高的多穗型品種，應(yīng)適當(dāng)降低播量。綜合前人研究結(jié)果，撒播增加單位面積穗數(shù)結(jié)論基本一致，但對穗粒數(shù)和千粒重的影響結(jié)果不一，這可能與播種量的不同有關(guān)。

本試驗結(jié)果表明，在麥棉套作模式下，撒播單位面積穗數(shù)顯著高于條播，穗粒數(shù)與千粒重較條播也有所增加，產(chǎn)量提高了5.1%，但差異不顯著。究其原因，撒播小麥由于群體分布更加均勻，群體截獲的光能量更高，單株長勢優(yōu)于條播，基部第二節(jié)間增粗，群體根系長度、表面積與體積明顯優(yōu)于條播，單位面積地上部干物質(zhì)積累量增加6.1%，單株成穗數(shù)增加導(dǎo)致的單位面積穗數(shù)增加是撒播增產(chǎn)的主要原因。

從播量結(jié)果來看，隨著播量增加，群體截獲光能量增加，地上部干物質(zhì)積累量與根系生長總量均有提高，單位面積穗數(shù)呈增加趨勢，但單株發(fā)育趨弱，單株成穗數(shù)降低，穗粒數(shù)與千粒重呈降低趨勢，這一結(jié)論與前人研究結(jié)果[9，13]基本一致。撒播小麥產(chǎn)量在播量間差異顯著，以225.0 kg·hm-2播量處理最高，達(dá)到了7 283 kg·hm-2；條播小麥以播量262.5 kg·hm-2產(chǎn)量最高，達(dá)到了6 970 kg·hm-2，但播量間無顯著差異。

綜上所述，在麥棉套作模式下，采用撒播且播量控制在225.0 kg·hm-2時可有效提高小麥產(chǎn)量。

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