兩種冬小麥行距配置對機(jī)播夏玉米出苗質(zhì)量及產(chǎn)量的影響

溫曉瑩，張英華，周麗麗，周順利，魯來清，王潤政，彭洪博

(1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，農(nóng)業(yè)部農(nóng)作制度重點開放實驗室，北京 100193；2.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 吳橋?qū)嶒炚?，河?吳橋 061802)

兩種冬小麥行距配置對機(jī)播夏玉米出苗質(zhì)量及產(chǎn)量的影響

溫曉瑩1，張英華1，周麗麗1，周順利1，魯來清2，王潤政2，彭洪博2

(1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，農(nóng)業(yè)部農(nóng)作制度重點開放實驗室，北京 100193；2.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 吳橋?qū)嶒炚?，河?吳橋 061802)

為了改善華北冬小麥-夏玉米一年兩熟地區(qū)機(jī)播夏玉米出苗質(zhì)量，提高周年產(chǎn)量。通過在冬小麥季設(shè)置“三窄一寬”(14+14+14+20 cm)和“四窄一寬”(10+10+10+10+22 cm)2種行距配置，夏玉米播在前茬小麥的寬行，研究了行距配置對冬小麥和夏玉米群體質(zhì)量、生物量和產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，與傳統(tǒng)冬小麥等行距種植(15.6 cm)相比，行距配置對冬小麥群體質(zhì)量和產(chǎn)量影響不顯著；寬行機(jī)播夏玉米的出苗率明顯提高，六葉展幼苗的株高、單株葉面積、單株鮮質(zhì)量和干質(zhì)量均表現(xiàn)較好，整齊度明顯提高；2種行距配置處理夏玉米的穗粒數(shù)較對照分別提高了6.4%，6.7%，產(chǎn)量增加10.2%，13.0%，周年產(chǎn)量分別增加5.76%，5.29%。因此，適當(dāng)改變行距不會導(dǎo)致冬小麥產(chǎn)量降低，反而有利于機(jī)播夏玉米出苗質(zhì)量的提高，提高夏玉米及周年產(chǎn)量。

冬小麥-夏玉米輪作；行距一體化配置；機(jī)械播種；出苗質(zhì)量；產(chǎn)量

冬小麥-夏玉米輪作是華北地區(qū)最主要的種植方式之一。冬小麥?zhǔn)敲苤沧魑?，通過縮小行距增加密度提高產(chǎn)量的效應(yīng)明顯[1]，使得冬小麥的行距逐漸變窄。冬小麥?zhǔn)斋@后秸稈鋪灑地表，夏玉米在小麥行間免耕直接播種。秸稈覆蓋有利于改善水分環(huán)境，提高產(chǎn)量和水分利用效率[2]。但是，小麥行距縮小加上行間秸稈覆蓋，會給后茬夏玉米機(jī)械化播種、出苗以及苗期生長造成困難，播種和出苗質(zhì)量降低。同時，由于種子質(zhì)量和精密播種技術(shù)[3]的提高，近些年玉米單粒播種技術(shù)已經(jīng)在生產(chǎn)上大面積應(yīng)用。單粒播種不需間、定苗，能促進(jìn)玉米前期的早生快發(fā)，省種省工。但是，如果整地質(zhì)量差、播種質(zhì)量不高，單粒播種的缺苗斷壟現(xiàn)象嚴(yán)重[4]，嚴(yán)重影響玉米的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。

行距配置是調(diào)控作物群體、產(chǎn)量與品質(zhì)形成的一項重要手段。合理的行距配置能夠建造良好的群體冠層結(jié)構(gòu)[5-8]和根層結(jié)構(gòu)[8]，有效利用光能[8-12]，促進(jìn)同化物生產(chǎn)、轉(zhuǎn)運(yùn)和籽粒灌漿[12-14]，提高作物產(chǎn)量[5-7，9-12，14-17]、品質(zhì)[14，16，18]和水分利用效率[17]，同時有利于機(jī)械化作業(yè)。目前對于冬小麥-夏玉米兩茬輪作提高夏玉米出苗質(zhì)量的研究主要集中在麥茬的處理方式上，關(guān)于前茬冬小麥行距配置對機(jī)播夏玉米出苗質(zhì)量及產(chǎn)量的影響還鮮見報道。因此，本研究設(shè)計了2種不同的冬小麥行距配置模式，調(diào)查了其對后茬機(jī)播夏玉米出苗質(zhì)量、生長及產(chǎn)量的影響，以期為提高華北地區(qū)冬小麥-夏玉米輪作體系機(jī)播玉米的播種出苗質(zhì)量，實現(xiàn)周年高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)生產(chǎn)提供理論和技術(shù)途徑。

1 材料和方法

1.1 試驗材料與設(shè)計

試驗于2012-2013年在中國農(nóng)業(yè)大學(xué)吳橋?qū)嶒炚具M(jìn)行，試驗地為沖積型鹽化潮土，地力均勻。試驗分別在2塊地對2種冬小麥行距配置模式進(jìn)行研究?！叭粚挕毙芯?4+14+14+20 cm(A)和等行距15.6 cm(ACK)，2012年10月21日機(jī)械化播種，播種密度為250萬/hm2；“四窄一寬”行距10+10+10+10+22 cm(B)和等行距15.6 cm(BCK)，2012年10月27日機(jī)械化播種，播種密度為300萬/hm2。冬小麥機(jī)械收獲后在原小麥寬行間機(jī)播夏玉米，2塊地播種日期分別為2013年6月17日和6月19日，具體生產(chǎn)過程與方法如圖1所示。冬小麥品種為衡4399，夏玉米品種為鄭單958。為了便于機(jī)械化操作，采用大區(qū)試驗設(shè)計，每個處理種植面積不小于0.1 hm2。試驗田各項農(nóng)藝措施均按一般大田生產(chǎn)管理。

圖1 不同冬小麥行距配置以及后茬夏玉米接茬種植示意圖Fig.1 The planting sketch of the three row spacing patterns for winter wheat and subsequent planting patten for summer maize

1.2 測定項目與方法

1.2.1 小麥季 冬小麥A處理每樣點按20 cm×4行，B處理每樣點按20 cm×5行，對照(ACK、BCK)每樣點按20 cm×4行進(jìn)行調(diào)查測定。

在冬小麥越冬期、拔節(jié)期、孕穗期、開花期和成熟期，調(diào)查測定群體總莖(穗)數(shù)；在冬小麥拔節(jié)期、孕穗期、開花期和成熟期取樣，樣品取回后按器官(莖、葉、穗)分開，105 ℃殺青30 min后，于80 ℃烘干到恒重，冷卻后稱重，調(diào)查測定干物質(zhì)積累動態(tài)。冬小麥成熟后每個樣點收獲1 m2進(jìn)行測產(chǎn)，按照籽粒含水率13%折算產(chǎn)量。

1.2.2 玉米季 在玉米六葉期，選擇代表性樣點隨機(jī)選取長勢均勻的10 m×1行，調(diào)查出苗數(shù)、缺苗數(shù)和葉齡，計算出苗率。同時，選取5株具有代表性的植株，測定株高、莖粗、葉面積、干質(zhì)量等指標(biāo)；在玉米13葉期、吐絲期和吐絲后25 d，調(diào)查測定玉米的葉面積和葉面積指數(shù)；在以上各時期及成熟期取樣，采用上述烘干法測定植株的干質(zhì)量。成熟期每小區(qū)取18 m2實收測產(chǎn)，按平均單穗重和大小穗比例選20個果穗進(jìn)行室內(nèi)考種，測定穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒質(zhì)量和籽粒含水率等指標(biāo)，并按照籽粒含水率14%折算產(chǎn)量。

比莖重。參照作物生理學(xué)中比葉重的定義，為表征玉米群體中個體生長的健壯程度，計算單位莖長的重量(干質(zhì)量)，即比莖重。具體計算公式為：比莖重(g/cm)=單株干質(zhì)量/株高。

采用SAS 9.1進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析，Microsoft Excel 2010繪制圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩種行距配置對冬小麥生長與產(chǎn)量的影響

2.1.1 兩種行距配置對冬小麥群體總莖數(shù)的影響 試驗結(jié)果表明(圖2)，小麥群體總莖數(shù)隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)呈現(xiàn)先升后降的趨勢。A處理群體總莖數(shù)在拔節(jié)期顯著高于對照，孕穗期顯著低于對照ACK，其他時期差異不顯著；B處理和A處理有同樣的趨勢。成熟期群體大小和冬前基本一致，說明小麥成穗數(shù)與冬前分蘗數(shù)密切相關(guān)。拔節(jié)期，寬窄行處理的小麥群體總莖數(shù)要高于等行距處理，原因可能是邊際優(yōu)勢導(dǎo)致分蘗較多；而孕穗期寬窄行處理冬小麥群體總莖數(shù)低于等行距的原因，可能是由于此時邊行優(yōu)勢下降，前一時期群體密度、外界水肥、光熱條件限制加上拔節(jié)期群體生長競爭激烈，導(dǎo)致大部分分蘗迅速消亡，群體大小恢復(fù)正常水平。

*.該時期處理間差異達(dá)到5%顯著水平；**.該時期處理間差異達(dá)到1%顯著水平。圖3-5同。*.The difference between the two treatments in the same growth stage is significant at 0.05 probability level；**.The difference between the two treatments in the same growth stage is significant at 0.01 probability level.The same as Fig.3-5.

2.1.2 兩種行距配置對冬小麥干物質(zhì)積累的影響 試驗結(jié)果表明，孕穗期A、B處理干物質(zhì)積累量分別極顯著低于對照ACK、BCK，其他時期差異不顯著(圖3)。原因可能是越冬期到拔節(jié)期寬窄行處理導(dǎo)致冬小麥分蘗增多，到了孕穗期無效分蘗迅速消亡，使得群體總莖數(shù)和干物質(zhì)積累量下降，這個結(jié)果和小麥群體總莖數(shù)表現(xiàn)一致。

2.1.3 兩種行距配置對冬小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響 對冬小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素的調(diào)查結(jié)果表明(表1)，2種行距處理的冬小麥成穗數(shù)均比較穩(wěn)定，與對照相比差異不顯著；穗粒數(shù)均高于對照，但千粒質(zhì)量則又表現(xiàn)為略有降低，但統(tǒng)計結(jié)果均差異不顯著。最終表現(xiàn)在產(chǎn)量上，2種行距配置模式與對照相比無顯著性差異，說明適當(dāng)調(diào)整行距對冬小麥產(chǎn)量不會產(chǎn)生影響。

圖3 兩種行距配置對冬小麥干物質(zhì)積累的影響Fig.3 Effects of the two row spacing patterns on dry matter accumulation in winter wheat

處理Treatment穗數(shù)/(×104/hm2)Earnumbers穗粒數(shù)Grainsperspike千粒質(zhì)量/g1000?grainweight產(chǎn)量/(kg/hm2)GrainyieldA639a32．6a43．0a8387aACK636a31．8a43．9a8226aB765a31．6a36．0a8217aBCK763a30．6a36．2a8250a

注：均值后有相同小寫字母或大寫字母的表示處理間差異未達(dá)到5%或1%顯著水平。表3-4同。

Note：The difference among the means following with the same small or capital letters are not significant at 0.05 or 0.01 levels，respectively.The same as Tab.3-4.

2.2 冬小麥兩種行距配置對后茬夏玉米出苗和產(chǎn)量的影響

2.2.1 夏玉米的出苗率和整齊度比較 六葉期的調(diào)查測定結(jié)果表明(表2)，處理A、B的夏玉米出苗率達(dá)到了93.7%，94.2%，而等行距ACK、BCK的夏玉米出苗率只有89.3%，86.7%；在整齊度上，處理A、B的株高、莖粗、鮮質(zhì)量和干質(zhì)量的變異率都分別低于對照ACK、BCK，表現(xiàn)出較好的均勻度。從不同指標(biāo)來看，各處理的干質(zhì)量變異率和鮮質(zhì)量變異率大于莖粗變異率和株高變異率，說明夏玉米苗期的物質(zhì)積累受內(nèi)外因素影響最大，莖粗次之，株高最小，即夏玉米苗期物質(zhì)積累可塑性較大。整體來說，前茬冬小麥行距配置提高了夏玉米的出苗率和植株的整齊度。

表2 六葉期夏玉米出苗率、整齊度比較Tab.2 Comparisons of emergence rate and seedling uniformity at the stage of 6th leaf expanded in summer maize %

2.2.2 夏玉米六葉期幼苗素質(zhì)比較 從表3可以看出，六葉期時A、B處理玉米幼苗株高、莖粗、單株干質(zhì)量、比莖重和單株葉面積均分別顯著或極顯著高于對照ACK、BCK。可見，適當(dāng)調(diào)整冬小麥行距配置，增加夏玉米播種行寬度改善了幼苗生長條件，促進(jìn)植株生長。

表3 六葉期夏玉米幼苗素質(zhì)比較Tab.3 Comparisons of seedling quality at the stage of 6th leaf expanded in summer maize

2.2.3 夏玉米葉面積指數(shù)變化動態(tài) 夏玉米葉面積指數(shù)呈先增加后緩慢降低的趨勢，增加最快的時期是苗期到大口期(13葉展)，吐絲期以后開始緩慢下降。A、B處理夏玉米LAI在苗期、大口期均分別顯著或極顯著高于對照ACK、BCK，吐絲期和灌漿中期(吐絲后25 d)差異不顯著(圖4)。這說明，前茬冬小麥行距配置主要影響后茬夏玉米出苗到大口期的生長，即適當(dāng)調(diào)整冬小麥行距有利于夏玉米幼苗生長，提高葉面積指數(shù)。

圖4 不同生育時期夏玉米葉面積指數(shù)變化動態(tài)Fig.4 Variations of leaf area index at different stages in summer maize

2.2.4 夏玉米干物質(zhì)積累動態(tài) A和ACK相比，A處理夏玉米在苗期、大口期、吐絲期和灌漿中期的干物質(zhì)積累量都顯著或極顯著高于對照ACK，成熟期二者差異不顯著；B和BCK相比，B處理夏玉米在苗期和大口期干物質(zhì)積累量顯著或極顯著高于對照BCK，吐絲期及之后二者之間的差異不顯著(圖5)。表明前茬冬小麥的行距配置促進(jìn)了后茬夏玉米的生長，干物質(zhì)積累量顯著提高，但對玉米生長前期(出苗到大口期)的影響更明顯。

圖5 不同生育時期夏玉米干物質(zhì)積累變化動態(tài)Fig.5 Variations of dry matter accumulation at different stages in summer maize

處理Treatment穗數(shù)/hm2Earnumber穗粒數(shù)Grainsperear百粒質(zhì)量/g100?grainweight產(chǎn)量/(kg/hm2)GrainyieldA62634aA449aA28．6aA7695aAACK61022aA422bB27．9aA6980bAB65726aA446aA24．4aA6855aABCK63978aA418bB23．7bB6065bB

2.2.5 夏玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素 從表4可以看出，玉米播種在前茬小麥的寬行雖然使穗數(shù)較對照有所提高，差異不顯著，但使玉米的穗粒數(shù)有了極顯著的提高，2種配置模式較對照分別增加了6.39%，6.70%。而就百粒質(zhì)量看，A處理表現(xiàn)不顯著，B處理則極顯著高于對照，但可能是由于后期降雨的影響，B處理農(nóng)田玉米的百粒質(zhì)量明顯低于A處理農(nóng)田，其效應(yīng)還有待進(jìn)一步研究。就最終的產(chǎn)量看，前茬小麥的寬窄行配置顯著提高了玉米的產(chǎn)量，分別較對照增產(chǎn)10.24%，13.03%?？梢?，前茬小麥行距配置主要影響了玉米的穗粒數(shù)，進(jìn)而影響了產(chǎn)量的形成。2.3 兩種行距模式對冬小麥-夏玉米周年產(chǎn)量的影響

從表5可以看出，A、B 2種行距配置冬小麥-夏玉米周年產(chǎn)量分別比對照ACK、BCK增加5.76%和5.29%；小麥季A處理比對照ACK增產(chǎn)1.96%，B處理比對照BCK減產(chǎn)0.40%，差異不顯著；玉米季A、B處理分別比對照ACK、BCK增產(chǎn)10.24%和13.03%。綜上，行距配置可以有效改善夏玉米生長條件，提高麥玉輪作周年產(chǎn)量。

表5 兩種行距模式對冬小麥-夏玉米周年產(chǎn)量的影響Tab.5 Effects of the two row spacing patterns on the annual yield of winter wheat-summer maize rotation system

3 討論和結(jié)論

群體質(zhì)量的優(yōu)劣是小麥產(chǎn)量水平高低的決定因素，而行距對群體質(zhì)量影響顯著。研究表明，行距影響小麥群體總莖數(shù)及莖蘗成穗率、葉面積指數(shù)、干物質(zhì)積累量等[5，7]；而從動態(tài)的角度講，適當(dāng)縮小行距能促進(jìn)冬前和控制春季分蘗的發(fā)生，具有抑制無效分蘗的作用[6]。本研究結(jié)果表明，小麥大小行種植能增加分蘗數(shù)和前期干物質(zhì)積累量，群體總莖數(shù)從拔節(jié)期到孕穗期表現(xiàn)快速下降，即無效分蘗衰亡快，呈現(xiàn)出較好的群體變化特征。不過，本研究中寬窄行距配置雖然提高了前期小麥的總莖數(shù)，但并沒有提高穗數(shù)，最終的產(chǎn)量沒有顯著提高，這可能與本研究的技術(shù)特點及行距設(shè)置有關(guān)。本研究采用節(jié)水省肥栽培，小麥播種相對偏晚，播量較大，總莖數(shù)的提高主要是由于寬行小麥的分蘗數(shù)增加，而處于內(nèi)行的窄行小麥由于群體變的更大，通風(fēng)透光條件惡化及營養(yǎng)競爭加劇，未能同步提高，分蘗質(zhì)量有下降趨勢，因此，整體表現(xiàn)為前期總莖數(shù)增加，但無效分蘗衰亡快，穗數(shù)變化不明顯。

苗全、苗勻、苗壯是作物獲得高產(chǎn)的基礎(chǔ)，“七分種，三分管”在現(xiàn)代作物高產(chǎn)生產(chǎn)中的作用越來越得到大家的認(rèn)同。小麥機(jī)械化收獲后，留在土地上的麥茬和秸稈對后茬玉米的播種出苗和苗期生長有著直接的影響，因麥茬影響造成的玉米播種出苗質(zhì)量問題越來越突出，特別是隨著玉米單粒點播技術(shù)的推廣應(yīng)用如何協(xié)調(diào)兩茬銜接問題顯得更加迫切。本研究表明，小麥寬窄行距配置后，玉米播種行變寬使得機(jī)手可以準(zhǔn)確地在行間播種，有效降低了因播種在小麥根茬上帶來的跳播、覆土不嚴(yán)、秸稈影響等不利因素，為玉米的出苗和苗期生長提供了較好的條件。表現(xiàn)為2種小麥的寬窄行配置提高了玉米的出苗率，苗期(六葉展)的株高、莖粗、葉面積、干物質(zhì)等，不但在均勻度上優(yōu)于對照，且幼苗質(zhì)量較對照有顯著提高，為后期生長與產(chǎn)量的形成打下了良好基礎(chǔ)。

小麥行距配置對后茬玉米群體的影響主要在玉米的出苗到大口期，以后效應(yīng)逐漸消失。但是，由于前期較好的出苗質(zhì)量和物質(zhì)積累，保證了后期產(chǎn)量的形成。本研究中小麥寬窄行處理對后茬玉米產(chǎn)量的提高幅度在10%以上，較大的產(chǎn)量提高幅度可能是因為試驗地本身地力不高，基本產(chǎn)量較低，因此產(chǎn)量有較大的上升空間。2塊地在粒重和產(chǎn)量方面表現(xiàn)差異可能與年型以及田間管理有關(guān)，B處理農(nóng)田收獲前降雨使得夏玉米出現(xiàn)青枯現(xiàn)象，造成粒重和產(chǎn)量低于A處理地塊。研究表明，與粒重相比，穗粒數(shù)受環(huán)境以及對產(chǎn)量的影響更大些[19-20]。分析本研究成熟期玉米的產(chǎn)量構(gòu)成因素發(fā)現(xiàn)，種植在寬行間的玉米穗粒數(shù)顯著高于對照，這可能是產(chǎn)量提高的主要原因。總之，通過對小麥實施適當(dāng)?shù)膶捳芯嗯渲茫軌蛟诒ＷC小麥生產(chǎn)的條件下為玉米提供較好的播種出苗和生長條件，提高玉米的產(chǎn)量，最終提高了小麥和玉米的周年產(chǎn)量。

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Effects of Two Row Spacing Patterns in Winter Wheat on Sowing Quality and Yield of Summer Maize

WEN Xiaoying1，ZHANG Yinghua1，ZHOU Lili1，ZHOU Shunli1，LU Laiqing2，WANG Runzheng2，PENG Hongbo2

(1.College of Agronomy and Biotechnology，China Agricultural University，Key Laboratory of Farming System，Ministry of Agriculture，Beijing 100193；2.Wuqiao Experimental Station， China Agricultural University，Wuqiao 061802,China)

In order to improve the sowing and seedling quality of summer maize within the rotation system of winter wheat-summer maize in North China Plain，and then to increase the annual productivity，two row spacing(RS) patterns，including "Three narrow RS′s with one wide"(14+14+14+20 cm) and "Four narrow RS′s with one wide" (10+10+10+10+22 cm)，were set in winter wheat，and the subsequent summer maize was planted in the wide RS，then the population quality，biomass and yield of the two crops were studied.The results showed that there were no significant differences in population quality and yield in winter wheat for the two treatments of RS patterns compared to the traditional equal RS with 15.6 cm.The emergence rate of summer maize planted in wide RS was extremely improved，the plant height，leaf area，fresh weight，and dry weight of the 6th-leaf expanded maize seedling showed a significant differences compared with that planted in the traditional equal RS，and the uniformity of population was improved obviously.The ear grain number of summer maize for the two RS patterns increased by 6.4% and 6.7%，and the yield increased by 10.2% and 13.0% compared to the control，respectively.As a result，the annual production was lead to increase by 5.76% and 5.29%，respectively.The results indicated that changing RS could lead to an increase in yield of summer maize by improving its seedling quality，while no decrease in yield of winter wheat，so that lead to a raise in the total yield around a year.

Winter wheat-summer maize rotation；Row spacing manipulation；Mechanical sowing；Seedling quality；Yield

2016-06-20

國家公益性行業(yè)科研專項(201203031；201303133)；玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(CARS-02-26)；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)(2014JD064)

溫曉瑩(1988-)，女，遼寧大連人，碩士，主要從事作物抗逆高產(chǎn)栽培研究。

周順利(1970-)，男，河南開封人，教授，博士，主要從事作物栽培生理與抗逆高產(chǎn)高效技術(shù)研究。

S513.01

A

1000-7091(2016)06-0137-07

10.7668/hbnxb.2016.06.022