種植密度和施肥量對(duì)南麥618農(nóng)藝性狀、葉綠素含量及產(chǎn)量的影響

蔣進(jìn) 王淑榮 張連全 馮曉 左娟 劉利

摘要：【目的】探討小麥品種南麥618在四川東北部丘陵地區(qū)的最佳種植密度和施肥量，為科學(xué)制定其高產(chǎn)高效栽培技術(shù)提供參考依據(jù)。【方法】采用2因素3水平完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，種植密度3個(gè)水平分別為2.18×106株/ha（A1）、2.48×106株/ha（A2）和2.78×106株/ha（A3），施肥量3個(gè)水平分別為N 33.0 kg/ha+P 25.7 kg/ha（B1）、N 66.0 kg/ha+P 51.3 kg/ha（B2）和N 99.0 kg/ha+P 77.0 kg/ha（B3）。生育期內(nèi)分別測(cè)定南麥618的相關(guān)農(nóng)藝性狀、旗葉葉綠素含量和單莖綠葉面積，成熟時(shí)各小區(qū)單獨(dú)收獲計(jì)算產(chǎn)量?！窘Y(jié)果】隨著種植密度加大，南麥618的單位面積有效穗數(shù)增加，成穗率下降，穗粒數(shù)和千粒重呈不同程度的下降趨勢(shì)，穗長變短，產(chǎn)量、收獲指數(shù)呈上升趨勢(shì)，旗葉葉綠素含量降低，單莖綠葉面積減小。隨著施肥量的增加，南麥618的單位面積有效穗數(shù)增加，成穗率下降，穗粒數(shù)和千粒重呈不同程度的上升趨勢(shì)，穗長變長，產(chǎn)量、收獲指數(shù)呈上升趨勢(shì)，旗葉葉綠素含量升高，單莖綠葉面積增大。種植密度和施肥量的交互作用對(duì)穗粒數(shù)和產(chǎn)量有極顯著影響（P<0.01），有效穗數(shù)與產(chǎn)量顯著相關(guān)（P<0.05）。綜合分析，A2B3處理的農(nóng)藝性狀最優(yōu)，光合性能最佳，產(chǎn)量最高（5.49×103 kg/ha）。【結(jié)論】在川東北丘陵區(qū)種植南麥618時(shí)，種植密度以2.48×106株/ha、施肥量以N 99.0 kg/ha+P 77.0 kg/ha為宜。

關(guān)鍵詞： 種植密度；施肥量；南麥618；農(nóng)藝性狀；葉綠素含量；葉面積；產(chǎn)量

中圖分類號(hào)： S512 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-1191（2017）03-0416-06

0 引言

【研究意義】四川省是我國西南冬麥區(qū)的主產(chǎn)區(qū)，小麥種植面積常年約1.2×106 ha，其中川東北丘陵低山區(qū)小麥種植面積和籽粒產(chǎn)量均占四川省的40%左右（四川省統(tǒng)計(jì)局，2015）。南麥618是由四川省南充市農(nóng)業(yè)科學(xué)院采用系統(tǒng)法選育而成的豐產(chǎn)性好、抗病性強(qiáng)、適應(yīng)性廣的優(yōu)質(zhì)中筋小麥新品種，已在川東北丘陵地區(qū)大面積推廣應(yīng)用，但目前該品種的配套栽培技術(shù)尚不完善。小麥群體的組成、密度及對(duì)外界光、溫、水、肥等的充分利用，是其形成高產(chǎn)的關(guān)鍵，小麥功能葉片的光合作用對(duì)產(chǎn)量形成有重要影響（李世清等，2003；楊艷紅，2011）。因此，研究不同種植密度和施肥量對(duì)南麥618農(nóng)藝性狀、葉綠素含量及產(chǎn)量的影響，對(duì)于集成相應(yīng)的配套栽培技術(shù)，充分發(fā)揮其品種增產(chǎn)潛力及指導(dǎo)小麥生產(chǎn)均具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】種植密度和施肥量是影響作物功能葉片葉綠素含量和光合面積的重要因素，最終間接影響光合產(chǎn)物的積累（張海鵬等，2011）。合理密植可協(xié)調(diào)穗部性狀和生育階段干物質(zhì)積累量的關(guān)系。在一定范圍內(nèi)，增加種植密度能促進(jìn)群體生長，顯著提高小麥的籽粒產(chǎn)量和干物質(zhì)積累量（王方瑞，2012）。但隨著種植密度的進(jìn)一步增大，會(huì)增加群體倒伏的概率，同時(shí)使葉片功能期縮短，衰老進(jìn)程加快（徐慶章等，1995；淮賀舉等，2013；溫明星等，2014）。同樣，在一定范圍內(nèi)增加施肥量可促進(jìn)小麥個(gè)體生長，極顯著提高單位面積有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重，但過度施肥會(huì)造成過多的經(jīng)濟(jì)投入及環(huán)境污染，嚴(yán)重制約現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的節(jié)本增效和可持續(xù)發(fā)展（劉兆麗和王建林，2008；王繼玥等，2011；胡中華和陳靜芝，2012）。因此，依據(jù)品種特性來協(xié)調(diào)確定種植密度和施肥量，協(xié)調(diào)好群體與個(gè)體的關(guān)系，既能保證一定數(shù)量的群體，又能使單位面積有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重得到均衡發(fā)展，才有利于發(fā)揮品種的增產(chǎn)潛力（劉建華等，2009；劉貴峰等，2012；周棱波等，2016）?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前，關(guān)于栽培條件對(duì)小麥產(chǎn)量及構(gòu)成因子影響的研究已有較多報(bào)道，但有關(guān)種植密度和施肥量共同對(duì)小麥旗葉葉綠素含量和單莖綠葉面積動(dòng)態(tài)影響的報(bào)道較少，尤其南麥618在川東北丘陵地區(qū)的最佳種植密度和施肥量研究尚無報(bào)道。【擬解決的關(guān)鍵問題】采用2因素3水平完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，探討南麥618在四川東北部丘陵地區(qū)的最佳種植密度和施肥量，為科學(xué)制定其高產(chǎn)高效栽培技術(shù)提供理論依據(jù)，也為客觀評(píng)價(jià)該品種和指導(dǎo)小麥生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)材料

供試小麥品種為南麥618，由四川省南充市農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所提供。供試肥料為尿素（總N以44.0%計(jì)，四川瀘天化股份有限公司）和過磷酸鈣（有效P以17.0%計(jì)，四川省德陽市龍泉磷肥廠）。

1. 2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2015～2016年在四川省南充市農(nóng)業(yè)科學(xué)院瀠溪試驗(yàn)田進(jìn)行。試驗(yàn)田前茬為棉花，紫色壤土，耕層土壤（0～20 cm）pH 6.3，含有機(jī)質(zhì)2.61%、全氮0.11%、速效氮120.11 mg/kg、速效磷20.13 mg/kg、速效鉀182.32 mg/kg。小麥生育期（11月～翌年5月）月平均氣溫13.24 ℃，月平均降水量42.39 mm。

試驗(yàn)采用2因素3水平完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)種植密度（A）和施肥量（B）2個(gè)因素，各因素分別設(shè)3個(gè)水平（表1）。試驗(yàn)共9個(gè)處理，重復(fù)3次，共27個(gè)小區(qū)。播種方式為條播，行長4.00 m，行距0.25 m，種植8行，小區(qū)面積8.00 m2（4.00 m×2.00 m）。氮肥以70%為基肥、30%為追肥（拔節(jié)期施用），磷肥一次性作基肥施入。常規(guī)麥田管理。

1. 3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1. 3. 1 農(nóng)藝性狀調(diào)查和測(cè)產(chǎn) 各小區(qū)固定選擇同一方向第3行，3葉期（播種后40 d）調(diào)查基本苗；拔節(jié)期（播種后90 d）調(diào)查最高苗數(shù)；成熟期調(diào)查有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重、主穗長；抽樣測(cè)定籽粒和秸稈干重，計(jì)算收獲指數(shù)，收獲指數(shù)（%）=籽粒重/（籽粒重+秸稈重）×100。最后分小區(qū)收獲脫粒后曬干稱重，測(cè)量水含率，統(tǒng)一按照13.0%水含量折算最終產(chǎn)量。

1. 3. 2 葉綠素含量和綠葉面積測(cè)定 每小區(qū)各固定選取30個(gè)單株，選取主蘗旗葉中部兩點(diǎn)，并用記號(hào)筆做好標(biāo)記。采用CCM-200便攜式葉綠素測(cè)定儀測(cè)定標(biāo)記點(diǎn)葉綠素含量指數(shù)，每點(diǎn)每次測(cè)定2次，每小區(qū)30個(gè)單株測(cè)定數(shù)據(jù)均值作為該小區(qū)葉綠素含量。用直尺人工測(cè)定選取單株標(biāo)記主莖各綠葉的長度和寬度，計(jì)算葉面積，葉面積=長×寬×0.73。

1. 4 統(tǒng)計(jì)分析

應(yīng)用Excel 2003和DPS V7.05進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計(jì)分析，采用Origin 9.0制圖。

2 結(jié)果與分析

2. 1 種植密度和施肥量對(duì)南麥618農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響

由表2可看出，在相同施肥水平下，隨著種植密度加大，單位面積有效穗數(shù)增加，成穗率下降，穗粒數(shù)和千粒重有不同程度的下降趨勢(shì)，穗長變短，收獲指數(shù)呈波動(dòng)上升趨勢(shì)。在相同種植密度下，隨著施肥量增加，單位面積有效穗數(shù)增加，成穗率波動(dòng)下降，穗粒數(shù)和千粒重表現(xiàn)出不同程度的增加趨勢(shì)，穗長變長，收獲指數(shù)呈上升趨勢(shì)。不同處理產(chǎn)量變幅為5.05×103～

5.49×103 kg/ha，其中，A2B3處理產(chǎn)量最高，其次是A3B2處理，A1B1處理產(chǎn)量最低。3個(gè)種植密度中，A2和A3水平的平均產(chǎn)量均為5.37×103 kg/ha，顯著高于A1水平的產(chǎn)量（P<0.05，下同）；3個(gè)施肥量的平均產(chǎn)量間均存在顯著差異，以B3水平的產(chǎn)量最高，為5.36×103 kg/ha。

由表3可看出，種植密度對(duì)有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量有極顯著影響（P<0.01，下同），施肥量對(duì)有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和產(chǎn)量有極顯著影響，對(duì)千粒重的影響未達(dá)顯著水平（P>0.05，下同）。種植密度和施肥量的互作對(duì)穗粒數(shù)和產(chǎn)量有極顯著影響，對(duì)有效穗數(shù)和千粒重的影響未達(dá)顯著水平。

2. 2 南麥618產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因子的簡單相關(guān)分析及通徑分析結(jié)果

由表4可看出，有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重與產(chǎn)量（Y）的相關(guān)系數(shù)排序?yàn)橛行霐?shù)（r=0.704*）>千粒重（r=0.070）>穗粒數(shù)（r=-0.286），其中有效穗數(shù)與產(chǎn)量的正相關(guān)達(dá)顯著水平，說明有效穗數(shù)對(duì)小麥產(chǎn)量水平的提高起主導(dǎo)作用，其次為千粒重、穗粒數(shù)。通徑分析結(jié)果表明，三因子對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)大小與簡單相關(guān)性分析結(jié)果一致，其中穗粒數(shù)對(duì)產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為負(fù)值，穗粒數(shù)通過有效穗數(shù)和千粒重對(duì)產(chǎn)量的間接通徑系數(shù)也均為負(fù)值，說明增加南麥618產(chǎn)量應(yīng)充分協(xié)調(diào)穗粒數(shù)與有效穗數(shù)、千粒重間的關(guān)系。

2. 3 種植密度和施肥量對(duì)南麥618旗葉葉綠素含量的影響

由圖1-A可看出，不同種植密度處理下，南麥618旗葉葉綠素含量指數(shù)呈雙峰變化趨勢(shì)，即先緩慢上升后又緩速波動(dòng)下降，隨后再迅速上升，最后又急速下降。孕穗至抽穗期（3月7～30日）旗葉葉綠素含量指數(shù)以A2水平最高，A1水平最低，揚(yáng)花至灌漿期（3月30日～4月18日）旗葉葉綠素含量指數(shù)排序?yàn)锳1>A2>

A3，成熟期（4月20～25日）旗葉葉綠素含量指數(shù)排序?yàn)锳3>A1>A2。對(duì)動(dòng)態(tài)變化曲線進(jìn)行直線擬合發(fā)現(xiàn)，A1斜率（a=-0.32）最小，A2斜率（a=-0.40）最大，說明A1水平旗葉葉綠素含量衰減的速率最慢，A2水平旗葉葉綠素含量衰減速率最快。

由圖1-B可看出，不同施肥量處理下，南麥618旗葉葉綠素含量指數(shù)同樣呈雙峰變化趨勢(shì)，且隨施肥量的增加而增高。對(duì)動(dòng)態(tài)變化曲線進(jìn)行直線擬合發(fā)現(xiàn)，B3斜率（a=-0.37）最小，B2斜率（a=-0.40）最大，說明B3水平旗葉葉綠素含量衰減速率最慢，B2水平旗葉葉綠素含量衰減速率最快。

2. 4 種植密度和施肥量對(duì)南麥618單莖綠葉面積的影響

由圖2-A可看出，不同種植密度處理下，南麥618單莖綠葉面積呈逐漸下降趨勢(shì)，且隨種植密度的增大而減小。對(duì)動(dòng)態(tài)變化曲線進(jìn)行直線擬合，發(fā)現(xiàn)A2斜率（a=-1.91）最小，A1斜率（a=-1.99）最大，說明A2水平單莖綠葉面積衰減速率最慢，A1水平單莖綠葉面積衰減速率最快。

由圖2-B可看出，不同施肥量處理下，南麥618單莖綠葉面積呈逐漸下降趨勢(shì)，且隨施肥量的增加而變大。對(duì)動(dòng)態(tài)變化曲線進(jìn)行直線擬合，發(fā)現(xiàn)B3斜率（a= -1.66）最小，B2斜率（a=-1.82）最大，說明B3水平單莖綠葉面積衰減速率最慢，B2水平單莖綠葉面積衰減速率最快。

3 討論

種植密度是保證群體數(shù)量和結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵，合理施肥則是個(gè)體生長發(fā)育的重要保障。適宜的種植密度可協(xié)調(diào)產(chǎn)量因子間的關(guān)系，從而提高產(chǎn)量。王竟紹等（2011）研究表明，種植密度提高有利于不同穗型小麥品種單位面積有效穗數(shù)的增加，但穗粒數(shù)與千粒重隨種植密度的加大而減小。王志偉等（2016）研究認(rèn)為，西南麥區(qū)小麥品種創(chuàng)高產(chǎn)的適宜密度為基本苗2.4×106株/ha。本研究結(jié)果表明，南麥618單位面積有效穗數(shù)隨種植密度的加大而增加，主穗長、穗粒數(shù)、千粒重和成穗率則隨種植密度的增大而降低；3個(gè)種植密度下，A1水平的平均產(chǎn)量顯著低于A2和A3，后兩者差異不顯著，但A3的密度過大容易發(fā)生倒伏，因此生產(chǎn)上建議選擇A2水平。該結(jié)果與王竟紹等（2011）和王志偉等（2016）的研究結(jié)論相似。劉兆麗和王建林（2008）研究指出，合理施肥可極顯著提高小麥單位面積有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重，三者共同作用致使小麥產(chǎn)量極顯著提高。本研究結(jié)果表明，施肥量對(duì)有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和產(chǎn)量有極顯著影響，隨著施肥量的增加，單位面積有效穗數(shù)增加，穗粒數(shù)和千粒重表現(xiàn)不同程度的上升趨勢(shì)。因此，種植密度和施肥量對(duì)產(chǎn)量及其構(gòu)成因子均有顯著影響，二者達(dá)到最佳組合才是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的關(guān)鍵。

種植密度和施肥量對(duì)小麥的光合作用也有顯著影響。劉建華等（2009）研究表明，高密度中肥處理有利于提高葉片光合速率，高密度高肥處理有利于提高葉片蒸騰速率，高肥水平則有利于提高葉片的氣孔導(dǎo)度。在一定的施氮量范圍內(nèi)，葉片葉綠素相對(duì)含量、凈光合速率等均隨施氮量的增加而提高，施氮量超過一定范圍繼續(xù)提高，上述參數(shù)則呈下降趨勢(shì)，籽粒產(chǎn)量亦呈相同趨勢(shì)。過高的施氮量會(huì)導(dǎo)致灌漿后期葉片衰老加快，凈光合速率下降迅速，葉面積指數(shù)降低，千粒重下降明顯，最終導(dǎo)致產(chǎn)量減少（蔡劍等，2007；孫旭生等，2008）。因此，通過調(diào)整種植密度和施肥量等農(nóng)藝栽培措施，可提高作物光能利用率，進(jìn)而增加產(chǎn)量。本研究結(jié)果表明，在同一密度處理下，隨施肥量的增加，有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重、產(chǎn)量均增加，旗葉葉綠素含量和單莖綠葉面積增大，當(dāng)施肥量為B3水平時(shí)，旗葉葉綠素含量和單莖綠葉面積衰減的速率均最慢；在同一施肥水平下，當(dāng)種植密度為A2水平時(shí)，在孕穗至抽穗期（3月7～30日）南麥618旗葉葉綠素含量較A1和A3水平高，揚(yáng)花至灌漿期（3月30日～4月18日）旗葉葉綠素含量排序?yàn)锳1>A2>A3，在整個(gè)孕穗至成熟期A2水平單莖綠葉面積衰減速率最慢。這可能是由于A2水平種植密度適中，群體結(jié)構(gòu)相對(duì)合理，葉片有更充足的光照和更長的光合時(shí)間，有利于光合產(chǎn)物的積累，有助于產(chǎn)量的形成。因此，本研究中南麥618最佳的種植密度與施肥量組合為A2B3（即基本苗2.48×106株/ha，N 99.0 kg/ha+P 77.0 kg/ha），但在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)具體情況適當(dāng)調(diào)整施肥量和用種量，并做好抗旱防漬、病蟲草害的防治等耕作管理措施，以利于充分發(fā)揮南麥618的最大增產(chǎn)潛力，并實(shí)現(xiàn)其品質(zhì)的高效、優(yōu)質(zhì)調(diào)控。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，種植密度和施肥量對(duì)南麥618的農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量有顯著影響，在川東北丘陵區(qū)種植南麥618的最佳種植密度與施肥量組合為A2B3，即基本苗2.48×106 株/ha，N 99.0 kg/ha+P 77.0 kg/ha。

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（責(zé)任編輯 王 暉）