麥棉套作模式下差量播種對小麥抗倒性能及產(chǎn)量的影響

王樹林，王國平，王燕，張謙，馮國藝，雷曉鵬，梁青龍

(1．河北省農(nóng)林科學(xué)院 棉花研究所/農(nóng)業(yè)部黃淮海半干旱區(qū)棉花生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 河北 石家莊 050051； 2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 棉花研究所，河南 安陽 455000)

麥棉套作模式下差量播種對小麥抗倒性能及產(chǎn)量的影響

王樹林1，王國平2，王燕1，張謙1，馮國藝1，雷曉鵬1，梁青龍1

(1．河北省農(nóng)林科學(xué)院 棉花研究所/農(nóng)業(yè)部黃淮海半干旱區(qū)棉花生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 河北 石家莊 050051； 2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 棉花研究所，河南 安陽 455000)

[目的]在麥棉套作模式下，通過調(diào)整小麥邊行與內(nèi)行播種量，探索防止小麥倒伏與增產(chǎn)的新途徑。[方法]于2016-2017年在曲周試驗(yàn)站開展試驗(yàn)，采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，主因素為邊行播種量，設(shè)225 kg·hm-2(B1)與300 kg·hm-2(B2)兩個(gè)水平，副因素為內(nèi)行播種量，設(shè)150 kg·hm-2(T1)、225 kg·hm-2(T2)、300 kg·hm-2(T3)3個(gè)水平；調(diào)查小麥秸稈直徑、斷裂拉力、倒伏率等抗倒性能指標(biāo)與小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成。[結(jié)果]隨播量增加，邊行與內(nèi)行小麥主莖基部第二節(jié)間直徑與斷裂強(qiáng)度下降，單位面積穗數(shù)、產(chǎn)量呈上升趨勢，穗粒數(shù)、千粒重呈下降趨勢；邊行與內(nèi)行相互影響顯著，內(nèi)行播量增加對邊行小麥生長存在負(fù)效應(yīng)，邊行播量增加同樣抑制內(nèi)行小麥生長。綜合來看，當(dāng)邊行播量在300 kg·hm-2，內(nèi)行播量在150 kg·hm-2時(shí)小麥平均產(chǎn)量最高，內(nèi)行倒伏率接近最低。[結(jié)論]在麥棉套作模式下，采用增加邊行播量，降低內(nèi)行播量的差量播種方式，有利于防止小麥倒伏，提高小麥產(chǎn)量。

麥棉套作； 差量播種； 倒伏； 產(chǎn)量構(gòu)成

麥棉套作種植模式在20世紀(jì)90年代是河北省主推技術(shù)[1,2]，但后來由于其不適應(yīng)小麥機(jī)械化收獲而導(dǎo)致面積迅速萎縮。近年來關(guān)于麥棉套作種植模式的研究逐漸增多，一是國家對糧食安全日益重視[3]，二是植棉效益連年下降[4,5]，而麥棉套作種植模式是通過棉田增糧，一方面增加了糧食產(chǎn)量，另一方面增加了棉田收益[6]；關(guān)于麥棉套作模式的研究，孫磊[7,8]、王瑛[9]等人就套作模式下根系化感方面開展了一系列基礎(chǔ)研究，王樹林[10～15]等人在麥棉套作模式下開展了小麥播種方式與播量、品種篩選、肥料運(yùn)籌等試驗(yàn)研究，但均未涉及小麥倒伏問題，由于麥棉套作模式下一般采取增加小麥播量的方式保證小麥產(chǎn)量，但同時(shí)導(dǎo)致內(nèi)行小麥易倒伏而減產(chǎn)[16]，因此本試驗(yàn)提出了差量播種的概念，旨在通過調(diào)整邊行與內(nèi)行小麥播量，為小麥倒伏問題提出解決途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)地情況

試驗(yàn)于2016-2017年在河北省曲周縣槐橋鄉(xiāng)西漳頭村麥棉套作試驗(yàn)田開展，供試小麥品種為嬰泊700，屬半冬性中熟品種。試驗(yàn)田肥力水平偏高，0～20 cm土層養(yǎng)分含量有機(jī)質(zhì)1.29 g·kg-1，全氮0.95 g·kg-1，速效磷28.7 mg·kg-1，速效鉀218 mg·kg-1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

裂區(qū)設(shè)計(jì)，主因素為邊行播種量，設(shè)2個(gè)播量水平，分別是225 kg·hm-2(B1)與300 kg·hm-2(B2)，副因素為內(nèi)行播種量，設(shè)3個(gè)播量水平，分別是150 kg·hm-2(T1)、225 kg·hm-2(T2)、300 kg·hm-2(T3)。試驗(yàn)設(shè)置3次重復(fù)，小區(qū)寬6.4 m，長8.0 m，面積51.2 m2。

播種方式為立體勻播，小麥幅寬80 cm，每20 cm寬為一小幅，兩側(cè)的20 cm小麥為邊行，中間相鄰的兩個(gè)20 cm小麥為內(nèi)行；播種時(shí)將表層5 cm土刮開，人工將小麥種子按20 cm幅寬依次撒于地表后覆土鎮(zhèn)壓；小麥幅寬80 cm，棉花預(yù)留行80 cm，2016年10月30日整地，施復(fù)合肥750 kg·hm-2，10月31日播種，2017年3月10日灌水1 200 m3·hm-2，追施純氮103.5 kg·hm-2，4月25日播種棉花，4月26日灌水900 m3·hm-2，5月16日灌水900 m3·hm-2，6月9日收獲小麥，其它管理同大田。

1.3 測定項(xiàng)目與計(jì)算方法

按照每20 cm為一小幅將80 cm幅寬小麥分為4份，邊行為兩側(cè)2小幅，內(nèi)行為中間的2小幅；小麥?zhǔn)斋@前調(diào)查成穗數(shù)，同時(shí)在調(diào)查區(qū)域內(nèi)隨機(jī)收獲50株室內(nèi)考種，用游標(biāo)卡尺測定基部第二節(jié)間直徑，用HP-5型推拉力計(jì)測定基部第二節(jié)間斷裂拉力，調(diào)查穗粒數(shù)與千粒重；各小區(qū)單獨(dú)收獲計(jì)產(chǎn)。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)整理使用Excel 2003，統(tǒng)計(jì)分析使用DPS 7.05進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同播量對小麥秸稈直徑的影響

從表1結(jié)果來看，無論邊行還是內(nèi)行，隨播量增加小麥主莖基部第二節(jié)間直徑均呈下降趨勢，邊行B2(T1、T2、T3平均，下同)較B1下降0.15 mm，差異達(dá)顯著水平；在B1播量條件下，當(dāng)內(nèi)行播量從T1增至T3,后，小麥秸稈直徑下降了0.22 mm，在B2播量條件下，小麥直徑相應(yīng)下降了0.19 mm。

邊行與內(nèi)行之間存在相互影響。邊行播量增加降低了內(nèi)行小麥直徑，B2播量下內(nèi)行小麥直徑較B1降低0.25 mm；而內(nèi)行播量由T1增至T3后，在B1條件下邊行小麥秸桿直徑下降0.11 mm，在B2條件下降低0.10 mm，且差異均達(dá)顯著水平。這一結(jié)果表明，隨邊行播量的增加，對內(nèi)行小麥生長產(chǎn)生抑制作用，而內(nèi)行播量增加后也同樣抑制了邊行小麥的生長。

表1 不同處理小麥直徑/mm

注：表中同列數(shù)據(jù)后英文字母不同，表示在5%水平上差異顯著。下同。

Note：Values followed by the different small letters within a column are significant difference at the 0.05 level. The same below.

2.2 不同播量對小麥秸稈斷裂拉力的影響

根據(jù)表2可見，隨播量增加，邊行與內(nèi)行小麥秸稈斷裂拉力均呈下降趨勢， B2平均較B1下降0.9 N，差異達(dá)顯著水平；在B1與B2播量條件下，內(nèi)行秸稈直徑T1均顯著高于T2與T3，但T2與T3間差異不顯著。

邊行與內(nèi)行之間存在相互影響。邊行播量增加降低了內(nèi)行小麥秸稈斷裂拉力，B2播量下內(nèi)行小麥斷裂拉力較B1降低0.5 N；而內(nèi)行播量由T1增至T3后，在B1條件下邊行小麥直徑下降0.8 N，在B2條件下降低0.7 N，且差異均達(dá)顯著水平。這一結(jié)果與小麥秸稈直徑變化規(guī)律一致。

表2不同處理小麥秸稈斷裂拉力/N

Table 2 Broken tension of wheat straw of different treatments

處理Treatment邊行Marginalrow內(nèi)行Innerrow平均AverageB1T184a71a78aT274b59b67bT376b55b66bB2T174a63a69aT267b55b61bT367b54b61bB1Average78a62a70aB2Average69b57b63b

2.3 不同播量對小麥倒伏率的影響

2017年由于氣候原因，小麥出現(xiàn)嚴(yán)重倒伏，在麥棉套作模式下，不同播量邊行小麥均未出現(xiàn)倒伏，而內(nèi)行小麥則出現(xiàn)不同程度倒伏，從圖1中可以看出，隨著內(nèi)行播量增加，小麥倒伏率顯著升高，B1與B2播量下，T1播量內(nèi)行倒伏率僅有3.6%與5.9%，而T3內(nèi)行小麥倒伏率則增加到71.8%與90.0%。

圖1 不同處理內(nèi)行小麥倒伏率Fig.1 Lodging ratio for inner rows of different treatments

2.4 不同播量對小麥單位面積穗數(shù)的影響

播量對邊行與內(nèi)行小麥單位面積穗數(shù)影響較大(表3)。隨播量增加，無論邊行與內(nèi)行，單位面積穗數(shù)均呈增加趨勢，邊行B2平均較B1增加111萬穗·hm-2，差異達(dá)顯著水平；在B1與B2播量條件下，內(nèi)行播量增加，單位面積穗數(shù)增加趨勢明顯。

表3 不同處理小麥單位面積穗數(shù)/104·hm-2

邊行播量增加對內(nèi)行單位面積穗數(shù)影響顯著，B2平均內(nèi)行穗數(shù)較B1降低34萬穗·hm-2；而內(nèi)行播量增加同樣顯著降低了邊行穗數(shù)，在B1播量條件下，T1、T2、T3三個(gè)播量間邊行穗數(shù)差異均達(dá)顯著水平，在B2播量條件下，邊行穗數(shù)T1與T2之間差異不顯著，但顯著高于T3。

2.5 不同播量對小麥穗粒數(shù)的影響

播量對邊行與內(nèi)行小麥穗粒數(shù)有一定影響(表4)。隨播量增加，無論邊行與內(nèi)行，單位面積穗數(shù)均呈下降趨勢，邊行B2平均較B1減少1.2粒，差異達(dá)顯著水平；在B1與B2播量條件下，內(nèi)行隨播量增加，穗粒數(shù)呈下降趨勢，差異顯著。

表4 不同處理小麥穗粒數(shù)

邊行播量增加對內(nèi)行穗粒數(shù)影響顯著，B2平均內(nèi)行穗數(shù)較B1降低0.7粒，差異達(dá)顯著水平；而內(nèi)行播量增加對邊行穗粒數(shù)的影響較小，無論在B1與B2播量條件下，T1、T2與T3之間邊行穗粒數(shù)差異均未達(dá)到顯著水平。

2.6 不同播量對小麥千粒重的影響

播量對邊行與內(nèi)行小麥千粒重影響相對較小(表5)。隨播量增加，無論邊行與內(nèi)行，千粒重呈下降趨勢，邊行B2平均較B1減少1.6 g，差異達(dá)顯著水平；在B1與B2播量條件下，內(nèi)行隨播量增加，千粒重呈下降趨勢，在B1播量條件下差異不顯著，在B2播量條件下，T1顯著高于T2與T3。

表5 不同處理小麥千粒重/g

邊行播量增加對內(nèi)行千粒重影響顯著，B2內(nèi)行千粒重平均較B1降低1.3 g，差異達(dá)顯著水平；而內(nèi)行播量增加對邊行千粒重的影響較小，無論在B1與B2播量條件下，T1、T2與T3之間千粒重差異均未達(dá)到顯著水平。

2.7 不同播量對小麥產(chǎn)量的影響

播量對邊行與內(nèi)行小麥產(chǎn)量有顯著影響(表6)。隨播量增加，無論邊行與內(nèi)行，小麥產(chǎn)量均呈上升趨勢，邊行B2平均較B1提高592 kg·hm-2，差異達(dá)顯著水平；在B1與B2播量條件下，內(nèi)行隨播量增加，小麥產(chǎn)量均呈上升趨勢，在B1播量條件下，T3顯著高于T1與T2，在B2播量條件下，3個(gè)內(nèi)行播量處理產(chǎn)量差異不顯著。

邊行播量增加對內(nèi)行小麥產(chǎn)量影響顯著，B2內(nèi)行小麥產(chǎn)量平均較B1降低245 kg·hm-2，差異達(dá)顯著水平；而內(nèi)行播量增加也導(dǎo)致邊行小麥產(chǎn)量下降，在B1播量條件下，T1產(chǎn)量顯著高于T2與T3，與B2播量條件下，T1與T2間差異不顯著，但顯著高于T3。

表6 不同處理小麥產(chǎn)量/kg·hm-2

從邊行與內(nèi)行的互相影響來看，隨著內(nèi)行播量增加，內(nèi)行產(chǎn)量上升而邊行產(chǎn)量下降，從平均產(chǎn)量來看，無論在B1還是在B2播量條件下，小麥產(chǎn)量有下降的趨勢，表明增加內(nèi)行播量不利于提高小麥總體產(chǎn)量。在6個(gè)處理中，以B2 T1處理產(chǎn)量最高，達(dá)到了8 435 kg·hm-2。

3 結(jié)論與討論

在麥棉套作模式下，為增加小麥產(chǎn)量通常采取增加小麥播量的方式，但同時(shí)帶來內(nèi)行小麥易倒伏的問題，在單作冬小麥栽培中，常采取調(diào)整播量[17]、化控[18]等方式解決小麥倒伏問題，而在麥棉套作模式下，有關(guān)小麥倒伏的研究鮮見報(bào)道。為解決麥棉套作模式下小麥內(nèi)行易倒伏的問題，本試驗(yàn)首次提出增加邊行播量，降低內(nèi)行播量的差量播種法，以期在充分利用套作模式下的邊行優(yōu)勢的同時(shí)降低內(nèi)行小麥倒伏風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)果表明，隨播量增加，無論邊行與內(nèi)行，小麥秸稈直徑與斷裂拉力均呈下降趨勢，而內(nèi)行小麥隨播量增加，倒伏率急劇升高。隨播量增加，邊行與內(nèi)行小麥單位面積穗數(shù)呈增加趨勢，穗粒數(shù)、千粒重呈下降趨勢，小麥產(chǎn)量呈上升趨勢，同時(shí)邊行與內(nèi)行間存在相互影響，即邊行播量增加影響內(nèi)行小麥生長，反之亦然。從平均產(chǎn)量來看，當(dāng)邊行播量在300 kg·hm-2，內(nèi)行播量在150 kg·hm-2時(shí)小麥平均產(chǎn)量最高，內(nèi)行倒伏率接近最低，因此綜合考慮，在麥棉套作模式下，采取增加邊行播量，降低內(nèi)行播量有利于降低小麥倒伏風(fēng)險(xiǎn)，提高小麥產(chǎn)量。

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Effectsofdifferentialseedingrateonlodging-resistanttraitsandyieldcomponentsofwheatunderwheat-cottonintercroppingsystem

WangShulin1,WangGuoping2,WangYan1,ZhangQian1,FengGuoyi1,LeiXiaopeng1,LiangQinglong1

(1.CottonResearchInstitute，HebeiAcademyofAgricultureandForestryScience/KeyLaboratoryofBiologyandGeneticImprovementofCottoninHuanghuaihaiSemiaridArea，MinistryofAgriculture，Shijiazhuang050051，China; 2.InstituteofCottonResearchofChineseAcademyofAgriculturalSciences,Anyang455000,China)

[Objective]Through adjusting seeding rate of marginal row and inner row under wheat-cotton intercropping system, newmethod was explored to decrease wheat lodging and increase wheat yield.[Methods]The experiments were conducted in Quzhou station during 2016-2017. A split plot experiment involving two seeding rates(225.0 kg·hm-2and 300.0 kg·hm-2) of marginal row and three seeding rates(150 kg·hm-2, 225.0 kg·hm-2, 300.0 kg·hm-2) of inner row was designed. The diameter, broken tension of wheat straw and wheat lodging ratio, yield components were investigated.[Results]With increasing of seeding rate the lodging-resistant traits decreased, and the spike number per unit area, wheat yield increased, but wheat grains per ear and thousand-grain weight decreased. There was a significant interaction between the seeding rates of marginal row and inner row. The increase of seeding rate for inner row restrained the growth of wheat for marginal row, also the increase of seeding rate for marginal row restrained the growth of wheat for inner row. Above all, when seeding rate was 300 kg·hm-2for marginal row and 150 kg·hm-2for inner row, the wheat yield was the highest and lodging ration was nearly the lowest.[Conclusion]Themethod of increasing seeding rate for marginal row and decreasing seeding rate for inner row was beneficial to decrease wheat lodging and increase wheat yield.

Wheat cotton intercropping system, Differential seeding rate, Lodging, Yield components

S512.1

A

1671-8151(2017)12-0837-04

2017-08-27

2017-09-21

王樹林(1978—)，男(漢)，河北巨鹿人，副研究員，研究方向：棉花栽培與麥棉兩熟雙高產(chǎn)栽培技術(shù)

科技部支撐計(jì)劃(2013BAD05B00)；農(nóng)業(yè)部行業(yè)專項(xiàng)(201503121)；棉田高效技術(shù)體系研發(fā)與示范(HBCT2013030208)

(編輯：韓志強(qiáng))