寬幅帶狀旋播對(duì)小麥產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

張 睿,李淑琳，王榮成，張永峰，張宗卷，黃西社

(1 西北農(nóng)林科技大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，陜西 楊凌 712100；2 山東潔晶集團(tuán)股份有限公司，山東 日照 276800；3 陜西省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，陜西 西安 710003;4 陜西省涇陽(yáng)縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，陜西 涇陽(yáng) 713700；5 陜西省鳳翔縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，陜西 鳳翔 721400；6 陜西省武功縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，陜西 武功 712200)

如何持續(xù)提高小麥單位面積產(chǎn)量，進(jìn)而穩(wěn)定或增加小麥總產(chǎn)量是我國(guó)小麥生產(chǎn)者關(guān)注的熱點(diǎn)，而提高小麥播種質(zhì)量是獲得小麥高產(chǎn)的基礎(chǔ)。因此，國(guó)內(nèi)學(xué)者相繼進(jìn)行了播種方式探索，期望借助改變播種方式來(lái)提高播種質(zhì)量。何立人[1]、司秉廉等[2]、顧擇[3]較早進(jìn)行寬幅播種探索，認(rèn)為寬幅播種增產(chǎn)效果比條播顯著；余松烈院士進(jìn)行了寬幅帶狀播種及精播技術(shù)研究，開(kāi)發(fā)出與寬幅播種配套的機(jī)具；與此同時(shí)國(guó)內(nèi)多個(gè)農(nóng)機(jī)廠家也進(jìn)行了相關(guān)研發(fā)，開(kāi)發(fā)出多種寬幅播種機(jī)具，如西安亞奧、洛陽(yáng)鑫樂(lè)、山東鄆城的寬幅播種機(jī)等，為寬幅播種技術(shù)的推廣奠定了基礎(chǔ)。寬幅播種技術(shù)已成為近年小麥生產(chǎn)的主推技術(shù)之一，先后在黃淮麥區(qū)的山東省、河南省、河北省、陜西省、山西省、甘肅省等地的冬小麥生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。內(nèi)蒙、甘肅、北京等地農(nóng)技推廣部門(mén)進(jìn)行比較研究后普遍認(rèn)為，寬幅播種具有顯著增產(chǎn)效果，但增產(chǎn)幅度差異較大[4-16]。陜西省在2009-2011年結(jié)合農(nóng)業(yè)部和陜西省的小麥高產(chǎn)創(chuàng)建進(jìn)行了寬幅帶狀旋播多點(diǎn)示范實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)該播種方式一方面受到整地質(zhì)量、地力水平、機(jī)械性能、駕駛員操作技能、生態(tài)區(qū)域差異等因素影響，另一方面該機(jī)型本身設(shè)計(jì)中，為了防止播種過(guò)程中秸稈堵塞影響播種質(zhì)量而增大了行距，其產(chǎn)量效應(yīng)有增有減。為改進(jìn)完善該機(jī)型作業(yè)性能，本研究在關(guān)中不同區(qū)域有代表性的安排試驗(yàn)和示范，系統(tǒng)研究寬幅帶狀旋播后小麥群體、個(gè)體、產(chǎn)量及品質(zhì)的變化，以完善寬幅帶狀播種技術(shù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用小麥品種為小偃22(購(gòu)自陜西岐山縣種子公司)，示范用小麥品種為小偃22和中麥895(由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所提供)。試驗(yàn)用肥料從當(dāng)?shù)剞r(nóng)資市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)，用量與大田生產(chǎn)一致。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2013-2014年在陜西省武功縣武功鎮(zhèn)古風(fēng)村進(jìn)行，武功試驗(yàn)點(diǎn)年降水量633.7 mm，年均氣溫12.9 ℃, ≥10 ℃的有效積溫為4 184 ℃,無(wú)霜期228 d，年平均日照時(shí)數(shù)2 094.9 h。試驗(yàn)示范在扶風(fēng)縣的浪店村(年降水量543 mm，年均氣溫12.5 ℃, 無(wú)霜期226 d)、鳳翔縣的橫水村(年降水量523.6 mm，年均氣溫11.4 ℃, 無(wú)霜期229 d)、涇陽(yáng)的東王村(年降水量548.7 mm，年均氣溫13.1 ℃,無(wú)霜期218 d)和臨潼區(qū)大劉村(年降水量540.6 mm，年均氣溫13.2 ℃, 無(wú)霜期212 d)進(jìn)行。試驗(yàn)地面積1.2 hm2，每種方式播種0.4 hm2。選用2BJK-6型小麥寬幅精量播種機(jī)(購(gòu)自山東鄆城，播幅170 cm,行距27.0 cm)、2BMG-4/6寬幅帶狀旋播機(jī)(購(gòu)自西安亞奧農(nóng)機(jī)廠，播幅200 cm,行距28.5 cm)和普通條播機(jī)(2BX-6，播幅130 cm,行距21 cm，作對(duì)照)3種播種機(jī)。試驗(yàn)采用順序排列，每種機(jī)型為1個(gè)處理，共3個(gè)處理，出苗后將每個(gè)處理劃出667 m2分成5個(gè)小區(qū)即5個(gè)重復(fù)，試驗(yàn)地四周均留保護(hù)行。武功試驗(yàn)于2013年10月8日播種，播種量為187.5 kg/hm2；底肥磷酸二銨(P2O546%，N16%)525 kg/hm2，尿素(N,46%)300 kg/hm2，拔節(jié)期追施尿素150 kg/hm2；冬前統(tǒng)一化學(xué)除草，2014年5月6日統(tǒng)一開(kāi)展“一噴三防”,其他的施肥、灌水、病蟲(chóng)害防治等統(tǒng)一進(jìn)行，6月11日收獲。試驗(yàn)示范點(diǎn)在2013年10月5-14日播種，播種量為187.5 kg/hm2；底肥磷酸二銨(P2O546%，N16%)525 kg/hm2，尿素(N,46%)300 kg/hm2，拔節(jié)期追施尿素150 kg/hm2；2013年11月下旬用巨星除草劑統(tǒng)一化學(xué)除草，2014年5月1-8日統(tǒng)一開(kāi)展“一噴三防”，其他施肥、灌水、病蟲(chóng)害防治等統(tǒng)一進(jìn)行，2014年6月10-14日收獲。

1.3 調(diào)查指標(biāo)及方法

1.3.1 小麥群體和個(gè)體指標(biāo) 小麥出苗后，在每個(gè)播種方式的每個(gè)小區(qū)，確定5個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)長(zhǎng)2 m，調(diào)查基本苗、越冬總莖數(shù)、春季最高總莖數(shù)和成穗數(shù)，并在越冬期和拔節(jié)期調(diào)查個(gè)體株高、主莖葉齡、次生根數(shù)、分蘗結(jié)構(gòu)。成熟期每個(gè)小區(qū)收獲60 m2測(cè)定穗粒數(shù)、產(chǎn)量和千粒質(zhì)量。

1.3.2 小麥品質(zhì)指標(biāo) 采用GB 5498-85的方法測(cè)定籽粒容重(g/L)；采用ICC標(biāo)準(zhǔn)No.202的方法測(cè)定籽粒硬度；采用ICC標(biāo)準(zhǔn)的No.105和No.202方法測(cè)定籽粒的蛋白質(zhì)含量；采用ICC標(biāo)準(zhǔn)的No.106方法測(cè)定籽粒的濕面筋含量；采用ICC標(biāo)準(zhǔn)的No.116和No.118中Zeleny法測(cè)定籽粒沉淀值；采用ICC標(biāo)準(zhǔn)的No.115方法測(cè)定吸水率；采用ICC標(biāo)準(zhǔn)的No.115方法測(cè)定面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間(min)；采用GB/T 14615-2006的方法測(cè)定面團(tuán)拉伸面積(cm2);采用GB/T 14615-2006的方法測(cè)定面團(tuán)延展性(mm)和最大拉伸阻力(E.U.)。

1.3.3 功能葉凈光合速率測(cè)定 在小麥開(kāi)花期，對(duì)每個(gè)處理取6株，用LI-6400光合測(cè)定儀測(cè)量每株主莖的旗葉、倒二葉、倒三葉的凈光合速率(Pn，μmol/(m2·s))。

1.4 數(shù)據(jù)處理

方差分析采用Lnt.方差分析軟件，多重比較采用SSR法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同播種方式對(duì)小麥群體的效應(yīng)

不同播種方式對(duì)小麥群體及其產(chǎn)量的效應(yīng)見(jiàn)表1。由表1可以看出，在播種量相同的條件下，5個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)中，寬幅播種的基本苗和越冬總莖數(shù)均低于對(duì)照，2BJK-6分別較對(duì)照低1.8%～6.9%和1.5%～7.5%，2BMG-4/6分別較對(duì)照低9.9%～15.4%和4.1%～6.8%；寬幅播種的春季最高總莖數(shù)均高于對(duì)照，較對(duì)照高3.0%～15.2%。這表明寬幅播種可顯著改善中后期小麥的群體效應(yīng)，其對(duì)中后期群體數(shù)量效應(yīng)在不同試驗(yàn)和示范點(diǎn)差異較大，這種差異與播種質(zhì)量、地力水平和品種分蘗能力等因素有一定關(guān)系。

2.2 不同播種方式對(duì)小麥個(gè)體的效應(yīng)

不同播種方式對(duì)小麥個(gè)體質(zhì)量的效應(yīng)(武功)見(jiàn)表2。由表2可以看出，與對(duì)照相比，越冬期寬幅播種的株高降低6.7%～7.2%，單株Ⅰ級(jí)分蘗減少4.3%～26.1%，無(wú)Ⅱ級(jí)分蘗，單株次生根減少0.1～0.2條，減幅3.4%～6.9%。與對(duì)照相比，拔節(jié)期寬幅播種的株高增加3.9%～5.2%，單株Ⅰ級(jí)分蘗增加0.1～0.8個(gè)，增幅2.8%～22.2%，Ⅱ級(jí)分蘗增加0.5～1.0個(gè)，增幅22.7%～45.5%，單株次生根增加0.1～0.9個(gè)，增幅1.3%～12.5%。越冬期和拔節(jié)期寬幅播種的主莖葉齡差異均不顯著。寬幅播種越冬前個(gè)體質(zhì)量較差，拔節(jié)期個(gè)體質(zhì)量顯著提高，與其他4個(gè)試驗(yàn)示范點(diǎn)個(gè)體質(zhì)量指標(biāo)變化趨勢(shì)相同。這表明寬幅播種顯著提高了中后期小麥個(gè)體質(zhì)量。

2.3 不同播種方式對(duì)小麥產(chǎn)量及其結(jié)構(gòu)的效應(yīng)

由表1可以看出，不同播種方式對(duì)小麥產(chǎn)量有顯著影響，2BJK-6處理在武功和扶風(fēng)較對(duì)照顯著減產(chǎn)，分別減產(chǎn)9.2%和5.4%，在臨潼與對(duì)照平產(chǎn)(1.2%)，在鳳翔和涇陽(yáng)分別增產(chǎn)10.4%和8.6%；2BMG-4/6在各點(diǎn)較對(duì)照均顯著增產(chǎn)，增產(chǎn)幅度在5.0%～15.0%。說(shuō)明寬幅帶狀播種方式有顯著增產(chǎn)效果，寬幅精播產(chǎn)量則在不同地區(qū)表現(xiàn)不同。從產(chǎn)量結(jié)構(gòu)看，寬幅播種的穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量較對(duì)照均增加，穗粒數(shù)增加0.2～4.0粒，增加幅度0.7%～16.3%,千粒質(zhì)量增加0.7～3.5 g，增加幅度1.6%～8.6%；成穗數(shù)有增有減，2BJK-6處理成穗數(shù)在涇陽(yáng)和鳳翔分別較對(duì)照增加6.1%，在武功、扶風(fēng)和臨潼分別較對(duì)照減少5.2%，5.2%和5.6%,2BMG-4/6處理成穗數(shù)在鳳翔較對(duì)照顯著增加，在其他各點(diǎn)與對(duì)照差異不顯著。表明寬幅播種在一定程度上提高了個(gè)體質(zhì)量，2BJK-6成穗數(shù)在多數(shù)試驗(yàn)點(diǎn)低于對(duì)照，這主要與該機(jī)型播種后行距過(guò)大，群體潛力未得到有效發(fā)揮有關(guān)，同時(shí)也與品種分蘗能力和地力水平有關(guān)，涇陽(yáng)的地力水平較高，成穗數(shù)表現(xiàn)增加就證明了這一點(diǎn)。

表1 不同播種方式對(duì)小麥群體及其產(chǎn)量的效應(yīng)Table 1 Effects of different sowing methods on populationand yield of wheat

注：同列不同大寫(xiě)和小寫(xiě)字母分別表示5%和1%的差異顯著性。下表同。

Note：Table capital and small letter mean significant difference at 0.01 and 0.05 level respectively.The following table is the same.

表2 不同播種方式對(duì)小麥個(gè)體質(zhì)量的效應(yīng)(武功)Table 2 Effect of different sowing methods on individual quality of wheat (Wugong)

2.4 不同播種方式對(duì)小麥功能葉凈光合速率的效應(yīng)

不同播種方式對(duì)小偃22主莖功能葉的凈光合速率效應(yīng)見(jiàn)表3。由表3可以看出，寬幅播種的功能葉凈光合速率顯著高于對(duì)照，并呈現(xiàn)2BJK-6>2BMG-4/6>2BX-6的變化趨勢(shì)。2BJK-6機(jī)型旗葉、倒二葉和倒三葉凈光合速率依次較對(duì)照增加28.9%，14.1%和46.2%，2BMG-4/6機(jī)型依次較對(duì)照增加17.6%，7.7%和49.1%。

2.5 不同播種方式對(duì)小麥品質(zhì)的效應(yīng)

從表4可以看出，小麥品種小偃22的容重低于對(duì)照，而硬度指數(shù)、蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、沉降值和吸水率高于對(duì)照，但差異均不顯著。表明寬幅播種對(duì)小偃22品質(zhì)無(wú)顯著影響。

寬幅播種小偃22籽粒的粉質(zhì)參數(shù)及面團(tuán)拉伸性能較對(duì)照有所提高。面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間分別較對(duì)照增加38.9%和22.9%，顯著高于對(duì)照；面團(tuán)拉伸面積分別較對(duì)照增加3.7%和13.9%，其中2BMG-4/6機(jī)型差異顯著；面團(tuán)延展性分別較對(duì)照增加0.4%和2.9%。吸水率和最大拉伸阻力均高于對(duì)照，但差異不顯著。

表3 不同播種方式對(duì)小偃22功能葉凈光合速率的效應(yīng)(武功)Table 3 Effects of different sowing methods on net photosynthetic rate of Xiaoyan 22 functional leaves (Wugong) μmol/(m2·s)

表4 不同播種方式對(duì)小偃22品質(zhì)指標(biāo)的效應(yīng)(武功)Table 4 Effects of different sowing methods on quality index of Xiaoyan 22 (Wugong)

3 討 論

不同播種方式試驗(yàn)和示范結(jié)果顯示，寬幅帶狀旋播有顯著的增產(chǎn)效應(yīng)，寬幅精播對(duì)產(chǎn)量的效應(yīng)有增有減，與2009-2011年在陜西省18個(gè)高產(chǎn)創(chuàng)建縣示范結(jié)果一致[8-11]，但與其他省份報(bào)道結(jié)果顯著增產(chǎn)并不一致[4-7,15-20]。綜合分析后認(rèn)為，這與機(jī)具本身設(shè)計(jì)[21]、該技術(shù)實(shí)施的質(zhì)量、地力水平和品種分蘗能力等因素有很大關(guān)系。從寬幅帶狀旋播機(jī)型設(shè)計(jì)本身看存在2個(gè)方面的缺陷，首先是平均行距與傳統(tǒng)條播差異不大，出苗后苗帶6～8 cm，而實(shí)際僅有4 cm左右，這無(wú)形中增加了寬行行距4～6 cm，導(dǎo)致小麥生育前期和后期都會(huì)出現(xiàn)群體不能封壟，達(dá)不到高產(chǎn)目標(biāo)對(duì)群體的要求；其次是播種深度調(diào)控較難，特別是在整地質(zhì)量不高的情況下，農(nóng)機(jī)操作者為了提高機(jī)械作業(yè)進(jìn)度，在作業(yè)時(shí)常常會(huì)通過(guò)增加播種深度達(dá)到播種后表現(xiàn)播種質(zhì)量好的效果，但出苗后實(shí)際播種深度在6～8 cm，個(gè)別甚至更深，達(dá)到13 cm，這不僅影響了籽粒的出苗率，同時(shí)也導(dǎo)致小麥出現(xiàn)地中莖，普遍形成弱苗，影響了個(gè)體質(zhì)量。本試驗(yàn)播種前專(zhuān)門(mén)對(duì)農(nóng)機(jī)手進(jìn)行了播種操作技能培訓(xùn)，嚴(yán)格按照作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行，因此試驗(yàn)地播種深度基本在4～5 cm，達(dá)到試驗(yàn)要求。寬幅帶狀旋播集旋地、播種和施肥于一體，是復(fù)式作業(yè)，因此作業(yè)需要的動(dòng)力比較高[21]。但在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中動(dòng)力需求不僅與作業(yè)環(huán)節(jié)有關(guān)，也與耕層土壤質(zhì)地和整地質(zhì)量等多種因素有關(guān)。在實(shí)際生產(chǎn)中，按照設(shè)計(jì)要求的動(dòng)力拖拉機(jī)進(jìn)行作業(yè)時(shí)，常常出現(xiàn)動(dòng)力不足，要保證播種質(zhì)量而選擇放棄旋地或施肥等作業(yè)環(huán)節(jié)，從而導(dǎo)致整體播種質(zhì)量不高[8-12]。同時(shí)由于寬幅機(jī)型設(shè)計(jì)者過(guò)分考慮作業(yè)過(guò)程中秸稈堵塞問(wèn)題，形成了寬行過(guò)寬，導(dǎo)致作業(yè)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)[10-11,21]。

地力水平高低對(duì)個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育及群體的動(dòng)態(tài)消長(zhǎng)有顯著影響，高肥地如涇陽(yáng)點(diǎn)群體較小，成穗數(shù)比較高，其地力基礎(chǔ)比較高。另外，近年來(lái)生產(chǎn)中以條播為主，品種多為冬性到半冬性，春性逐步增強(qiáng)，品種的分蘗能力降低，行距增加后品種的分蘗能力變化不大，對(duì)群體的調(diào)節(jié)能力十分有限，經(jīng)常出現(xiàn)后期群體不能完全封壟現(xiàn)象[8-10,22]，因此部分試驗(yàn)示范點(diǎn)群體達(dá)不到目標(biāo)產(chǎn)量要求，表現(xiàn)減產(chǎn)也屬正常。

不同播種方式對(duì)小麥籽粒的容重、硬度、蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、沉降值、吸水率無(wú)顯著影響，但對(duì)面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間、面團(tuán)拉伸面積和最大拉伸阻力影響較大，特別是面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間變化較大，這與近年來(lái)生產(chǎn)中對(duì)陜優(yōu)225、鄭麥9023、西農(nóng)979、陜89150等品種多點(diǎn)種植后品質(zhì)分析趨勢(shì)一致[21,23-25]，其原因可能與本試驗(yàn)僅測(cè)定了小偃22一個(gè)品種，其代表性有限有關(guān)；更可能與小麥品種基因型差異、生態(tài)環(huán)境差異、地力基礎(chǔ)以及栽培技術(shù)差異的綜合效應(yīng)有關(guān)，具體原因還有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié) 論

寬幅帶狀旋播可以顯著提高返青期后個(gè)體質(zhì)量和產(chǎn)量，可在一定程度上改善面團(tuán)的穩(wěn)定時(shí)間和拉伸特性，這與品種類(lèi)型和分蘗能力有關(guān)，分蘗能力越強(qiáng)的品種，其在寬幅播種條件下群體潛力容易得到發(fā)揮。寬幅播種產(chǎn)量與地力水平高低有關(guān)，地力水平較高，其群體數(shù)量與個(gè)體質(zhì)量容易得到提高；寬幅播種產(chǎn)量與相應(yīng)栽培管理技術(shù)的實(shí)施質(zhì)量也有關(guān)，寬幅播種后前期群體小，個(gè)體質(zhì)量較弱，因此在拔節(jié)前要加強(qiáng)肥水管理，如果采用傳統(tǒng)的管理辦法，就很難達(dá)到預(yù)期效果；寬幅播種產(chǎn)量也與機(jī)型本身設(shè)計(jì)與小麥生長(zhǎng)的農(nóng)藝協(xié)調(diào)性有關(guān)，目前機(jī)型設(shè)計(jì)與小麥生產(chǎn)設(shè)計(jì)產(chǎn)量目標(biāo)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中農(nóng)藝要求結(jié)合不夠密切。

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