關(guān)中中東部灌區(qū)播期播量對(duì)中麥895小麥產(chǎn)量的影響

趙英震，張 睿

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，陜西 楊凌 712100;2陜西省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，陜西 西安 710003)

小麥?zhǔn)俏覈闹匾诩Z作物，其栽培面積與產(chǎn)量均占全國谷物的四分之一以上，對(duì)我國糧食安全有著至關(guān)重要的作用[1]。關(guān)中灌區(qū)小麥播種面積約60萬hm2，占陜西小麥總面積的三分之二左右，是全省小麥生產(chǎn)的重中之重[2]。研究表明，作物產(chǎn)量是個(gè)體與群體相互協(xié)調(diào)的結(jié)果，合適的播期與播量相互作用可以建立一個(gè)優(yōu)良的小麥群體，有利于小麥籽粒干物質(zhì)的積累，對(duì)小麥群體性狀及產(chǎn)量的形成有著重要影響[3～13]。前人研究發(fā)現(xiàn)，早播和過度晚播均不利于群體干物質(zhì)的積累，致使小麥產(chǎn)量顯著降低[14]；適宜的種植密度有利于構(gòu)建合理的群體結(jié)構(gòu)，增大綠葉面積，提高群體對(duì)光能的利用率，增加群體干物質(zhì)的積累，提高成穗數(shù)[15]。大量研究結(jié)果表明，品種不同其適宜的播期和播量也不一致；即使同一品種在不同生態(tài)區(qū)種植，其最佳播期和播量也有差異[11,16]。楊衛(wèi)君[17]等人的研究表明，小麥的播種期對(duì)其產(chǎn)量影響較大，晚播的小麥生長(zhǎng)發(fā)育所需的積溫不足，不僅致使成穗數(shù)減少，而且對(duì)穗粒數(shù)、千粒重也有著不同程度的負(fù)面影響，同時(shí)播量對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成要素也有較大影響。近年來，暖冬天氣頻繁發(fā)生，使小麥冬前發(fā)育的生態(tài)條件有了很大變化，加之關(guān)中灌區(qū)選用的品種由冬性向半冬性過渡，以往的小麥播期、播量已經(jīng)不適宜目前的生產(chǎn)條件。因此，筆者試驗(yàn)使用兩因素二次D飽和最優(yōu)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，對(duì)不同播期、播量對(duì)主推品種中麥895小麥產(chǎn)量的影響進(jìn)行了一些有益探討，旨在為中麥895在關(guān)中中東部灌區(qū)的推廣提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2016-2017年度安排在陜西省西安市臨潼區(qū)新市街辦大劉村任亞峰的責(zé)任田內(nèi)，試驗(yàn)地土質(zhì)為塿土，地勢(shì)平坦，灌排水便利，試驗(yàn)地海拔360 m，有效積溫4 431℃，常年降雨量 590 mm，無霜期217 d，前茬作物為玉米。土壤耕作層(0～40 cm)基礎(chǔ)養(yǎng)分有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀分別為13.8 g·kg-1、81.0 mg·kg-1、20.9 mg·kg-1、178 mg·kg-1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)選擇使用小麥品種中麥895，利用兩因素二次D飽和最優(yōu)試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法。該試驗(yàn)設(shè)定播期和播量?jī)蓚€(gè)因素，設(shè)計(jì)6個(gè)處理。處理1為10月5日播種，播種量102.96 kg·hm-2；處理2為10月22日播種，播種量102.96 kg·hm-2；處理3為10月5日播種，播種量188.76 kg·hm-2；處理4為10月12日播種，播種量140.20kg·hm-2；處理5為10月22日播種，播種量162.76 kg·hm-2；處理6為10月17日播種，播種量188.76 kg·hm-2。小區(qū)行長(zhǎng)4 m、寬3 m，行距25 cm,小區(qū)面積12m2，3次重復(fù)，四周設(shè)有保護(hù)行，2017年6月10日收獲。其他管理措施同大田。

試驗(yàn)地播種前結(jié)合整地，每公頃底施氮(N)156 kg、磷(P2O5)150 kg、鉀(K2O)120 kg。2016年12月25日冬灌；2017年3月21日拔節(jié)后期結(jié)合灌水每公頃追施氮(N)39kg。2017年3月10日小麥返青后進(jìn)行化除，每公頃噴施總有效成分含量55%的苯·唑·2甲鈉1 125 g。4月23日每公頃噴施40%的三唑酮750 g、12.5%的腈菌唑750 g和總有效成分含量22%的吡蟲·毒死蜱1 200 mL進(jìn)行一噴多防。收獲期各處理實(shí)收4 m2折實(shí)產(chǎn)；單脫、單曬稱重計(jì)產(chǎn)。用Excel進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和LNT統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 播期與播量互作對(duì)小麥產(chǎn)量的效應(yīng)

表1 不同播期和播量對(duì)小麥產(chǎn)量的影響

注：同列數(shù)據(jù)后小寫字母表示差異顯著(a=0.05)，大寫字母表示差異極顯著(a=0.01)；F0.05(5,12)=3.11,F0.01(5,12)=5.32。

從表1可以看出，播期與播量對(duì)小麥品種中麥895的產(chǎn)量關(guān)系密切。不同處理之間產(chǎn)量差異極顯著。根據(jù)實(shí)際產(chǎn)量，求得小麥品種中麥895的產(chǎn)量與播期和播量之間的方程式為：

(1)

對(duì)所得到的方程式進(jìn)行F測(cè)驗(yàn)，F(xiàn)=130.95>F0.01(5.12),差異達(dá)極顯著水平，可用方程式進(jìn)行生產(chǎn)模擬，并應(yīng)用生產(chǎn)實(shí)踐。

2.2 播期對(duì)小麥產(chǎn)量的效應(yīng)

在播期與播量對(duì)小麥產(chǎn)量影響的方程式(1)中，播量為零水平即145.86 kg·hm-2的情況下，得到播期與產(chǎn)量的一元二次方程式為：

(2)

從方程式(2)中可以看出，該一元二次函數(shù)中的二次項(xiàng)系數(shù)是正數(shù)，則函數(shù)向上開口，對(duì)稱軸為x=0.628，函數(shù)達(dá)到最小值。即在播期10月5日到10月19日之間，小麥產(chǎn)量隨著播期的推遲而減少，在播期是10月19日的時(shí)候，產(chǎn)量最小為7 990.2 kg·hm-2；在播期10月19日到10月22日之間，則小麥產(chǎn)量隨著播期的推遲則上升，22日達(dá)到最大值8 105.6 kg·hm-2。

2.3 播量對(duì)小麥產(chǎn)量的影響

在方程式(1)中，當(dāng)播期為零水平即10月14日時(shí)，得到播量與產(chǎn)量的一元二次方程式為：

(3)

從方程式(3)可以看出，該一元二次函數(shù)中的二次項(xiàng)系數(shù)為負(fù)數(shù)，則函數(shù)圖像向下開口，對(duì)稱軸為x=0.155，函數(shù)達(dá)到最大值。即在每公頃播種量102.96 kg至159.15 kg范圍內(nèi)，隨著播種量的增加，小麥產(chǎn)量亦增加；在每公頃播種量為159.15 kg時(shí)，產(chǎn)量最大為8350.1 kg·hm-2；在每公頃播種量159.15 kg至188.76 kg范圍內(nèi)，小麥產(chǎn)量隨著播量的增加而減少。

2.4 播期與播量互作效應(yīng)分析

將-1，-0.1315,0.3944,1這4個(gè)編碼值分別代入到方程式(1)的x1x2中，求出播期播量的交互效應(yīng)值(表2)。從表2中可以看出，當(dāng)播期編碼取-1，播量編碼取-0.1315時(shí)，交互效應(yīng)最高，理論產(chǎn)量可達(dá)10 153.91 kg·hm-2。

表2 播期與播量的交互效應(yīng) (kg·hm-2)

2.5 最優(yōu)農(nóng)藝措施的選擇

利用4個(gè)編碼值，兩兩組合，分別代入所構(gòu)建的播期與播量的方程式(1)中，模擬出16組試驗(yàn)結(jié)果，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐的實(shí)際情況，確定最優(yōu)組合，筆者試驗(yàn)中，凡是產(chǎn)量在7 500 kg·hm-2以上的組合，均為最優(yōu)農(nóng)藝措施組合，從中選出了11組復(fù)合條件的組合。

對(duì)入選的11組最優(yōu)組合進(jìn)行綜合分析，得到表3。播期95%的置信區(qū)間為[-0.5227,0.2607]，則在10月9-16日最佳，播量95%的置信區(qū)間為[-0.0272,0.4002]，則在143.47～180.14 kg·hm-2最佳。

表3 最佳組合的農(nóng)藝措施方案

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，中麥895小麥要取得較高的產(chǎn)量與合適的播期、播量密切相關(guān)。在10月5日播種，每公頃播種量為188.76 kg時(shí)，產(chǎn)量最高，達(dá)到9 104.655 kg·hm-2。

研究還表明，在同等播期條件下，小麥產(chǎn)量隨著播量的增加而上升；在同等播量條件下，小麥產(chǎn)量隨著播期的推后而下降。在陜西關(guān)中東部灌區(qū)，小麥品種中麥895晚播后需加大播量可提高產(chǎn)量水平。該試驗(yàn)中，播期、播量對(duì)小麥產(chǎn)量之間的交互效應(yīng)明顯，根據(jù)最優(yōu)模擬試驗(yàn)結(jié)果表明，中麥895在陜西關(guān)中中東部灌區(qū)高產(chǎn)的最佳播種期為10月9-16日，最佳播量為143.47～180.14 kg·hm-2。

播期和播量對(duì)小麥成穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重影響顯著。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，在播期一致時(shí)，隨著播種量增加，成穗數(shù)、穗粒數(shù)均有不同程度增加；在播量相同時(shí)，隨著播期推遲，小麥成穗數(shù)、穗粒數(shù)均有不同程度降低，這與姚廣平、陳愛大等人[3,13]的研究結(jié)果基本一致。但千粒重變化規(guī)律并不一致，在播期一致播種量增加時(shí)千粒重亦增加，播種量相同播期推遲時(shí)千粒重減小，這與劉芳亮等人[16]的研究結(jié)果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不盡一致，這一方面可能與中麥895品種遺傳特性在關(guān)中中東部灌區(qū)的表現(xiàn)有關(guān)，也可能與本年度試驗(yàn)點(diǎn)的氣候因素有關(guān)。由于這次試驗(yàn)僅為一年一點(diǎn)試驗(yàn)，受具體耕作條件和本年度小麥生育期氣候等因素的影響，因此還有待進(jìn)一步的多年多點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果和大田生產(chǎn)實(shí)踐來驗(yàn)證。