不同田間種植型式小麥產(chǎn)量研究

張永科, 王 瑞,郭 勇, 海江波

(西北農(nóng)林科技大學(xué) 農(nóng)學(xué)院 ，陜西 楊凌 712100)

小麥?zhǔn)俏覈?guó)播種面積較大的小株型密植禾谷類作物。過(guò)去，有關(guān)小麥產(chǎn)量潛力增進(jìn)的理論與實(shí)踐研究[1～6]報(bào)告較多，而對(duì)有關(guān)大田生產(chǎn)的小麥密植及其營(yíng)養(yǎng)供給改良研究則涉及較少。本文通過(guò)不同田間種植型式小麥生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量效應(yīng)的測(cè)定比較，就小麥密植和營(yíng)養(yǎng)供給改良進(jìn)行研究探討，為小麥高產(chǎn)高效種植提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料：小麥品種小偃22。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

設(shè)3個(gè)試驗(yàn)處理：

Ⅰ、六角形單粒穴播(行距×株距=8×8 cm； 控制每667 m2基本苗數(shù)10.417萬(wàn))

Ⅱ、窄幅條播(行距17 cm,播幅4.0 cm；控制每667 m2基本苗數(shù)10.587萬(wàn))

Ⅲ、寬幅條播(行距26 cm,播幅6.0 cm；控制每667 m2基本苗數(shù)10.257萬(wàn))

3種小麥田間種植型式處理；順序排列；小區(qū)面積：畦寬2.1 m×小區(qū)長(zhǎng)4.0 m；4次重復(fù)，3次重復(fù)收獲計(jì)產(chǎn)，1次重復(fù)取樣調(diào)查。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素分析 成熟時(shí)分小區(qū)實(shí)收計(jì)產(chǎn)，計(jì)算單位面積小麥籽粒產(chǎn)量(標(biāo)準(zhǔn)含水量14.0%)；同時(shí)收獲時(shí)每處理取20株整株小麥按常規(guī)法進(jìn)行室內(nèi)單株考種分析和光合產(chǎn)物干物質(zhì)重量測(cè)定。

1.3.2 群體動(dòng)態(tài)調(diào)查及籽粒干重、光合產(chǎn)物干重的測(cè)定 小麥群體動(dòng)態(tài)調(diào)查采用定點(diǎn)調(diào)查的方法。籽粒干重及光合產(chǎn)物干重，采用干物重法測(cè)定。

1.4 試驗(yàn)實(shí)施

(1)試驗(yàn)在西北農(nóng)林科技大學(xué)斗口試驗(yàn)站實(shí)施完成(陜西省涇陽(yáng)縣云陽(yáng)鎮(zhèn)興隆社區(qū)，東經(jīng)108°55′27″，北緯34°32′27″，海拔420.0 m)，試驗(yàn)地地勢(shì)平坦、地力均勻；0～20 cm土層土壤有機(jī)質(zhì)含量11.67g·kg-1,全氮含量1.32 g·kg-1,堿解氮含量20.51 mg·kg-1,速效磷含量22.36 mg·kg-1,速效鉀含量97.35 mg·kg-1,pH值為7.68，容重1.26g·cm-3。

試驗(yàn)前作小麥?zhǔn)斋@后大田拖拉機(jī)耕翻，9月下旬拖拉機(jī)旋耕備播；播種前施優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥3.0萬(wàn)kg·hm-2，人工撒施尿素每畝20 kg+25 kg磷酸二銨(均為陜西陜煤化工集團(tuán)生產(chǎn))、折合增施純氮198.0 kg·hm-2+P2O5165.0 kg·hm-2,結(jié)合旋耕人工撒施地星150 kg·hm-2防治地下害蟲(chóng)。

(2)2017年10月22日人工帶尺桿、按設(shè)計(jì)密度劃定行距、株距，播幅內(nèi)人工點(diǎn)播； 2018年5月31日取樣、6月2日收獲；收獲后室內(nèi)考種；烘干(標(biāo)準(zhǔn)含水量13.0%)稱重計(jì)產(chǎn)。

(3)2017-2018年小麥生長(zhǎng)期間自然降雨為平水年份，整個(gè)小麥生長(zhǎng)期間降雨分布不勻，冬春干旱；小麥生長(zhǎng)前期和后期降雨量與小麥生育期較為適宜。

小麥試驗(yàn)田間管理同一般生產(chǎn)大田；2017年10月22日播種、11月16日進(jìn)行化學(xué)除草，12月22日澆越冬水； 2018年3月15日每667 m2追施尿素15 kg)并灌水；5月10日進(jìn)行小麥“一噴三防”防治病蟲(chóng)害，促進(jìn)籽粒灌漿。

2 結(jié)果分析

2.1 不同田間種植型式小麥產(chǎn)量結(jié)果

表1 不同田間種植型式小麥籽粒產(chǎn)量結(jié)果

不同田間種植型式小麥籽粒產(chǎn)量結(jié)果如表1所列。表1表明：3種不同田間種植型式大田試驗(yàn)的小麥籽粒產(chǎn)量以六角形單粒穴播產(chǎn)量最高，次為寬幅條播，窄幅條播產(chǎn)量最低；六角形單粒穴播較寬幅條播、667 m2增產(chǎn)小麥124.5 kg，增幅17.78%；較窄幅增產(chǎn)更多，分別達(dá)169.91 kg和25.95%；窄幅條播較寬幅條播產(chǎn)量降低45.31 kg、降幅6.47%；六角形單粒穴播較寬幅和窄幅條播增產(chǎn)小麥極顯著。

2.2 不同田間種植型式小麥光合產(chǎn)物量測(cè)定結(jié)果

表2 不同田間種植型式小麥光合產(chǎn)物測(cè)定結(jié)果

表2所列資料系不同田間種植型式小麥光合產(chǎn)物量測(cè)定結(jié)果。結(jié)果顯示：3種不同田間種植型式大田試驗(yàn)以六角形單粒穴播小麥光合產(chǎn)物量最高，次為寬幅條播，窄幅條播產(chǎn)量最低；六角形單粒穴播較寬幅條播小麥光合產(chǎn)物量667 m2增高228.96 kg，增幅12.17%，較窄幅增產(chǎn)更多，分別達(dá)319.71 kg和17.85%；窄幅條播較寬幅條播產(chǎn)量降低90.75 kg、降幅4.82%；六角形單粒穴播的小麥光合產(chǎn)物量較寬幅條播和窄幅條播增產(chǎn)極顯著。

2.3 不同田間種植型式小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素統(tǒng)計(jì)結(jié)果

不同田間種植型式的小麥產(chǎn)量構(gòu)成、小麥籽粒產(chǎn)量、小麥光合產(chǎn)物量測(cè)定及經(jīng)濟(jì)系數(shù)結(jié)果如表3所列。表3表明：在每667 m2基本苗數(shù)幾乎相當(dāng)?shù)拇筇锓N植環(huán)境下，六角形單粒穴播小麥的單位面積有效穗數(shù)、平均每穗粒數(shù)、千粒重均較寬幅條播和窄幅條播增多；收獲籽粒的經(jīng)濟(jì)系數(shù)也較高；但六角形單粒穴播較寬幅條播和窄幅條播的平均每穗粒數(shù)、粒重的增產(chǎn)效應(yīng)不及平均每畝有效穗數(shù)的增加效應(yīng)?？梢?jiàn)六角形單粒穴播較寬幅條播和窄幅條播的增產(chǎn)效應(yīng)主要是在穗粒數(shù)和粒重不降低基礎(chǔ)上有效穗數(shù)的顯著增加。

表3 不同田間種植型式的小麥產(chǎn)量三因素調(diào)查結(jié)果

2.4 不同田間種植型式小麥營(yíng)養(yǎng)狀況比較

表4 三種小麥種植型式及其營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)量狀況比較

表4所列系三種小麥田間種植型式的營(yíng)養(yǎng)供給分析比較。

表4表明：與小麥窄幅條播和寬幅條播相比，在品種類型相同、每667 m2小麥株數(shù)(基本苗數(shù))幾近相等下，小麥六角形單粒穴播，能使小麥足群體和足群體下單株內(nèi)切圓面積最大的壯個(gè)體兼而顧之，單株占地內(nèi)切圓面積最大，株間透光率最為充足，成熟階段小麥倒伏較輕，較對(duì)照(寬幅條播)增產(chǎn)近兩成。

3 討論

3.1 小麥密植技術(shù)與產(chǎn)量潛力

“足群體、壯個(gè)體、高積累” 是現(xiàn)代小麥高產(chǎn)種植的攻關(guān)目標(biāo)。

研究分析表明：伴隨著小麥“足群體、壯個(gè)體、高積累”增產(chǎn)效應(yīng)的逐次追逐、小麥生產(chǎn)力水平的逐步提升，小麥耕種經(jīng)歷了均勻撒播—一定播幅內(nèi)條帶播種—六角形單粒播種的優(yōu)化演變。

機(jī)械化播種的小麥窄幅條播，小麥播幅3～5 cm,群體密度由播種機(jī)調(diào)節(jié)；與小麥人工撒播相比，窄幅條播小麥?zhǔn)r(shí)省力、效率高；缺點(diǎn)是小麥籽粒擁擠、易出現(xiàn)缺苗斷壟、疙瘩苗現(xiàn)象，造成出苗不均勻、大小苗。

小麥寬幅條播寬行距、播幅5～8 cm，在一定程度上較好地解決了傳統(tǒng)條播方式籽粒擁擠形成疙瘩苗的問(wèn)題，在播幅范圍內(nèi)使種子比傳統(tǒng)條播方式較為疏散，加上幅距增大、通風(fēng)透光狀況改善，使中產(chǎn)變高產(chǎn)的 “足群體、壯個(gè)體”成為可能。

小麥六角形單粒穴播，在小麥寬幅條播基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)株、行距設(shè)置，小麥單株在田間呈六角形均勻配置，對(duì)應(yīng)于群體下的小麥單粒勻播，小麥植株田間均勻分布，通風(fēng)透光好，群體與個(gè)體營(yíng)養(yǎng)供給最優(yōu)。

研究通過(guò)不同田間種植型式小麥生長(zhǎng)及其光合產(chǎn)物量的測(cè)定比較，表1和表2結(jié)果顯示：小麥六角形單粒穴播較寬幅條播667 m2增產(chǎn)小麥籽粒124.5 kg，增幅17.78%，較窄幅增產(chǎn)更多，分別達(dá)169.91 kg和25.95%；六角形單粒穴播較寬幅條播小麥光合產(chǎn)物量畝增高228.96 kg，增幅12.17%，較窄幅增產(chǎn)更多，分別達(dá)319.71 kg和17.85%。

試驗(yàn)表明：3種小麥田間種植型式以小麥六角形單粒穴播增產(chǎn)效應(yīng)最為明顯，由此演繹對(duì)應(yīng)的小麥單粒勻播群體種植，在小麥高產(chǎn)更高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)條件下顯示出較好開(kāi)發(fā)前景。

3.2 小麥密植與營(yíng)養(yǎng)供給改良

營(yíng)養(yǎng)供給是小麥群體光合產(chǎn)量形成的基本支撐。

小麥?zhǔn)钱a(chǎn)量潛力較大的C3小株型群體密植作物，也是長(zhǎng)日照喜光作物，不僅水肥需求量大，而且對(duì)光合營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)也十分強(qiáng)烈；小麥生長(zhǎng)發(fā)育良好并獲得較高群體產(chǎn)量，必須有一定的營(yíng)養(yǎng)供給支撐[7～8]。

有關(guān)六角形單粒穴播的作物營(yíng)養(yǎng)利用狀況，前蘇聯(lián)學(xué)者H.費(fèi)西克[9]認(rèn)為：植物最有效的利用養(yǎng)料(包括空間因素的和土壤因素的)的范圍是圓形的；六角形窩播較方形窩播對(duì)空間和土壤養(yǎng)料的有效利用率提高15.5%(表5)；最終表現(xiàn)六角形窩播種植較正方形窩播種植增產(chǎn)20%以上；我國(guó)學(xué)者范福仁先生等試驗(yàn)研究[10～11]：“在相同密度下，玉米六角形窩播較方形窩播后期積累的干物質(zhì)增加15%左右”。

表5 六角形窩播和正方形窩播養(yǎng)料利用狀況比較

試驗(yàn)研究結(jié)果顯示：小麥六角形單粒穴播較寬幅條播小麥光合產(chǎn)物量667 m2增高228.96 kg，增幅12.17%，較窄幅增產(chǎn)更多，分別達(dá)319.71 kg和17.85%；六角形單粒穴播的小麥光合產(chǎn)物量較寬幅和窄幅條播增產(chǎn)極顯著。這與范福仁先生等[10～11]在玉米上試驗(yàn)的產(chǎn)量增幅相當(dāng)。

分析表明，小麥窄幅條播播幅較小，在較高的群體密度下，麥種相對(duì)較為擁擠，群體和個(gè)體營(yíng)養(yǎng)勢(shì)必惡化；小麥寬幅條播播幅稍大，在設(shè)置較高的群體密度下，小麥種子相對(duì)(窄幅條播)較為疏散，寬行距下大播幅，小麥群體和個(gè)體營(yíng)養(yǎng)供給有所改良；小麥六角形單粒穴播如圖1所示，在與對(duì)照寬幅條播畝基本苗數(shù)相當(dāng)?shù)娜后w密度下、小麥六角形單粒穴播種植對(duì)應(yīng)的群體單粒勻播，小麥群體和個(gè)體的營(yíng)養(yǎng)供給均可達(dá)最大化。

參照?qǐng)D1和表4分析可見(jiàn)，單株內(nèi)切圓面積最大和小麥棵間透光率較為充足，為小麥六角形單粒穴播較寬幅條播和窄幅條播表現(xiàn)出顯著的增產(chǎn)效應(yīng)奠定了可靠的營(yíng)養(yǎng)供給基礎(chǔ)；小麥六角形單粒穴播中后期較好的營(yíng)養(yǎng)供給(土壤因素和空間因素的)增加了分蘗的有效成穗，這可能是六角形單粒穴播較寬幅條播和窄幅條播成穗率高的直接原因。

4 小結(jié)

小麥六角形單粒穴播較寬幅條播和窄幅條播種植型式具有顯著的增產(chǎn)效應(yīng)和優(yōu)越的營(yíng)養(yǎng)資源占有供給。小麥六角形單粒穴播既能通過(guò)未來(lái)研制使用的小麥蜂巢式單粒播種機(jī)調(diào)節(jié)確定小麥六角形單粒穴播的株、行距量化播種，實(shí)現(xiàn)小麥高產(chǎn)創(chuàng)建目標(biāo)要求的“足群體”，又有高效利用環(huán)境營(yíng)養(yǎng)供給、實(shí)現(xiàn)小麥單株“壯個(gè)體”的立體占位幾何學(xué)根據(jù)，實(shí)現(xiàn)了小麥密植和營(yíng)養(yǎng)供給改良的雙贏目標(biāo)，實(shí)為當(dāng)代小麥高產(chǎn)創(chuàng)建的生態(tài)耕作制下小麥寬幅條播技術(shù)成果的優(yōu)化演繹，顯示出較好開(kāi)發(fā)前景。隨著高抗倒伏、產(chǎn)量潛力更大的高產(chǎn)小麥品種的育成推廣以及配套播、收機(jī)具的研制應(yīng)用，以小麥六角形單粒穴播為核心的小麥單粒勻播蜂巢式高產(chǎn)種植技術(shù)將為現(xiàn)代小麥抗逆高產(chǎn)高效種植提供有效技術(shù)支撐。由于筆者研究?jī)H限于一個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)、一個(gè)氣候年型的實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果，且缺少不同小麥種植型式下小麥根系狀況、莖稈狀況以及葉面積系數(shù)等的系統(tǒng)測(cè)定比較，顯得太少，在較大范圍內(nèi)是否適用， 尚需進(jìn)一步研究測(cè)定； 而要實(shí)現(xiàn)小麥六角形單粒穴播的大田生產(chǎn)機(jī)械化播

種，更需要農(nóng)機(jī)和農(nóng)藝兩大學(xué)科有機(jī)結(jié)合的聯(lián)合攻關(guān)研究。