不同播種方式對(duì)旱地小麥土壤溫濕度及產(chǎn)量的影響

張 利，劉義國(guó)

（1.拉薩市達(dá)孜區(qū)邦堆鄉(xiāng)人民政府，西藏拉薩 850111；2.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)，青島城陽 266109）

土壤溫度和水分狀況是作物根系生長(zhǎng)的關(guān)鍵因素，對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量具有決定性的作用［1］。但在我國(guó)北方旱地冬麥區(qū)，由于受水分及其他因素的影響，旱地小麥產(chǎn)量較低。研究播種模式對(duì)小麥越冬期、返青期的土壤溫度、水分及冬小麥葉綠素值的影響，旨在探明這4 種播種方式對(duì)耕層土壤溫度、水分、小麥穗干物質(zhì)積累量及產(chǎn)量的影響，為今后應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地狀況

試驗(yàn)于2018—2019 年在青島農(nóng)業(yè)大學(xué)膠州試驗(yàn)站進(jìn)行。試驗(yàn)地為砂姜黑土，0～20 cm 土層中有機(jī)質(zhì)1.45%，容重1.428 g·cm-3，堿解氮93.65 mg·kg-1，速效磷17.28 mg·kg-1，速效鉀155.66 mg·kg-1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)4 個(gè)處理。1）處理1 溝作（F）。溝深17～20 cm，溝寬45 cm，畦寬30cm，溝內(nèi)播種3行小麥，小行距15 cm，大行距25 cm。2）處理2 畦作①（R1）。播種6 行小麥，畦背高15～20 cm，畦面寬100 cm，畦背寬20 cm，小行距17 cm，大行距20 cm。3）處理3 畦作②（R2）。播種10 行小麥，畦背高15～20 cm，畦面寬170 cm，畦背寬20 cm，小行距17 cm，大行距19 cm。4）處理4 平作（C）。采用常規(guī)播種機(jī)播種，小麥行距為18 cm。每個(gè)處理3 個(gè)重復(fù)隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積10 m×10 m。小麥播種量為150 kg/hm2。2018 年10 月15 日播種。試驗(yàn)地一次性施用小麥復(fù)合肥525 kg/hm2，其中氮磷鉀肥含量按15 ∶ 20 ∶ 10 比例配制。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 不同耕層溫度變化的測(cè)定

采用曲管地溫計(jì)測(cè)定土壤溫度。觀測(cè)時(shí)期為越冬期（1 月22 日—1 月24 日)和返青期（3 月8 日—3月10 日)，分別連續(xù)測(cè)定3 d，計(jì)算時(shí)取3 d 的平均數(shù)。

1.3.2 不同耕層水分變化的測(cè)定

土壤水分用時(shí)域水分測(cè)定儀測(cè)定，小麥種植后在每個(gè)小區(qū)安裝水分測(cè)定專用管，上下封口防止外部水分進(jìn)入管內(nèi)。

1.3.3 葉綠素值的測(cè)定

用日本產(chǎn)mini SPAD 葉綠素計(jì)測(cè)定。

1.3.4 穗干物質(zhì)積累量及籽粒產(chǎn)量的測(cè)定

每小區(qū)選取長(zhǎng)勢(shì)均勻一致的5個(gè)1 m雙行取樣點(diǎn)，取生長(zhǎng)均勻一致的10 個(gè)穗放置于烘箱中，105 ℃殺青，然后在65 ℃下烘干、稱重，計(jì)算穗干物質(zhì)積累量。小麥籽粒干重用同樣的方法進(jìn)行。收獲后取樣進(jìn)行室內(nèi)考種，并計(jì)算理論產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

通過DPS7.05 和Excel 2003 進(jìn)行數(shù)據(jù)差異性分析和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同播種方式對(duì)耕層溫度的影響

土壤溫度直接關(guān)系到小麥根系的生長(zhǎng)，決定小麥壯苗的比例。而越冬期、返青期又是氣溫最低且最不穩(wěn)定的時(shí)期。此時(shí)期的土壤溫度較高，可保證冬小麥安全度過越冬期，并且使小麥較早的返青。由表1 可知，在耕層5～20 cm，越冬期耕層溫度隨著耕層深度的增加而升高，其中溝作溫度升高幅度最大，溫差達(dá)到7.5 ℃，在20 cm 處溫度最高；返青期耕層溫度隨著耕層深度的增加出現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì)，在5～10 cm 耕層中溝作處理溫度比其余處理差異顯著，在5 cm 處溝作土壤溫度比畦作①、畦作②、平作分別高出23.53%、21.15%、21.15%。而到20 cm 處差異不顯著，這說明溝作播種的優(yōu)勢(shì)，溝作播種前期由于溝背可擴(kuò)大小麥行間的空隙，有利于太陽輻射的照射，越冬期太陽輻射先提高表層土壤溫度，然后熱量傳到下層土壤，而到返青期可能是大氣回暖，土壤冰層解凍后深層土壤白天受到太陽輻射影響回溫保存熱量，而10 cm 處白天熱量上層傳遞不到下層，夜間熱量又散失，所以10 cm 土層的溫度較低。

2.2 不同播種方式對(duì)耕層水分的影響

由圖1 可以看出，小麥播種后土壤水分隨小麥的生長(zhǎng)而逐漸降低。溝作播種處理的水分在越冬期到返青期降低的幅度較大，這應(yīng)該是春季風(fēng)大，溝作播種處理由于溝之間空隙大，從而加大了表層土壤水分蒸發(fā)所以造成降低幅度大，但是土壤含水量較其余處理要高。后期降低平緩，灌漿期到成熟期都有所回升，是因?yàn)楣酀{期降水造成，溝作播種含水量高是因溝播種適合存儲(chǔ)水分。在所有處理中溝作處理水分一直保持較高水平，可見此種耕作模式相對(duì)于其余處理對(duì)表層土壤的保水效果是最好的。

圖1 不同播種方式對(duì)0～20cm 耕層土壤水分的影響

2.3 不同播種方式對(duì)小麥灌漿期葉綠素值的影響

灌漿期小麥葉片中的葉綠素含量直接關(guān)系到灌漿速率。由圖2 可知，平作處理下的小麥葉綠素值明顯要高出其余處理，其余3 個(gè)處理的葉綠素含量相對(duì)值（Soil and plant analyzer develotrnent，SPAD）下降較大，尤其是溝作播種處理花后14～28 d 下降最為明顯，所以在4 種處理中平作可明顯減緩旗葉衰老在灌漿后期依然保持小麥旗葉較高的活力，從而為高產(chǎn)打下較好的基礎(chǔ)。

圖2 不同播種方式對(duì)花后旗葉葉綠素值SPAD 值的影響

2.4 不同播種方式對(duì)小麥灌漿期穗干物質(zhì)積累量的影響

由圖3 可知，在花后0～14 d 穗干物質(zhì)積累量基本一致，而14 d 以后出現(xiàn)明顯差異，平作播種處理干物質(zhì)積累量與其余處理差異明顯。到花后28 d 后，穗干物質(zhì)積累明顯減緩，這與此時(shí)間段的葉綠素含量是相符合的，較高的葉綠素值使旗葉保持較高的光合速率，并且延長(zhǎng)光合時(shí)間，加大了干物質(zhì)的積累速率與積累時(shí)間，最后造成平作有較高的干物質(zhì)積累量。

圖3 不同播種方式對(duì)花后穗干物質(zhì)積累量的影響

2.5 不同播種方式對(duì)產(chǎn)量的影響

由表2 知，平作播種（C）處理可明顯提高有效穗數(shù)且差異達(dá)到極顯著水平。而溝作播種（F）處理是所有處理中穗數(shù)降低最為明顯的。播種方式同樣對(duì)對(duì)千粒質(zhì)量影響顯著，溝作播種（F）處理由于小麥小行距小，小麥密度大，葉片容易衰老，從而使小麥灌漿不充分導(dǎo)致千粒質(zhì)量明顯降低，平作播種（C）處理小麥均行播種，田間通氣透光性要比其余處理好，使旱地小麥灌漿相對(duì)來說較為充分。所以平作播種（C）在千粒質(zhì)量方面表現(xiàn)出差異性極顯著。在4 種播種方式中從產(chǎn)量上分析可以看出平作播種（C）是最為適合旱地的播種模式。

表2 不同播種方式對(duì)產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

3 結(jié)論與討論

作物產(chǎn)量高既取決于遺傳因素，又依賴于良好的環(huán)境條件［2］。4 種播種處理中溝作播種可明顯提高越冬期耕作層土壤溫度。溝作播種對(duì)小麥返青期的土層溫度影響僅限于5～10 cm，但不十分顯著。溝作播種能更好地保持水分，在澆水、降水后，溝作播種處理利于水分集中于小麥根系附近，使小麥能更好地吸收利用，這也與前人研究相符［3-4］。而在葉綠素值及干物質(zhì)積累量方面，溝作播種因?yàn)榈兔芏热后w的單株光合同化能力雖有明顯的優(yōu)勢(shì)，但由于小麥光合面積不足，減少了干物質(zhì)的積累，過小的小麥行距加速了植株葉片的衰老，導(dǎo)致小麥籽粒產(chǎn)量降低。平作小麥均行播種，群體受光態(tài)勢(shì)良好、一致，光合同化能力在生育后期表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)，延緩了植株葉片的衰老，顯著提高了籽粒產(chǎn)量。由此表明，平作播種可加大田間透光度及通氣性［5］，使小麥葉片接受更多的光照時(shí)間，葉綠素也保持在一個(gè)較高的水平上，在不缺少營(yíng)養(yǎng)元素的基礎(chǔ)上旗葉衰老變慢，光合時(shí)間延長(zhǎng)，增加干物質(zhì)積累時(shí)間，為高產(chǎn)打下了良好的基礎(chǔ)。所以平作播種最終產(chǎn)量要明顯高于其余處理。而在畦作播種的2 種處理中，由于畦作1 播種處理小麥穗數(shù)要小于畦作2，產(chǎn)量上也要低于畦作2，而穗粒數(shù)差異不顯著。綜上所述，平作播種是最利于旱地小麥的播種模式。