淮北地區(qū)種植密度與肥料對稻茬晚播小麥生長特性的影響

杜同慶，李振宏，徐 鵬

（徐州市睢寧縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，江蘇 睢寧 221200）

江蘇省作為稻茬小麥播種面積最大的省份，其種植面積占全國稻茬小麥播種面積的44.3%。江蘇省淮北地區(qū)為響應(yīng)國家政策，對農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)進行了大力調(diào)整，擴大粳稻種植面積，造成水稻收割時間大大推遲，導(dǎo)致小麥茬口變晚、播種推遲、冬小麥越冬前麥情差，嚴重影響小麥獲得高產(chǎn)。特別是近年來土地流轉(zhuǎn)速度加快，規(guī)模種植所需裝備和技術(shù)不足，種植大戶不能及時收獲與播種，最終導(dǎo)致小麥適期播種比例的下降。為了提高稻茬小麥產(chǎn)量，減少晚播小麥帶來的產(chǎn)量損失，生產(chǎn)中往往加大小麥播種量和氮肥的施用量。但過度加大播種量和氮肥施用量往往造成小麥基本苗過大，降低小麥成穗率。再加上江蘇省5 月和6 月多陰雨天氣，加劇了冬小麥倒伏的風(fēng)險，不利于穩(wěn)定產(chǎn)量?；诖?，本文開展稻茬晚播麥產(chǎn)量限制因素研究，以期為大面積生產(chǎn)中合理安排晚播麥播種密度、氮肥施用量提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

試驗于2020—2021 年在江蘇省徐州市睢寧縣稻麥科技綜合展示基地（117°54′15″E、33°57′00″N）內(nèi)進行。供試品種為徐麥33，由江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所選育并提供。人工開溝播種，小區(qū)面積為17.5 m（3.5 m×5.0 m），行距0.25 m。其余栽培管理措施與當(dāng)?shù)卦耘喾绞较嗤?/p>

1.2 試驗設(shè)計

采用三因素隨機區(qū)組試驗設(shè)計，設(shè)置2 個播期，分別為10 月20 日（B）、11 月20 日（B）；3 個種植密度，分別為225 萬株/hm（D）、375 萬株/hm（D）、525 萬株/hm（D）；3 個施氮水平，分別為180 kg/hm（N）、225 kg/hm（N）、270 kg/hm（N），基肥和拔節(jié)肥運籌比例6∶4。每個處理施磷肥（PO）135 kg/hm、鉀肥（KO）150 kg/hm，磷、鉀肥與基施氮肥作為底肥于播前人工均勻撒施至各小區(qū)，肥料施入后人工開溝進行小麥條播。拔節(jié)肥于小麥第1 節(jié)間定長時按量撒施。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素。采用人工收割的方式，在成熟期收取每個小區(qū)具有代表性1 m小麥，脫粒，自然曬干后稱質(zhì)量得到實際產(chǎn)量并測定千粒質(zhì)量，調(diào)查1 m穗數(shù)，同時連續(xù)剪取20 個單穗調(diào)查其穗粒數(shù)。

1.3.2 生育進程。記錄小麥關(guān)鍵生育期，包括播種期、出苗期、拔節(jié)期、開花期、成熟期，并由此計算小麥各生育階段及全生育期。

1.3.3 莖蘗數(shù)與莖蘗成穗率。分別在拔節(jié)期和成熟期定點調(diào)查1 m莖蘗數(shù)，并最后計算莖蘗成穗率。

1.3.4 株高。在小麥成熟期分別測量每個小區(qū)具有代表性的20 個單莖，從基部開始向上測量株高和穗下節(jié)間長度，并計算平均值用于進一步分析。

1.3.5 葉面積指數(shù)（LAI）。于開花期和花后21 d 分別連續(xù)取20 個單莖，用便攜式葉面積儀分別測定上3 葉葉面積指數(shù)及余葉（除上3 葉外剩下的葉片）葉面積指數(shù)。

1.3.6 干物質(zhì)含量。于開花期、成熟期，從各小區(qū)取樣20 株，按莖、上3 葉和余葉分開，105 ℃殺青1 h，80 ℃烘干至恒質(zhì)量，測定干物質(zhì)積累量。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

用Excel 2016 對試驗數(shù)據(jù)進行處理，用SPSS 22.0 軟件進行分析和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 徐麥33 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素

從最終產(chǎn)量上分析，由表1 可知，適期播種（B）徐麥33 產(chǎn)量變化范圍為7 679.06～9 093.73 kg/hm，而遲播條件下（B）產(chǎn)量變化范圍為4 114.00～5 809.23 kg/hm，其產(chǎn)量較適宜播期降低了33.49%～46.60%。適期播種條件下，DN處理產(chǎn)量最高，為9 093.73 kg/hm；而晚播條件下，DN處理產(chǎn)量最高，為5 809.23 kg/hm，較適播最高產(chǎn)量低36.12%。從產(chǎn)量構(gòu)成因素分析，晚播31 d 穗數(shù)較適期播種降低了16.51%～26.45%，DN處理穗數(shù)最高；穗數(shù)最低的均為最低種植密度、最低施氮量處理。綜合分析，播期的推遲極顯著地降低了穗數(shù)，而隨著播種密度和施肥量的增加，成穗數(shù)呈現(xiàn)極顯著增加的趨勢。但是播期、密度、施氮量3 者之間的互作對穗數(shù)變化的影響不顯著。從穗粒數(shù)來看，晚播31 d 穗粒數(shù)較適期播種降低了9.20%～16.25%，不同播期最高穗粒數(shù)均出現(xiàn)在DN處理，分別達到了34.39、30.79 粒/穗，晚播穗粒數(shù)較適期播種減少3.60 粒/穗；穗粒數(shù)最低的處理均為DN處理，即最大播種量、最低施肥量處理。推遲播期、增加播種密度均能極顯著地降低穗粒數(shù)，施氮量增加極顯著地增加了穗粒數(shù)，但3 者之間的互作效應(yīng)對穗粒數(shù)的影響差異不顯著。從千粒質(zhì)量來看，適期播種與晚播2 個播期處理下DN千粒質(zhì)量達到最高水平，分別為47.70、43.66 g，晚播下最高千粒質(zhì)量較適期播種降低4.04 g；千粒質(zhì)量最低均為DN處理。推遲播期、降低播種密度極顯著地增加了千粒質(zhì)量，施氮量增加反而極顯著地降低了千粒質(zhì)量，但3 者之間的互作效應(yīng)對千粒質(zhì)量的影響并不顯著。

表1 種植密度與肥料對徐麥33 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

（續(xù)表）

2.2 播期對徐麥33 生育進程的影響

由表2 可以看出，稻茬麥在遲播（B）條件下，小麥各生育期明顯推遲，播種至出苗所需天數(shù)呈上升趨勢。出苗—拔節(jié)、拔節(jié)—開花、開花—成熟和播種—成熟所需天數(shù)均較適期播種條件呈縮短趨勢。2020—2021 年全生育期晚播相對于適宜播期處理均縮短了29 d 左右。

表2 種植密度與肥料對徐麥33 生育進程的影響

2.3 拔節(jié)期徐麥33 莖蘗數(shù)及成穗率差異

由表3 可知，適期播種（B）下徐麥33 拔節(jié)期莖蘗數(shù)變化范圍為1 066.00 萬～1 721.33 萬個/hm，而遲播（B）莖蘗數(shù)變化范圍為677.33 萬～1 254.67萬個/hm?？梢?，播期推遲后，拔節(jié)期莖蘗數(shù)變化整體呈現(xiàn)下降趨勢。在同一播種期內(nèi)，拔節(jié)期莖蘗數(shù)隨著播種密度及施氮量的增加而增多。2 個播期處理，拔節(jié)期最高莖蘗數(shù)均為DN處理，而最低莖蘗數(shù)均為DN處理。但晚播條件下，平均成穗率較適期播種處理提高了6.02%，其主要原因為適期播種條件下拔節(jié)期無效分蘗較多導(dǎo)致后期成穗率較低，而晚播條件下，分蘗發(fā)生較晚，后期基本均能成穗，導(dǎo)致成穗率提高。對基本苗而言，在同樣播種量下，晚播播種到出苗時間延長，出苗率降低，致其基本苗數(shù)較適期播種偏低。

表3 種植密度與肥料對徐麥33 莖蘗數(shù)的影響

2.4 開花期徐麥33 不同部位葉面積指數(shù)的差異

根據(jù)植株不同葉位將葉片分為2 層，即上3 葉和剩余葉，分別計算每層葉面積指數(shù)，結(jié)果如表4所示。各處理均為上3 葉葉片所占比例最大，2 個播期處理，晚播上3 葉葉面積指數(shù)較適期播種低5.10%～12.14%，上3 葉葉面積指數(shù)最高的均為DN處理，而最低的均為DN處理。晚播小麥的株高及穗下節(jié)間長極顯著地低于相應(yīng)適期播種處理，分別降低了3.96%～6.47%、3.10%～12.00%。2 個播期處理，株高隨著播種密度的增加而升高，并達到顯著水平，但密度對穗下節(jié)間長度變化無顯著影響。隨著施氮量的增加，株高和穗下節(jié)間長度極顯著地升高。播期與密度互作對株高和穗下節(jié)間長度有著極顯著的影響，同時播期與施氮量互作對株高也有著極顯著的影響，而對穗下節(jié)間的影響不顯著。

表4 種植密度與肥料對徐麥33 葉面積指數(shù)、株高、穗下節(jié)間長的影響

2.5 徐麥33 不同生育階段干物質(zhì)積累量

由表5 可知，在種植密度與肥料試驗中，小麥各生育階段干物質(zhì)積累量呈現(xiàn)上升趨勢。推遲播期（B）后，小麥各生育階段干物質(zhì)積累量均較適期播種（B）呈現(xiàn)下降趨勢，晚播播種—成熟期干物質(zhì)積累量較適期播種低3 680.25 kg/hm，降幅為19.91%；播種—拔節(jié)期和拔節(jié)—開花期干物質(zhì)積累量減少幅度最大，分別降低了23.13%、31.91%。從各生育階段干物質(zhì)占比上分析，晚播（B）條件下開花—成熟期占比最高，為41.43%；而適期播種（B）下，拔節(jié)—開花期占比最高，為40.78%。增加密度或施氮量可增加不同生育階段干物質(zhì)的積累量。

表5 播期、密度、氮肥3 因素對徐麥33 不同生育階段干物質(zhì)積累的影響

3 討論與結(jié)論

3.1 主要栽培措施對稻茬晚播麥徐麥33 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

冬小麥播種日期易受種植環(huán)境、氣象條件、水稻收獲期的限制。隨著播期的推遲，冬小麥全生育期縮短，產(chǎn)量下降，且穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量均下降。本研究表明，在晚播31 d 后，徐麥33 產(chǎn)量、穗數(shù)和穗粒數(shù)與適宜播期相比分別平均下降了38.88%、21.02%和11.92%；全生育期較適期播種推遲了29 d左右，縮短的生育期主要集中在拔節(jié)至開花期。

在淮北地區(qū)，由于播種時常遇陰雨天氣，土壤質(zhì)地較黏，播種操作難以進行，往往通過提高播種量來保證冬小麥出苗率，從而保證冬小麥的基本苗數(shù)，其有效穗數(shù)和穗粒數(shù)隨著播種密度的變化存在著極顯著的差異，而千粒質(zhì)量在相鄰密度之間差異較小。本研究發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)播種密度375 萬株/hm相比，當(dāng)密度減少150 萬株/hm時，晚播處理徐麥33 單位面積穗數(shù)降幅達17.50%～18.98%，而適期播種處理穗數(shù)降幅為7.52%～14.49%；晚播穗粒數(shù)增幅6.17%～8.11%，千粒質(zhì)量增幅2.90%～5.49%。徐麥33 穗數(shù)大幅降低以及穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量小幅增加，導(dǎo)致產(chǎn)量下降。當(dāng)播種密度增加150 萬株/hm以上，適期與晚播處理，單位面積穗數(shù)分別增加了9.09%～13.19%、12.52%～15.69%，穗粒數(shù)分別減少了3.97%～7.10%、1.18%～5.48%，千粒質(zhì)量分別減少了3.16%～4.93%、3.14%～3.98%。加大晚播麥播種密度大幅增加了單位面積穗數(shù)，但小幅降低了穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量，導(dǎo)致產(chǎn)量平均增幅為6.36%。因此，加強對不同地區(qū)、不同氣候條件下小麥種植密度的調(diào)控，選擇適宜的播種量來控制種植密度，對于提高單位面積產(chǎn)量具有重要的現(xiàn)實意義。

在一定的范圍內(nèi)，合理施用氮肥能夠改善小麥的經(jīng)濟性狀，增加穗粒數(shù)、有效穗數(shù)和千粒質(zhì)量，提高小麥的產(chǎn)量。本研究發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)施氮量225 kg/hm相比，減少氮肥45 kg/hm，適期與晚播處理，產(chǎn)量下降幅度分別為7.53%～10.49%、5.31%～13.18%，穗數(shù)分別下降2.92%～6.64%、6.80%～8.84%，穗粒數(shù)分別下降5.84%～9.31%、4.50%～9.44%，千粒質(zhì)量分別增加了3.47%～5.14%、7.27%～8.21%。增加氮肥45 kg/hm，適期與晚播處理，產(chǎn)量增加幅度分別為4.32%～7.20%、3.46%～12.24%，穗數(shù)分別增加2.64%～7.47%、1.45%～6.22%，穗粒數(shù)分別增加3.55%～6.08%、5.44%～6.47%，千粒質(zhì)量分別下降2.21%～3.62%、1.70%～3.71%?？梢?，增施氮肥提高穗數(shù)和穗粒數(shù)的幅度顯著高于千粒質(zhì)量的降低幅度，產(chǎn)量相應(yīng)提高。

3.2 主要栽培措施對稻茬晚播麥徐麥33 葉面積指數(shù)的影響

冬小麥株高、穗下節(jié)長度和葉面積指數(shù)隨著播期的推遲而降低。本研究表明，晚播31 d，上3 葉和余葉的葉面積指數(shù)分別相應(yīng)降低了5.10%～12.14%、12.96%～46.03%，葉面積指數(shù)降低主要集中在余葉。晚播導(dǎo)致冬小麥開花期群體光合生產(chǎn)力下降，進而產(chǎn)量下降，同時，晚播條件下株高與穗下節(jié)間長度分別降低了3.96%～6.47%、3.10%～12.00%。在相同的密度下，隨著播期的推遲，小麥各生育時期群體莖蘗數(shù)和葉面積指數(shù)均顯著降低。本研究拔節(jié)期莖蘗數(shù)較適期播種降低22.93%～36.46%，即晚播小麥主要大幅度地降低了小麥拔節(jié)期莖蘗數(shù)、葉面積指數(shù)，進而導(dǎo)致了產(chǎn)量的下降。

適當(dāng)增施氮肥能夠提高葉面積指數(shù)，提高群體光合速率，進而提高小麥產(chǎn)量。本研究表明，與常規(guī)施氮量225 kg/hm相比，當(dāng)?shù)试鍪┑?70 kg/hm時，適期與晚播拔節(jié)期莖蘗數(shù)分別提高了7.74%～10.44%、3.41%～5.66%，開花期上3 葉葉面積指數(shù)分別提高了5.53%～8.13%、2.45%～9.79%，產(chǎn)量分別提高了4.32%～7.20%、3.46%～12.24%，同時也提高了株高及穗下節(jié)間的長度。隨著施氮量的增加，穗數(shù)、穗粒數(shù)、成穗率相應(yīng)增加，千粒質(zhì)量卻降低。當(dāng)?shù)蕼p施至180 kg/hm時，適期與晚播拔節(jié)期莖蘗數(shù)分別減少了4.71%～7.98%、11.83%～15.47%，開花期上3 葉葉面積指數(shù)分別降低了15.67%～25.04%、14.51%～28.90%，產(chǎn)量分別減少了7.53%～10.49%、5.31%～13.18%。隨著施氮量的減少，穗數(shù)、穗粒數(shù)減少，株高與穗下節(jié)間降低，千粒質(zhì)量增加。增施氮肥提高了小麥的成穗率、株高、穗下節(jié)間長度和葉面積指數(shù)，進而提高了稻茬小麥產(chǎn)量。因此，適當(dāng)?shù)卦鍪┑视欣趨f(xié)調(diào)群體性狀和提高稻茬晚播小麥產(chǎn)量。

3.3 主要栽培措施對稻茬晚播麥徐麥33 群體莖蘗數(shù)的影響

種植密度對小麥的農(nóng)藝性狀有著重要的影響，適當(dāng)?shù)卦黾用芏瓤商岣咝←渾挝幻娣e上群體生產(chǎn)力，提高產(chǎn)量。本研究表明，在常規(guī)種植密度375萬株/hm基礎(chǔ)上再增加150 萬株/hm，在同樣施肥條件下，晚播拔節(jié)期莖蘗數(shù)提高了18.95%～21.66%，而成穗率降低了3.25%～7.51%，開花期上3 葉葉面積指數(shù)平均提高了0.18%；當(dāng)播種密度減少150 萬株/hm后，其拔節(jié)期莖蘗數(shù)降低了17.91%～22.97%，開花期葉面積指數(shù)平均降低了7.30%。因此，合理選擇播種密度可以構(gòu)建合理的群體結(jié)構(gòu)，促進產(chǎn)量構(gòu)成三要素的協(xié)調(diào)發(fā)展，進而提高產(chǎn)量。

3.4 主要栽培措施對稻茬晚播麥徐麥33 干物質(zhì)積累的影響

播期主要影響冬小麥綠色面積的生長，進而影響干物質(zhì)積累和產(chǎn)量形成，適期早播有利于冬前壯苗的培育、返青后干物質(zhì)的積累及產(chǎn)量的提高。本研究表明，播期的推遲降低了各生育時期干物質(zhì)積累量，與康定明等的研究結(jié)果一致。稻茬晚播31 d 小麥與適宜播期相比，花前干物質(zhì)積累量大幅度降低。本研究也表明，播期推遲后，小麥群體干物質(zhì)積累量在各生育階段均有降低趨勢，其中播種—拔節(jié)期和拔節(jié)—開花期干物質(zhì)積累量減少幅度最大，分別降低了23.13%、31.91%。增加密度、氮肥可使播種—拔節(jié)期干物質(zhì)積累量分別增加6.97%、13.06%。