寬幅精播中行距與幅寬對小麥干物質積累與分配的影響

孫允超 彭科研 馮盛燁 冀傳允 呂 鵬 鞠正春

（1聊城市農(nóng)業(yè)科學院，252000，山東聊城；2山東省農(nóng)業(yè)技術推廣中心，250100，山東濟南）

小麥是我國重要的糧食作物，我國約有43%的人口以小麥為口糧。持續(xù)優(yōu)化小麥栽培技術，實現(xiàn)小麥穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)，對確保國家糧食安全意義十分重大。在小麥高產(chǎn)栽培中，傳統(tǒng)的機械條播模式下，小麥株距小、株間競爭力強，所形成的冠層結構不合理，單株葉面積小，品種的遺傳潛力發(fā)揮不充分，光、溫、水、肥資源利用率較低，產(chǎn)量提升受到限制[1]。董慶裕[2]研發(fā)了小麥寬幅播種機，改密集條播（苗帶寬3cm）為寬幅精播（苗帶寬6～10cm），擴大了個體占地空間，并在一定程度上解決了傳統(tǒng)條播機下種不均勻和缺苗斷壟的問題，有效提高了冬小麥的籽粒產(chǎn)量。大量研究[3-7]表明，小麥籽粒物質主要來源于花前和花后光合產(chǎn)物的積累，特別是花后光合產(chǎn)物的積累對小麥籽粒產(chǎn)量的增加極為重要，小麥籽粒產(chǎn)量2/3左右來源于開花后光合作用生產(chǎn)的同化物，僅有約1/3來自于開花前貯藏在營養(yǎng)器官中的光合產(chǎn)物。關于寬幅播種技術的增產(chǎn)效應，前人[8-12]從群體與個體、密度與行距等方面進行了研究，明確了寬幅播種技術可以有效提高小麥出苗質量，增加有效群體數(shù)量，促進個體健壯、苗齊、苗勻和苗壯，提高光合效率[13]，合理的行距配置是實現(xiàn)寬幅播種栽培小麥高產(chǎn)的重要技術途徑。但關于寬幅精播條件下，行距配置與幅寬對小麥花后干物質積累的影響報道較少。本試驗以濟麥22為對象，研究了寬幅精播中行距與幅寬對小麥花后干物質積累與分配的影響，為小麥寬幅精播配套栽培技術的推廣及播種機械的研發(fā)提供數(shù)據(jù)支持，為完善寬幅播種的增產(chǎn)機理提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2016-2018年在山東省聊城市農(nóng)業(yè)科學院茌平基地連續(xù)進行2年，2年數(shù)據(jù)結果一致性較好，本文數(shù)據(jù)為2年平均值。為保證出苗質量，播后澆蒙頭水，播種均在10月5-6日進行，以濟麥22為試驗材料，基本苗為255萬/hm2。試驗田前茬作物為玉米，一年兩熟種植，多年秸稈還田。土壤為黏土，0～20cm土層養(yǎng)分含量為有機質13.65g/kg、堿解氮71.65mg/kg、速效磷47.82mg/kg、速效鉀70.12mg/kg，整地前基施腐熟牛糞52.5m2/hm2，純氮 225kg/hm2、P2O5144kg/hm2、K2O 90kg/hm2，肥料為專用復合肥（N:P2O5:K2O=25:16:10），拔節(jié)期追施純氮150kg/hm2，氮肥為尿素（含氮46.4%），其他管理同大田。

試驗采用裂區(qū)設計，行距配置為主區(qū)，幅寬為副區(qū)。行距配置為20、25和30cm；幅寬設置為3、6、9、12和15cm。重復3次，共45個小區(qū)，小區(qū)面積14.25m2（1.5m×9.5m），6行區(qū)，為確?；久鐢?shù)量，每行種子單獨稱重裝袋，每袋裝種子26.5g（按照千粒重42.0g、發(fā)芽率96.0%計算播量）。

播種時，先確定行距線，之后以行距線為中心，用竹制筷子在行距線兩端固定出幅寬，最后用細工程線繞筷子一周，形成播種區(qū)域。播種時，先在工程線下人工按壓種子，保證幅寬，之后將剩余種子均勻撒入播種區(qū)域，播種后覆細土，播種全部完成后第3天澆蒙頭水。

1.2 測定項目及方法

1.2.1 群體及產(chǎn)量構成因素 小麥播種后插棍定點調查基本苗、越冬期群體、春季最大群體和有效群體；小區(qū)人工收獲、脫粒，自然風干后稱重，計算單位面積產(chǎn)量和千粒重；收獲前于每個小區(qū)中隨機取20個單穗測定穗粒數(shù)，籽?；烊胗嫯a(chǎn)。

1.2.2 小麥干物質積累量 于小麥開花后0、7、14、21、28d和成熟期進行取樣，每小區(qū)取15株，按莖、葉、穗軸+穎殼、籽粒進行分樣，70℃烘箱烘干后測定各部位干物質量。

營養(yǎng)器官花前貯藏干物質轉運量=開花期干物質量-成熟期營養(yǎng)器官干物質量，營養(yǎng)器官花前貯藏干物質轉運率（%）=（花前貯藏干物質轉運量/開花期干物質量）×100，花前干物質轉運量對籽粒貢獻率（%）=（花前貯藏干物質轉運量/成熟期籽粒干物質量）×100。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2007和SPSS 19.0數(shù)據(jù)分析軟件進行數(shù)據(jù)處理。

2 結果與分析

2.1 行距和幅寬對小麥產(chǎn)量及其構成因素的影響

由表1可知，相同行距下，單株分蘗成穗數(shù)和穗粒數(shù)隨幅寬增加而增加，穗數(shù)、容重和產(chǎn)量隨幅寬的增加先增后減，產(chǎn)量最高值（8929.50kg/hm2）是在行距25cm、幅寬9cm時取得，且顯著高于其他處理；相同行距條件下千粒重隨幅寬的增加先增后減。可見，增加幅寬可以促進小麥的單株分蘗，增加穗粒數(shù)，但幅寬過大會降低小麥千粒重，抑制產(chǎn)量的提高。

表1 不同行距與幅寬下小麥籽粒產(chǎn)量及其構成因素Table 1 Wheat grain yield and its components in different row spacing and seedling belt width

2.2 不同行距下幅寬對籽粒干物質積累的影響

從圖1可以看出，相同行距下，花后21～28d是籽粒干物質積累最快的時期，幅寬3～9cm時，籽粒干物質積累量隨著幅寬增加而增加；幅寬大于9cm時，25與30cm行距條件下，籽粒收獲期干物質積累量隨幅寬的增加而降低，試驗產(chǎn)量最高值是在行距25cm、幅寬9cm時取得。綜合田間表現(xiàn)來看，行距大于25cm、幅寬大于12cm時，田間麥苗早早封壟，通風透光性差，下部葉片較早發(fā)黃，失去功能。

圖1 不同行距時幅寬對籽粒干物質積累量的影響Fig.1 The effects of different seedling belt widths on dry matter accumulation of wheat seed in different row spacings

2.3 不同行距下幅寬對地上部營養(yǎng)器官干物質積累影響

從圖2可以看出，花后各時期，3～6cm幅寬的小麥地上部干物質積累量遠小于9～15cm幅寬的，說明幅寬增大促進了小麥個體的生長發(fā)育，增加了地上部干物質積累量?；ê?4～28d是小麥干物質轉化最快的時期。開花初期，小麥地上部干物質積累量隨著幅寬的增加而增加，行距小于25cm時，幅寬15cm的地上部干物質積累量迅速下降，幅寬低于9與12cm的地上部干物質積累量，這可能與小行距、大幅寬導致的田間郁閉、植株通風透光不好有關。成熟期地上部干物質積累量的最大值是在行距25cm、幅寬9cm時取得。本試驗條件下，幅寬大于12cm或小于6cm時會減少小麥地上部的干物質積累量。

圖2 不同行距時地上部干物質積累量隨幅寬的變化規(guī)律Fig.2 The effects of different seedling belt widths on aboveground dry matter accumulation in different row spacings

2.4 小麥營養(yǎng)器官花前貯藏干物質轉運率及花前干物質轉運量對籽粒的貢獻率

從表2可以看出，相同行距與幅寬下，花前各營養(yǎng)器官的貯藏干物質轉運率中，葉片＞莖稈＞穗軸+穎殼，花前干物質轉運量對籽粒的貢獻率中，莖稈＞葉片＞穗軸+穎殼，可見葉片的干物質轉運率是營養(yǎng)器官中最高的，莖稈干物質對籽粒的貢獻率最大，小麥開花期后，葉片與莖稈的功能性對于籽粒產(chǎn)量至關重要。

從圖2及表2中看出，相同行距下，營養(yǎng)器官的干物質積累量與干物質轉運量呈相同的規(guī)律性，即隨著幅寬的增加基本呈增加趨勢，幅寬15cm時干物質積累量最大，可見幅寬的增加有利于營養(yǎng)器官的生長和干物質積累量的增加。相同幅寬下，營養(yǎng)器官的干物質積累量隨行距的增加而增加，以行距30cm時最大，這可能與行距增加后，營養(yǎng)器官生長空間更為充分有關。

表2 小麥營養(yǎng)器官花前貯藏干物質轉運情況Table 2 Dry matter translocation at pre-anthesis of vegetative organs of wheat

但產(chǎn)量并沒有隨著營養(yǎng)器官干物質積累量的增加而增加，產(chǎn)量最大值是在行距25cm、幅寬9cm時取得，可見雖然增加行距或幅寬可增加營養(yǎng)器官的干物質積累量，但營養(yǎng)器官干物質向籽粒中轉運并沒有隨著營養(yǎng)器官干物質積累量的增加而增加，這說明營養(yǎng)生長過于旺盛，生殖生長可能會被抑制。

3 討論

研究[14]發(fā)現(xiàn)，小麥生產(chǎn)中常規(guī)條播容易造成單行播幅窄、株距小和田間通風透光條件差等問題，不利于小麥籽粒產(chǎn)量的提高。寬幅精播技術改傳統(tǒng)密集條播為大行距帶式播種[15]，小麥寬幅增加有利于構建合理的群體結構，群體具有較強的光能截獲能力，可顯著提高籽粒產(chǎn)量[13-16]。本研究表明，增加幅寬可促進小麥的單株分蘗能力，提高穗粒數(shù)，幅寬3～15cm范圍內，有效群體產(chǎn)量隨幅寬的增加先增后減，產(chǎn)量的最高值（8929.50kg/hm2）是在行距25cm、幅寬9cm條件時取得，幅寬大于9cm時，會降低小麥有效穗數(shù)，抑制產(chǎn)量的提高。通過田間調查，幅寬3cm時，麥苗擁擠，個體瘦弱細長，單株分蘗較少，幅寬為15cm時，前期麥苗發(fā)育良好，但拔節(jié)后麥壟間郁閉嚴重，通風透光較差，植株下部分葉片較早發(fā)黃、功能喪失。

小麥產(chǎn)量的提升主要取決于光合物質的生產(chǎn)、積累和轉運，花后干物質的轉運和積累至關重要[17]。研究[18]表明，窄行距配置小幅寬和寬行距配置大幅寬均有利于小麥干物質的積累和開花前后營養(yǎng)器官中貯藏的干物質向籽粒中轉移。本研究表明，花后21～28d是籽粒干物質積累最快的時期，幅寬3～9cm時，籽粒產(chǎn)量隨著幅寬的增加而增加；幅寬大于9cm時，籽粒收獲期干物質積累量隨著幅寬的增加而降低?；ㄆ诤?4～28d是小麥地上部干物質轉化最快的時期，隨著小麥的生長發(fā)育，地上部干物質積累量逐漸減少，其中20與25cm行距下，15cm幅寬的地上部干物質積累量迅速下降，一直下降到9與12cm幅寬干物質積累量以下，這可能與壟間郁閉嚴重、植株下部葉片過早變黃有關。

葉片、葉鞘和莖稈是小麥進行光合作用的主要器官，其合成和積累的光合產(chǎn)物是籽粒產(chǎn)量形成的主要來源，光合產(chǎn)物的轉運、積累與分配對籽粒產(chǎn)量影響顯著[19]。有研究[20]表明，種植方式對小麥營養(yǎng)器官分配率影響不顯著，對籽粒的干物質分配率則有顯著影響。本研究表明，小麥葉與莖花前貯藏干物質轉運率以及對籽粒的貢獻率要遠遠大于穗軸+穎殼，可見花后注重延長葉片與莖稈的功能期對于提高產(chǎn)量至關重要；花前營養(yǎng)器官的積累量與轉運量均隨幅寬增加而增加，其中以30cm行距時為最大，這可能與增加行距與幅寬后，植株生長較為充足有關，但隨著小麥的生長發(fā)育，花后幅寬大于9cm時，25cm的行距更利于營養(yǎng)器官干物質的積累，行距過小或過大都不利于花后營養(yǎng)器官干物質的轉運和積累。

4 結論

增加幅寬可促進小麥單株分蘗能力，提高穗粒數(shù)，但有效穗數(shù)和產(chǎn)量隨幅寬的增加先增后減，產(chǎn)量最高值（8929.50kg/hm2）在行距25cm、幅寬9cm時取得；花后21～28d是籽粒干物質積累最快的時期，幅寬3～9cm時，籽粒產(chǎn)量隨幅寬的增加而增加，幅寬大于9cm時，籽粒產(chǎn)量隨幅寬增加而降低；小麥葉片與莖稈的花前貯藏干物質轉運率以及對籽粒的貢獻率遠遠大于穗軸+穎殼，花后延長葉片和莖稈的功能期對于提高產(chǎn)量至關重要。