水密調(diào)控對小麥產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響

吳儒剛 蘇譽(yù) 劉文海 朱元剛 張英霞 范業(yè)泉 張超

摘要 以抗旱小麥新品種陽光18為試驗(yàn)材料，研究不同灌水次數(shù)和密度組合對小麥產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因素及經(jīng)濟(jì)效益的影響，旨在豐富小麥新品種陽光18的高產(chǎn)高效栽培技術(shù)，為推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。結(jié)果表明，小麥產(chǎn)量隨灌水次數(shù)的增加而增加。從群體動態(tài)來看，基本苗多的處理產(chǎn)量較高，但270萬/hm2基本苗的處理略高于360萬株/hm2基本苗的處理，表現(xiàn)最佳。從產(chǎn)量結(jié)果來看，W2T2組合（灌拔節(jié)水和灌漿水+270萬株/hm2）產(chǎn)量最高，達(dá)到8 811.60 kg/hm2。從經(jīng)濟(jì)效益來看，W1T2組合（只灌拔節(jié)水+270萬株/hm2）經(jīng)濟(jì)效益最高，達(dá)到6 661.13元/hm2。因此，從國家糧食安全的角度來看建議采用春季灌拔節(jié)水和灌漿水，播種量以基本苗270萬株/hm2為宜；從農(nóng)業(yè)收入的經(jīng)濟(jì)效益角度來看，建議采用春季灌1次拔節(jié)水、基本苗播種量270萬株/hm2。

關(guān)鍵詞 水密調(diào)控；抗旱型小麥；籽粒產(chǎn)量；經(jīng)濟(jì)效益

中圖分類號 S 512.1? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A? 文章編號 0517-6611（2023）07-0018-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.07.005

Effects of Water Density Regulation on Grain Yield and Economic Benefits of Wheat

WU Ru-gang， SU Yu， LIU Wen-hai et al

（Dezhou Academy of Agricultural Sciences， Dezhou， Shandong 253015）

Abstract In order to enrich the high-yield and high-efficiency cultivation technique rules of the new wheat variety Yangguang 18 and provide theoretical guidance for its popularization and application， the relationship between the combination of different irrigation frequency and density and wheat yield， three factors of yield formation and economic benefit was studied by using the new wheat variety Yangguang 18 as experimental material.The results showed that the more irrigation times， the higher the yield.The yield of 2 700 000 plants/hm2 basic seedlings was greater than those of other two treatments.And the population dynamics of 2 700 000 plants/hm2 basic seedlings was the best.In terms of different water-tight combinations， the yield of W2T2 treatment was the highest， reaching 8 811.60 kg/hm2.One-time irrigation and 270 000 plants/hm2 basic seedlings （W1T2） had the highest economic benefit， reaching 6 661.13 Yuan/hm2.One-time irrigation and 2 700 000 plants/hm2 basic seedlings had the highest economic benefit， reaching 6 661.13 Yuan/hm2.Thus， spring irrigation jointing water and grouting water were recommended from the perspective of national food security.The appropriate sowing amount for basic seedlings was 2 700 000 plants/hm2.From the perspective of economic benefit of agricultural income， we suggested to adopt the treatment of one-time irrigation in spring and 2 700 000 plants/hm2 sowing amount of basic seedlings.

Key words Water density regulation；Drought resistant wheat；Seed yield；Economic performance

作者簡介 吳儒剛（1980—） ，男，山東臨邑人，正高級農(nóng)藝師，從事小麥育種及栽培研究。

收稿日期 2022-05-12；修回日期 2022-06-23

小麥作為我國，特別是北方人民的口糧作物，在飲食結(jié)構(gòu)中的比例較高［1］，其高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)關(guān)系著國家的糧食安全。水是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的命脈，是關(guān)系著國計(jì)民生的基礎(chǔ)性自然資源［2］。小麥農(nóng)業(yè)用水較多，約占農(nóng)業(yè)用水的70%， 生育期內(nèi)至少灌溉1～3次才能確保小麥穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)［3］。黃淮麥區(qū)是我國最大的小麥產(chǎn)區(qū)，時空、區(qū)域水資源匱乏，不能滿足小麥用水需求，因此小麥持續(xù)增產(chǎn)壓力較大，節(jié)約集約用水已成為黃淮麥區(qū)小麥穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的必然選擇［4］。小麥?zhǔn)欠痔Y作物，自身調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，其產(chǎn)量并不與播種密度成正比［5］。因此，探索新育成品種高產(chǎn)高效合理群體［6］尤為重要。為此，李偉華等［7］通過對百農(nóng)418不同密度下的群體動態(tài)、產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀的研究，得出種植密度與產(chǎn)量呈拋物線函數(shù)關(guān)系。由海霞［8］認(rèn)為，合理高效的群體，要求基本苗有一定的閾值，低于這個閾值時葉面積指數(shù)下降，造成空間浪費(fèi)；高于這個閾值時，雖能形成超大群體，但后期群體郁閉，葉片老化加快，光照環(huán)境惡化，容易造成小麥倒伏，更易造成小麥減產(chǎn)。

近年來，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快，農(nóng)村青壯年勞動力向城鎮(zhèn)集中［9］。小麥播種、收獲、病蟲害防治等農(nóng)事活動的機(jī)械化、現(xiàn)代化已逐漸被接受。高效節(jié)水灌溉設(shè)備成本較高［10］，小農(nóng)戶投資能力有限，且局部地區(qū)存在土壤返鹽現(xiàn)象［11］，“小白龍”灌溉方式仍然是廣大農(nóng)村灌溉的普遍方式。灌溉成本高且勞動力工資不斷上漲，糧食收儲價(jià)格卻在低位震蕩，導(dǎo)致小麥凈收益下滑明顯，極大挫傷了種糧生產(chǎn)者的積極性［12］，急需改善小麥水分管理方式［13］。

陽光18號為旱肥的小麥新品種，分蘗力強(qiáng)、成穗率高，王成超等［14］已研究了該品種適宜的種植密度，但是鮮見對灌水量同播種量的協(xié)調(diào)作用的研究。鑒于此，筆者對灌水量與播種量協(xié)調(diào)作用小麥產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益方面進(jìn)行研究，從糧食安全和利潤最大化2個方面進(jìn)行協(xié)調(diào)，從而制定出最佳的小麥栽培技術(shù)措施，設(shè)置了 3個灌溉水平和 3 個播種量，以期篩選合理的種植密度和灌溉次數(shù)，為實(shí)現(xiàn)節(jié)水高產(chǎn)高效栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2019—2020年度在德州市德城區(qū)黃河涯鎮(zhèn)黃河涯村德州市農(nóng)科院試驗(yàn)基地進(jìn)行。試驗(yàn)地土壤類型為壤土，0～20 cm耕層土壤中有機(jī)質(zhì)含量15.7 g/kg，全氮含量1.02 g/kg，堿解氮含量80.2 mg/kg，速效磷含量67.4 mg/kg，速效鉀含量103.6 mg/kg。玉米秸稈全部還田，并深翻掩埋25 cm土層以下；整地前10 d造墑，基肥種類和數(shù)量為：純氮225 kg/hm2、 P2O5 90 kg/hm2和K2O 150 kg/hm2，拔節(jié)期追施純氮150 kg/hm2，不灌水處理的追肥方式為開溝撒施并掩埋，只灌拔節(jié)水、灌拔節(jié)水和灌漿水處理的方式為隨水撒施。

1.2 供試材料 試驗(yàn)選取抗旱型小麥新品種陽光18為供試材料，該品種為半冬性，幼苗半匍匐，株型緊湊，葉色濃綠，葉片上沖，熟相好。生育期229 d，熟期與對照魯麥21號相當(dāng)；株高72.5 cm，穗紡錘形，長芒、白殼、白粒，籽粒硬質(zhì)，越冬抗寒性較好，抗倒伏性較好。2018年由山東省農(nóng)作物品種審定委員會審定，審定編號為魯審麥20180027。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采取二因素裂區(qū)設(shè)計(jì)，水分處理為主區(qū)，種植密度為副區(qū)。分別設(shè)置3個灌水處理：不灌水（W0處理）、只灌拔節(jié)水（W1處理）、灌拔節(jié)水和灌漿水（W2處理）；3個種植密度：180萬株/hm2（T1處理）、270萬株/hm2（T2處理）、360萬株/hm2（T3處理）。

1.4 播種方式

使用小區(qū)精密播種機(jī)播種，隨機(jī)排列，重復(fù)3次，小區(qū)面積為9.0 m2（6.0 m×1.5 m），行距0.2 m。田間管理同常規(guī)大田管理。播種時間為2019年10月12日，于2020年6月8日小區(qū)全部收獲。

1.5 指標(biāo)測定

1.5.1 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的測定。成熟期每個小區(qū)隨機(jī)選取2個能代表整體狀況的1 m雙行樣段，調(diào)查總穗數(shù)，折算成穗數(shù)；隨機(jī)選取30個單穗曬干，人工脫粒篩凈后數(shù)粒儀計(jì)數(shù)總粒數(shù)，換算成單穗粒數(shù)；按小區(qū)全部收獲篩凈曬干至含水量13%時的籽粒產(chǎn)量計(jì)為小區(qū)產(chǎn)量；小區(qū)收獲的籽粒中隨機(jī)取500粒，2次重復(fù)，取平均值換算成千粒重。

1.5.2 經(jīng)濟(jì)效益的測定。根據(jù)試驗(yàn)小區(qū)產(chǎn)量以及不同處理所用的農(nóng)用成本，計(jì)算其經(jīng)濟(jì)效益。

經(jīng)濟(jì)效益=產(chǎn)量效益 - 電費(fèi)成本－ 人工成本 - 用種成本 －綜合成本。

1.6 數(shù)據(jù)處理 采用 Excel 2007 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理；采用 DPS 7.05軟件進(jìn)行差異顯著性分析（α=0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水密調(diào)控處理對陽光18產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響 小麥產(chǎn)量高低與灌水次數(shù)及種植密度密切相關(guān)［15］。灌水次數(shù)與種植密度及其互作對陽光 18 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響見表1。由表1可知，在W0處理?xiàng)l件下，各密度處理的產(chǎn)量隨著密度的增加而增加，但增幅降低；在W1、W2條件下，隨著密度的增加，各處理產(chǎn)量出現(xiàn)先增加后減少的趨勢。

方差分析（表2）結(jié)果顯示，在該試驗(yàn)條件下，不同水分處理間、不同密度處理間差異均達(dá)到極顯著水平，水分和密度的交互效應(yīng)也達(dá)到極顯著水平。

2.2 不同灌水、種植密度處理對陽光18產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

穗數(shù)、單穗粒數(shù)和千粒重之間相互制約、相互聯(lián)系，共同決定著小麥產(chǎn)量的高低。從表3可以看出，主處理，即不同灌水次數(shù)間產(chǎn)量及構(gòu)成因素間有差異，穗數(shù)和產(chǎn)量均隨灌水次數(shù)的增加呈上升趨勢，W2和W1處理間單穗粒數(shù)差異不明顯但明顯高于W0處理，千粒重處理間差異不明顯。副處理，即不同密度處理間的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素存在差異，以270萬株/hm2密度處理的穗數(shù)最高，明顯高于360萬和180萬株/hm2密度處理；單穗粒數(shù)隨密度增加而下降，180萬株/hm2密度處理明顯高于360萬株/hm2密度處理；千粒重隨密度增加呈現(xiàn)下降趨勢且處理間差異明顯，由密度180萬株/hm2增加至360萬株/hm2時，各灌水處理均下降2.00 g左右；產(chǎn)量隨密度增加而明顯增加。

隨著灌水次數(shù)的增加，陽光 18 產(chǎn)量表現(xiàn)為增加趨勢，W1和W2處理的產(chǎn)量分別比W0處理增產(chǎn)35.74%、41.33%；隨著種植密度的增加，陽光18產(chǎn)量表現(xiàn)為增加的趨勢，270萬和360萬株/hm2基本苗處理比180萬株/hm2基本苗處理分別增產(chǎn) 9.92%、12.43%。

2.3 不同組合處理對陽光18經(jīng)濟(jì)收益的影響

該試驗(yàn)條件下，小麥?zhǔn)找嬷挥?jì)算小麥籽粒產(chǎn)量出售所獲得的經(jīng)濟(jì)效益，小麥生產(chǎn)過程中的投入成本為地租、購買種子的數(shù)量、田間農(nóng)事操作投入、肥料投入，其中田間農(nóng)事操作包括旋地、播種、澆水、病蟲害管理、收獲，具體投入產(chǎn)出見表4。

從表4可以看出，在該試驗(yàn)條件下，種植小麥的成本投入差距主要體現(xiàn)在播種量成本和澆水所涉及的電費(fèi)和人工成本，其中人工成本的比重最大，這也是目前黃淮麥區(qū)小農(nóng)戶小麥生產(chǎn)的難點(diǎn)問題。小麥純收益超過6 000.00元/hm2的組合為W2T2、W1T2和W1T3，其中以小麥只灌拔節(jié)水、基本苗270萬株/hm2組合（W1T2）處理的純收益最高，達(dá)到6 661.13元/hm2，小麥純收益最少的組合為小麥不澆水、基本苗為180萬株/hm2的組合，其純收益僅為469.81元/hm2。

從表5可以看出，主處理，即灌水次數(shù)的增加明顯提高了產(chǎn)量收益，但人工成本的提高抵消了部分收入，所以導(dǎo)致W2和W1處理間純收入差異不明顯，但明顯高于W0處理，純收入分別比W0處理增加4 302.75和4 431.75元/hm2。副處理，即不同密度處理純收入隨密度增加而增加；與180萬株/hm2處理相比，270萬和360萬株/hm2處理純收入分別增加1 552.93和1 793.28元/hm2。

3 小結(jié)

小麥產(chǎn)量不僅與品種自身的特性有關(guān)，還與灌水次數(shù)、種植密度等栽培措施密切相關(guān)。辛秀竹等［16］認(rèn)為，春季灌水次數(shù)與有效穗數(shù)無關(guān)；而郭振清等［17］則認(rèn)為，減少灌水次數(shù)會導(dǎo)致穗數(shù)減少；高振賢等［18］也認(rèn)為，春季灌水能提高穗數(shù)。該試驗(yàn)中，灌水次數(shù)與穗數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系，這與郭振清等［17-18］的觀點(diǎn)相一致。該試驗(yàn)結(jié)果表明，在一定范圍內(nèi)，增加密度提高產(chǎn)量的主要因素是穗數(shù)的增加，但是對穗粒數(shù)和千粒重的影響卻存在不同意見。部分學(xué)者認(rèn)為，增加種植密度會降低穗粒數(shù)，但是對千粒重影響不明顯［19-20］；而于振文［21］研究表明，隨著種植密度的升高，穗粒數(shù)增多，千粒重降低；朱云集等［22］則認(rèn)為，增加種植密度，千粒重和穗粒數(shù)總體下降。該試驗(yàn)條件下，隨著播種密度的增加，穗數(shù)相應(yīng)增加，穗粒數(shù)和千粒重逐漸降低與朱云集等［22］的觀點(diǎn)相一致。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)倡導(dǎo)高產(chǎn)高效。小麥作為口糧作物，其產(chǎn)量關(guān)系國計(jì)民生、長治久安，同時還要保證小麥經(jīng)營者的利益。目前，我國小麥種植正在集約化發(fā)展，土地面積逐步集中，大型機(jī)械化耕種收、水肥一體化、無人機(jī)病蟲害防治等措施大大降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成本。但是，仍有部分新型經(jīng)營主體存在地塊分散、水澆條件受限、現(xiàn)代高新技術(shù)無法施展的問題。筆者將農(nóng)業(yè)灌水的勞動力成本單獨(dú)核算，就是基于這類經(jīng)營主體的勞動力成本越來越高，旨在呼吁國家出臺相關(guān)政策，切實(shí)保障此類經(jīng)營主體。

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