播種方式對陜西小麥群體構建和產(chǎn)量的影響

孫建閣,王 倩*,王 蕊,劉 喆

(1.陜西省農(nóng)業(yè)技術推廣總站,陜西西安 710003;2.合陽縣農(nóng)業(yè)技術推廣中心,陜西合陽 715300;3.西安市農(nóng)業(yè)技術推廣中心,陜西西安 710003)

糧豐農(nóng)穩(wěn)安天下。小麥作為我國重要的口糧作物,是穩(wěn)定國家經(jīng)濟社會安全穩(wěn)定發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源[1]。隨著人口的增長和耕地面積的日漸減少,糧食單產(chǎn)提升已成為今后糧食生產(chǎn)的重點發(fā)展方向。受生育期與雨季不同步、旱地秋季干旱、秋冬或秋冬春連旱頻發(fā)、土壤瘠薄、耕層變淺、保水保肥力差、機械化水平較低、播種質(zhì)量低、生產(chǎn)成本高等突出問題的長期影響,現(xiàn)階段陜西省小麥的單產(chǎn)水平在全國小麥主產(chǎn)省份中排列靠后。此外,陜西省小麥播種時間緊、播種期間氣候變化大、傳統(tǒng)播種機械分次作業(yè)流程煩瑣,因此小麥播種質(zhì)量普遍不高,播種成本居高不下。

播種質(zhì)量是確保小麥苗齊苗勻苗壯的關鍵,良好苗情是小麥單產(chǎn)提升的基礎。研究表明,寬幅種植相對于傳統(tǒng)的條播加寬了苗帶,促進出苗均勻、群體優(yōu)化、個體健壯,進而提高了小麥籽粒灌漿速率,降低了生長后期干熱風和衰老的不利影響,增產(chǎn)效果顯著;溝播土壤水分含量整體高于對照,可以促進土壤深層水縱向上移,溝播獨特的地表形態(tài)能有效降低土壤近地溫度,減少棵間蒸發(fā)量[2-9]。可見,前人對小麥寬幅播種和溝播的增產(chǎn)機制較為清楚,但寬幅溝播及不同參數(shù)設置的寬幅溝播增產(chǎn)效果研究較少。鑒于此,筆者對比研究了水澆地、旱地條件下不同寬幅溝播方式和傳統(tǒng)普通條播,明確寬幅溝播增產(chǎn)效果,篩選出適宜不同地區(qū)的寬幅溝播方式,著力提升陜西小麥播種環(huán)節(jié)作業(yè)質(zhì)量,助推陜西省小麥單產(chǎn)由“跟跑”向“并跑”轉(zhuǎn)變,并向“領跑”躍升。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況試驗于2020年10月—2021年6月在陜西省關中地區(qū)進行,該地區(qū)為陜西省小麥主產(chǎn)區(qū),分關中灌區(qū)(水澆地)和渭北旱塬(旱地)。關中灌區(qū)屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候,年平均氣溫11.5～12.9 ℃,年日照時數(shù)1 900～2 400 h,≥10 ℃有效積溫4 100～4 300 ℃,年降雨量540 mm左右;渭北旱塬屬大陸性季風北溫帶干旱半干旱、北溫帶濕潤半濕潤氣候區(qū),≥10 ℃有效積溫2 800～3 300 ℃,年降雨量350～600 mm,無霜期150～200 d[10-11]。關中地區(qū)年降雨量分布不均,60%～70%集中在7—9月。試驗在關中5市18個縣(區(qū))地勢平坦、肥力中等的試驗田進行。

1.2 試驗材料試驗品種旱地為渭麥9號,水澆地為偉隆169。

1.3 試驗設計試驗設12 cm帶狀苗帶+23 cm空帶(BS12+E23處理)、12 cm雙行線狀苗帶+20 cm空帶(DLS12+E20處理)、10 cm帶狀苗帶+20 cm空帶(BS10+E20處理)、15 cm雙行線狀苗帶+23 cm空帶(DLS 15+E23處理)、傳統(tǒng)普通條播 (DS3處理)共5個處理。其中,12 cm帶狀苗帶+23 cm空帶采用2BMG-4/7型免耕播種施肥機,溝內(nèi)旋耕苗帶寬12 cm,免耕空帶寬23 cm,肥料施于種床下4 cm深處;12 cm雙行線狀苗帶+20 cm空帶采用2BMQF-6/12型全還田防纏繞免耕施肥播種機,溝內(nèi)2行相距12 cm、免耕空帶寬20 cm,肥料施于溝底正下方,距離種子側方5 cm 處;10 cm帶狀苗帶+20 cm 空帶采用2BMFK-14型谷物免耕寬幅施肥播種機,溝內(nèi)旋耕苗帶寬10 cm,免耕空帶寬20 cm,肥料施于種床下4 cm 深處;15 cm雙行線狀苗帶+23 cm空帶采用2BMFZS-12/6型免耕施肥播種機,苗帶旋耕、深松,2行相距12 cm,免耕空帶寬23 cm,肥料分兩層施于2行種帶正下方5、20 cm處;傳統(tǒng)普通條播采用常規(guī)施肥條播機,行距20 cm,苗帶寬3 cm。大區(qū)設計,隨機排列,不設重復。每個處理1 333.34 m2。播種量202.5 kg/hm2。同一地區(qū)統(tǒng)一播期與施肥水平,其他管理措施同大田。每處理隨機取3組30個穗,大穗率(%)=30個穗中穗粒數(shù)超過往年平均穗粒數(shù)的穗數(shù)/30×100%。成穗率(%)=成熟期穗數(shù)/拔節(jié)期總莖數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理及分析采用Microsoft Excel進行數(shù)據(jù)整理、圖表繪制;采用IBM SPSS Statistics進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 播種方式對旱地小麥群體生長動態(tài)的影響由圖1可知,越冬前旱地小麥4種寬幅溝播方式處理的平均總莖數(shù)低于DS3處理,至拔節(jié)前寬幅溝播處理的平均總莖數(shù)有所提高,至成熟期寬幅溝播平均總莖數(shù)與DS3處理持平略增,但寬幅溝播的平均成穗率高于DS3。由此可見,改DS3處理為寬幅溝播減少了無效分蘗,為小麥個體發(fā)育創(chuàng)造了良好條件,有效促進個體根多苗壯,群體分蘗數(shù)量適、質(zhì)量高。這可能是因為寬幅溝播處理下種子分散、入土均勻,同時播種面積增大,個體占地空間變大,一定程度上緩解了種子在土壤中爭水搶肥料的矛盾[12];此外,寬幅溝播也能彌補傳統(tǒng)播種機播種缺苗斷壟現(xiàn)象,疙瘩苗情況明顯減少,無效分蘗量降低。

注:括號中數(shù)據(jù)為該種播種方式下的成穗率。Note:Data in the brackets were ear bearing tiller rates under corresponding sowing method.圖1 播種方式對旱地小麥群體生長動態(tài)的影響Fig.1 Effects of sowing modes on growth dynamics of wheat population growth on dry land

不同寬幅溝播方式處理下,越冬前表現(xiàn)為BS12+E23和DLS15+E23處理冬前總莖數(shù)較高,至拔節(jié)前,DLS15+E23處理的小麥總莖數(shù)最高,較BS12+E23、DLS12+E20、BS10+E20處理分別高96.0萬、79.5萬、25.5萬株/hm2;至成熟期,以DLS12+E20和DLS15+E23處理下小麥群體總莖數(shù)較多,均達到413.4萬株/hm2,其次為BS10+E20處理,4種寬幅溝播方式較DS3總莖數(shù)有增有減。群體成穗率方面,在旱地4種寬幅溝播方式以DLS12+E20處理最高,達到43.02%,其次為BS12+E23處理,而BS10+E20處理最低,為39.96%,但4種寬幅溝播處理間成穗率差異不大。雖然DLS12+E20處理在旱地增加群體總莖數(shù)上表現(xiàn)一般,但成穗率卻最高。這可能是因為DLS12+E20寬幅溝播處理獨特的“圓盤鋸齒開溝器”組合,將秸稈和根茬粉碎后分離在寬壟的同時攉干種床,用帶墑的凈土播種后鎮(zhèn)壓,在旱地封墑效果更好,有利于生根壯苗,促進分蘗成穗。

2.2 播種方式對水澆地小麥群體生長動態(tài)的影響由圖2可知,越冬前,水澆地小麥4種寬幅溝播處理平均總莖數(shù)均高于DS3處理;至拔節(jié)前,DS3處理群體總莖數(shù)迅速增加,比寬幅溝播處理群體總莖數(shù)高出176.25萬株/hm2;至成熟期,寬幅溝播處理較DS3處理平均總莖數(shù)持平略增。由此可見,寬幅溝播處理較DS3處理有利于增加水澆地小麥越冬前的群體數(shù)量,而DS3處理返青后群體量快速的增加,雖然增加了群體量,但成穗率偏低。

注:括號中數(shù)據(jù)為該種播種方式下的成穗率。Note:Data in the brackets were ear bearing tiller rates under corresponding sowing method. 圖2 播種方式對水地小麥群體生長動態(tài)的影響Fig.2 Effects of sowing modes on growth dynamics of wheat population growth on irrigable land

不同寬幅溝播方式處理下,至拔節(jié)前,以BS12+E23處理下小麥群體總莖數(shù)最多,達到1 710.00萬株/hm2,其次為DLS15+E23處理,BS10+E20和DLS12+E20處理總莖數(shù)低于4種寬幅溝播處理的平均總莖數(shù)。至成熟期,DLS12+E20處理下總莖數(shù)最多,為556.95萬株/hm2,其次為DLS15+E23處理,兩者穗數(shù)僅相差4.5萬株/hm2;BS12+E23處理穗數(shù)最低。4種寬幅溝播成穗率在水澆地表現(xiàn)為DLS12+E20處理>BS10+E20處理>DLS15+E23處理>BS12+E23處理。DLS12+E20處理在水澆地和旱地表現(xiàn)一致,雖然拔節(jié)期總莖數(shù)表現(xiàn)不突出,但成穗率高。DLS15+E23處理在水澆地有試驗點存在倒伏現(xiàn)象,這可能是因為DLS15+E23處理播種機總莖數(shù)較其他寬幅溝播方式多,在一定程度上影響了個體健壯,后期穗子又較重,引起了部分倒伏發(fā)生。

綜上所述,雖然4種寬幅溝播方式在水、旱地成熟期總莖數(shù)與DS3處理基本持平,但寬幅溝播方式無效分蘗數(shù)明顯減少,其中DLS12+E20和BS10+E20處理無效分蘗較少。

2.3 播種方式對旱地小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構成因素的影響由表1可知,4種寬幅溝播處理穗數(shù)較DS3處理基本持平,穗粒數(shù)和千粒重明顯增加;寬幅溝播處理的平均穗粒數(shù)、千粒重分別比DS3處理增加了2.12粒/穗、減少了0.3 g,產(chǎn)量增加714.42 kg/hm2。大穗率表現(xiàn)上,寬幅溝播較DS3處理增加了24百分點。由此可見,寬幅溝播有利于增加小麥穗重,這可能是因為寬幅溝播的參數(shù)設置更有利于構建合理的群體和個體數(shù)量,在保障群體數(shù)量不大幅下降的情況下,健壯麥苗,充分發(fā)揮個體優(yōu)勢,達到增產(chǎn)目的。

表1 不同播種方式下旱地小麥產(chǎn)量及其構成因素比較

不同寬幅溝播方式,DLS12+E20和DLS15+E23處理穗數(shù)持平,較BS12+E23、BS10+E20處理分別增加了22.5萬和13.5萬株/hm2;穗粒數(shù)以DLS15+E23處理最高,達到33.06粒/穗,DLS12+E20次之,BS12+E23和BS10+E20處理較低;千粒重以DLS12+E20處理下最高,較BS10+E20、BS12+E23、DLS15+E23處理分別增加1.0、1.3、1.8 g。產(chǎn)量表現(xiàn)上以DLS15+E23寬幅溝播處理下產(chǎn)量最高,達到5 288.81 kg/hm2,DLS15+E23與DLS12+E20處理間產(chǎn)量差異不顯著,BS10+E20較BS12+E23處理產(chǎn)量增加2.38%。大穗率以DLS12+E20寬幅溝播處理最高,其次為DLS15+E23處理,BS12+E23和BS10+E20處理間差異不顯著。由此可見,DLS12+E20和DLS15+E23處理在旱地小麥綜合表現(xiàn)較好。

2.4 播種方式對水澆地小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構成因素的影響由表2可知,4種寬幅溝播方式處理在水澆地平均穗粒數(shù)表現(xiàn)與旱地相似,較DS3處理基本持平略有增加;4種處理的平均穗粒數(shù)和千粒重分別比DS3處理增加了1.59粒/穗、2.0 g;寬幅溝播處理平均產(chǎn)量增加617.10 kg/hm2。大穗率寬幅溝播處理較DS3處理增加了21百分點。

表2 不同播種方式下水澆地小麥產(chǎn)量及其構成因素比較

不同寬幅溝播處理,穗數(shù)以DLS12+E20和DLS15+E23處理較高,其次為BS10+E20處理,BS12+E23處理較低;穗粒數(shù)表現(xiàn)為DLS12+E20和DLS15+E23處理較高,其次為BS12+E23處理,BS10+E20處理最低;從產(chǎn)量來看,DLS15+E23處理最高,達到6 451.56 kg/hm2,較DLS12+E20、BS10+E20、BS12+E23處理分別提高了1.68%、6.64%、6.77%。大穗率DLS12+E20處理最高,與其他處理間差異顯著;DLS15+E23處理次之,BS12+E23和BS10+E20處理大穗率較低。

綜上所述,4種寬幅溝播方式較DS3處理更有利于促進群體適宜,個體健壯,緩解群體與個體的生長矛盾,特別是寬幅溝播播種環(huán)節(jié)提高了播種質(zhì)量,蓄水保溫,小麥個體根多苗壯,搭好了豐產(chǎn)架子;中后期寬幅溝播通風透光,邊際優(yōu)勢好,促進小麥源足、庫大、流暢,生長健壯,尤其是綠葉面積大,功能期延長,落黃好,粒大飽滿。綜合來看,以DLS15+E23和DLS12+E20寬幅溝播處理表現(xiàn)最佳。

3 結論與討論

寬幅溝播技術是一項非常重要的保護性耕作技術,目前在陜西省小麥主產(chǎn)區(qū)已示范應用多年,但寬幅溝播與普通條播技術相比,系統(tǒng)的理論研究還不夠多,并且在生產(chǎn)應用過程中能保證寬幅溝播作業(yè)質(zhì)量的農(nóng)機選用還相對滯后,因此該研究結論能有效促進機械改型,保障寬幅溝播技術應用實效,進而加快寬幅溝播技術廣泛普及。該研究發(fā)現(xiàn),寬幅溝播處理下無效分蘗控制有效、群體大穗明顯增多、小麥單產(chǎn)普遍提高。相較于DS3處理,雖然寬幅溝播穗數(shù)沒有明顯增加,但寬幅溝播無效分蘗數(shù)明顯降低,且寬幅溝播田群體適宜、個體健壯,穗粒數(shù)和千粒重增加明顯。在該年度試驗期間,小麥受條銹病、大風等不良環(huán)境的影響嚴重,DS3處理大田小麥倒伏嚴重,而寬幅溝播處理下小麥基本無倒伏,單產(chǎn)普遍增加,旱地、水澆地平均增產(chǎn)714.42、617.10 kg/hm2。4種寬幅溝播方式在水澆、旱地都具有優(yōu)于DS3處理的表現(xiàn),DLS12+E20和DLS15+E23寬幅溝播處理分別在水澆地、旱地表現(xiàn)最佳。

小麥寬幅溝播技術雖然可以大幅度提高小麥播種質(zhì)量,增加小麥產(chǎn)量,促進農(nóng)民增收,但在推廣應用方面效果不明顯,主要原因可能是小麥寬幅溝播技術農(nóng)民認知度較低,寬幅溝播機械價格較高,購買成本高,作業(yè)回本難度大,加之寬幅溝播對作業(yè)機手的技術水平也要求較高,且機械智能化水平較低等因素綜合限制了小麥寬幅溝播技術在小麥生產(chǎn)中的應用。因此,為了進一步示范推廣小麥寬幅溝播技術,農(nóng)技、農(nóng)機部門要加強協(xié)作,積極推進農(nóng)機農(nóng)藝融合與示范,提高寬幅溝播技術的普及面;農(nóng)機作業(yè)手業(yè)務也要積極參與業(yè)務培訓,提升作業(yè)本領;農(nóng)機企業(yè)要創(chuàng)新設備,提高寬幅溝播機械的智能化操作水平;同時,政府部門應建立農(nóng)機購置補貼,努力推動良技與良機的融合與廣泛應用。