滴灌條件下種植密度對(duì)新冬20生長(zhǎng)及產(chǎn)量性狀的影響

潘雪嬌　黃振江　陳慧

摘要[目的]明確不同種植密度對(duì)南疆滴灌冬小麥生長(zhǎng)特性與產(chǎn)量構(gòu)成的影響。[方法]以新冬20為供試材料，設(shè)置3種種植密度，對(duì)其群體、個(gè)體生長(zhǎng)性狀及產(chǎn)量構(gòu)成進(jìn)行調(diào)查。[結(jié)果]隨生育進(jìn)程的發(fā)展，總莖數(shù)與葉面積指數(shù)呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)，而干物質(zhì)積累量則持續(xù)增加；最大總莖數(shù)在拔節(jié)期出現(xiàn)，單株葉面積和群體LAI最大值在抽穗-揚(yáng)花期。隨密度增加，最高總莖數(shù)、株高、單株最大葉面積、群體最大LAI、單株和群體最大干物質(zhì)積累量均呈增加趨勢(shì)，其中350萬(wàn)株/hm2密度處理下的總莖數(shù)和單株干物質(zhì)積累量變化較大，而650萬(wàn)株/hm2密度處理的單株葉面積和群體LAI變化較大，500萬(wàn)株/hm2密度處理的群體干物質(zhì)積累量變化較大，且產(chǎn)量構(gòu)成因素均達(dá)到最大，產(chǎn)量最高達(dá)8 472.49 kg/hm2。[結(jié)論]在南疆地區(qū)，為了獲得高產(chǎn)高效，冬小麥密度應(yīng)控制在500萬(wàn)株/hm2時(shí)較好。

關(guān)鍵詞密度；滴灌；冬小麥；生長(zhǎng)性狀；產(chǎn)量

中圖分類號(hào)S512.1+1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2017）30-0032-04

Abstract[Objective] To explicit the effects of different planting density on growth traits and yield components of winter wheat under drip irrigation in southern Xinjiang. [Method]With winter wheat cultivar Xindong 20 as the test material， 3 planting densities were set up， and their population， individual growth characters and yield components were investigated. [Result] With the growth process， the total stem number and leaf area index increased first and then decreased， while dry matter accumulation continued to increase. The maximum total number of stems was at the jointing stage， the maximum leaf area and group LAI value was at the heading flowering stage. With the increase of density， the maximum total stem number， plant height， maximum leaf area per plant， maximum LAI of colony， maximum dry matter accumulation per plant and population showed an increasing trend， among them， the total stem number and dry matter accumulation per plant of 3 500 thousand plants/hm2 density treatments greatly， the leaf area and population LAI of 6 500 thousand plants/hm2 density treatments varied greatly， the dry matter accumulation of 5000 thousand plants/hm2 density treatments changed greatly， and its yield components were the biggest， the yield was as high as 8 472.49 kg/hm2. [Conclusion]In Southern Xinjiang， the density of winter wheat should be controlled at 5 000 thousand plants/hm2 in order to obtain higher yield and benefit.

Key wordsDensity；Drip irrigation；Winter wheat；Growth traits；Yield

合理密植是小麥獲得高產(chǎn)、高效的關(guān)鍵技術(shù)，由于密度直接影響作物群、個(gè)體生長(zhǎng)和物質(zhì)形成，長(zhǎng)期以來(lái)，人們針對(duì)小麥在不同種植密度下的生長(zhǎng)發(fā)育、物質(zhì)形成[1]、群體結(jié)構(gòu)[2]、冠層環(huán)境[3]、養(yǎng)分和水分利用[4]以及激素和酶調(diào)節(jié)等方面開展了大量研究，并提出不同栽培調(diào)控途徑，如單玉珊[5]的“大密度、小株型”途徑、慕美財(cái)?shù)萚6]的“穩(wěn)葉控株增穗”途徑等，這些研究主要針對(duì)黃淮海、華北等濕潤(rùn)半濕潤(rùn)地區(qū)，并不適宜于西北干旱灌溉區(qū)。新疆作為我國(guó)第八大小麥種植區(qū)，其平均單產(chǎn)僅為5 331 kg/hm2，居全國(guó)第6位[7]，與內(nèi)地省份有較大差距。新疆極端干旱綠洲灌溉區(qū)的小麥產(chǎn)量不高的原因主要與種植密度和群體結(jié)構(gòu)不合理有關(guān)[8]，加之目前滴灌小麥的大面積發(fā)展，更加迫切需要開展適應(yīng)于新疆特定氣候條件下滴灌小麥的密度與群體結(jié)構(gòu)方面的基礎(chǔ)研究，為進(jìn)一步提高新疆小麥生產(chǎn)性能、挖掘高產(chǎn)潛力奠定基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)點(diǎn)屬典型暖溫帶內(nèi)陸型氣候，位于塔里木盆地西北邊緣阿拉爾市，40°33′N，81°16′E，海拔1 012.2 m，干旱少雨，光照豐富，年平均氣溫11.2 ℃，年均降水量45.7 mm，年均蒸發(fā)量1 988.4 mm，年均相對(duì)濕度在55%以下。試驗(yàn)地土質(zhì)為砂壤土，0～20 cm土層土壤有機(jī)質(zhì)含量1.025%，全氮0.68 mg/g，堿解氮49.27 mg/kg，速效磷30.11 mg/kg，速效鉀176.51 mg/kg。

1.2試驗(yàn)材料

以南疆廣泛種植的冬小麥品種新冬20作為試驗(yàn)品種。

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2015年10月至2016年6月在塔里木大學(xué)網(wǎng)室內(nèi)進(jìn)行。根據(jù)密度設(shè)置3個(gè)處理，分別是650萬(wàn)株/hm2（A）、500萬(wàn)株/hm2（B）和350萬(wàn)株/hm2（C）。根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和生產(chǎn)的實(shí)際情況，10月2日播種，等行距0.15 cm，采用1管4行的滴灌帶配置模式。小區(qū)面積30.03 m2（10.50 m×2.86 m），重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列。

1.4栽培措施

試驗(yàn)田在播前統(tǒng)一施基肥重過(guò)磷酸鈣300 kg/hm2，返青后至成熟滴水6次，共用水4 050 m3/hm2，滴施尿素4次共450 kg/hm2，根據(jù)小麥水分和養(yǎng)分需求規(guī)律進(jìn)行肥水分配。拔節(jié)前噴施2，4D-丁酯900～1 500 g/hm2除草。其他田間管理措施同大田。

1.5調(diào)查及測(cè)量方法

調(diào)查各小區(qū)生育進(jìn)程。出苗后每小區(qū)3點(diǎn)，每點(diǎn)選取具有代表性的植株10株，每隔7 d定點(diǎn)調(diào)查株高、綠葉數(shù)、分蘗數(shù)、綠葉面積等；每點(diǎn)量取1.1 m單行內(nèi)的莖蘗總數(shù)（S）；成熟期每點(diǎn)連續(xù)割取10頭有效穗（穗粒數(shù)>4粒），測(cè)定穗粒數(shù)、小穗數(shù)、穗長(zhǎng)、粒重等，并每點(diǎn)割取1 m2麥穗脫粒測(cè)產(chǎn)；在各生育時(shí)期內(nèi)，每點(diǎn)選取有代表性的植株5株進(jìn)行分器官取樣，放入烘箱中105 ℃殺青30 min，再調(diào)至85 ℃烘干至恒重后稱重。按以下公式計(jì)算相關(guān)指標(biāo)：

單葉面積（m2）：LA=0.83×葉長(zhǎng)×葉最大寬[9]

總莖數(shù)（株/hm2）=10 000×S /（1.1×0.15）

葉面積指數(shù)：LAI=[單株平均綠葉面積（m2）×總莖數(shù)]/10 000（m2）

器官干物質(zhì)積累量（kg/hm2）=單株器官干重×每公頃實(shí)有株數(shù)

1.6數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

采用Excel 2003 軟件和DPS 7.05軟件數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2結(jié)果與分析

2.1密度對(duì)群體總莖數(shù)的影響

由表1可知，在整個(gè)生育期內(nèi)各處理的總莖數(shù)變化趨勢(shì)基本一致，均在拔節(jié)期達(dá)到最大值，然后至籽粒形成期迅速下降，其后緩慢下降至蠟熟期。隨種植密度的增加，總莖數(shù)增加，并在拔節(jié)期差異達(dá)到最大，均達(dá)極顯著水平，大小排列順序?yàn)?50萬(wàn)株/hm2處理<500萬(wàn)株/hm2處理<650萬(wàn)株/hm2處理，其莖數(shù)分別為1 230.00萬(wàn)、1 542.22萬(wàn)、1 806.34萬(wàn)個(gè)/hm2。在籽粒形成期以后，350萬(wàn)株/hm2 處理的總莖數(shù)顯著小于其他處理，650萬(wàn)和500萬(wàn)株/hm2處理之間差異不大。從全期總莖數(shù)變異系數(shù)（CV）來(lái)看，低密度為33.26%，高于中密度的28.00%和高密度的29.42%，由此說(shuō)明，低密度顯著影響總莖數(shù)動(dòng)態(tài)，而高密度在花后由于群體過(guò)大、無(wú)效蘗增加且大量死亡，最終總莖數(shù)（收獲穗數(shù)）增加并不明顯，與中等密度處理差異不大。

2.2密度對(duì)株高的影響

由圖1可見，冬小麥株高隨生育進(jìn)程逐漸升高，到初花期基本穩(wěn)定。各處理間株高變化有差異，隨密度增加，株高增加，各時(shí)期均表現(xiàn)為350萬(wàn)株/hm2 < 500萬(wàn)株/hm2 <650萬(wàn)株/hm2，其中孕穗期各處理株高差異最明顯（處理間株高的變異系數(shù)達(dá)14.48%），隨后各處理株高差異逐漸減小，說(shuō)明低密度處理有追趕高密度的趨勢(shì)。最終650萬(wàn)株/hm2處理的株高達(dá)79.33 cm，較500萬(wàn)株/hm2和350萬(wàn)株/hm2處理分別高6.24%和10.69%。

2.3密度對(duì)單株葉面積的影響

由圖2可見，不同密度下新冬20各主要生育時(shí)期的單株葉面積均呈拋物線變化，即在生育初期逐漸升高，到達(dá)一定生育期后，逐漸下降。不同密度間其增降速率有明顯差異，從單株葉面積隨生育進(jìn)程的變化程度上看，各處理的CV由小到大為低密度（59.52%）、中密度（61.72%）、高密度（64.66%），表現(xiàn)為隨密度增加而增加，350萬(wàn)株/hm2處理從拔節(jié)后快速上升，至初花期達(dá)最大值102.4 cm2，且明顯高于其他2個(gè)處理，隨后緩慢下降，但在灌漿后期，快速下降至蠟熟期的26.97 cm左右。500萬(wàn)株/hm2處理的單株葉面積高峰期在初花期，達(dá)到94.95 cm2，而650萬(wàn)株/hm2處理在抽穗揚(yáng)花期，僅為85.61 cm2，且隨后下降較快，至蠟熟期僅為6.97 cm2。說(shuō)明密度越大，單株葉面積越小，且其高峰期有前移趨勢(shì)。

2.4密度對(duì)葉面積指數(shù)的影響

新冬20群體面積指數(shù)（LAI）動(dòng)態(tài)各處理表現(xiàn)基本相同（圖3），均呈單峰曲線變化，即在拔節(jié)后快速增加，抽穗揚(yáng)花期達(dá)到最大峰值，灌漿期以后快速下降。不同處理間隨密度增加LAI增加，其中，650萬(wàn)株/hm2處理LAI最大值在抽穗期，達(dá)8.73，是500萬(wàn)株/hm2處理的1.15倍，是350萬(wàn)株/hm2處理的1.32倍。籽粒形成期后LAI逐漸下降，甚至低于其他密度處理，至蠟熟期至最低值，僅為0.55。350萬(wàn)株/hm2處理的LAI高峰值有后移趨勢(shì)，在初花期左右，達(dá)6.60，而500萬(wàn)株/hm2處理LAI動(dòng)態(tài)變化較平穩(wěn)，其高值期持續(xù)較長(zhǎng)，在孕穗-籽粒形成期間達(dá)6.91～7.41。從密度對(duì)LAI動(dòng)態(tài)影像程度上看，低、中、高密度LAI動(dòng)態(tài)的變異系數(shù)（CV）分別為50.17%、53.07%、58.80%，說(shuō)明密度增加，對(duì)群體LAI影響越大，尤其是后期LAI下降幅度增大，這可能與高密度下群體和個(gè)體之間光、水、養(yǎng)分等條件競(jìng)爭(zhēng)矛盾增大有關(guān)[10]。

2.5密度對(duì)干物質(zhì)積累量的影響

由表2可看出，不同密度處理下，各個(gè)生育時(shí)期干物質(zhì)積累趨勢(shì)基本一致，即在拔節(jié)前干物質(zhì)積累量較少，拔節(jié)期后干物質(zhì)積累迅速增加，并

在蠟熟期達(dá)到最大積累量。不同密度處理單株干物質(zhì)積

累量動(dòng)態(tài)不同，表現(xiàn)為密度越大，積累量越小，且在孕穗期開始，單株干物質(zhì)積累量差異開始增大，到蠟熟期差異最大，達(dá)顯著以上水平。說(shuō)明種植密度越高，個(gè)體間生長(zhǎng)競(jìng)爭(zhēng)越大，越不利于單株干物質(zhì)的積累。

從群體干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)看（圖4），其趨勢(shì)與單株積累量相似，但對(duì)密度反映程度不同，從動(dòng)態(tài)變化的CV大小看，單株干物質(zhì)積累量為59.03%～62.56%，群體的為43.77%～48.69%，說(shuō)明密度對(duì)單株干物質(zhì)積累量的影響大于群體的影響。從群體最終物質(zhì)生產(chǎn)量上看，350萬(wàn)株/hm2處理最低，650萬(wàn)株/hm2處理在初花期之前最高，但此后由于倒伏，群體質(zhì)量變差，物質(zhì)生產(chǎn)受阻，群體干物質(zhì)積累量變小。而500萬(wàn)株/hm2處理的干物質(zhì)積累量平穩(wěn)上升，最終達(dá)到20 878.7 kg/hm2，高于其他處理。

2.6密度對(duì)產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表3可看出，隨密度增加，成穗數(shù)增加，其中低密度處理極顯著低于其他處理，中密度、高密度處理間差異不顯著；穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量隨密度增加而下降，高密度顯著低于其他處理，中、低密度處理間差異不大。從密度對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響程度（CV）看，成穗數(shù)最大，千粒質(zhì)量最小，說(shuō)明密度主要通過(guò)影響成穗數(shù)來(lái)影響產(chǎn)量。穗粒數(shù)受密度的影響也較大，CV達(dá)13.18%，而千粒質(zhì)量的CV僅為6.19%，說(shuō)明千粒質(zhì)量受密度的影響較小，其主要受品種遺傳特性的影響[11]。從產(chǎn)量結(jié)果上看，500萬(wàn)株/hm2處理最高，達(dá)8 472.49 kg/hm2，是高、低密度的1.37倍和1.53倍，顯著高于其他處理，其次是650萬(wàn)株/ hm2處理，達(dá)6 174.34 kg/hm2，350萬(wàn)株/hm2處理最低，僅為5 544.49 kg/hm2。

3結(jié)論與討論

拔節(jié)期群體總莖數(shù)最大，至籽粒形成期間下降迅速，此后至蠟熟期下降緩慢，低密度顯著影響總莖數(shù)動(dòng)態(tài)，隨密度增加，其影響程度有所下降，這主要與個(gè)體分蘗特性與群體間環(huán)境競(jìng)爭(zhēng)有關(guān)，形成分蘗對(duì)群體結(jié)構(gòu)影響的“塑性反應(yīng)”[12]，但若群體密度過(guò)小，南疆干旱高溫的特殊氣候下小麥分蘗期較短，個(gè)體分蘗量不足，最終造成群體較小，產(chǎn)量不高。

隨密度增加，株高變高，低密度處理有追趕高密度的趨勢(shì)，這可能與低密度條件下中后期群體生長(zhǎng)環(huán)境較好、促進(jìn)個(gè)體長(zhǎng)勢(shì)增強(qiáng)有關(guān)[13]。

密度對(duì)單株葉面積和群體LAI的影響表現(xiàn)為密度提高影響增大，單株葉面積變小，群體LAI雖然較高，但后期下降較快，這是因?yàn)閭€(gè)體之間在競(jìng)爭(zhēng)有限養(yǎng)分和水分時(shí)會(huì)造成單株?duì)I養(yǎng)體提前衰老，對(duì)單株產(chǎn)量的形成造成一定負(fù)面影響[14]，個(gè)體發(fā)育質(zhì)量差，造成群體倒伏（650萬(wàn)株/hm2處理在灌漿初期出現(xiàn)倒伏，面積達(dá)25.4%）、光葉系統(tǒng)環(huán)境惡化，嚴(yán)重影響群體質(zhì)量。

個(gè)體與群體的干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)相似，在拔節(jié)期前干物質(zhì)積累量較少，拔節(jié)期后干物質(zhì)積累迅速增加，并在成熟期達(dá)到最高積累量，但密度對(duì)單株干物質(zhì)積累量的影響大于群體的影響，這主要與冬小麥通過(guò)分蘗來(lái)調(diào)節(jié)群體大小實(shí)現(xiàn)群體物質(zhì)積累量的“平抑”效應(yīng)有關(guān)[15]。

密度對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響由大到小順序?yàn)槌伤霐?shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量，說(shuō)明密度造成產(chǎn)量差異的主要原因是成穗數(shù)變化較大，其次是穗粒數(shù)。試驗(yàn)表明，500萬(wàn)株/hm2處理的產(chǎn)量最高，達(dá)8 472.49 kg/hm2，在這種密度條件下，其群體最終株高為74.7 cm，最高總莖數(shù)1 542.22萬(wàn)株/hm2，分蘗成穗率47.66%，成穗數(shù)738.35萬(wàn)株/hm2（是最高總莖數(shù)的47.88%），最大LAI為7.59，群體最大干物質(zhì)積累量為20 878.70 kg/hm2，穗粒數(shù)25.12粒，千粒質(zhì)量45.76 g，以此可作為南疆新冬20高產(chǎn)栽培的生長(zhǎng)診斷指標(biāo)。

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