播期·密度和追施緩釋肥對(duì)徐麥368產(chǎn)量及群體結(jié)構(gòu)的影響

蘇在興，王 波，黃忠勤，丁震乾，徐家安，李小珊，常 勇

(江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇徐州 221131)

在小麥生產(chǎn)中，適期和適量播種是影響小麥群體生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量的2個(gè)重要因素。由于播期與密度的改變，小麥的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。推遲播期，小麥的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期縮短，群體葉面積指數(shù)、干物質(zhì)積累量和成穗率均降低，顯著制約小麥的穗數(shù)、穗粒數(shù)和產(chǎn)量；播種密度通過(guò)影響小麥分蘗、葉面積指數(shù)、光合速率、干物質(zhì)積累量和氮素同化量等方面影響小麥產(chǎn)量。播期與密度之間具有顯著的互作效應(yīng)，不同播期配套適宜播量才能構(gòu)建合理群體。Ma等研究結(jié)果表明，適期播種(10月12日)和播量112.5 kg/hm的條件下較高密度播種減少了無(wú)效分蘗，提高了穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量；高密度晚播(播期為11月2日，播量為 225 kg/hm)較低密度播種增加了莖蘗數(shù)，提高成熟期穗數(shù)，進(jìn)而提高產(chǎn)量。薛玲珠等研究表明，早播低密、適期適量、晚播高密均可獲得較高的穗數(shù)、穗粒數(shù)和產(chǎn)量，增產(chǎn)分別為6%～10%、11%～20%、5%～10%。

江蘇淮北地區(qū)受降水和灌溉條件限制，小麥生產(chǎn)上常出現(xiàn)拔節(jié)孕穗肥施用不及時(shí)或費(fèi)工費(fèi)力的現(xiàn)象，緩釋肥因其養(yǎng)分釋放緩慢、綠色高效等優(yōu)勢(shì)，可有效簡(jiǎn)化施肥程序，降低農(nóng)業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，但目前緩/控釋肥大多應(yīng)用在生育期較短的作物，在生育期較長(zhǎng)的冬小麥上應(yīng)用較少。前人就播期、播種密度和追肥處理的單因素或兩因素試驗(yàn)進(jìn)行了大量研究，但對(duì)于三者互作綜合效應(yīng)的研究較少。近年來(lái)，小麥播種季降水頻繁發(fā)生，前茬作物收獲期不定，冬小麥無(wú)法保證適期播種，極端年份播期甚至推遲至11月上旬。如何在不同播期條件下調(diào)節(jié)播量構(gòu)建合理群體、有效利用光溫資源、促進(jìn)植株氮素運(yùn)轉(zhuǎn)與物質(zhì)生產(chǎn)，是實(shí)現(xiàn)小麥高效生產(chǎn)的關(guān)鍵。鑒于此，筆者以主推小麥新品種徐麥368為材料，通過(guò)設(shè)置不同播期、播種密度和拔節(jié)孕穗肥施用方式處理，探究三者對(duì)小麥群體生長(zhǎng)發(fā)育特性和產(chǎn)量的協(xié)作調(diào)控機(jī)制，以期為淮北小麥綠色高產(chǎn)輕簡(jiǎn)化栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

試驗(yàn)于2019—2020年在徐州現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園區(qū)進(jìn)行(34°15′N(xiāo),117°11′E)，該區(qū)屬亞熱帶溫潤(rùn)氣候區(qū)。前茬為玉米，土壤類(lèi)型為輕壤土，質(zhì)地偏淤，0～20 cm耕層土壤pH 為7.5，有機(jī)質(zhì)含量22.2 g/kg，全氮含量1.29 g/kg，速效氮含量83.1 mg/kg，速效鉀 151 mg/kg，速效磷41.6 mg/kg。2020年6月8日收獲，2019年10月—2020年6月平均溫度13.4 ℃，降水294.6 mm，日照時(shí)數(shù)1 255.6 h。

試驗(yàn)采用主推小麥新品種徐麥368，由江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所提供。

采用3因素裂區(qū)設(shè)計(jì)，以播期為主區(qū)，設(shè)10月10日(正常播種)、10月25日(晚播)、11月9日(超晚播)3個(gè)水平；以播種密度為裂區(qū)，設(shè)240萬(wàn)、360萬(wàn)、480萬(wàn)/hm共3個(gè)水平；分別記為 D240、D360、D480；以拔節(jié)孕穗肥施用方式為小裂區(qū)，設(shè)返青期追施緩釋肥(A)、拔節(jié)期(葉齡余數(shù)2.5)追施尿素(A)2個(gè)處理。供試緩釋肥料為硫包膜摻混肥(N-PO-KO=25%-12%-12%)，緩釋期為90～120 d，由漢楓緩釋肥料(江蘇)有限公司提供。全生育期氮肥用量為240 kg/hm，PO和KO各施用120 kg/hm，氮磷鉀肥基追比均為5∶5。該試驗(yàn)每個(gè)處理重復(fù)3次，共計(jì)54個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積為14.4 m(1.6 m×9.0 m)。精量機(jī)條播，等行距種植(23.3 cm)，其他田間管理同一般高產(chǎn)大田。

主要群體質(zhì)量指標(biāo)的測(cè)定。分別于越冬期、拔節(jié)期、孕穗期、開(kāi)花期和成熟期，每小區(qū)取1.0 m具有代表性的區(qū)域進(jìn)行莖蘗總數(shù)定點(diǎn)調(diào)查，并計(jì)算莖蘗成穗率。取10株具有代表性的植株，用LI-3000C葉面積儀測(cè)定葉面積，并計(jì)算葉面積指數(shù)。將測(cè)算葉面積后的植株地上部置105 ℃烘箱中殺青30 min后，80 ℃烘干到恒重，冷卻后稱(chēng)重，換算成單株干重，根據(jù)基本苗計(jì)算每公頃干重。

莖蘗成穗率(%)=成熟期穗數(shù)/最高莖蘗數(shù)×100%

產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)。成熟期每小區(qū)田間調(diào)查2 m×2行(共0.932 m)的穗數(shù)、每穗結(jié)實(shí)粒數(shù)，收獲、脫粒后稱(chēng)重，數(shù)1 000粒稱(chēng)重，測(cè)量籽粒含水率，按13%的標(biāo)準(zhǔn)含水量折算千粒重和產(chǎn)量，重復(fù)3次。

收獲指數(shù)(HI)=籽粒產(chǎn)量/成熟期干物質(zhì)積累量

采用Excel 2010、SPSS 21.0等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算、繪圖及統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

由表1可知，播期、密度及其二者的互作均對(duì)產(chǎn)量具有極顯著的調(diào)控作用(<0.01)，其中播期是影響產(chǎn)量的最主要因素。隨播期的推遲，籽粒產(chǎn)量極顯著下降(=988.22)，該試驗(yàn)條件下徐麥368最適播期為10月10日前后，在播期10月10日和密度240萬(wàn)～360萬(wàn)/hm處理下產(chǎn)量最高，為9 500 kg/hm，說(shuō)明徐麥368適期播種配合適宜的密度(240萬(wàn)～360萬(wàn)/hm)增產(chǎn)潛力較大。若將播期推遲到10月25日和11月9日，則以密度360萬(wàn)和480萬(wàn)/hm處理下產(chǎn)量較高，但增加播種密度對(duì)遲播的補(bǔ)償效應(yīng)有限，其產(chǎn)量水平較適期播種條件下大幅降低。各播期和密度采用不同的追肥方式，其產(chǎn)量高低的變化趨勢(shì)表現(xiàn)不一。在播期10月10和25日條件下，各密度水平下均以返青期追施緩釋肥(A)處理產(chǎn)量略高；在播期11月9日條件下，各密度水平下以A處理產(chǎn)量較高，說(shuō)明晚播條件下冬前小麥群體生長(zhǎng)量較小，在拔節(jié)期施用速效氮肥尿素增產(chǎn)效果更佳。

播期、密度和追肥方式對(duì)產(chǎn)量三要素的影響均達(dá)到極顯著水平(<0.01)。推遲播期，產(chǎn)量三要素均顯著降低。增加密度，穗數(shù)顯著增加，但穗粒數(shù)和千粒重均顯著下降。2種追肥方式相比較，A處理成穗數(shù)和千粒重均顯著高于A處理，但拔節(jié)期施用速效氮肥尿素(A)處理更有利于促進(jìn)小麥幼穗分化，其穗粒數(shù)顯著高于A處理。

表1 播期、密度和追肥方式對(duì)徐麥368產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由圖1可知，自播種出苗后，隨著生育進(jìn)程的推移，群體葉面積指數(shù)(LAI)呈增加趨勢(shì)，在孕穗期達(dá)到峰值，后逐漸下降。各播期處理下LAI在生育前期(拔節(jié)前)差異較明顯，但隨生育進(jìn)程的推移，其差異逐漸縮小。至孕穗期，播期10月10和25日處理間最大葉面積指數(shù)(LAI)差異較小，但均高于播期11月9日處理的值，說(shuō)明孕穗期要獲得適宜的葉面積群體需注意適期播種。增加密度，LAI平均值表現(xiàn)為D360>D480>D240，說(shuō)明增加密度對(duì)最大葉面積指數(shù)的調(diào)控作用存在閾值。2個(gè)追肥方式間的LAI差異較小，總體而言A處理LAI較高，說(shuō)明春季追施緩釋肥更有利于生育中后期獲得較大的光合面積，促進(jìn)光合物質(zhì)生產(chǎn)。

圖1 播期、密度和追肥方式對(duì)徐麥368葉面積指數(shù)(LAI)的影響Fig.1 Effects of sowing date,density and topdressing mode on LAI of Xumai 368

由圖2可知，在小麥的不同生長(zhǎng)時(shí)期，小麥的干物質(zhì)積累量均隨著播期的推遲而下降，說(shuō)明適期播種有利于小麥的生物量積累，進(jìn)而提高產(chǎn)量。增加密度，成熟期干物質(zhì)積累量呈遞增趨勢(shì)，但增加密度對(duì)推遲播期的補(bǔ)償效應(yīng)有限，當(dāng)密度增至D360時(shí)，繼續(xù)增加密度對(duì)徐麥368成熟期干物質(zhì)積累量的影響較小，故11月9日為較適播期，其成熟期干物質(zhì)積累量仍大幅度下降。追肥方式對(duì)成熟期干物質(zhì)影響較小，各處理間差異不顯著，說(shuō)明返青期施用緩釋肥與拔節(jié)期施用尿素效果相當(dāng)，并未導(dǎo)致小麥植株生長(zhǎng)發(fā)育遲緩。

圖2 播期、密度和追肥方式對(duì)徐麥368干物質(zhì)積累量的影響Fig.2 Effects of sowing date,density and topdressing mode on dry matter accumulation of Xumai 368

由表2可知，各播期條件下拔節(jié)期基本苗數(shù)高低順序?yàn)?0月25日>10月10日>11月9日，播期過(guò)晚會(huì)降低小麥的分蘗數(shù)。播期10月10日處理下成熟期莖蘗成穗率則顯著高于其他2個(gè)播期，說(shuō)明適期播種有利于拔節(jié)期建立合理的群體質(zhì)量基礎(chǔ)，過(guò)高的高峰苗數(shù)會(huì)在拔節(jié)后產(chǎn)生較多的無(wú)效分蘗，不利于最終穗數(shù)的形成。增加播種密度可有效提高小麥的高峰苗數(shù)和穗數(shù)，其調(diào)控作用均達(dá)到極顯著水平(<0.01)，但莖蘗成穗率呈下降趨勢(shì)。2個(gè)追肥方式相比，A處理成熟期莖蘗成穗率顯著高于A處理(=5.61)，說(shuō)明返青期施用緩釋肥料能延緩養(yǎng)分釋放速度，可更好地滿(mǎn)足小麥生育中后期的養(yǎng)分需求，有效減少無(wú)效分蘗，最終形成較高的穗數(shù)。

由圖3可知，收獲指數(shù)(HI)隨播期推遲和密度增加呈下降趨勢(shì)。不同播期密度組合下均以A2處理的HI較高。該試驗(yàn)條件下，在播期10月10日、密度D240和A2組合下HI達(dá)到最高值。

由表3可知，產(chǎn)量、穗數(shù)、千粒重均與各生育時(shí)期葉面積指數(shù)和干物質(zhì)積累量、成穗率和HI呈顯著或極顯著正相關(guān)。穗粒數(shù)僅與越冬期干物質(zhì)積累量存在顯著正相關(guān)關(guān)系，與HI存在極顯著正相關(guān)，但與其他群體質(zhì)量指標(biāo)無(wú)相關(guān)性。

表2 播期、密度和追肥方式對(duì)徐麥368高峰苗及莖蘗成穗率的影響

注：不同小寫(xiě)字母表示在0.05水平差異顯著Note:Different lowercases in the same column indicated significant differences at 0.05 level 圖3 播期和密度對(duì)徐麥368收獲指數(shù)(HI)的影響Fig.3 Effects of sowing date and density on HI of Xumai 368

3 結(jié)論與討論

適期播種能較好地協(xié)調(diào)個(gè)體特征和群體質(zhì)量，優(yōu)化產(chǎn)量結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。有研究表明，早播可以提高小麥對(duì)光溫資源的利用，從而提高產(chǎn)量。楊衛(wèi)君等研究發(fā)現(xiàn)，播期在與種植密度的互作效應(yīng)中起主導(dǎo)作用，隨著播期的推遲，種植密度對(duì)產(chǎn)量的影響逐漸減弱。播期每推遲一天，產(chǎn)量下降1%，且推遲時(shí)間在7 d以?xún)?nèi)，完全可以通過(guò)增加播量來(lái)補(bǔ)償產(chǎn)量損失；推遲14 d以?xún)?nèi)，通過(guò)增加播量能夠部分補(bǔ)償產(chǎn)量損失；而推遲播期14 d以上，通過(guò)增加播量將無(wú)法補(bǔ)償產(chǎn)量損失。該研究認(rèn)為，播期是影響徐麥368產(chǎn)量最重要的因素，隨著播期的推遲，籽粒產(chǎn)量極顯著下降(=988.22)，徐麥368最適播期為10月10日前后，適期播種有利于該品種發(fā)揮產(chǎn)量潛力，且在播期10月10日、密度240萬(wàn)～360萬(wàn)/hm和返青期追施緩釋肥(A)條件下產(chǎn)量最高。推遲播期條件下增加播種密度對(duì)小麥籽粒產(chǎn)量有一定補(bǔ)償作用，但存在一定的閾值。延遲播期后，即使增大密度也不能獲得高產(chǎn)，這與安霞等研究結(jié)果一致。在播期10月10和25日條件下，各密度水平下均以返青期追施緩釋肥(A)處理產(chǎn)量略高，適期播種冬前小麥生長(zhǎng)量較大，在返青期施用緩釋肥(A)更有利于控制春季旺長(zhǎng)，且受春季小麥葉齡進(jìn)程限制較小，不必因雨追施或灌水，追肥方式得以簡(jiǎn)化，有利于江蘇淮北地區(qū)實(shí)現(xiàn)小麥高產(chǎn)高效輕簡(jiǎn)化生產(chǎn)。

表3 產(chǎn)量與各主要群體質(zhì)量指標(biāo)的相關(guān)關(guān)系

前人在播期和密度對(duì)小麥產(chǎn)量結(jié)構(gòu)方面做了大量研究，結(jié)果表明，隨著密度增加和播期的推遲穗粒數(shù)呈減少趨勢(shì)。汪娟梅等研究認(rèn)為，不同播期條件下密度對(duì)成穗數(shù)的調(diào)控呈現(xiàn)不同的規(guī)律：早播時(shí)隨著密度的增加成穗數(shù)減小，晚播時(shí)隨著密度增加成穗數(shù)增加。周曉虎等研究認(rèn)為，密度相同時(shí)隨著播期推遲，千粒重呈增加趨勢(shì)；播期相同時(shí)隨著密度的增加千粒重降低。該研究認(rèn)為，推遲播期，穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重均呈極顯著降低，適期播種可較好地協(xié)同提高產(chǎn)量三要素，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。增加播種密度，穗數(shù)顯著增加，但穗粒數(shù)和千粒重均顯著下降，說(shuō)明密度過(guò)高會(huì)影響個(gè)體發(fā)育，抑制幼穗分化和籽粒灌漿充實(shí)，這與王夏等研究結(jié)果一致。返青期施用緩釋肥(A)處理可顯著提高成穗數(shù)和千粒重，這與馬泉等研究結(jié)果一致。

適期播種可使小麥充分利用秋末的溫光資源，在冬前有足夠的時(shí)間發(fā)根分蘗，形成強(qiáng)健的營(yíng)養(yǎng)體，為整個(gè)生育期的生長(zhǎng)提供較好的基礎(chǔ)，是小麥豐產(chǎn)的關(guān)鍵措施之一。推遲播期，小麥的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期縮短，群體葉面積指數(shù)減小，干物質(zhì)積累量降低，大分蘗較少，且成穗率低，嚴(yán)重影響小麥的穗數(shù)、穗粒數(shù)和產(chǎn)量。也有研究認(rèn)為，晚播條件下可以通過(guò)增加密度來(lái)提高葉面積指數(shù)。王燕等則研究認(rèn)為，密度過(guò)大或過(guò)小均會(huì)降低小麥的葉面積。在該試驗(yàn)條件下，產(chǎn)量、穗數(shù)、千粒重均與各生育時(shí)期葉面積指數(shù)(LAI)、干物質(zhì)積累量、花后干物質(zhì)量、收獲指數(shù)(HI)呈顯著或極顯著正相關(guān)，這與衣政偉等研究結(jié)果一致，小麥生產(chǎn)上應(yīng)注意協(xié)同提高以上群體質(zhì)量指標(biāo)。適期播種和增加密度，有利于提高各生育期LAI、干物質(zhì)積累量、拔節(jié)期高峰苗和成穗數(shù)。但晚播條件下增大密度對(duì)群體的補(bǔ)償能力是有限的，這與前人研究結(jié)果一致，說(shuō)明確定適宜密度是成熟期形成合理穗數(shù)的基礎(chǔ)。鄧先亮等研究認(rèn)為，含腐殖酸的控釋摻混肥提高了小麥成熟期的穗數(shù)和各個(gè)生育時(shí)期的葉面積指數(shù)，增強(qiáng)了小麥的干物質(zhì)積累。該研究認(rèn)為，返青期追施緩釋肥能延緩養(yǎng)分釋放速度，可更好滿(mǎn)足小麥生育中后期營(yíng)養(yǎng)需求，有效減少無(wú)效分蘗，顯著提高莖蘗成穗率，最終形成較多穗數(shù)，同時(shí)延長(zhǎng)葉片功能期，提高LAI，使光合產(chǎn)物更多地向穗部分配，從而顯著提高粒重，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。