窄行條播與種植密度對(duì)小麥品種科茂53 干物質(zhì)積累及產(chǎn)量特性的影響

安學(xué)軍 李曉靜 何力劍 孫 星

（1.保定市競(jìng)秀區(qū)一畝泉鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心 河北保定 071051；2.保定市農(nóng)業(yè)科學(xué)院 河北保定 071000)

小麥產(chǎn)量高低受基因型和環(huán)境的綜合影響[1-2]，合理的群體結(jié)構(gòu)是小麥獲得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)[3]，播種密度和株行距是影響冬小麥群體結(jié)構(gòu)和產(chǎn)量形成的重要因子[4-5]。 關(guān)于密度和行距對(duì)小麥籽粒產(chǎn)量的影響前人已做了較多研究[6-7]，但結(jié)果有所不同。 趙竹等[8]的研究認(rèn)為，高密度有利于小麥干物質(zhì)積累，適當(dāng)增加播種密度有利于提高有效穗數(shù)， 從而增加產(chǎn)量[9]，但當(dāng)密度增加到一定程度后，小麥單株間競(jìng)爭(zhēng)激烈，群體質(zhì)量下降，產(chǎn)量也隨之降低[10-11]；房琴等的研究則認(rèn)為[12-14]，過(guò)高的種植密度會(huì)加劇小麥個(gè)體和群體之間的矛盾，部分植株因生長(zhǎng)不良而遭淘汰，使產(chǎn)量顯著降低， 較低密度下小麥干物質(zhì)積累量和籽粒產(chǎn)量較高。

適宜的株行距配置可以建立合理的高產(chǎn)小麥群體結(jié)構(gòu)[15]，在不同的環(huán)境條件下小麥最優(yōu)行距和播種密度差別較大。 孫宏勇等[16]的研究表明，縮小行距能夠增加有效穗數(shù)和籽粒產(chǎn)量，但朱統(tǒng)泉等[17]認(rèn)為，窄行距不利于小麥有效穗的增加。 趙竹、張向前等[18-19]經(jīng)過(guò)研究證實(shí)，行距20 cm、密度240 萬(wàn)株/hm2組合下皖麥52、濟(jì)麥22 產(chǎn)量最高，而朱云集等[20]則認(rèn)為行距16.7 cm 和密度375 萬(wàn)株/hm2是最佳高產(chǎn)組合。

雖然前人[8-21]已對(duì)行距配置和密度對(duì)冬小麥群體和產(chǎn)量的調(diào)控做了大量的研究， 但針對(duì)適宜株行距配置結(jié)論不一致， 且行距的設(shè)置較寬， 多數(shù)集中在10 cm 以上，而針對(duì)進(jìn)一步縮小行距對(duì)小麥生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成的影響及在生產(chǎn)中的可行性鮮見(jiàn)報(bào)道。冀中北麥區(qū)在冬小麥播種時(shí)期、播種形式、播種密度及管理措施方面與其他小麥主產(chǎn)區(qū)有一定的差異，為此本研究以冬小麥品種科茂53 為試驗(yàn)材料，分析其在不同行距密度組合下的群體動(dòng)態(tài)、 產(chǎn)量構(gòu)成要素等指標(biāo)的變化， 旨在探明窄行距和不同播種密度配置對(duì)冬小麥科茂53 生長(zhǎng)及產(chǎn)量的調(diào)控作用，以期揭示播種密度和株行距對(duì)冬小麥產(chǎn)量形成的調(diào)控機(jī)理，找出適合冀中北麥區(qū)小麥的種植方式，為該品種高產(chǎn)高效栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與試驗(yàn)材料

2020-2021 年在高碑店市科研基地進(jìn)行。 0～20 cm耕層土壤養(yǎng)分含量：有機(jī)質(zhì)19.9 g/kg、全氮1.35 g/kg、有效磷63.3 mg/kg、速效鉀187.0 mg/kg。前茬為玉米，收獲后秸稈粉碎還田，播種前底施純N、P2O5、K2O 各120 kg/hm2，2020 年10 月5 日播種， 播種后鎮(zhèn)壓，田間管理措施同大田管理一致。

參試小麥品種為科茂53 （審定編號(hào)： 冀審麥20190023），由高碑店市科茂種業(yè)有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用兩因素裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，主區(qū)為2 個(gè)播種行距，S1：15.0 cm （當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)播種行距）；S2：7.5 cm。副區(qū)為4 個(gè)密度處理，分別為D1（270 萬(wàn)株/hm2）、D2（330萬(wàn)株/hm2）、D3（390萬(wàn)株/hm2）和D4（450萬(wàn)株/hm2）。重復(fù)3 次，小區(qū)面積28 m2。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 基本苗和總莖數(shù)調(diào)查 小麥3～5 葉期， 每個(gè)小區(qū)定1 m 雙行，調(diào)查基本苗；分別于越冬前、起身期、拔節(jié)期、孕穗期、成熟期調(diào)查莖蘗（穗）動(dòng)態(tài)，計(jì)算總成穗率、分蘗成穗率、分蘗穗比例。

1.3.2 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素測(cè)定 在小麥成熟期每小區(qū)隨機(jī)抽取20 株調(diào)查穗粒數(shù)；每小區(qū)收獲10 m2，脫粒測(cè)定籽粒產(chǎn)量和千粒重。

1.3.3 植株干物質(zhì)積累量測(cè)定 分別于小麥越冬前、起身期、拔節(jié)期、孕穗期、成熟期，每小區(qū)選取1 m雙行植株的地上部分帶回實(shí)驗(yàn)室， 將植株地下部剪掉，置于105℃烘箱中殺青30 min，之后80℃烘干至恒重，冷卻后稱(chēng)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用統(tǒng)計(jì)軟件Excel 2010 進(jìn)行計(jì)算及繪圖， 使用SPSS 22.0 分析軟件Duncan’s 新復(fù)極差法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同行距和密度對(duì)冬小麥群體動(dòng)態(tài)的影響

由表1 可知，不同行距處理下科茂53 的群體總莖數(shù)在幾個(gè)關(guān)鍵生育時(shí)期變化趨勢(shì)相同， 均呈單峰曲線變化，隨著生育時(shí)期的推進(jìn)，冬小麥群體總莖數(shù)呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)， 返青期到起身期迅速增加， 起身期達(dá)到最大值， 之后隨分蘗兩極分化而下降。行距間比較，S2 處理各生育時(shí)期的群體總莖數(shù)均大于S1 處理，且行距間差異顯著，表明在同一密度下縮小行距能夠拉大株間距，有利于增加分蘗。 在同一生長(zhǎng)時(shí)期， 冬小麥群體總莖數(shù)隨種植密度的增加而增多，總莖數(shù)均表現(xiàn)為D4＞D3＞D2＞D1；總成穗率、分蘗成穗率及分蘗穗比例均表現(xiàn)為D1＞D2＞D3＞D4。這表明低密度下個(gè)體與群體矛盾較小， 有利于分蘗成穗和提高分蘗成穗率， 而高密度下雖然分蘗成穗率較低，但由于群體總莖數(shù)較多，故最終單位面積穗數(shù)較多。

表1 不同行距和密度組合下科茂53 總莖數(shù)的變化動(dòng)態(tài)及成穗率(%)

由表2 可知，從行距的主效應(yīng)來(lái)看，各生育時(shí)期的總莖數(shù)、總成穗率、分蘗穗比例和分蘗成穗率都以S2 最高，S1 最低， 且不同生育時(shí)期不同行距間差異均顯著；從密度的主效應(yīng)來(lái)看，各生育時(shí)期小麥的總莖數(shù)都表現(xiàn)為D4＞D3＞D2＞D1，且不同密度間差異顯著。 隨密度的增加，總成穗率、分蘗穗比例和分蘗成穗率逐漸降低，且不同密度間差異顯著。 這表明在本區(qū)栽培條件下， 小麥生產(chǎn)中保證較高的基本苗數(shù)容易獲得較高穗數(shù)。

表2 行距和密度對(duì)小麥群體總莖數(shù)及成穗率的主效應(yīng)

2.2 不同行距和密度對(duì)冬小麥干物質(zhì)積累的影響

由表3、表4 可知，小麥干物質(zhì)積累量隨生育進(jìn)程的推進(jìn)而增加，干物質(zhì)量在成熟期達(dá)最大。 在同一行距下地上部干物質(zhì)量隨密度的加大而增多， 各生育時(shí)期干物質(zhì)積累量均表現(xiàn)為D4＞D3＞D2＞D1；同一密度下，S2 處理的干物質(zhì)積累量高于S1 處理， 這可能是由于同一密度下通過(guò)縮行勻株， 減小了植株個(gè)體之間的矛盾，有利于植株分蘗和干物質(zhì)積累。 從行距主效應(yīng)來(lái)看，各生育時(shí)期均以S2 的干物質(zhì)積累量最高，且差異顯著；從密度的主效應(yīng)可以看出D4 顯著高于D3、D2 和D1，且差異顯著，表明播種行距和密度對(duì)整個(gè)生育進(jìn)程的干物質(zhì)積累均有顯著影響，生產(chǎn)中合理密植條件下采用適當(dāng)行距有利于群體干物質(zhì)量的提高。

表3 小麥各生育時(shí)期的干物質(zhì)積累量（單位：kg/hm2）

表4 行距和密度對(duì)小麥干物質(zhì)積累的主效應(yīng)（單位：kg/hm2）

2.3 不同行距和種植密度對(duì)冬小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表5、表6 可知，在相同行距下穗數(shù)隨著種植密度的提高而增加，產(chǎn)量則表現(xiàn)為先升后降，穗粒數(shù)和千粒重均呈下降趨勢(shì)； 同一密度下的產(chǎn)量和穗數(shù)均以S2 處理最多， 籽粒產(chǎn)量S2 處理表現(xiàn)為D3＞D4＞D2＞D1，S1 處理表現(xiàn)為D3＞D2＞D4＞D1。 與15.0 cm 行距相比，在相同種植密度下，7.5 cm 行距下小麥穗數(shù)和產(chǎn)量均較高， 種植密度為390 萬(wàn)株/hm2時(shí)單位面積穗數(shù)和產(chǎn)量最高，分別較最低密度下增加17.12%、12.88%，這說(shuō)明在7.5 cm 行距條件下，適當(dāng)提高種植密度有利于獲得較高籽粒產(chǎn)量。 2 種行距下，種植密度由390 萬(wàn)株/hm2提高到450 萬(wàn)株/hm2產(chǎn)量呈下降趨勢(shì)，15.0 cm 行距下產(chǎn)量降低幅度較大， 降幅為2.95%，7.5 cm 行距下產(chǎn)量降低較小，降幅為1.27%。

表5 播種方式和密度對(duì)冬小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

表6 播種方式和密度對(duì)冬小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的主效應(yīng)

3 討論與結(jié)論

3.1 播種行距與密度對(duì)群體莖數(shù)的影響

分蘗質(zhì)量和數(shù)量是小麥高產(chǎn)栽培的重要指標(biāo)。合理的播種行距和播種密度能夠促進(jìn)小麥群體與個(gè)體協(xié)調(diào)發(fā)展[22]。本研究表明，科茂53 隨播種密度的增加，群體莖數(shù)、有效穗數(shù)均增加，這與安霞等[23]的研究結(jié)果基本一致。 播種密度和行距對(duì)總莖數(shù)和穗數(shù)影響顯著，不同行距間，7.5 cm 處理各生育時(shí)期的群體總莖（穗）數(shù)均大于15.0 cm 處理，表明窄行條播能夠通過(guò)促進(jìn)冬小麥分蘗來(lái)增加穗數(shù)， 進(jìn)而提高籽粒產(chǎn)量，這與秦樂(lè)[24]的研究結(jié)果一致，但與朱統(tǒng)泉等[17]的研究結(jié)果不盡相同，這可能與品種類(lèi)型、當(dāng)?shù)貧夂驐l件、株行距設(shè)置及田間管理措施的不同有關(guān)。 由于本試驗(yàn)只探討了適期播種條件下不同密度與行距配置2 個(gè)影響因素，在今后的工作中應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)不同播期、不同類(lèi)型小麥品種間適宜行距配置的研究。

3.2 播種行距與密度對(duì)干物質(zhì)積累的影響

小麥干物質(zhì)的積累受播期、播種密度、種植方式和水肥管理等多種因素的的共同影響，從本研究結(jié)果可以看出，2 種行距下都以密度最小的270 萬(wàn)株/hm2處理干物質(zhì)積累量最少， 密度最大的450 萬(wàn)株/hm2處理最多；在小麥的幾個(gè)關(guān)鍵生育時(shí)期，窄行條播小麥較常規(guī)條播小麥干物質(zhì)積累快， 主要原因是窄行條播下通過(guò)株行距改變來(lái)調(diào)控植株生長(zhǎng)空間， 減少了株間競(jìng)爭(zhēng)，有利于其干物質(zhì)生產(chǎn)，這是窄行條播較常規(guī)條播增產(chǎn)的重要原因之一， 這與前人的研究結(jié)果[25]基本一致。

3.3 播種行距與密度對(duì)產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

適宜的株行距是構(gòu)建冬小麥合理的群體結(jié)構(gòu)進(jìn)而提高產(chǎn)量的基礎(chǔ)[19]。 本試驗(yàn)結(jié)果表明，窄行條播主要通過(guò)提高小麥穗數(shù)來(lái)增加籽粒產(chǎn)量， 而對(duì)穗粒數(shù)和千粒重影響較小，與常規(guī)條播相比，窄行條播小麥穗數(shù)和產(chǎn)量分別提高17.12%和12.88%，這與前人[24]的研究結(jié)果基本一致，但與李振麗[26]研究結(jié)果有所不同，這可能與選用的試驗(yàn)品種、試驗(yàn)設(shè)置不同有關(guān)。

綜合看來(lái)，7.5 cm 行距下390 萬(wàn)株/hm2密度下小麥產(chǎn)量最高，為9 185.5 kg/hm2，其次為450 萬(wàn)株/hm2密度， 產(chǎn)量為9 068.7 kg/hm2；15.0 cm 行距下種植密度390 萬(wàn)/hm2產(chǎn)量最高，為8 796.9 kg/hm2，其次為密度390 萬(wàn)/hm2，產(chǎn)量為8 650.2 kg/hm2。 本研究表明，7.5 cm 窄行條播與基本苗390 萬(wàn)株/hm2密度組合是多穗型小麥品種科茂53 獲得更高產(chǎn)高效的最優(yōu)組合，因此根據(jù)冀中北麥區(qū)生產(chǎn)力水平和氣候條件，在合理播種密度下， 通過(guò)采用窄行寬株距模式有助于形成合理的群體，從而實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。