晚播條件下周麥22高產栽培優化技術研究

摘 要：為了探明安徽淮北地區晚播條件下周麥22高產栽培技術，采用二次飽和D-最優設計方案，研究了晚播條件下周麥22產量與施氮量、種植密度之間的關系，建立了各因素與產量指標間的數學模型。結果表明：氮肥的增產效應大于密度，二者互作是負效應，增施氮肥能明顯增加每hm2穗數和穗粒數，增加密度也能顯著增加每hm2穗數，但二者增加均會使千粒重下降。施氮量和密度分別為319.5kg/hm2和323.6×104穗/hm2時，產量最高達到7 412.8kg/hm2，這時最理想的產量結構是630.9×104穗/hm2、32.4粒/穗和千粒重43.1g。

關鍵詞：晚播；周麥22；高產栽培；優化技術

中圖分類號 S512.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2013）14-34-03

淮北地區是中國主要糧食生產地區之一，小麥是淮北地區最主要的糧食作物。該地區屬暖溫帶南緣半濕潤季風氣候區，光熱資源充足，較有利于小麥高產[1]，但自然災害頻繁，如秋季的旱、澇災害以及前作收獲遲、機械動力及勞動力跟不上等諸多因素影響適期播種小麥，造成目前生產上出現晚播等問題[2-3]。據統計，淮北地區每年都有20%左右的小麥不能適期播種，導致產量低且不穩，已經成為該地區糧食進一步穩定增產的重要制約因素之一。如何針對晚播小麥的生長發育特點，探尋相應的栽培措施，以提高晚播小麥的產量，是目前生產上亟待解決的問題。

肥料和密度是影響小麥產量的2個重要因素，增施氮肥可以增加小麥產量，這方面已有大量研究[4-5]。晚播小麥由于冬前生育期縮短使個體發育遲緩，單株分蘗減少，群體分蘗不足，需適當增加播種量[6-7]。戴凌云[8]研究表明，中筋小麥揚輻麥4號在10月31日左右播種以基本苗240萬/hm2處理的產量最高；陳根祥等[9]研究認為晚播小麥基本苗增加到360萬/hm2產量最高；張一等[10]認為，淮北旱茬麥10月下旬播種宜增加密度到300萬株/hm2可以獲得高產。

周麥22是河南省周口市農科院選育出的優質、抗病、中筋小麥品種，2007年通過國家品種審定，具用綜合農藝性狀優良、綜合抗性強、豐產穩產性好、適應性廣等特點，2011年度在安徽推廣面積達到14.45萬hm2，是目前安徽淮北地區種植面積較大、產量潛力較高的品種。關于周麥22的栽培技術已有較多研究[11-13]，而針對安徽淮北地區晚播條件下的高產栽培技術卻鮮見報道。試驗采用二次飽和D-最優設計[14]，以優質、抗逆中筋小麥品種周麥22為材料，擬探尋影響小麥產量形成的重要因子種植密度和施氮水平的優化組合，為周麥22大面積高產栽培提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗設計 試驗于2011-2012年在安徽省蒙城縣農業科技示范場進行，設密度和氮肥2個因子，采用二因素二次飽和D-最優設計，共設6個處理組合，隨機區組排列，重復3次，小區面積為6.67m2，行距20cm，人工開溝條播。供試小麥品種為周麥22，試驗方案見表1。

表1 試驗設計方案

[處理＼ 施氮量 ＼ 密度 ＼編碼值（X1）＼（kg/hm2）＼編碼值（X2）＼（×104株/hm2）＼1＼-1＼75＼-1＼150＼2＼1＼375＼-1＼150＼3＼-1＼75＼1＼450＼4＼-0.131 5＼205.3＼-0.131 5＼280.3＼5＼0.394 5＼284.2＼1＼450＼6＼1＼375＼0.394 5＼359.2＼]

1.2 田間管理 試驗地前茬為玉米，土壤為砂姜黑土，地面平整，耕層土壤養分含量：有機質16.02g/kg，全氮1.13g/kg，堿解氮85.10mg/kg，速效磷34.75mg/kg，速效鉀180.58mg/kg。每hm2施五氧化二磷120kg、氯化鉀150kg，磷、鉀全部基施。氮肥60%底施，40%拔節期追施（氮肥為尿素，含N46%）。10月30日播種。田間管理按高產栽培要求進行。

1.3 統計分析 數據統計分析采用DPS數據分析統計軟件和Excel軟件。

2 結果與分析

2.1 不同處理的產量表現 試驗各處理的產量及其構成因素列于表2。由表2可知，施氮量375kg/hm2和播種密度359.2×104株/hm2的處理組合產量最高，達到7 350kg/hm2。

表2 各處理的產量及其構成因素

[處理＼產量

（kg/hm2）＼穗數

（×104/hm2）＼穗粒數

（粒）＼千粒重

（g）＼1＼6 075＼507.5＼33.0＼42.1＼2＼6 900＼541.3＼35.4＼42.6＼3＼6 750＼628.8＼30.7＼41.0＼4＼7 230＼616.3＼32.0＼43.5＼5＼7 140＼642.5＼32.6＼40.3＼6＼7 350＼630.0＼32.4＼42.5＼]

用二次飽和D-最優設計的結構距陣計算，分析出氮肥施用量和播種密度與產量效應呈二次回歸方程：

y=7 307.4+283.0X1+208.0X2 -208.5X12 -403.4X22 -129.5X1X2

經顯著性檢驗P<0.01，達極顯著水平，說明方程與實際情況擬合較好，所獲得的數學模型可靠。從方程的回歸系數可知，施氮量和密度對產量都呈正效應，且氮肥效應大于密度效應，氮肥和密度互作為負效應。

2.1.1 氮素的產量效應 分別固定密度因子在-1、-0.5、0、0.5、1共5個水平，可得到不同密度條件下的氮素效應方程和最高產量（表3）。

表3 不同密度下的氮素效應方程及最高產量

[X2＼氮素效應方程 ＼ymax（X1）（kg/hm2）＼-1＼y=6 696.0+412.5X1-208.5X12＼6 900.0（0.989 2）＼-0.5＼y=7 102.6+347.8X1-208.5X12＼7 247.6（0.833 9）＼0＼y=7 307.4+283.0X1-208.5X12＼7 403.4（0.678 7）＼0.5＼y=7 310.6+218.3X1-208.5X12＼7 367.7（0.523 4）＼1＼y=7 112.0+153.5X1-208.5X12＼7 140.3（0.368 1）＼]

由表3的方程組可以看出，無論高密度或是低密度，氮肥與產量呈一元二次方程正相關。為進一步反映氮素對產量的效應結果，在本試驗設計的密度區間內，根據表3方程組作圖1。

圖1 不同密度條件下氮肥的產量效應曲線

從圖1可以看出，在試驗的施肥范圍內，無論哪種密度條件下，小麥產量都隨氮肥的增加呈先增加后下降的趨勢。低密度條件下的曲線產量增加速度較快，出現的峰值較晚，表明晚播條件下，基本苗對產量影響較大，增加氮肥增產效果明顯。進一步分析表明，達到最高產量的氮素極差為93.2kg/hm2，氮素變幅在280.2～373.4kg/hm2。

2.1.2 密度的產量效應 為了分析某一施氮水平下密度的產量效應，分別固定氮素用量在-1、-0.5、0、0.5、1共5個水平，獲得相應的密度單因子效應方程及不同密度條件下的產量結果（表4）。

表4 不同氮素的密度效應方程及最高產量

[X1＼密度效應方程＼ymax（X2）（kg/hm2）＼-1＼y=6 815.9+337.5X2-403.4X22＼6 886.5（0.418 3）＼-0.5＼y=7 113.8+272.8X2-403.4X22＼7 159.9（0.338 1）＼0＼y=7 307.4+208.0X2-403.4X22＼7 334.2（0.251 7）＼0.5＼y=7 396.8+143.3X2-403.4X22＼7 409.5（0.177 6）＼1＼y=7 381.9+78.5X2-403.4X22＼7 385.7（0.097 3）＼]

從密度的產量效應方程組可以看出，無論施氮水平的高低，密度都與產量呈一元二次方程正相關。為進一步反映密度對產量的效應結果，在試驗設計的氮肥區間內，根據表4方程組作圖2。

圖2 不同氮肥條件下密度的產量效應曲線

從圖2可以看出，無論哪種氮肥水平，小麥產量都隨密度的增加呈先增后降低的趨勢。氮肥水平不同，密度的產量效應不同。進一步分析表明，達到最高產量的密度極差為48.2×104穗/hm2，密度變幅在314.6×104～362.7×104穗/hm2。

2.2 施氮量和密度與產量構成因素的關系 施氮量和密度對產量的影響具體表現在對產量構成因素的影響。分析施氮量和密度與產量構成因素的關系，有助于促進產量三要素的協調發展，從而達到高產的目的。根據表2的數據結果，得出氮素和密度與產量構成因素的關系方程（表5）。

表5 氮肥（X1）和密度（X2）與產量構成因素的關系

[項目 ＼效應方程 ＼穗數 ＼y=625.3+8.511X1+52.261X2-16.022X12-32.593X22-8.389X1X2＼穗粒數＼y=32.0+1.145X1-1.205X2-0.451X12+1.471X22-0.055X1X2＼千粒重＼y=43.4-0.117X1-0.917X2+0.030 X12-2.002X22-0.367X1X2＼]

由氮肥和密度對產量構成的效應方程可看出，每hm2穗數隨著施氮量和密度的增加先增后降，且密度對每hm2穗數的增加效應大于氮肥，二者互作為負效應。氮素對穗粒數為正效應，密度對穗粒數呈負效應，即隨密度的增加，穗粒數減少，二者對穗粒數的互作為負效應。氮肥和密度對千粒重都是負效應，密度的效應大于氮肥，互作為負效應。

2.3 最高產量施氮量與密度的確定 施氮量和密度對產量的影響不僅表現在各自的單獨效應，兩者之間還存在一定的互作效應，所以在確定栽培措施時，必須考慮到它們之間的互作效應。利用產量效應方程對X1、X2求偏導數，即可得到最高產量的施氮量和密度。得到方程組：

283.0-417.0X1-129.5X2=0 （1） （下轉53頁）

（上接35頁）208.0-806.8X2-129.5X2=0 （2）

解得：X1=0.630，X2=0.157

即施氮量為319.5kg/hm2，密度為323.6×104穗/hm2時，產量最高達到7 412.8kg/hm2。

2.4 最高產量三要素的確定 小麥高產是其產量構成的每hm2穗數、穗粒數、千粒重協調發展的結果。確立小麥高產的三要素有利于采用相應的栽培技術進行合理調控。利用上述有關產量和產量構成因素的數學模型，將達到最高產量時的氮素和密度，分別代入產量構成的效應方程，得到本試驗條件下取得最高產量的構成因素是：630.9×104穗/hm2、32.4粒/穗和千粒重43.1g。

3 結論與討論

關于氮肥用量和密度對小麥產量的影響研究較多，但結論有較大差異。王月福等[15]研究認為在一定范圍內增加施氮量，可以提高小麥產量；屈會娟、潘玉良等[16-17]研究認為晚播中高密度可以提高小麥籽粒產量，這些結論都與本試驗結果一致。吳蘭云等[18]研究表明，氮肥和密度與產量呈二次回歸方程，且對產量都是正效應，氮肥的產量效應大于密度，二者對產量的交互作用是負效應，這與本研究結果一致。

試驗條件下，氮素和密度對穗數都是正效應，且密度效應大于氮素，二者對穗數的互作為負效應；氮素對穗粒數是正效應，密度對穗粒數是負效應，二者對穗粒數的互作是負效應；氮素和密度對千粒重都是負效應，密度效應大于氮肥。

綜合分析得出，晚播條件下，采取合適的栽培措施仍然可以獲得較高的產量。周麥22的理想結構是：630.9×104穗/hm2、32.4粒/穗和千粒重43.1g；達到最高產量7 412.8kg/hm2時，施氮量為319.5kg/hm2，播種密度為323.6×104穗/hm2。

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