麥棉套作模式下播量與播種方式對小麥生長發育及產量的影響

王樹林 祁虹 王燕 張謙 馮國藝 林永增 梁青龍

摘要：為提高麥棉套作模式下的小麥產量，探索適宜的播種方式與播量，采用裂區試驗設計，主因素為播種方式，設置小麥撒播與條播兩個處理，副因素為播量，設置187.5、225.0、262.5 kg·hm-2和300.0 kg·hm-2四個處理，研究了播種方式與播量對小麥生長發育及產量的影響。結果表明：與條播相比，撒播小麥群體截獲光能量提高，基部第二節間直徑提高0.05 mm，單位面積地上部干物質積累量提高6.1%，根系生長量明顯優于條播，單位面積穗數增加11.8%，穗粒數和千粒重與條播相差不大，最終撒播小麥較條播小麥增產5.1%；隨播量增加，群體截獲光能量增加，地上部干物質積累與根系生長量均有提高，單位面積穗數呈增加趨勢，但單株發育趨弱，單株成穗數降低，穗粒數與千粒重呈降低趨勢，撒播四個播量間小麥產量差異達顯著水平，以225.0 kg·hm-2播量處理最高，條播四個播量間小麥產量差異不顯著，以播量262.5 kg·hm-2最高。在麥棉套作模式下，小麥采用撒播、播量控制在225.0 kg·hm-2時可有效提高小麥產量。

關鍵詞：麥棉套作；小麥；播種方式；播量；生長發育；產量

中圖分類號：S512.104文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2016）07-0039-05

麥棉套作兩熟種植曾是20世紀90年代黃河流域的主要種植模式[1]，后來由于不適應機械收獲小麥而導致面積迅速萎縮，基本消失；近年來，隨著國家對糧食安全問題的日益重視以及糧棉爭地矛盾的日益尖銳，麥棉套作種植模式被重新提及，在解決了小麥聯合收割機應用的問題后，麥棉套作模式推廣前景廣闊[2]。進入21世紀后關于麥棉套作種植技術的研究多集中在基礎理論方面，如套作對土壤生態系統[3，4]與棉花根系生長的影響[5]，對麥棉套作的應用性研究不多；在麥棉套作模式下，由于小麥播幅僅占總幅寬的一半，如何采取措施充分利用有限的土地面積提高小麥產量是需要重點研究的課題；關于撒播對小麥個體發育及產量的影響，近年來在冬小麥栽培中已進行了不少研究[6～8]，但結果不盡相同，究其原因可能是由播種量不同引起的；而小麥播量研究也有大量報道，但多是針對普通種植模式下的冬小麥[9，10]，麥棉套作下的適宜播量研究甚少，僅王樹林等[2]研究認為，在麥棉套作模式下，播量對套作小麥產量三因素的影響由大到小依次為穗數、穗粒數和千粒重，麥棉套作小麥適宜播量為225.0～262.0 kg·hm-2。本試驗初次將小麥撒播與麥棉套作模式相結合，并加入不同播量處理，研究不同小麥群體的生育性狀，為麥棉套作模式下選擇適宜的小麥播種方式與播量提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗材料

試驗于2014-2015年在河北省邯鄲市曲周縣西漳頭村河北省農林科學院棉花研究所試驗田進行。試驗小麥品種為嬰泊700，于2012年通過河北省審定，適宜麥棉套作模式下種植。試驗田為粘壤土，地力均勻，地勢平坦，排灌方便。0～20 cm土層有機質含量16.3 g·kg-1，全氮含量1.06 g·kg-1，速效磷含量31.5 mg·kg-1，速效鉀含量325 mg·kg-1，屬高肥力地塊。

1.2試驗設計

采用裂區設計，以播種方式為主區，設撒播（以S表示）與條播（以T表示）兩種播種方式；以播量為副區，設187.5、225.0、262.5、300.0 kg·hm-2四個水平（分別以B1、B2、B3、B4表示）。3次重復，小區寬6.4 m，長8.0 m，面積51.2 m2。種植模式為麥棉套作，小麥幅寬80 cm，棉花預留行80 cm，撒播小麥播種時先開80 cm寬的溝，人工撒播后覆土壓實，條播小麥播種時采用單行小耬播種，播種四行，四行幅寬80 cm，2014年10月30日播種后澆蒙頭水。播種前結合整地公頃施復合肥（氮磷鉀比例為18-16-7）750 kg，2015年3月4日澆水一次，同時追施尿素225 kg·hm-2，4月22日播種棉花，4月24日澆水1次，5月18日澆水1次，6月11日收獲小麥，其它管理同大田。各小區進行相同的施肥、灌水以保持試驗條件一致。

1.3測定項目與方法

1.3.1群體光分布在小麥孕穗期利用GCX-A冠層分析儀測定不同處理小麥頂部、中部與地面的光照強度，時間為中午11時與12時之間。

1.3.2小麥植株直徑利用螺旋測微器測量基部第2節間直徑，每小區測定50株取平均值。

1.3.3地上部干物質積累分別于小麥灌漿期（5月6日）和收獲期（6月11日）測定每小區小麥地上部干物質積累，5月6日每小區取寬80 cm、長20 cm區域內的小麥植株，于105℃下殺青30 min，85℃烘干至恒重，折算成0.8 m2內小麥的干重；6月11日收獲寬80 cm、長100 cm區域內的小麥稱鮮重，從所取小麥中取500 g烘干，計算0.8 m2內小麥的地上部干重。

1.3.4小麥根系于小麥收獲期利用挖根法，挖取寬40 cm、長15 cm、深20 cm區域內的土壤，人工揀出全部根系，洗凈后用GXY-A根系分析系統掃描，以*.tif文件格式存儲在計算機中，進行圖形分析。

1.3.5小麥產量性狀調查每小區選取兩塊兒長1.0 m、寬0.8 m的區域，分別調查基本苗、收獲期穗數，同時收取50穗，用于測定穗粒數與千粒重；小區單獨收獲計產。

1.4數據處理與分析

使用Microsoft Excel 2003軟件進行數據整理，DPS 7.05進行統計分析。

2結果與分析

2.1播種方式與播量對小麥群體內部光照分布的影響

由圖1可見，小麥群體冠層中下部的光照強度遠低于頂部，隨播量增加，中、下部光照強度呈逐次降低趨勢，撒播條件下B4較B1播量中、下部光照強度分別減少28.5%與26.1%，條播條件下分別減少25.6%與29.3%。表明，在本試驗條件下，播量越大，群體截獲的光能越多。從不同播種方式來看，撒播中、下部光照強度平均為277.3、36.2 klx，而條播分別為290.4、50.9 klx，撒播截獲光能高于條播。

2.2播種方式與播量對小麥基部第二節間直徑的影響

在麥棉套作模式下為提高小麥產量，一般認為應加大播量，但播量過大往往造成小麥個體發育偏弱，易致后期倒伏。而小麥倒伏與莖稈節間粗度相關，莖稈越粗，抗倒性越強[11]。從圖2可以看出，播量越大，小麥基部第二節間越細，撒播B1直徑較B4高0.19 mm，條播B1較B4高0.24 mm；撒播處理平均直徑4.21 mm，較條播平均高0.05 mm，原因主要是撒播條件下小麥植株分布均勻，所占空間優勢好于條播，更有利于單株發育，增強后期抗倒伏性能。

基部第二節間直徑

2.3播種方式與播量對單位面積小麥地上部干物質積累的影響

分別于小麥灌漿期和收獲期測定0.8 m2的地上部干物質積累量，根據圖3結果，灌漿期無論撒播還是條播，隨著播量的增加，地上部干物質積累量呈增加趨勢，但不同播量間差異較小，撒播各播量略高于條播。收獲期撒播和條播干物質積累量也均隨播量增加而增加，但撒播的積累量顯著高于條播，B1、B2、B3、B4四個播量撒播較條播分別增加7.1%、4.9%、6.2%與4.8%，四個播量平均增加6.1%，可見，撒播更有于小麥群體發育。

面積地上部干物質積累

2.4播種方式與播量對小麥群體根系生長的影響

通過測定分析每小區40 cm×15 cm×20 cm區域的根系情況（表1）可以看出，單位體積土壤中的小麥根系總長度隨著播量的增加而呈增加趨勢，撒播B1、B2、B3播量間根系總長度差異不顯著，但均顯著低于B4播量；條播B2、B3播量間差異不顯著，但顯著高于B1，三者均顯著低于B4播量；撒播與條播相比，根系總長度平均增加12.2%，且差異達到顯著水平。根系投影面積、表面積、體積變化規律與根系總長度相似，均隨著播量增加呈增加趨勢，播量間差異顯著；撒播與條播相比，根系投影面積、表面積、體積平均分別提高28.5%、28.5%、20.0%，且差異達到顯著水平。根系平均直徑則隨著播量的增加而降低，撒播B1播量顯著高于其它三個播量處理，條播B1與B2間差異不顯著，但顯著高于B3與B4；撒播根系平均直徑顯著高于條播。

2.5播種方式與播量對小麥產量及其構成因素的影響

小麥基本苗在播量處理間均差異顯著，但播種方式間差異不顯著（表2）。隨著播量增加，單位面積穗數呈增加趨勢；撒播條件下，B3與B4間差異不顯著，但顯著高于B1與B2；條播B2、B3、B4間差異不顯著，但顯著高于B1；平均來看，撒播達到606.6萬穗·hm-2，顯著高于條播。從單株成穗數來看，播量越小，單株成穗數越高，播量間差異顯著，撒播顯著高于條播。上述結果表明，小麥單株成穗數及單位面積穗數與播量密切相關，播量越大，單位面積穗數越高，單株成穗數越低；撒播的單位面積穗數、單株成穗數均高于條播，這與其單株分布均勻、所占空間較大有關。

穗粒數隨播量增加依次降低，撒播B1播量顯著高于B2，且兩者均顯著高于B3與B4；條播B1與B2間差異不顯著，但均顯著高于B3與B4；兩播種方式間，撒播較條播增加0.7粒/穗，但差異未達顯著水平。千粒重結果與穗粒數相似，隨播量增加降低趨勢明顯，播量間差異達到顯著水平，而播種方式間差異不顯著。

小麥產量撒播以B2播量最高，達7 283 kg·hm-2，而條播以B3播量最高；播種方式間，撒播較條播高平均5.1%，但未達顯著水平。

3討論與結論

小麥撒播技術近年來備受關注，各地科研人員做了大量相關研究，但結果不盡相同。李娜娜等[6]認為撒播較條播顯著減產，原因主要是前期過高的分蘗力導致群體數量增加，降低了個體干物質積累，穗粒數及粒重大幅下降所致，這與劉保華等[7]的結論類似；陳留根等[12]認為生育前期撒播小麥莖蘗發生快，葉面積指數高，群體相對較大，但生育中后期條播小麥群體結構更加合理，生長速度加快，葉面積指數較高，干物質累積量大，最終產量顯著增加；喬蕊清等[8]研究認為與條播栽培相比，冬小麥撒播在產量因素構成上明顯地表現出“兩增一平”的特點，即單位面積有效穗數增多，一般增加12%～15%，粒重增高，千粒重平均增加1.5～2.0 g，而穗粒數基本持平，但撒播栽培對品種類型有一定的選擇，應選用分蘗成穗率低的主莖優勢型品種和春季分蘗力弱的冬前一次分蘗高峰型品種，如選用分蘗成穗率高的多穗型品種，應適當降低播量。綜合前人研究結果，撒播增加單位面積穗數結論基本一致，但對穗粒數和千粒重的影響結果不一，這可能與播種量的不同有關。

本試驗結果表明，在麥棉套作模式下，撒播單位面積穗數顯著高于條播，穗粒數與千粒重較條播也有所增加，產量提高了5.1%，但差異不顯著。究其原因，撒播小麥由于群體分布更加均勻，群體截獲的光能量更高，單株長勢優于條播，基部第二節間增粗，群體根系長度、表面積與體積明顯優于條播，單位面積地上部干物質積累量增加6.1%，單株成穗數增加導致的單位面積穗數增加是撒播增產的主要原因。

從播量結果來看，隨著播量增加，群體截獲光能量增加，地上部干物質積累量與根系生長總量均有提高，單位面積穗數呈增加趨勢，但單株發育趨弱，單株成穗數降低，穗粒數與千粒重呈降低趨勢，這一結論與前人研究結果[9，13]基本一致。撒播小麥產量在播量間差異顯著，以225.0 kg·hm-2播量處理最高，達到了7 283 kg·hm-2；條播小麥以播量262.5 kg·hm-2產量最高，達到了6 970 kg·hm-2，但播量間無顯著差異。

綜上所述，在麥棉套作模式下，采用撒播且播量控制在225.0 kg·hm-2時可有效提高小麥產量。

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