滴灌條件下種植密度對新冬20生長及產量性狀的影響

潘雪嬌　黃振江　陳慧

摘要[目的]明確不同種植密度對南疆滴灌冬小麥生長特性與產量構成的影響。[方法]以新冬20為供試材料，設置3種種植密度，對其群體、個體生長性狀及產量構成進行調查。[結果]隨生育進程的發展，總莖數與葉面積指數呈現先增加后減少的趨勢，而干物質積累量則持續增加；最大總莖數在拔節期出現，單株葉面積和群體LAI最大值在抽穗-揚花期。隨密度增加，最高總莖數、株高、單株最大葉面積、群體最大LAI、單株和群體最大干物質積累量均呈增加趨勢，其中350萬株/hm2密度處理下的總莖數和單株干物質積累量變化較大，而650萬株/hm2密度處理的單株葉面積和群體LAI變化較大，500萬株/hm2密度處理的群體干物質積累量變化較大，且產量構成因素均達到最大，產量最高達8 472.49 kg/hm2。[結論]在南疆地區，為了獲得高產高效，冬小麥密度應控制在500萬株/hm2時較好。

關鍵詞密度；滴灌；冬小麥；生長性狀；產量

中圖分類號S512.1+1文獻標識碼A文章編號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、高效的關鍵技術，由于密度直接影響作物群、個體生長和物質形成，長期以來，人們針對小麥在不同種植密度下的生長發育、物質形成[1]、群體結構[2]、冠層環境[3]、養分和水分利用[4]以及激素和酶調節等方面開展了大量研究，并提出不同栽培調控途徑，如單玉珊[5]的“大密度、小株型”途徑、慕美財等[6]的“穩葉控株增穗”途徑等，這些研究主要針對黃淮海、華北等濕潤半濕潤地區，并不適宜于西北干旱灌溉區。新疆作為我國第八大小麥種植區，其平均單產僅為5 331 kg/hm2，居全國第6位[7]，與內地省份有較大差距。新疆極端干旱綠洲灌溉區的小麥產量不高的原因主要與種植密度和群體結構不合理有關[8]，加之目前滴灌小麥的大面積發展，更加迫切需要開展適應于新疆特定氣候條件下滴灌小麥的密度與群體結構方面的基礎研究，為進一步提高新疆小麥生產性能、挖掘高產潛力奠定基礎。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗點屬典型暖溫帶內陸型氣候，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，年均蒸發量1 988.4 mm，年均相對濕度在55%以下。試驗地土質為砂壤土，0～20 cm土層土壤有機質含量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試驗材料

以南疆廣泛種植的冬小麥品種新冬20作為試驗品種。

1.3試驗設計

試驗于2015年10月至2016年6月在塔里木大學網室內進行。根據密度設置3個處理，分別是650萬株/hm2（A）、500萬株/hm2（B）和350萬株/hm2（C）。根據當地的氣候條件和生產的實際情況，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。小區面積30.03 m2（10.50 m×2.86 m），重復3次，隨機區組排列。

1.4栽培措施

試驗田在播前統一施基肥重過磷酸鈣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，根據小麥水分和養分需求規律進行肥水分配。拔節前噴施2，4D-丁酯900～1 500 g/hm2除草。其他田間管理措施同大田。

1.5調查及測量方法

調查各小區生育進程。出苗后每小區3點，每點選取具有代表性的植株10株，每隔7 d定點調查株高、綠葉數、分蘗數、綠葉面積等；每點量取1.1 m單行內的莖蘗總數（S）；成熟期每點連續割取10頭有效穗（穗粒數>4粒），測定穗粒數、小穗數、穗長、粒重等，并每點割取1 m2麥穗脫粒測產；在各生育時期內，每點選取有代表性的植株5株進行分器官取樣，放入烘箱中105 ℃殺青30 min，再調至85 ℃烘干至恒重后稱重。按以下公式計算相關指標：

單葉面積（m2）：LA=0.83×葉長×葉最大寬[9]

總莖數（株/hm2）=10 000×S /（1.1×0.15）

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

器官干物質積累量（kg/hm2）=單株器官干重×每公頃實有株數

1.6數據統計

采用Excel 2003 軟件和DPS 7.05軟件數據處理系統進行數據分析。

2結果與分析

2.1密度對群體總莖數的影響

由表1可知，在整個生育期內各處理的總莖數變化趨勢基本一致，均在拔節期達到最大值，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，總莖數增加，并在拔節期差異達到最大，均達極顯著水平，大小排列順序為350萬株/hm2處理<500萬株/hm2處理<650萬株/hm2處理，其莖數分別為1 230.00萬、1 542.22萬、1 806.34萬個/hm2。在籽粒形成期以后，350萬株/hm2 處理的總莖數顯著小于其他處理，650萬和500萬株/hm2處理之間差異不大。從全期總莖數變異系數（CV）來看，低密度為33.26%，高于中密度的28.00%和高密度的29.42%，由此說明，低密度顯著影響總莖數動態，而高密度在花后由于群體過大、無效蘗增加且大量死亡，最終總莖數（收獲穗數）增加并不明顯，與中等密度處理差異不大。

2.2密度對株高的影響

由圖1可見，冬小麥株高隨生育進程逐漸升高，到初花期基本穩定。各處理間株高變化有差異，隨密度增加，株高增加，各時期均表現為350萬株/hm2 < 500萬株/hm2 <650萬株/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達14.48%），隨后各處理株高差異逐漸減小，說明低密度處理有追趕高密度的趨勢。最終650萬株/hm2處理的株高達79.33 cm，較500萬株/hm2和350萬株/hm2處理分別高6.24%和10.69%。

2.3密度對單株葉面積的影響

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%），表現為隨密度增加而增加，350萬株/hm2處理從拔節后快速上升，至初花期達最大值102.4 cm2，且明顯高于其他2個處理，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。500萬株/hm2處理的單株葉面積高峰期在初花期，達到94.95 cm2，而650萬株/hm2處理在抽穗揚花期，僅為85.61 cm2，且隨后下降較快，至蠟熟期僅為6.97 cm2。說明密度越大，單株葉面積越小，且其高峰期有前移趨勢。

2.4密度對葉面積指數的影響

新冬20群體面積指數（LAI）動態各處理表現基本相同（圖3），均呈單峰曲線變化，即在拔節后快速增加，抽穗揚花期達到最大峰值，灌漿期以后快速下降。不同處理間隨密度增加LAI增加，其中，650萬株/hm2處理LAI最大值在抽穗期，達8.73，是500萬株/hm2處理的1.15倍，是350萬株/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。350萬株/hm2處理的LAI高峰值有后移趨勢，在初花期左右，達6.60，而500萬株/hm2處理LAI動態變化較平穩，其高值期持續較長，在孕穗-籽粒形成期間達6.91～7.41。從密度對LAI動態影像程度上看，低、中、高密度LAI動態的變異系數（CV）分別為50.17%、53.07%、58.80%，說明密度增加，對群體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體之間光、水、養分等條件競爭矛盾增大有關[10]。

2.5密度對干物質積累量的影響

由表2可看出，不同密度處理下，各個生育時期干物質積累趨勢基本一致，即在拔節前干物質積累量較少，拔節期后干物質積累迅速增加，并

在蠟熟期達到最大積累量。不同密度處理單株干物質積

累量動態不同，表現為密度越大，積累量越小，且在孕穗期開始，單株干物質積累量差異開始增大，到蠟熟期差異最大，達顯著以上水平。說明種植密度越高，個體間生長競爭越大，越不利于單株干物質的積累。

從群體干物質積累動態看（圖4），其趨勢與單株積累量相似，但對密度反映程度不同，從動態變化的CV大小看，單株干物質積累量為59.03%～62.56%，群體的為43.77%～48.69%，說明密度對單株干物質積累量的影響大于群體的影響。從群體最終物質生產量上看，350萬株/hm2處理最低，650萬株/hm2處理在初花期之前最高，但此后由于倒伏，群體質量變差，物質生產受阻，群體干物質積累量變小。而500萬株/hm2處理的干物質積累量平穩上升，最終達到20 878.7 kg/hm2，高于其他處理。

2.6密度對產量及其構成因素的影響

由表3可看出，隨密度增加，成穗數增加，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；穗粒數和千粒質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。從密度對產量構成因素的影響程度（CV）看，成穗數最大，千粒質量最小，說明密度主要通過影響成穗數來影響產量。穗粒數受密度的影響也較大，CV達13.18%，而千粒質量的CV僅為6.19%，說明千粒質量受密度的影響較小，其主要受品種遺傳特性的影響[11]。從產量結果上看，500萬株/hm2處理最高，達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650萬株/ hm2處理，達6 174.34 kg/hm2，350萬株/hm2處理最低，僅為5 544.49 kg/hm2。

3結論與討論

拔節期群體總莖數最大，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動態，隨密度增加，其影響程度有所下降，這主要與個體分蘗特性與群體間環境競爭有關，形成分蘗對群體結構影響的“塑性反應”[12]，但若群體密度過小，南疆干旱高溫的特殊氣候下小麥分蘗期較短，個體分蘗量不足，最終造成群體較小，產量不高。

隨密度增加，株高變高，低密度處理有追趕高密度的趨勢，這可能與低密度條件下中后期群體生長環境較好、促進個體長勢增強有關[13]。

密度對單株葉面積和群體LAI的影響表現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，這是因為個體之間在競爭有限養分和水分時會造成單株營養體提前衰老，對單株產量的形成造成一定負面影響[14]，個體發育質量差，造成群體倒伏（650萬株/hm2處理在灌漿初期出現倒伏，面積達25.4%）、光葉系統環境惡化，嚴重影響群體質量。

個體與群體的干物質積累動態相似，在拔節期前干物質積累量較少，拔節期后干物質積累迅速增加，并在成熟期達到最高積累量，但密度對單株干物質積累量的影響大于群體的影響，這主要與冬小麥通過分蘗來調節群體大小實現群體物質積累量的“平抑”效應有關[15]。

密度對產量構成因素的影響由大到小順序為成穗數、穗粒數、千粒質量，說明密度造成產量差異的主要原因是成穗數變化較大，其次是穗粒數。試驗表明，500萬株/hm2處理的產量最高，達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1 542.22萬株/hm2，分蘗成穗率47.66%，成穗數738.35萬株/hm2（是最高總莖數的47.88%），最大LAI為7.59，群體最大干物質積累量為20 878.70 kg/hm2，穗粒數25.12粒，千粒質量45.76 g，以此可作為南疆新冬20高產栽培的生長診斷指標。

參考文獻

[1] 秦樂，王紅光，李東曉，等.不同密度下超窄行距對冬小麥群體質量和產量的影響[J].麥類作物學報，2016，36（5）：659-667.

[2] 劉萍.不同播期及密度對滴灌小麥群體質量及產量的影響[D].石河子：石河子大學，2014.

[3] 畢常銳.種植密度對小麥群體光熱資源利用的調控效應研究[D].保定：河北農業大學，2011.

[4] WANG J C，XU C L，GAO S，et al.Effects of water and nitrogen utilized by means of dripping on growth of root and canopy and matter distribution in spring wheat[J].Advance journal of food sciences technology，2013，5（4）：474-481.

[5] 單玉珊.小麥超高產栽培研究及畝產700kg初探[C]//小麥高產栽培文集.北京：中國農業出版社，1998：181-190.

[6] 慕美財，韓守良，張日秋，等.小麥穩葉控株增穗高產新途徑的理論與實踐[J].吉林農業科學，2004，29（3）：11-15.

[7] 王冀川，楊正華.新疆小麥栽培研究與技術[M].北京：中國農業科學技術出版社，2015.

[8] 王冀川.兵團小麥產業發展現狀與科技需求[J].新疆農墾科技，2014（5）：70-72，62.

[9] 唐怡，黃文江，劉良云，等.株型對冬小麥冠層葉面積指數與植被指數關系的影響研究[J].干旱地區農業研究，2006，24（5）：130-136.

[10] 畢常銳，白志英，楊訸，等.種植密度對小麥群體光能資源利用的調控效應[J].華北農學報，2010，25（5）：171-176.

[11] 魏瑋，郭嘉蓮，萬琳濤，等.小麥粒重形成的分子調控機制研究綜述[J].浙江農林大學學報，2016，33（2）：348-356.

[12] LALOUX R，POELAERT J，DOHET J，et al.Premiers propos sur une méthode désignée comme intensive[Z].Gembloux：Livre Blanc Céréales - Gembloux，1980.

[13] 陳利平，陳紹文，李彥，等.栽培密度對春小麥分蘗利用和產量影響的研究[J].內蒙古農業科技，1994（1）：5-7.

[14] 張向前，陳歡，趙竹，等.密度和行距對早播小麥生長、光合及產量的影響[J].麥類作物學報，2015，35（1）：86-92.

[15] 廖江，馬富裕，樊華，等.密度調控下滴灌春小麥干物質積累及轉運特征的分析[J].石河子大學學報（自然科學版），2012，30（5）：567-571.