種植密度和施肥量對南麥618農藝性狀、葉綠素含量及產量的影響

蔣進 王淑榮 張連全 馮曉 左娟 劉利

摘要：【目的】探討小麥品種南麥618在四川東北部丘陵地區的最佳種植密度和施肥量，為科學制定其高產高效栽培技術提供參考依據。【方法】采用2因素3水平完全隨機區組設計，種植密度3個水平分別為2.18×106株/ha（A1）、2.48×106株/ha（A2）和2.78×106株/ha（A3），施肥量3個水平分別為N 33.0 kg/ha+P 25.7 kg/ha（B1）、N 66.0 kg/ha+P 51.3 kg/ha（B2）和N 99.0 kg/ha+P 77.0 kg/ha（B3）。生育期內分別測定南麥618的相關農藝性狀、旗葉葉綠素含量和單莖綠葉面積，成熟時各小區單獨收獲計算產量。【結果】隨著種植密度加大，南麥618的單位面積有效穗數增加，成穗率下降，穗粒數和千粒重呈不同程度的下降趨勢，穗長變短，產量、收獲指數呈上升趨勢，旗葉葉綠素含量降低，單莖綠葉面積減小。隨著施肥量的增加，南麥618的單位面積有效穗數增加，成穗率下降，穗粒數和千粒重呈不同程度的上升趨勢，穗長變長，產量、收獲指數呈上升趨勢，旗葉葉綠素含量升高，單莖綠葉面積增大。種植密度和施肥量的交互作用對穗粒數和產量有極顯著影響（P<0.01），有效穗數與產量顯著相關（P<0.05）。綜合分析，A2B3處理的農藝性狀最優，光合性能最佳，產量最高（5.49×103 kg/ha）。【結論】在川東北丘陵區種植南麥618時，種植密度以2.48×106株/ha、施肥量以N 99.0 kg/ha+P 77.0 kg/ha為宜。

關鍵詞： 種植密度；施肥量；南麥618；農藝性狀；葉綠素含量；葉面積；產量

中圖分類號： S512 文獻標志碼：A 文章編號：2095-1191（2017）03-0416-06

0 引言

【研究意義】四川省是我國西南冬麥區的主產區，小麥種植面積常年約1.2×106 ha，其中川東北丘陵低山區小麥種植面積和籽粒產量均占四川省的40%左右（四川省統計局，2015）。南麥618是由四川省南充市農業科學院采用系統法選育而成的豐產性好、抗病性強、適應性廣的優質中筋小麥新品種，已在川東北丘陵地區大面積推廣應用，但目前該品種的配套栽培技術尚不完善。小麥群體的組成、密度及對外界光、溫、水、肥等的充分利用，是其形成高產的關鍵，小麥功能葉片的光合作用對產量形成有重要影響（李世清等，2003；楊艷紅，2011）。因此，研究不同種植密度和施肥量對南麥618農藝性狀、葉綠素含量及產量的影響，對于集成相應的配套栽培技術，充分發揮其品種增產潛力及指導小麥生產均具有重要意義。【前人研究進展】種植密度和施肥量是影響作物功能葉片葉綠素含量和光合面積的重要因素，最終間接影響光合產物的積累（張海鵬等，2011）。合理密植可協調穗部性狀和生育階段干物質積累量的關系。在一定范圍內，增加種植密度能促進群體生長，顯著提高小麥的籽粒產量和干物質積累量（王方瑞，2012）。但隨著種植密度的進一步增大，會增加群體倒伏的概率，同時使葉片功能期縮短，衰老進程加快（徐慶章等，1995；淮賀舉等，2013；溫明星等，2014）。同樣，在一定范圍內增加施肥量可促進小麥個體生長，極顯著提高單位面積有效穗數、穗粒數和千粒重，但過度施肥會造成過多的經濟投入及環境污染，嚴重制約現代農業的節本增效和可持續發展（劉兆麗和王建林，2008；王繼玥等，2011；胡中華和陳靜芝，2012）。因此，依據品種特性來協調確定種植密度和施肥量，協調好群體與個體的關系，既能保證一定數量的群體，又能使單位面積有效穗數、穗粒數和千粒重得到均衡發展，才有利于發揮品種的增產潛力（劉建華等，2009；劉貴峰等，2012；周棱波等，2016）。【本研究切入點】目前，關于栽培條件對小麥產量及構成因子影響的研究已有較多報道，但有關種植密度和施肥量共同對小麥旗葉葉綠素含量和單莖綠葉面積動態影響的報道較少，尤其南麥618在川東北丘陵地區的最佳種植密度和施肥量研究尚無報道。【擬解決的關鍵問題】采用2因素3水平完全隨機區組設計，探討南麥618在四川東北部丘陵地區的最佳種植密度和施肥量，為科學制定其高產高效栽培技術提供理論依據，也為客觀評價該品種和指導小麥生產提供參考。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

供試小麥品種為南麥618，由四川省南充市農業科學院小麥研究所提供。供試肥料為尿素（總N以44.0%計，四川瀘天化股份有限公司）和過磷酸鈣（有效P以17.0%計，四川省德陽市龍泉磷肥廠）。

1. 2 試驗方法

試驗于2015～2016年在四川省南充市農業科學院瀠溪試驗田進行。試驗田前茬為棉花，紫色壤土，耕層土壤（0～20 cm）pH 6.3，含有機質2.61%、全氮0.11%、速效氮120.11 mg/kg、速效磷20.13 mg/kg、速效鉀182.32 mg/kg。小麥生育期（11月～翌年5月）月平均氣溫13.24 ℃，月平均降水量42.39 mm。

試驗采用2因素3水平完全隨機區組設計，設種植密度（A）和施肥量（B）2個因素，各因素分別設3個水平（表1）。試驗共9個處理，重復3次，共27個小區。播種方式為條播，行長4.00 m，行距0.25 m，種植8行，小區面積8.00 m2（4.00 m×2.00 m）。氮肥以70%為基肥、30%為追肥（拔節期施用），磷肥一次性作基肥施入。常規麥田管理。

1. 3 測定項目及方法

1. 3. 1 農藝性狀調查和測產 各小區固定選擇同一方向第3行，3葉期（播種后40 d）調查基本苗；拔節期（播種后90 d）調查最高苗數；成熟期調查有效穗數、穗粒數、千粒重、主穗長；抽樣測定籽粒和秸稈干重，計算收獲指數，收獲指數（%）=籽粒重/（籽粒重+秸稈重）×100。最后分小區收獲脫粒后曬干稱重，測量水含率，統一按照13.0%水含量折算最終產量。

1. 3. 2 葉綠素含量和綠葉面積測定 每小區各固定選取30個單株，選取主蘗旗葉中部兩點，并用記號筆做好標記。采用CCM-200便攜式葉綠素測定儀測定標記點葉綠素含量指數，每點每次測定2次，每小區30個單株測定數據均值作為該小區葉綠素含量。用直尺人工測定選取單株標記主莖各綠葉的長度和寬度，計算葉面積，葉面積=長×寬×0.73。

1. 4 統計分析

應用Excel 2003和DPS V7.05進行數據整理和統計分析，采用Origin 9.0制圖。

2 結果與分析

2. 1 種植密度和施肥量對南麥618農藝性狀及產量的影響

由表2可看出，在相同施肥水平下，隨著種植密度加大，單位面積有效穗數增加，成穗率下降，穗粒數和千粒重有不同程度的下降趨勢，穗長變短，收獲指數呈波動上升趨勢。在相同種植密度下，隨著施肥量增加，單位面積有效穗數增加，成穗率波動下降，穗粒數和千粒重表現出不同程度的增加趨勢，穗長變長，收獲指數呈上升趨勢。不同處理產量變幅為5.05×103～

5.49×103 kg/ha，其中，A2B3處理產量最高，其次是A3B2處理，A1B1處理產量最低。3個種植密度中，A2和A3水平的平均產量均為5.37×103 kg/ha，顯著高于A1水平的產量（P<0.05，下同）；3個施肥量的平均產量間均存在顯著差異，以B3水平的產量最高，為5.36×103 kg/ha。

由表3可看出，種植密度對有效穗數、穗粒數、千粒重和產量有極顯著影響（P<0.01，下同），施肥量對有效穗數、穗粒數和產量有極顯著影響，對千粒重的影響未達顯著水平（P>0.05，下同）。種植密度和施肥量的互作對穗粒數和產量有極顯著影響，對有效穗數和千粒重的影響未達顯著水平。

2. 2 南麥618產量與產量構成因子的簡單相關分析及通徑分析結果

由表4可看出，有效穗數、穗粒數和千粒重與產量（Y）的相關系數排序為有效穗數（r=0.704*）>千粒重（r=0.070）>穗粒數（r=-0.286），其中有效穗數與產量的正相關達顯著水平，說明有效穗數對小麥產量水平的提高起主導作用，其次為千粒重、穗粒數。通徑分析結果表明，三因子對產量的貢獻大小與簡單相關性分析結果一致，其中穗粒數對產量的直接通徑系數為負值，穗粒數通過有效穗數和千粒重對產量的間接通徑系數也均為負值，說明增加南麥618產量應充分協調穗粒數與有效穗數、千粒重間的關系。

2. 3 種植密度和施肥量對南麥618旗葉葉綠素含量的影響

由圖1-A可看出，不同種植密度處理下，南麥618旗葉葉綠素含量指數呈雙峰變化趨勢，即先緩慢上升后又緩速波動下降，隨后再迅速上升，最后又急速下降。孕穗至抽穗期（3月7～30日）旗葉葉綠素含量指數以A2水平最高，A1水平最低，揚花至灌漿期（3月30日～4月18日）旗葉葉綠素含量指數排序為A1>A2>

A3，成熟期（4月20～25日）旗葉葉綠素含量指數排序為A3>A1>A2。對動態變化曲線進行直線擬合發現，A1斜率（a=-0.32）最小，A2斜率（a=-0.40）最大，說明A1水平旗葉葉綠素含量衰減的速率最慢，A2水平旗葉葉綠素含量衰減速率最快。

由圖1-B可看出，不同施肥量處理下，南麥618旗葉葉綠素含量指數同樣呈雙峰變化趨勢，且隨施肥量的增加而增高。對動態變化曲線進行直線擬合發現，B3斜率（a=-0.37）最小，B2斜率（a=-0.40）最大，說明B3水平旗葉葉綠素含量衰減速率最慢，B2水平旗葉葉綠素含量衰減速率最快。

2. 4 種植密度和施肥量對南麥618單莖綠葉面積的影響

由圖2-A可看出，不同種植密度處理下，南麥618單莖綠葉面積呈逐漸下降趨勢，且隨種植密度的增大而減小。對動態變化曲線進行直線擬合，發現A2斜率（a=-1.91）最小，A1斜率（a=-1.99）最大，說明A2水平單莖綠葉面積衰減速率最慢，A1水平單莖綠葉面積衰減速率最快。

由圖2-B可看出，不同施肥量處理下，南麥618單莖綠葉面積呈逐漸下降趨勢，且隨施肥量的增加而變大。對動態變化曲線進行直線擬合，發現B3斜率（a= -1.66）最小，B2斜率（a=-1.82）最大，說明B3水平單莖綠葉面積衰減速率最慢，B2水平單莖綠葉面積衰減速率最快。

3 討論

種植密度是保證群體數量和結構的關鍵，合理施肥則是個體生長發育的重要保障。適宜的種植密度可協調產量因子間的關系，從而提高產量。王竟紹等（2011）研究表明，種植密度提高有利于不同穗型小麥品種單位面積有效穗數的增加，但穗粒數與千粒重隨種植密度的加大而減小。王志偉等（2016）研究認為，西南麥區小麥品種創高產的適宜密度為基本苗2.4×106株/ha。本研究結果表明，南麥618單位面積有效穗數隨種植密度的加大而增加，主穗長、穗粒數、千粒重和成穗率則隨種植密度的增大而降低；3個種植密度下，A1水平的平均產量顯著低于A2和A3，后兩者差異不顯著，但A3的密度過大容易發生倒伏，因此生產上建議選擇A2水平。該結果與王竟紹等（2011）和王志偉等（2016）的研究結論相似。劉兆麗和王建林（2008）研究指出，合理施肥可極顯著提高小麥單位面積有效穗數、穗粒數和千粒重，三者共同作用致使小麥產量極顯著提高。本研究結果表明，施肥量對有效穗數、穗粒數和產量有極顯著影響，隨著施肥量的增加，單位面積有效穗數增加，穗粒數和千粒重表現不同程度的上升趨勢。因此，種植密度和施肥量對產量及其構成因子均有顯著影響，二者達到最佳組合才是實現高產的關鍵。

種植密度和施肥量對小麥的光合作用也有顯著影響。劉建華等（2009）研究表明，高密度中肥處理有利于提高葉片光合速率，高密度高肥處理有利于提高葉片蒸騰速率，高肥水平則有利于提高葉片的氣孔導度。在一定的施氮量范圍內，葉片葉綠素相對含量、凈光合速率等均隨施氮量的增加而提高，施氮量超過一定范圍繼續提高，上述參數則呈下降趨勢，籽粒產量亦呈相同趨勢。過高的施氮量會導致灌漿后期葉片衰老加快，凈光合速率下降迅速，葉面積指數降低，千粒重下降明顯，最終導致產量減少（蔡劍等，2007；孫旭生等，2008）。因此，通過調整種植密度和施肥量等農藝栽培措施，可提高作物光能利用率，進而增加產量。本研究結果表明，在同一密度處理下，隨施肥量的增加，有效穗數、穗粒數、千粒重、產量均增加，旗葉葉綠素含量和單莖綠葉面積增大，當施肥量為B3水平時，旗葉葉綠素含量和單莖綠葉面積衰減的速率均最慢；在同一施肥水平下，當種植密度為A2水平時，在孕穗至抽穗期（3月7～30日）南麥618旗葉葉綠素含量較A1和A3水平高，揚花至灌漿期（3月30日～4月18日）旗葉葉綠素含量排序為A1>A2>A3，在整個孕穗至成熟期A2水平單莖綠葉面積衰減速率最慢。這可能是由于A2水平種植密度適中，群體結構相對合理，葉片有更充足的光照和更長的光合時間，有利于光合產物的積累，有助于產量的形成。因此，本研究中南麥618最佳的種植密度與施肥量組合為A2B3（即基本苗2.48×106株/ha，N 99.0 kg/ha+P 77.0 kg/ha），但在實際生產中應根據具體情況適當調整施肥量和用種量，并做好抗旱防漬、病蟲草害的防治等耕作管理措施，以利于充分發揮南麥618的最大增產潛力，并實現其品質的高效、優質調控。

4 結論

本研究結果表明，種植密度和施肥量對南麥618的農藝性狀及產量有顯著影響，在川東北丘陵區種植南麥618的最佳種植密度與施肥量組合為A2B3，即基本苗2.48×106 株/ha，N 99.0 kg/ha+P 77.0 kg/ha。

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（責任編輯 王 暉）