環渤海雨養旱作區冬小麥起壟覆膜側播種植模式研究

黃素芳，劉振敏，白艷梅，徐玉鵬，李金英，閻旭東*

（1滄州市農林科學院，河北滄州061001；2黃驊市農業局，河北黃驊061100；3泊頭市農業局，河北泊頭062150）

環渤海雨養旱作區冬小麥起壟覆膜側播種植模式研究

黃素芳1，劉振敏1，白艷梅2，徐玉鵬1，李金英3，閻旭東1*

（1滄州市農林科學院，河北滄州061001；2黃驊市農業局，河北黃驊061100；3泊頭市農業局，河北泊頭062150）

為探索環渤海雨養旱作區冬小麥最佳覆膜種植模式，于2014-2015年和2015-2016年兩個生長季，以‘滄麥6005’為材料，在河北滄州研究了6種種植模式下冬小麥的群體結構、干物質積累、葉面積指數、產量和產量三因素變化。結果表明：兩年中A2處理（起壟覆膜，壟寬45 cm，溝寬45 cm，溝內種4行，行距15 cm）的產量均最高，分別比CK（露地等行距平播）增產68.48%和56.18%，均達極顯著水平。其成穗數最高，達到639.30萬穗／hm2，比CK增加13.28%；平均穗粒數23.35個，比CK增加13.68%；千粒質量最高，平均為40.28 g，比CK增加7.44%；成穗率最高，達到59.91%，比CK增加14.11%；成熟期干物質量最高，比CK增加26.95%；差異均達顯著或極顯著水平。且A2處理的LAI在孕穗期達到最高，為6.74，比CK增加16.84%，后期其LAI變化平緩。因此，該模式種植結構合理，增產效果顯著，適宜在環渤海低平原雨養旱作區推廣應用。

冬小麥；旱作；覆膜側播；種植模式

環渤海地區光熱資源豐富，淡水資源嚴重匱乏。區域內降水分布不均，年降水量一般在400～600 mm，且70%主要集中在7、8、9月份，易導致季節性干旱缺水［1，2］。冬小麥的生育期在10月至翌年6月，生育期長、耗水量大，其生長需水與降水集中期嚴重錯位［3，4］，主要耗水階段（3～6月）的降水一般只占全年降水的20%～30%，且蒸發量大，自然降水利用率低，其中僅有50%可供小麥生長利用［4］，因此干旱成為制約該區小麥生長發育的主要瓶頸，造成冬小麥產量低而不穩［4～7］。尤其地下水壓限采、輪作休耕等政策相繼出臺后，冬小麥生產受到嚴重沖擊。因此，研發冬小麥旱作技術，最大限度保蓄土壤水分，提高自然降水利用率已成為該區小麥產業可持續發展的重要途徑［4～8］。

地膜覆蓋是旱作區有效蓄水保墑和提高作物產量的重要技術措施，在西北地區應用較廣［3～5］，在環渤海區尚無規模化應用。而不同覆膜技術因生態、氣候條件等的不同，覆膜時間、技術本身特點而有較大差異［3，6］。筆者針對性開展專項試驗研究，通過前期試驗對比膜下、膜側不同播種方式，已明確起壟覆膜側播種植方式優于膜下穴播種植［9］。小麥起壟覆膜側播種植通過在田間起壟，壟面覆膜，可有效改善旱地小麥水分供應狀況，實現降水由壟面（集水區）向溝內（種植區）匯集，集雨效果顯著；同時能將微小的無效降雨（＜5 mm）蓄積為有效降雨，達到雨水就地富集、利用的目的［11］。小麥覆膜種植條件下，可以抑制膜下水分的蒸發，利于保蓄土壤水分，改善小麥水肥利用狀況，能有效提高作物的水分利用效率，從而促進小麥生長發育，最終增加小麥產量［3～15］。本研究進行不同覆膜側播種植模式試驗，旨在明確適宜該區域的冬小麥覆膜側播種植模式，為該區冬小麥旱作栽培提供理論指導，對緩解環渤海低平原區旱地小麥生產中存在的嚴重春旱問題意義重大。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗品種為抗旱耐鹽堿小麥新品種‘滄麥6005’，由滄州市農林科學院選育。覆蓋地膜為厚0.008 mm的聚乙烯農用地膜。試驗于2014～2016年在滄州市農林科學院前營試驗站進行。

1.2 試驗設計

試驗采用隨機區組設計，設6個處理：CK.等行距15 cm平播；A1.覆膜寬30 cm，溝寬30 cm，溝內播種3行；A2.覆膜寬45 cm，溝寬45 cm，溝內播種4行；A3.覆膜寬60 cm，溝寬30 cm，溝內播種3行；A4.覆膜寬30 cm，溝寬60 cm，溝內播種5行；A5.覆膜寬60 cm，溝寬60 cm，溝內播種5行。3次重復，18個小區，小區面積42m2（6m×7m）。覆膜處理均為起壟覆膜膜側播種，行距均為15 cm。各處理每行的播種量均為23.61 g。2015年10月5日播種，2016年10月7日播種。

1.3 試驗調查

每個小區取3個樣點，樣點面積0.33 m2。

群體數量調查：于小麥苗期、冬前期、返青期、拔節期、抽穗期分別調查基本苗、冬前蘗、返青蘗、拔節期莖數、成穗數。

產量及產量因素測定：小麥成熟期將樣點植株取樣進行室內考種，分別測定穗數、穗粒數、千粒質量，小區實收計產。

干物質量測定：于小麥苗期、拔節期、抽穗期、成熟期，每個小區取0.33 m2小麥植株，105℃殺青30 min，75℃烘干至恒重后，稱取干物質量。

葉面積測定：每個小區選3個點，每點選20莖進行測量，計算公式：

葉面積＝葉長×葉寬×0.83

葉面積指數＝單莖葉面積×每公頃莖數／1000

1.4 田間管理

2014-2015、2015-2016年播種前每公頃施有機肥6000 kg、復合肥300 kg，全生育期不澆水。2014-2015年全生育期不追肥，2015-2016年于2016年4月1日采用旱地冬小麥春季追施水溶肥技術追肥（每小區1.26 kg尿素，加水126 L溶解后隔行溝施）。各小區其他管理措施一致。

1.5 數據處理

采用Microsoft Excel 2003和SPSS 22.0軟件處理和分析數據，用LSD法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同種植模式對小麥產量的影響

由表1可知，覆膜側播處理均可提高冬小麥的產量。2014-2015，2015-2016年起壟覆膜側播各處理產量均高于CK，平均產量分別為3862.46和 4292.38 kg／hm2，分別比CK增產57.62%和39.84%。兩年中均以A2處理的產量最高，分別達到4128.40和4793.84 kg／hm2，分別比CK增產68.48%和56.18%，差異均達極顯著水平。兩年A2處理的平均產量均高于另外4個覆膜處理，分別比A1、A3、A4、A5增產12.39%、18.47%、9.28%和8.57%。

通過對產量構成因素分析得出（表1），覆膜側播處理的平均成穗數為609.18萬穗／hm2，比CK增加7.94%；除A3的成穗數略低于CK外，其他A1、A2、A4、A5處理的成穗數均高于CK，A2的成穗數最高為639.30萬穗／hm2，比CK增加13.28%。覆膜側播處理穗粒數和千粒質量均高于CK，覆膜側播處理的平均穗粒數為22.84粒，比CK增加11.20%，A2處理的平均穗粒數為23.35粒，比CK增加13.68%。覆膜側播處理的平均千粒質量為39.54 g，比CK增加5.47%，A2的千粒質量平均為40.28 g，比CK增加7.44%。方差分析結果表明：處理A2的成穗數，2014-2015年極顯著高于CK和A3，2015-2016年顯著高于CK和A3，與其他處理間（A1、A4、A5）差異未達到顯著水平；A2的穗粒數和千粒質量均高于CK，穗粒數差異性變化兩年結果有差異，2014-2015年與CK間差異不顯著，2015 -2016年則極顯著高于CK；A2的千粒質量2014-2015年顯著高于CK，2015-2016年極顯著高于CK。相關性分析表明：2014-2015年和2015-2016年，產量與穗數呈極顯著（r＝0.802**）和顯著（r＝0.582*）正相關，而兩年的穗粒數和千粒質量與產量相關性均不顯著。

表1 不同種植模式的小麥產量及產量構成因素比較

2.2 不同種植模式對小麥群體數量及成穗率的影響

兩年各處理總莖數的變化趨勢基本一致，均呈現先增加后減少的趨勢，最高總莖數在起身期達到最高峰，以后逐漸下降（表2）。CK的單位面積播種量最大，其基本苗數量也最大，均顯著高于5個覆膜側播處理，A1～A5處理分別比CK減少16.80%、19.66%、32.99%、10.11%、19.71%。進入分蘗期后，不同處理對小麥分蘗能力的影響不同，覆膜處理提高了小麥單株分蘗能力，冬前期分蘗數除A3極顯著低于其他覆膜處理和CK外，A1、A2、A4、A5與CK 5個處理間差異不顯著，說明覆膜處理通過促進小麥單株分蘗，從而彌補了其基本苗的不足，調節單位面積的莖蘗數總量達到最佳狀態，而A3的平均基本苗比CK少129.55萬／hm2，其通過覆膜促進小麥分蘗的能力尚不能彌補基本苗的不足，因而總莖數低。最高莖數除A3低于其他覆膜處理和CK外，其他處理間差異不顯著。所有覆膜處理的單位面積成穗數平均比CK增加7.94%，A1、A2、A4、A5顯著高于CK，A3略低于CK，但與CK間差異不顯著，其中A2的成穗數最高，平均達到639.30萬／hm2，比CK增加13.28%。所有覆膜處理的成穗率均顯著高于CK，平均比CK增加5.61%，其中A2的成穗率最高，達到59.91%，極顯著高于CK，比CK增加7.41%。說明覆膜處理通過調節水分、光熱資源，能激發小麥群體自我調節能力，促進小麥單株分蘗，提高成穗率，從而增加單位面積成穗數，調節群體達到最佳狀態。

表2 小麥各時期群體數量（萬／hm2）變化

2.3 不同種植模式對小麥干物質積累的影響

由表3可知，不同處理干物質積累的趨勢相似，且兩年趨勢一致。拔節期以前干物質積累速度較慢，干物質積累量比較少，拔節期后干物質積累速度加快，開花后干物質積累速度逐漸變慢，均在成熟期干物質積累量達到最高。冬前期A3處理的干物質積累量略低于CK，但與CK間差異不顯著，A1、A2、A4、A5處理均極顯著高于CK，分別比CK增加13.54%、16.84%、16.94%和15.01%。說明CK雖然基本苗數量最大，但覆膜處理通過提高小麥單株分蘗能力，并促進小麥單株干物質量積累，因此冬前總干物質積累量高于CK，而A3處理，由于基本苗較少，其干物質積累量略低于CK，但差異不顯著。至拔節期各處理間的干物質積累量差異均不顯著。抽穗期A1～A5覆膜處理的干物質積累量均極顯著高于CK。成熟期所有覆膜處理干物質積累量均高于CK，平均比CK增加17.83%，A1～A5處理分別比CK增加18.76%、26.95%、9.14%、16.62%和17.66%，其中A2的干物質量最高，達到9836.17 kg／hm2，極顯著高于其他覆膜處理和CK。

表3 不同處理的小麥各時期地上部干物質量（kg／hm2）

2.4 不同種植模式對小麥葉面積指數的影響

由圖1可以看出，小麥葉面積指數（LAI）整個生育期呈先上升后下降的變化趨勢，至孕穗期達到最大，抽穗后逐漸下降直至成熟，且兩年變化規律一致。冬前測定中各處理LAI差異不明顯，到拔節期各覆膜處理的LAI均顯著高于CK，A1的LAI最高，為3.44，與A2間差異不顯著。孕穗期各處理LAI值達到最高，A2的LAI達到6.73，顯著高于CK，比CK增加16.84%。灌漿期覆膜處理的LAI高于CK，其中A2處理的LAI為4.64，LAI下降緩慢。綜上，覆膜對LAI有一定影響，使其在孕穗期維持較高的LAI，且后期LAI消減變化平緩，利于形成高效的LAI。

圖1 不同種植模式下各時期小麥葉面積指數變化

3 結論與討論

本試驗研究表明，起壟寬45 cm，壟上覆55 cm寬薄膜，膜側溝內播種，溝內畦面寬45 cm，種4行小麥，小麥行距15 cm的起壟覆膜側播種植模式種植結構比較合理，兩年平均產量達4461.12 kg／hm2，比CK增產61.64%。該種植模式增產的主要原因在于在較高水平上協調了產量三因素的關系，通過調節水分、光熱資源，激發了小麥群體自我調節能力，提高小麥分蘗能力，提高成穗率，保證了合理成穗數，同時促進了穗粒數和千粒質量的增加，最終提高產量。A3處理成穗數略低于CK，與CK間差異不顯著，但其穗粒數和千粒質量均顯著高于CK，從而使其最終產量比CK有所增加。

小麥分蘗能力是保證足夠穗數的關鍵。小麥分蘗調節能力受品種特性、水分、溫度等外界條件變化的影響［16］。覆膜側播種植蓄雨、保墑、增溫效果明顯，因此，覆膜側播可實現對產量構成因素的調節，尤其是對單位面積穗數的調節。本研究覆膜側播的播種量均低于CK，但產量均高于CK的原因就在于覆膜側播條件下小麥單株分蘗能力的調節幅度所致，出苗期CK苗數顯著高于5個覆膜處理，但隨著進入分蘗期，這種差距在逐漸減少。低密度處理可以通過充分發揮分蘗潛力，使群體水平的差異變小。但A3處理因基本苗與CK間差異較大，即使其單株分蘗能力較強，但終因分蘗數少，成穗數還是略低于CK。A2處理在基本苗少于CK的前提下，通過發揮單株的分蘗能力，單株分蘗的增多彌補了基本苗的不足，使成穗數高于CK。

小麥群體質量是決定小麥各產量構成因素是否合理和產量高低的主要因素，干物質積累是小麥群體結構的重要指標，要想獲得高的經濟產量必須有高的生物產量為前提［16］。覆膜側播處理集雨、保墑、增溫作用顯著，且通風透光性增強，因此雖基本苗數量少于CK，但通過促進小麥單株分蘗，從而增加群體數量，在群體基數小的前提下，趕上或超過CK；且覆膜側播利于促進小麥個體發育，調節個體發育程度和群體總莖數相對穩定的能力強，利于構建合理群體，利于群體干物質量的積累［16～18］。A2種植模式成熟期的干物質積累量為9836.17 kg／hm2，比CK增加26.95%，說明該種植模式在增加群體數量的同時能保證群體質量，促進個體發育，利于群體干物質量的積累。

小麥葉面積對小麥籽粒產量的形成具有較大的影響，合理的群體葉面積是高產形成的保證［16，19，20］。生育后期LAI變化對小麥產量及產量構成因素有著重要的影響，A2種植模式生育后期LAI變化平緩，孕穗期和灌漿期保持適當的LAI，從而有利于光合產物的形成，有利于粒重的增加［19，20］。

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Study on the Furrow Planting Modes w ith Ridge Film Mulching of the W inter Wheat in the Rain-fed Areas around Bohai

HUANG Sufang1，LIU Zhengm in1，BAIYanmei2，XU Yupeng1，LIJinying3，YAN Xudong1*
（1 Cangzhou Academy of Agriculture and Forestry Science，Cangzhou，Hebei061001，China；2 Huanghua Agricultural Bureau，Huanghua，Hebei061100，China；3 Botou Agricultural Bureau，Botou，Hebei062150，China）

The study was carried out to explore the optimum plantingmode of ridge film mulching of winter wheat around Bohai.During the growing seasons in 2014-2015 and 2015-2016，‘Cangmai6005’was used as testmaterial to study the group structure，drymatter accumulation，leaf area index，yield and yield components ofwinterwheatby using six kinds of planting patterns.The results showed that the yields of A2（Ridge covered film，ridgewidth of45 cm，ditch 45 cm，ditch within the species 4 lines，spacing 15 cm）were improved by 68.48%in the2014-2015 season and 56.18%in the 2015 -2016 season respectively，which were significantly higher than that of CK.The number of panicles was 639.30×104／hm2，which was 13.28%higher than thatof CK.The average number ofgrains per spikewas23.35 g，which was13.28% higher than thatof CK.The highest1000-grain weightof A2 was40.28 g，which was significantly higher than thatof CK（7.44%）.The highest spike rate of A2 was59.91%，which was14.11%higher than that of CK.The drymatter quality of A2 inmature period was highest，which was26.95%higher than thatof CK，and the differencewas significant.The LAI of A2 was 6.74 at booting stage，which was16.84%higher than that of CK，and the change of LAIwasmild in later period.In summary，the pattern of planting structurewas reasonable and the yield effectwas remarkable，which was suitable for the rain and drought farming area of the low plains around Bohai to promote the application.

winter wheat；dry farming；ridge film mulching；plantingmode

S512.104

A

1001-5280（2017）05-0477-05

10.16848／j.cnki.issn.1001-5280.2017.05.05

2017-05-12

黃素芳（1978-），女，副研究員，碩士，主要從事作物旱作節水栽培技術研究，Email：huangsufang1978＠sina.com。*通信作者：閻旭東，研究員，主要從事旱作栽培及鹽堿地生態改良研究，Email：yxd7826＠126.com。

國家科技支撐計劃（2013BAD05B0504）。