穴播方式對冬小麥產量及品質的影響

吳邦謨，董永利，海江波

(1.西北農林科技大學 農學院，陜西楊凌 712100；2.農業部西北黃土高原作物生理生態重點實驗室，陜西楊凌 712100)

目前國內研究穴播對冬小麥影響的進展很少，尤其對冬小麥產量及其品質等研究的不是很多。因此，本試驗以‘西農805’小麥為參試品種，采用不同的播種方式，在追施氮肥的條件下，研究能夠使‘西農805’小麥形成壯苗并最終獲得高產、高品質的播種方式，明確該播種方式對冬小麥產量和品質形成的影響，以期優化群體產量，提高關中區冬小麥的產量和品質，為制定優質高產的小麥群體提供指導方案，同時也為高效高產的穴播機研制提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2017-2018年在西北農林科技大學斗口小麥玉米試驗示范站進行田間試驗，土層肥力均勻，小麥新品種‘西農805’為供試材料。播種深度相同，底肥為含氮46.4%的尿素，含磷12%的P2O5，含鉀24%的K2O均勻的施在各小區上。分別于3月(拔節期)、4月(開花期)追施氮肥。寬幅播行距25 cm，穴播、條播行距22 cm，穴距13.5 cm，設3次重復，其他同大田栽培管理，成熟后及時收獲。試驗各處理如表1表示。

1.2 測定項目及方法

選取長勢均勻的1 m雙行，標定樣段，調查基本苗數。

干物質積累測定：在分蘗期開始測定，從各個小區隨機選取長勢一致相同的10株小麥，并將根部去掉，把地上部分的葉片、莖干、鞘、穗子進行分類烘干，在105 ℃下殺青0.5 h，調溫到80 ℃下烘干至恒質量，分別稱取小麥不同部位的干質量，求取平均值。

轉運量(g)=開花期干質量-成熟期干質量；轉運效率(%)=轉運量/開花期干質量；貢獻率(%)=轉運量/粒質量

產量的測定：收獲前在各小區隨機選取1 m2的樣本，收獲、脫離、計產考種，重復3次；統計取該面積上的成穗數，記錄并換算，重復3次取平均值；隨機選取10株小麥，脫粒后抽500粒，測定籽粒的質量，重復3次，求取平均值，即為千粒質量。

品質的測定。體積質量：采用上海東方衡器廠的GGT-100型容重器測定；蛋白質質量分數、沉降值、硬度：采用瑞典Foss公司近紅外谷物快速分析儀測定；濕面筋質量分數：采用手工洗面筋法測定，用2100型洗面筋儀測定。

表1 不同處理的組合Table 1 Various combinations

1.3 數據分析

采用Excel 2007進行制圖及數據分析，采用SPSS 20.0進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同播種方式對冬小麥出苗的影響

播種方式影響冬小麥出苗狀況。由表2可知，不同播種方式冬小麥出苗數存在顯著差異，各處理間出苗數的大小表現為T1>T3>T2，由于播種方式不同，導致小麥籽粒在發芽期個體生長空間的不同。不同播種方式之間基本苗數呈顯著差異，各處理間基本苗數的大小為T1>T3>T2，因此，出苗初期播種方式對小麥基本苗的形成有著不同的影響。

2.2 不同播種方式對旗葉葉面積的影響

冬小麥旗葉對其生長發育有著重要的調節作用。如圖1所示，在追肥處理下葉面積大小依次為T3>T2>T1，T3、T2、T1處理的最值分別為27.39 cm2、27.71 cm2、26.88 cm2；在不追施氮肥下，葉面積大小依次為T3>T2>T1，T3、T2、T1各處理的最值分別為26.35 cm2、25.94 cm2、 25.36 cm2。追施氮肥與否，T3處理的旗葉葉面積值最大，T1處理的旗葉葉面積值在整個生育期基本都低于T3 、T2處理的旗葉葉面積值，追施氮肥增加了葉面積值，對T3處理下葉面積值的增加最為明顯。

表2 不同播種方式下冬小麥出苗情況Table 2 Emergence about winter wheat of different sowing methods

注：同列不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著，下表同。

Note：Lowercase letters mean significant differences at 0.05 level,the same below.

2.3 不同播種方式對地上部分干物質積累的 影響

如圖2所示，小麥植株地上部分干物質積累呈“S”型曲線增長。在不同播種方式下，開花后 5～15 d，干物質積累增長比較緩慢，總量比較低，在15～20 d之間，干物質積累量開始快速增長，該生育期中基本達到最大值，20 d以后干物質增加量減少，基本保持平穩。在追施氮肥的條件下，不同播種方式的干物質積累量表現出不同的變化趨勢，T3處理的干物質量增量變化最為明顯，在15～20 d期間內增量最大，大于T1、T2處理。追施氮肥條件對T3處理干物質積累量的增加影響最為明顯，不同處理的大小為T3>T2>T1。

2.4 不同播種方式對冬小麥產量和產量構成因素的影響

由表3可知，不同播種方式對冬小麥產量及其構成因素有顯著影響。在不同播種方式下，小麥實際產量大小依次為T3>T2>T1，T3處理與T2處理相比增產12.7%，T3處理與T1處理相比增產12.9%。在追施氮肥條件下，T3處理實際產量更高，達7 430 kg·hm-2，穗粒數和千粒質量決定了理論產量，而忽略了小麥的生長空隙，實際產量以寬三行長3 m的面積計產。因此，實際產量與理論產量的差異表明冬小麥群體的密植狀況。

圖1 不同處理對旗葉葉面積的影響Fig.1 Effect of different treatments on flag leaf area

圖2 不同處理對干物質積累的影響Fig.2 Effect of different treatments on dry matter accumulation

在不同播種方式下，各處理千粒質量、穗數與穗粒數之間無顯著差異，T1、T2處理千粒質量基本相同；生物量間呈差異顯著，T3處理與T1、T2處理間冬小麥生物量差異顯著；T3處理與T1、T2處理間冬小麥的收獲指數呈顯著差異；不同播種方式對冬小麥生物量的影響不同，T3處理生物量最高。因此，穴播方式和追施氮肥有利于冬小麥高產的形成。

表3 不同播種方式下冬小麥的產量和產量構成因素Table 3 Yield and yield components about winter wheat of different sowing methods

2.5 各營養器官對小麥籽粒貢獻率的影響

由表4可知，追施氮肥促進了各營養器官貯藏物質向籽粒轉運，提高了轉運率及轉運效率。各營養器官向小麥籽粒轉運量的大小為葉片>莖>鞘。在追施氮肥的條件下，葉片的干物質轉運量大小為T3>T2>T1，各處理差異不顯著；莖、鞘的干物質轉運量大小為T3>T2>T1，且各處理差異顯著。在不同播種方式的處理下，各營養器官干物質轉運量大小為T3>T2>T1。因此，在追施氮肥下，T3處理各營養器官貯藏物質的轉運量最高。

各營養器官的干物質轉運率和貢獻率呈顯著差異性。在追施氮肥的條件下，各營養器官轉運率表現為葉片>莖>鞘。在不同播種方式下，各處理營養器官對小麥籽粒的貢獻率表現為葉片>莖>鞘，不同播種方式對籽粒貢獻率的大小為 T3>T2>T1，說明灌漿速率大小決定了貢獻率的大小。

表4 各營養器官花前干物質對籽粒貢獻的影響Table 4 Effects of pre-flowering dry matter on grain contribution of various vegetative organs

注：同行不同小寫字母表示在0.05水平下差異顯著，下同。

Note：Different lowercase letters in the same row mean significant differences at 5% level,the same below.

2.6 不同播種方式對冬小麥品質的影響

2.6.1 籽粒濕面筋質量分數 面筋質量分數決定面團的彈性、柔軟性和延展性，與蛋白質質量分數相關。由表5得出，不同播種方式的面筋質量分數之間呈顯著性差異。在不追施氮肥條件下，不同播種方式的面筋質量分數大小為T3>T1>T2，且T3、T1處理的濕面筋質量分數相比T2處理的濕面筋質量分數都提高3.15%；在不同播種方式下，追施氮肥的濕面筋質量分數高于不追施氮肥的濕面筋質量分數。因此，穴播方式和追施氮肥增加了面筋質量分數。

2.6.2 籽粒沉淀值 沉淀值是蛋白質質與量的體現，沉降值越大，蛋白質的品質越高。表5所示，不同播種方式的沉降值之間沒有顯著性差異，其大小為T3>T1>T2；不同播種方式追施氮肥的沉降值大于不追施氮肥。因此，追施氮肥增加了沉降值。

2.6.3 籽粒體積質量 體積質量作為籽粒等級的評價指標，同時也是籽粒表觀的綜合反映。在不同播種方式下，T3、T2處理與T1處理的體積質量之間呈顯著性差異，其大小為T3>T2>T1；追施氮肥降低了體積質量，但穴播方式增加了體積質量。

2.6.4 蛋白質質量分數 蛋白質質量分數是籽粒品質的重要指標。由表5可知，在追施氮肥條件下，不同播種方式的籽粒蛋白質質量分數之間無顯著性差異，質量分數基本相同。追施氮肥的籽粒蛋白質質量分數高于不追施氮肥，所以追施氮肥有利于籽粒中氮素的積累，從而增加了蛋白質質量分數。

2.6.5 面團品質 小麥面粉的烘烤加工性能受籽粒硬度、穩定時間、拉伸面積、延伸度、最大拉伸阻力等品質的影響。如表6所示，不同播種方式之間的籽粒硬度、穩定時間、拉伸面積、最大拉伸阻力呈顯著性差異。其中面團的穩定時間、拉伸面積、最大拉伸阻力的大小都為T3>T2>T1，籽粒的硬度大小表現為T3>T1>T2，面團延伸度大小基本一致。

2.6.6 產量與品質相關性分析 由表7可知，產量與濕面筋質量分數、沉降值、體積質量呈相關性顯著，與籽粒蛋白質質量分數相關性不顯著；濕面筋質量分數與體積質量和沉降值，沉降值和體積質量呈顯著正相關。這表明，不同播種方式與追施氮肥可以改變冬小麥的產量和籽粒品質，但是蛋白質質量分數不受其影響。

表5 不同處理下冬小麥的籽粒品質Table 5 Grain quality of winter wheat in different treatmeats

表6 不同處理下冬小麥的面團品質Table 6 Guality of winter wheat dough in different treatments

表7 不同處理下冬小麥產量與籽粒品質的相關性分析Table 7 Correlative analysis between the grain yield and the quality characteristic parameter in different treatments

注：“*”表示在5%水平上顯著相關。

Note:“*” mean significant correlation at 5% level.

由表8可知，小麥成熟期的產量與面團性狀相關性分析表明，產量與延伸度、硬度與最大拉伸阻力、拉伸面積與最大拉伸阻力呈極顯著正相關，與硬度、穩定時間、拉伸面積和最大拉伸阻力呈顯著正相關，硬度與拉伸面積、穩定時間與延伸度、拉伸面積與延伸度、延伸度與最大拉伸阻力呈顯著正相關。說明產量與最大拉伸阻力決定著小麥的加工品質，改善產量和最大拉伸阻力有利于提高小麥的加工品質。

表8 不同處理下冬小麥產量與面團品質的相關性分析Table 8 Correlation analysis between winter wheat yield and dough quality under different treatments

注：“*”、“**”分別表示在5%、1%水平上顯著相關。

Note：“*”，“**” mean significant correlation at 5%，1% level.

3 結論與討論

3.1 不同播種方式對冬小麥生育前期的影響

在冬小麥的生育進程中，它的出苗數，總莖數等表現均不相同，與Ghaffari等[1]研究結論一致。受不同播種方式的影響，小麥基本苗呈顯著性差異。不同播種方式最終影響了冬小麥的群體質量，與Vincent等[2]研究結論一致。

3.2 不同播種方式對冬小麥地上部干物質積累的影響

各處理地上部干物質積累表現為“慢-快-慢”的增長方式，成熟期達到最大值，這與王永平等[3]的研究結論一致。在不追施氮肥條件下，T3處理的變化最大，成熟期T3處理的地上干物質積累大于T1、T2處理；灌漿后期追施氮肥使得各處理干物質積累達到最大值，成熟期T3處理的干物質積累小于T1處理，表明穴播方式對地上部干物質積累的增加量小于追施氮肥對其的增加量。但T3處理在干物質積累量不是最多的條件下，使小麥獲得高產[4]。

3.3 不同播種方式對冬小麥產量及其構成因素的影響

騰樹川等[5]研究表明，氮肥增加麥苗的長勢，其產量與花前干物質轉運和花后干物質積累相關[6]，不但取決于干物質的積累量，還取決于干物質的分配再轉運[7]。宋任祥等[8]和蔡貴信等[9]研究表明，拔節期追施氮肥增加了穗數和千粒質量。有研究指出，追施氮肥可以使成穗數、穗粒數和產量增加，但卻降低了千粒質量，小麥穗干質量與穗粒數呈極顯著正相關[10-11]，這與本試驗研究結論一致。因此，在冬小麥關鍵時期補充氮素營養，能增加穗部產量積累。研究表明，寬行播種方式可以增加小麥的千粒質量，且產量不會降低[12]，本試驗研究結論與這一致。不同播種方式顯著影響了小麥的產量及其構成因素[13]。本試驗研究表明，在追施氮肥和穴播處理下，增加了干物質的轉運量及轉運效率，提高了再轉運物質對籽粒的貢獻率。在不同播種方式下，T3處理冬小麥產量最高，顯著高于T1和T2處理，同時追施氮肥有利于增加小麥的產量。綜上所述，追施氮肥和T3處理有利于小麥增產，產量高達7 430 kg·hm-2。

3.4 不同播種方式對冬小麥品質的影響

不同播種方式影響干物質吸收、積累與轉運再分配，進而影響籽粒的品質[14-15]。本試驗研究表明，增施氮肥增加了籽粒蛋白質質量分數、濕面筋質量分數、沉降值以及穩定時間，這與Wieser等[16]研究結論一致；同時調節了小麥植株生長發育，增加了氮的吸收，提高了籽粒中再轉運來干物質的含氮量，與前人[17-18]研究結論一致。體積質量是品質的重要指標，是加工品質的綜合反應[19]。它與籽粒的大小、質量、出粉率等性狀有關，本試驗研究結果表明，T3處理增加了籽粒的體積質量。

沉降值是蛋白質質與量的反映[20]，本試驗研究表明，沉降值與蛋白質質量分數、穩定時間、面筋質量分數有顯著的相關性。潘慶民等[21]研究表明，拔節期追施氮肥可以顯著提高沉降值，這與本試驗的研究結論基本一致。在不同播種方式和追肥下，蛋白質質量分數不呈顯著差異性，可能受生態環境如積溫、水分影響，導致研究結果存在差異性，這與前人[22-23]研究結論一致。