旺長麥田返青期機械鎮壓對小麥生育性狀及產量的影響

黃玲，趙凱，徐興科，閆璐，孫雷明，邵敏敏，王霖

（濟寧市農業科學研究院，山東 濟寧 272031）

受播種期過早、播種量過大、偏春性半冬性小麥品種大面積應用[1～4]等人為因素的影響，加上秋冬氣候變暖的極端天氣[5，6]，導致每年都有部分麥田出現旺長現象[7]。小麥苗期旺長不僅會造成群體過大，田間郁閉，通風透光性差，基部節間拉長、莖稈變細，抗折能力降低，易出現倒伏[8]，當遇到寒冬或倒春寒襲擊時還會造成小麥大面積受凍[9]。另一方面，苗期養分過度消耗會導致小麥生長后期養分供應不足，穗粒數和千粒重明顯降低[10]，最終造成大幅度減產[11]。因此，必須對旺長麥田及時采取措施，控旺轉壯，才能夠減少養分消耗，達到高產穩產的目的。

鎮壓是調節小麥生長的一項主要措施之一[12]。研究表明，鎮壓有夯實土壤、粉碎土塊、平整地面的作用[13-15]；起身期鎮壓可促進分蘗成穗、莖稈粗壯，提高小麥成穗率和植株的抗倒伏能力[16，17]。但是，傳統的人力畜力麥田鎮壓方式效率較低，難以滿足當前集約化生產的需要。隨著小麥生產規模化程度的提高，特別是近年來秸稈還田面積的增加，造成了耕作層土壤疏松，土壤水分散失較快，但為保證出苗存在著播種量過大情況的發生，致使部分麥田基本苗過大，出現旺長的現狀，因此生產上迫切需求利用作業效率較高的鎮壓機械進行鎮壓處理[18，19]。為此，開展了自走式機械鎮壓機對旺長麥田小麥生育性狀及產量的影響試驗，以期明確機械鎮壓對控制旺長、增強抗倒伏能力和小麥增產的機理，為機械鎮壓技術的推廣應用提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗地種植小麥品種為濟麥22號。所用鎮壓機為辛牛牌自走式農田鎮壓機（型號：1YZ-2.1），鎮壓幅寬1.7～2.2 m，整機質量800 kg。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 試驗在山東省濟寧市任城區長溝鎮張坊村旺長麥田進行，前茬作物為玉米。2017年小麥播種前（10月2日）旋耕2遍，深度13 cm，并施用氮磷鉀三元復合肥（N、P2O5、K2O含量均為15%）750 kg/hm2做基肥；10月3日等行距播種小麥，行距23.3 cm，每畦12行，畦寬2.8 m，播種量375 kg/hm2，基本苗數量292.5萬株/hm2。2018年2月25日調查小麥最大分蘗數為1 725.0萬個/hm2。采用對比試驗設計，設春季鎮壓和不鎮壓（CK）2個處理。小區面積133.34 m2，3次重復。2018年2月26日利用鎮壓機進行麥田鎮壓，鎮壓幅寬2.2m，機器行走速度6.0km/h。

1.2.2 測定項目與方法

1.2.2.1 土壤含水量。3月20日，每小區均五點取樣，各取樣點以每20 cm為1層，采用烘干法，測定0～60 cm土體的土壤含水量。

1.2.2.2 小麥農藝性狀。分別于起身期（3月20日）、拔節期（4月6日）、挑旗期（5月2日），每小區均五點取樣，每點取10個單株，混合后隨機選取20個單株，測定單株分蘗數、次生根條數、葉長、葉寬、單株鮮重、單株干重等性狀。成熟期，每小區取13.34 m2計產，并測定單位面積穗數、穗粒數和千粒重；每小區取20個單株，測定主莖高度（株高）、穗長、節間長度、總小穗數、可孕小穗數、頂部不孕小穗數和基部不孕小穗數等性狀。

1.2.3 數據統計與分析 利用Microsoft Excel 2003軟件進行數據整理與統計分析。

2 結果與分析

2.1 鎮壓對起身期小麥生長發育及不同深度土壤含水量的影響

鎮壓后小麥主莖葉片數與CK相當，主莖高度略有降低；單株分蘗數、次生根條數分別減少12.41%和7.48%；葉長、葉寬分別增大5.82%和2.07%；單株鮮重、干重分別降低11.54%和17.45%（表1）。表明機械鎮壓不僅抑制了小麥地上部的生長，還影響到其地下部根系的發育。鎮壓后小麥單株分蘗數、次生根條數、鮮重和干重均大幅度降低，分析原因可能是機械鎮壓直接對植株地上部造成了傷害，影響葉片的正常生長，導致光合干物質積累減少，也使得運向根部的有機物質量減少，進而影響了整個植株的生長發育。

表1 鎮壓對起身期小麥生長發育性狀的影響Table 1 Effects of repression on growth and development traits of wheat at standing stage

鎮壓后0～20 cm土層含水量增加了5.14%，增幅較大；20～40 cm土層含水量減少了0.14%，40～60 cm土層含水量增加了0.92%，變化幅度均很?。ū?）。表明機械鎮壓能夠增加0～60 cm土層的含水量。分析原因可能是鎮壓后增加了土壤沉實程度，一方面減少了土壤水分散失，另一方面毛細管作用使得更多的深層土壤水分得以向上提升。

表2 鎮壓對起身期不同土層含水量的影響Table 2 Effects of repression on soil moisture at different layers at standing stage （%）

2.2 鎮壓對拔節期小麥生長發育的影響

鎮壓后小麥主莖葉片數與CK相當，主莖高度降低3.31%；單株分蘗數、次生根條數分別減少19.36%和10.37%，單株次生根條數的降幅低于單株分蘗數的降幅，但單個分蘗對應的次生根條數仍然高于CK；葉長、葉寬分別降低1.36%和5.76%，其中葉寬降幅較大（表3）。表明機械鎮壓能夠促進起身到拔節期分蘗兩極分化速度，減少無效養分消耗，讓更多的養分向大蘗轉移，提高養分利用效率。鎮壓后小麥單株鮮重和干重均明顯低于CK，分別減少21.92%和19.91%。

表3 鎮壓對拔節期小麥生長發育性狀的影響Table 3 Effects of repression on growth and development traits of wheat at jointing stage

2.3 鎮壓對挑旗期小麥葉片性狀及生物量積累的影響

鎮壓后旗葉、倒二葉、倒三葉和倒四葉的寬度均變窄，降幅為1.58%～4.20%，其中倒三葉降幅最大、倒二葉降幅最??；長度出現不同的變化，其中倒四葉片、倒三葉分別縮短了6.30%和0.55%，倒二葉、旗葉分別增大了16.51%和12.26%；葉面積增減不一，其中旗葉、倒二葉分別增大了8.99%和14.04%，倒三葉、倒四葉分別縮小了3.94%和8.35%（表4～7）。鎮壓后所有葉片寬度均減小，基部葉片長度縮短，但是旗葉和倒二葉長度增大，表明機械鎮壓抑制了基部葉片生長，促進了頂部葉片的發育。而頂部葉片增大對小麥后期生物量的積累具有積極作用。因此說，機械鎮壓有助于小麥生長后期生物量的積累，為小麥產量的進一步提高奠定了物質基礎。

鎮壓后小麥旗葉、倒二葉、倒三葉的生物量均增加，鮮、干重增幅分別為1.33%～6.21%和1.65%～3.26%；倒四葉生物量明顯降低，鮮、干重降幅分別達到47.21%和50.00%。主要是鎮壓后葉片大小明顯降低，生長發育受到抑制，對整個單株來說具有控下促上的作用。

表4 鎮壓對挑旗期小麥旗葉性狀及生物量的影響Table 4 Effects of repression on flag leaf traits and biomass of wheat at flag leaf expansion stage

表5 鎮壓對挑旗期小麥倒二葉性狀及生物量的影響Table 5 Effects of repression on traits and biomass of the second leaf from the top of wheat at flag leaf expansion stage

表6 鎮壓對挑旗期小麥倒三葉性狀及生物量的影響Table 6 Effects of repression on traits and biomass of the third leaf from the top of wheat at flag leaf expansion stage

表7 鎮壓對挑旗期小麥倒四葉性狀及生物量的影響Table 7 Effects of repression on traits and biomass of the forth leaf from the top of wheat at flag leaf expansion stage

2.4 鎮壓對成熟期小麥株高及產量的影響

鎮壓后小麥株高降低了5.61%，穗長增加不大，各個節間長度均有縮短（表8）。以基部節間縮短為主，其中基部第三節間縮短率最高為14.34%；基部第二節間縮短率次之，降幅為10.42%。穗下第一、二節間長度縮短幅度較小。表明機械鎮壓能夠明顯縮短基部節間長度，降低植株重心，提高抗倒伏能力。

鎮壓后小麥可孕小穗數增多0.09%，基部不孕小穗數減少3.90%，頂部不孕小穗數增多4.48%，但總小穗數增幅（0.08%）不大；產量構成三因素均有不同程度的提高，單位面積穗數、穗粒數和千粒重分別較CK增加了13.65萬穗/hm2、0.79個和0.34 g，增幅分別為2.00%、2.25%和0.80%；產量為11 883.90 kg/hm2，較CK增加5.05%（表9）。表明機械鎮壓對穗長影響不大，但能夠增加單位面積穗數、穗粒數和千粒重，最終明顯提高小麥產量。

表8 鎮壓對成熟期小麥株高和節間長度的影響Table 8 Effects of repression on plant height and internode length of wheat at maturity stage

表9 鎮壓對成熟期小麥產量及其相關性狀的影響Table 9 Effects of repression on yield and related traits of wheat at maturity stage

3 結論與討論

本研究結果表明，旺長麥田在返青期進行機械鎮壓后，起身期單株分蘗數、次生根條數以及鮮重和干重均降低，小麥地上部和地下部生長均受到明顯抑制；拔節期小麥葉長和葉寬均減小，單株分蘗數、鮮重和干重均明顯降低，小麥生長受到抑制。

鎮壓后挑旗期所有葉片寬度均變窄，基部葉片長度也縮短，但是旗葉和倒二葉的葉長反而超過無鎮壓處理。說明鎮壓具有抑制基部葉片生長、促進頂部葉片發育的作用。而頂部葉片面積增大會增加光合面積，對小麥后期生物量的積累具有積極作用。鎮壓處理后旗葉、倒二葉和倒三葉的鮮重及干重均高于未鎮壓處理，也從另一個方面說明了鎮壓對單株生長具有先抑后促的作用。由于這部分葉片存儲的有機物質在生育后期能夠轉運到子粒中去（占6%～10%），因此有利于產量的提高。

從成熟期株高來看，鎮壓可以明顯降低整體株高，各個節間長度均有縮短，其中基部第二和第三節間縮短明顯。鎮壓的作用總體表現為減少無效分蘗，降低葉片寬度，增加田間通透性，改善田間小氣候。鎮壓后表層土壤沉實，0～20 cm土層含水量增加，且表層土壤沉實后有利于深層水分上移，提高水分利用效率。劉萬代等[20]研究表明，鎮壓可縮短植株基部3個節間的總長度，在一定程度上提高莖稈質量。劉炳軍[21]認為，對群體過大、有旺長趨勢的麥田進行早春鎮壓，可以抑制小麥地上部生長，起到控旺促壯的作用。馬根眾[22]認為，春季針對旺長及秸稈還田土壤暄松麥田利用鎮壓裝備進行適當鎮壓，可損傷小麥地上葉蘗，抑制主莖和大蘗生長，促進小蘗增生和地下部根系生長，達到小麥控旺轉壯、提墑節水和防止倒伏的目的。本研究結果支持了前人觀點。

總之，鎮壓能夠抑制起身期和拔節期小麥葉片的生長，減少無效分蘗，降低肥水的無效消耗，有利于后期生物量的積累，改善群體的通風透光條件，降低植株高度，提高小麥群體的抗倒伏性能。倒伏是造成小麥減產的一個主要因素，后期倒伏的麥田會減產10%以上，早期倒伏甚至可以導致減產30%以上[23]，因此，對于旺長麥田來說，返青期鎮壓是一項非常高效的防倒、增產、增效措施。