科爾沁區(qū)不同農(nóng)田地點土壤對春小麥產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

馬 冰，鄭根昌*，劉 輝，石麗媛，姜 瀾

（1．內(nèi)蒙古民族大學(xué)農(nóng)學(xué)院，內(nèi)蒙古 通遼 028042；2．河北北方學(xué)院，河北 張家口 075000；3．蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，甘肅 蘭州 730020；4．通遼市畜牧獸醫(yī)科學(xué)研究所，內(nèi)蒙古 通遼028042）

小麥產(chǎn)量高低，品質(zhì)優(yōu)劣，主要取決于品種的遺傳特性、栽培措施和環(huán)境條件，與人民生活息息相關(guān)。但在不同產(chǎn)量水平下，各構(gòu)成因素對籽粒產(chǎn)量的貢獻不同。由于試驗條件的不同或分析問題角度的不同，對產(chǎn)量與品質(zhì)性狀之間關(guān)系分析的結(jié)果有很大的差別，小麥品質(zhì)除受品種本身的遺傳特性決定外，氣候和土壤條件，磷、鉀、微量元素等因素也有一定影響。春小麥的遺傳特性和品質(zhì)受生長環(huán)境和栽培措施等因素共同影響，為了實現(xiàn)春小麥優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，需要在適宜的地區(qū)種植[1]。研究結(jié)果表明春小麥品質(zhì)受地理緯度和海拔高度的影響，春小麥籽粒蛋白質(zhì)含量隨著緯度升高而增加。蛋白質(zhì)含量、沉降值在高緯度地區(qū)均高于低緯度地區(qū)[2-3]。低海拔地區(qū)的的籽粒具有較高的蛋白質(zhì)含量[4-7]。春小麥品質(zhì)除了受地理緯度和海拔高度的影響，還受光照、溫度、水分等氣候條件的影響，研究表明超過一定溫度，春小麥的品質(zhì)降低。春小麥開花后高溫脅迫使春小麥品質(zhì)變劣[8]。春小麥籽粒蛋白質(zhì)含量與氣溫年較差呈顯著正相關(guān)，開花至成熟期間的氣溫日較差是影響春小麥蛋白質(zhì)含量的重要因素，氣溫日較差大，越有利于蛋白質(zhì)的合成和積累[9]。降雨量或土壤水分含量與春小麥品質(zhì)負相關(guān)[10]。土壤是最基本的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料也是農(nóng)作物生長的載體，土壤中營養(yǎng)元素的成分及含量決定了土壤的肥力質(zhì)量，對農(nóng)作物的產(chǎn)量及品質(zhì)有至關(guān)重要的影響。本試驗通過采集通遼市科爾沁區(qū)不同農(nóng)田地塊的土壤，以不同地塊土壤為培養(yǎng)基種植指示作物春小麥，測定株高、整株重、穗長、穗重、小穗數(shù)、小穗粒數(shù)、穗粒重、千粒重，探究科爾沁區(qū)不同農(nóng)田地點土壤對春小麥產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響。為科爾沁區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和土壤保護提供依據(jù)，使土壤資源得到合理的規(guī)劃利用。

1 研究區(qū)概況和研究方法

1.1 研究區(qū)自然概況

研究地點位于通遼市科爾沁區(qū)，取樣地點分別為：河西鎮(zhèn)、遼河鎮(zhèn)、木里圖鎮(zhèn)、錢家店鎮(zhèn)、豐田鎮(zhèn)、育新鎮(zhèn)、清河鎮(zhèn)、敖力布皋鎮(zhèn)的農(nóng)田。科爾沁區(qū)地處中緯度地區(qū)，屬中溫帶、半干旱、大陸性季風(fēng)氣候，光能資源較為豐富，海拔高度為1000～1400 m，土壤類型主要以黃沙土、黑沙土、山地黑土、黑棕土、鹽堿地、澇洼地為主，全年大部分地區(qū)日照2712～3063 h，年輻射量在46.38萬～52.44萬J/cm2，年平均氣溫6.6℃，自然降水量在327～450 mm，≥10℃有效積溫1900～3286℃。

1.2 供試材料

供試土壤：各試驗點采集的耕層土壤。

供試春小麥品種：山農(nóng)優(yōu)麥2號。

1.3 試驗方法及處理

2018年4月分別于河西鎮(zhèn)、豐田鎮(zhèn)、育新鎮(zhèn)、木里圖鎮(zhèn)、敖力布皋鎮(zhèn)、遼河鎮(zhèn)、清河鎮(zhèn)、錢家店鎮(zhèn)等8個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，每個鄉(xiāng)鎮(zhèn)選取4個樣點，用土鉆取樣，取樣深度均為0～30 cm，將每個樣點采集的土壤除去動植物殘體等雜質(zhì)帶回實驗室自然風(fēng)干備用。稱取每個樣點的土壤測定營養(yǎng)物質(zhì)含量。不同試驗地點采集的土壤充分混合均勻后于4月15日進行盆栽種植，3次重復(fù)，每盆種植30粒春小麥種子。3 d后進行發(fā)芽率的測定，并對發(fā)芽后的幼苗進行生長動態(tài)的跟蹤測定，成熟后記錄各地點的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素、春小麥的農(nóng)藝性狀、葉面積動態(tài)變化、干物質(zhì)積累量及花后灌漿速率；以8個鄉(xiāng)鎮(zhèn)采集的土壤為試材，分析測定土壤養(yǎng)分狀況的差異顯著性以及土壤養(yǎng)分對春小麥生長發(fā)育的影響。

1.4 測定指標(biāo)

各處理的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素：測定株高、整株重、穗長、穗重、小穗數(shù)、小穗粒數(shù)、穗粒重、千粒重。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel2013及IBM SPSS19.0 statistics軟件進行數(shù)據(jù)處理與分析，處理間的差異顯著性采用Duncan方法標(biāo)注字母。

2 結(jié)果與分析

2.1 研究區(qū)不同地點春小麥株高、整株重、小穗數(shù)、小穗粒數(shù)和穗粒重

由表1可知，株高在不同地點表現(xiàn)出一定的差異性，河西鎮(zhèn)、豐田鎮(zhèn)、育新鎮(zhèn)、木里圖鎮(zhèn)、敖力布皋鎮(zhèn)，遼河鎮(zhèn)、清河鎮(zhèn)和錢家店的株高分別為48.27 cm、46.34 cm、62.39 cm、46.12 cm、54.96 cm、51.42 cm、60.41 cm和61.34 cm，其中育新鎮(zhèn)株高與其他地點之間相比較最高，豐田鎮(zhèn)最低。育新鎮(zhèn)、清河鎮(zhèn)和錢家店顯著高于河西鎮(zhèn)、豐田鎮(zhèn)、木里圖鎮(zhèn)、敖力布皋鎮(zhèn)和遼河鎮(zhèn)。整株重在不同地點之間表現(xiàn)為清河鎮(zhèn)最大，為2.16 g，其次為育新鎮(zhèn)，木里圖鎮(zhèn)整株重最小，為0.87 g。不同地點小穗數(shù)的范圍在9.15～13.95，小穗粒數(shù)介于19.5～27.34，錢家店小穗粒數(shù)最多，豐田鎮(zhèn)小穗粒數(shù)最少。不同地點穗粒重之間表現(xiàn)為遼河鎮(zhèn)穗粒重最大，為0.91 g，其次為育新鎮(zhèn)，豐田鎮(zhèn)穗粒重最小，為0.42 g。

表1 研究區(qū)不同地點春小麥株高、整株重、小穗數(shù)、小穗粒數(shù)和穗粒重

2.2 研究區(qū)不同地點春小麥穗長的變化

由圖1可知，河西鎮(zhèn)、豐田鎮(zhèn)、育新鎮(zhèn)、木里圖鎮(zhèn)、敖力布皋鎮(zhèn)，遼河鎮(zhèn)、清河鎮(zhèn)和錢家店的穗長分別為68.45 mm、56.34 mm、69.26 mm、68.84 mm、66.24 mm、67.94 mm、68.22 mm和76.94 mm。其中，錢家店的穗長最長，顯著高于河西鎮(zhèn)、豐田鎮(zhèn)、育新鎮(zhèn)、木里圖鎮(zhèn)、敖力布皋鎮(zhèn)，遼河鎮(zhèn)和清河鎮(zhèn)，豐田鎮(zhèn)的穗長最短，顯著低于河西鎮(zhèn)、育新鎮(zhèn)、木里圖鎮(zhèn)、敖力布皋鎮(zhèn)，遼河鎮(zhèn)、清河鎮(zhèn)和錢家店。

圖1 研究區(qū)不同地點春小麥穗長的變化

2.3 研究區(qū)不同地點春小麥穗重的變化

根據(jù)圖2可知，河西鎮(zhèn)、豐田鎮(zhèn)、育新鎮(zhèn)、木里圖鎮(zhèn)、敖力布皋鎮(zhèn)，遼河鎮(zhèn)、清河鎮(zhèn)和錢家店的穗重分別為1.19 g、1.39 g、1.35 g、1.15 g、1.17 g、1.19 g、1.18 g和1.42 g。其中，錢家店的穗重最大，其次為豐田鎮(zhèn)，錢家店和豐田鎮(zhèn)顯著高于河西鎮(zhèn)、育新鎮(zhèn)、木里圖鎮(zhèn)、敖力布皋鎮(zhèn)、遼河鎮(zhèn)和清河鎮(zhèn)。

圖2 研究區(qū)不同地點春小麥穗重的變化

2.4 研究區(qū)不同地點條件下春小麥千粒重及總產(chǎn)量的變化

根據(jù)表2可知，千粒重在不同地塊之間的大小順序為：錢家店＞清河鎮(zhèn)＞河西鎮(zhèn)＞遼河鎮(zhèn)＞育新鎮(zhèn)＞敖力布皋鎮(zhèn)＞木里圖鎮(zhèn)＞豐田鎮(zhèn)，其中錢家店千粒重最高，為41.51 g，其次為清河鎮(zhèn)，錢家店和清河鎮(zhèn)千粒重顯著高于河西鎮(zhèn)、遼河鎮(zhèn)和育新鎮(zhèn)地塊（P＜0.05），河西鎮(zhèn)、遼河鎮(zhèn)和育新鎮(zhèn)顯著高于敖力布皋鎮(zhèn)、木里圖鎮(zhèn)和豐田鎮(zhèn)，錢家店和清河鎮(zhèn)之間的千粒重差異不顯著，河西鎮(zhèn)、遼河鎮(zhèn)和育新鎮(zhèn)差異不顯著，敖力布皋鎮(zhèn)、木里圖鎮(zhèn)和豐田鎮(zhèn)差異不顯著，豐田鎮(zhèn)地區(qū)指示作物千粒重最小。

表2 研究區(qū)不同地點條件下春小麥千粒重及總產(chǎn)量的變化

不同地塊之間總產(chǎn)量的大小順序為：錢家店＞木里圖鎮(zhèn)＞遼河鎮(zhèn)＞清河鎮(zhèn)＞育新鎮(zhèn)＞豐田鎮(zhèn)＞敖力布皋鎮(zhèn)＞河西鎮(zhèn)，其中錢家店總產(chǎn)量最高，總產(chǎn)量為4437 kg/hm2，其次為木里圖鎮(zhèn)，總產(chǎn)量為3921 kg/hm2，河西鎮(zhèn)總產(chǎn)量最低，總產(chǎn)量為2629.5 kg/hm2，錢家店總產(chǎn)量顯著高于木里圖鎮(zhèn)、遼河鎮(zhèn)、清河鎮(zhèn)、育新鎮(zhèn)、豐田鎮(zhèn)、敖力布皋鎮(zhèn)和河西鎮(zhèn)地塊（P＜0.05），木里圖鎮(zhèn)、遼河鎮(zhèn)和清河鎮(zhèn)顯著高于育新鎮(zhèn)、豐田鎮(zhèn)、敖力布皋鎮(zhèn)和河西鎮(zhèn)地塊（P＜0.05），木里圖鎮(zhèn)、遼河鎮(zhèn)和清河鎮(zhèn)之間的總產(chǎn)量差異不顯著，育新鎮(zhèn)、豐田鎮(zhèn)、敖力布皋鎮(zhèn)和河西鎮(zhèn)差異不顯著。

3 討論

土壤理化性質(zhì)和土壤養(yǎng)分含量對指示作物的生長發(fā)育具有重要影響。研究表明，隨土壤質(zhì)地的變化，蛋白質(zhì)含量不同[11]，但土壤理化性質(zhì)不是關(guān)鍵因素，土壤中土壤養(yǎng)分含量是決定品質(zhì)的關(guān)鍵因素[12]。關(guān)于春小麥籽粒產(chǎn)量及其構(gòu)成因素方面所起作用的研究結(jié)果不盡一致。本研究發(fā)現(xiàn)錢家店的穗長最長，穗重最大，千粒重最高，總產(chǎn)量最高，總產(chǎn)量為29.58 kg。王巧燕等的研究結(jié)果顯示，結(jié)合土壤養(yǎng)分施用微肥可增加產(chǎn)量，原因在于顯著提高千粒重。因此，協(xié)調(diào)發(fā)展每公頃穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重才能使春小麥達到高產(chǎn)高效低消耗[13]。李延鋒研究發(fā)現(xiàn)生物有機無機肥在春小麥生長中后期可以提高株高、莖粗、葉綠素含量、分蘗數(shù)、千粒重和產(chǎn)量，加入適量的微生物菌劑對有機無機肥料具有協(xié)同作用，起到增產(chǎn)的效果。有機無機肥較不施肥處理高出22.2%，表現(xiàn)出較好的促進植株生長能力，說明在春小麥生長前期肥料中的速效營養(yǎng)能促進春小麥的生長發(fā)育，而后期有機質(zhì)對土壤的培肥作用可能是促進春小麥生長的主要原因。說明有機與無機營養(yǎng)的協(xié)同以及微生物的添加比單純的無機養(yǎng)分更能促進春小麥的生長和產(chǎn)量增加，施用鋅鐵微肥可增加產(chǎn)量，各處理較對照增產(chǎn)幅度有所不同[14]。鋅鐵肥施用量與比例的互作增加春小麥產(chǎn)量在于增加穗數(shù)和穗粒數(shù)[15]。本研究與其結(jié)果一致。造成此結(jié)果的原因之一可能是不同地塊養(yǎng)分含量不同，因此同樣的施用量及比例的肥料在優(yōu)化產(chǎn)量構(gòu)成因素上的互作不同。在田間試驗中春小麥品種本身、施肥種類及用量、自然環(huán)境等共同影響產(chǎn)量。長期的實踐與科學(xué)研究證明，在春小麥產(chǎn)量形成過程中施肥措施起重要作用，氮、磷、鉀肥是人們的首選，忽略了鋅鐵等微肥的使用，導(dǎo)致土壤中微量元素流失，作物從土壤中吸收的微量元素降低，進而作物大量元素與微量元素的比例失調(diào)，作物產(chǎn)量降低。因此，在微量元素肥料施用的同時，應(yīng)檢測各地塊土壤中微量元素含量的多少，且在春小麥的生長發(fā)育過程中，注重增加春小麥各器官微量元素含量[16]。