窄行條播與種植密度對小麥品種科茂53 干物質積累及產量特性的影響

安學軍 李曉靜 何力劍 孫 星

（1.保定市競秀區一畝泉鎮農業綜合服務中心 河北保定 071051；2.保定市農業科學院 河北保定 071000)

小麥產量高低受基因型和環境的綜合影響[1-2]，合理的群體結構是小麥獲得高產穩產的基礎[3]，播種密度和株行距是影響冬小麥群體結構和產量形成的重要因子[4-5]。 關于密度和行距對小麥籽粒產量的影響前人已做了較多研究[6-7]，但結果有所不同。 趙竹等[8]的研究認為，高密度有利于小麥干物質積累，適當增加播種密度有利于提高有效穗數， 從而增加產量[9]，但當密度增加到一定程度后，小麥單株間競爭激烈，群體質量下降，產量也隨之降低[10-11]；房琴等的研究則認為[12-14]，過高的種植密度會加劇小麥個體和群體之間的矛盾，部分植株因生長不良而遭淘汰，使產量顯著降低， 較低密度下小麥干物質積累量和籽粒產量較高。

適宜的株行距配置可以建立合理的高產小麥群體結構[15]，在不同的環境條件下小麥最優行距和播種密度差別較大。 孫宏勇等[16]的研究表明，縮小行距能夠增加有效穗數和籽粒產量，但朱統泉等[17]認為，窄行距不利于小麥有效穗的增加。 趙竹、張向前等[18-19]經過研究證實，行距20 cm、密度240 萬株/hm2組合下皖麥52、濟麥22 產量最高，而朱云集等[20]則認為行距16.7 cm 和密度375 萬株/hm2是最佳高產組合。

雖然前人[8-21]已對行距配置和密度對冬小麥群體和產量的調控做了大量的研究， 但針對適宜株行距配置結論不一致， 且行距的設置較寬， 多數集中在10 cm 以上，而針對進一步縮小行距對小麥生長發育和產量形成的影響及在生產中的可行性鮮見報道。冀中北麥區在冬小麥播種時期、播種形式、播種密度及管理措施方面與其他小麥主產區有一定的差異，為此本研究以冬小麥品種科茂53 為試驗材料，分析其在不同行距密度組合下的群體動態、 產量構成要素等指標的變化， 旨在探明窄行距和不同播種密度配置對冬小麥科茂53 生長及產量的調控作用，以期揭示播種密度和株行距對冬小麥產量形成的調控機理，找出適合冀中北麥區小麥的種植方式，為該品種高產高效栽培提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與試驗材料

2020-2021 年在高碑店市科研基地進行。 0～20 cm耕層土壤養分含量：有機質19.9 g/kg、全氮1.35 g/kg、有效磷63.3 mg/kg、速效鉀187.0 mg/kg。前茬為玉米，收獲后秸稈粉碎還田，播種前底施純N、P2O5、K2O 各120 kg/hm2，2020 年10 月5 日播種， 播種后鎮壓，田間管理措施同大田管理一致。

參試小麥品種為科茂53 （審定編號： 冀審麥20190023），由高碑店市科茂種業有限公司提供。

1.2 試驗設計

試驗采用兩因素裂區試驗設計，主區為2 個播種行距，S1：15.0 cm （當地傳統播種行距）；S2：7.5 cm。副區為4 個密度處理，分別為D1（270 萬株/hm2）、D2（330萬株/hm2）、D3（390萬株/hm2）和D4（450萬株/hm2）。重復3 次，小區面積28 m2。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 基本苗和總莖數調查 小麥3～5 葉期， 每個小區定1 m 雙行，調查基本苗；分別于越冬前、起身期、拔節期、孕穗期、成熟期調查莖蘗（穗）動態，計算總成穗率、分蘗成穗率、分蘗穗比例。

1.3.2 產量及產量構成因素測定 在小麥成熟期每小區隨機抽取20 株調查穗粒數；每小區收獲10 m2，脫粒測定籽粒產量和千粒重。

1.3.3 植株干物質積累量測定 分別于小麥越冬前、起身期、拔節期、孕穗期、成熟期，每小區選取1 m雙行植株的地上部分帶回實驗室， 將植株地下部剪掉，置于105℃烘箱中殺青30 min，之后80℃烘干至恒重，冷卻后稱量。

1.4 數據處理

試驗數據使用統計軟件Excel 2010 進行計算及繪圖， 使用SPSS 22.0 分析軟件Duncan’s 新復極差法進行統計分析和差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同行距和密度對冬小麥群體動態的影響

由表1 可知，不同行距處理下科茂53 的群體總莖數在幾個關鍵生育時期變化趨勢相同， 均呈單峰曲線變化，隨著生育時期的推進，冬小麥群體總莖數呈現先增加后降低的趨勢， 返青期到起身期迅速增加， 起身期達到最大值， 之后隨分蘗兩極分化而下降。行距間比較，S2 處理各生育時期的群體總莖數均大于S1 處理，且行距間差異顯著，表明在同一密度下縮小行距能夠拉大株間距，有利于增加分蘗。 在同一生長時期， 冬小麥群體總莖數隨種植密度的增加而增多，總莖數均表現為D4＞D3＞D2＞D1；總成穗率、分蘗成穗率及分蘗穗比例均表現為D1＞D2＞D3＞D4。這表明低密度下個體與群體矛盾較小， 有利于分蘗成穗和提高分蘗成穗率， 而高密度下雖然分蘗成穗率較低，但由于群體總莖數較多，故最終單位面積穗數較多。

表1 不同行距和密度組合下科茂53 總莖數的變化動態及成穗率(%)

由表2 可知，從行距的主效應來看，各生育時期的總莖數、總成穗率、分蘗穗比例和分蘗成穗率都以S2 最高，S1 最低， 且不同生育時期不同行距間差異均顯著；從密度的主效應來看，各生育時期小麥的總莖數都表現為D4＞D3＞D2＞D1，且不同密度間差異顯著。 隨密度的增加，總成穗率、分蘗穗比例和分蘗成穗率逐漸降低，且不同密度間差異顯著。 這表明在本區栽培條件下， 小麥生產中保證較高的基本苗數容易獲得較高穗數。

表2 行距和密度對小麥群體總莖數及成穗率的主效應

2.2 不同行距和密度對冬小麥干物質積累的影響

由表3、表4 可知，小麥干物質積累量隨生育進程的推進而增加，干物質量在成熟期達最大。 在同一行距下地上部干物質量隨密度的加大而增多， 各生育時期干物質積累量均表現為D4＞D3＞D2＞D1；同一密度下，S2 處理的干物質積累量高于S1 處理， 這可能是由于同一密度下通過縮行勻株， 減小了植株個體之間的矛盾，有利于植株分蘗和干物質積累。 從行距主效應來看，各生育時期均以S2 的干物質積累量最高，且差異顯著；從密度的主效應可以看出D4 顯著高于D3、D2 和D1，且差異顯著，表明播種行距和密度對整個生育進程的干物質積累均有顯著影響，生產中合理密植條件下采用適當行距有利于群體干物質量的提高。

表3 小麥各生育時期的干物質積累量（單位：kg/hm2）

表4 行距和密度對小麥干物質積累的主效應（單位：kg/hm2）

2.3 不同行距和種植密度對冬小麥產量及其構成因素的影響

由表5、表6 可知，在相同行距下穗數隨著種植密度的提高而增加，產量則表現為先升后降，穗粒數和千粒重均呈下降趨勢； 同一密度下的產量和穗數均以S2 處理最多， 籽粒產量S2 處理表現為D3＞D4＞D2＞D1，S1 處理表現為D3＞D2＞D4＞D1。 與15.0 cm 行距相比，在相同種植密度下，7.5 cm 行距下小麥穗數和產量均較高， 種植密度為390 萬株/hm2時單位面積穗數和產量最高，分別較最低密度下增加17.12%、12.88%，這說明在7.5 cm 行距條件下，適當提高種植密度有利于獲得較高籽粒產量。 2 種行距下，種植密度由390 萬株/hm2提高到450 萬株/hm2產量呈下降趨勢，15.0 cm 行距下產量降低幅度較大， 降幅為2.95%，7.5 cm 行距下產量降低較小，降幅為1.27%。

表5 播種方式和密度對冬小麥產量及其構成因素的影響

表6 播種方式和密度對冬小麥產量及其構成因素的主效應

3 討論與結論

3.1 播種行距與密度對群體莖數的影響

分蘗質量和數量是小麥高產栽培的重要指標。合理的播種行距和播種密度能夠促進小麥群體與個體協調發展[22]。本研究表明，科茂53 隨播種密度的增加，群體莖數、有效穗數均增加，這與安霞等[23]的研究結果基本一致。 播種密度和行距對總莖數和穗數影響顯著，不同行距間，7.5 cm 處理各生育時期的群體總莖（穗）數均大于15.0 cm 處理，表明窄行條播能夠通過促進冬小麥分蘗來增加穗數， 進而提高籽粒產量，這與秦樂[24]的研究結果一致，但與朱統泉等[17]的研究結果不盡相同，這可能與品種類型、當地氣候條件、株行距設置及田間管理措施的不同有關。 由于本試驗只探討了適期播種條件下不同密度與行距配置2 個影響因素，在今后的工作中應進一步加強對不同播期、不同類型小麥品種間適宜行距配置的研究。

3.2 播種行距與密度對干物質積累的影響

小麥干物質的積累受播期、播種密度、種植方式和水肥管理等多種因素的的共同影響，從本研究結果可以看出，2 種行距下都以密度最小的270 萬株/hm2處理干物質積累量最少， 密度最大的450 萬株/hm2處理最多；在小麥的幾個關鍵生育時期，窄行條播小麥較常規條播小麥干物質積累快， 主要原因是窄行條播下通過株行距改變來調控植株生長空間， 減少了株間競爭，有利于其干物質生產，這是窄行條播較常規條播增產的重要原因之一， 這與前人的研究結果[25]基本一致。

3.3 播種行距與密度對產量及其構成因素的影響

適宜的株行距是構建冬小麥合理的群體結構進而提高產量的基礎[19]。 本試驗結果表明，窄行條播主要通過提高小麥穗數來增加籽粒產量， 而對穗粒數和千粒重影響較小，與常規條播相比，窄行條播小麥穗數和產量分別提高17.12%和12.88%，這與前人[24]的研究結果基本一致，但與李振麗[26]研究結果有所不同，這可能與選用的試驗品種、試驗設置不同有關。

綜合看來，7.5 cm 行距下390 萬株/hm2密度下小麥產量最高，為9 185.5 kg/hm2，其次為450 萬株/hm2密度， 產量為9 068.7 kg/hm2；15.0 cm 行距下種植密度390 萬/hm2產量最高，為8 796.9 kg/hm2，其次為密度390 萬/hm2，產量為8 650.2 kg/hm2。 本研究表明，7.5 cm 窄行條播與基本苗390 萬株/hm2密度組合是多穗型小麥品種科茂53 獲得更高產高效的最優組合，因此根據冀中北麥區生產力水平和氣候條件，在合理播種密度下， 通過采用窄行寬株距模式有助于形成合理的群體，從而實現高產。