不同种植密度对江汉平原地区小麦产量的影响

陈恢富，王小燕 （长江大学农学院，湖北 荆州 434025；湿地生态与农业利用教育部工程研究中心 （长江大学）， 湖北 荆州 434025）

高春保 （湖北省农业科学院粮食作物研究所，湖北 武汉 430064）

赵晓宇，唐诚 （长江大学农学院，湖北 荆州 434025；湿地生态与农业利用教育部工程研究中心 （长江大学），湖北 荆州 434025）

密度是小麦栽培中容易控制的因素，且对小麦生长发育及产量形成起着关键性的影响。大量研究结果表明，适宜的密度有利于缓解个体与群体的矛盾，利于穗数、穗粒数和粒重的协调发展，密度对冬小麦群体的结构、光照特性、叶片光合生理性能均有显著的调节功能，合理的群体大小可以保证小麦具有较好的群体结构，具有较高净光合速率和光合功能期从而获得高产［1－4］。在正常播种条件下，随着密度的增加，小麦冬前和高峰期苗数增加，当密度达一定程度，群体总数有下降趋势，同时穗粒数和粒重也呈下降趋势［5－6］，密度对千粒重的影响不大，而对穗数和产量有显著影响［7］。赵会杰等［8］认为，随着密度的增加，开花前的叶面积指数、群体净光合速率、群体叶源量提高，但生育后期衰减较快，密度过高导致群体透光率下降，消光系数增加，单茎受光量降低，冠层光环境恶化，密度过低导致生育前期漏光损失较多。于振文等［9］的研究结果也表明，高密度导致小麦花后旗叶叶绿素、可溶性蛋白、可溶性糖含量下降，膜质过氧化加强，光合速率下降，籽粒生长速率降低，粒重下降，而适当降低基本苗，能有效提高小麦开花后植株生理活性，延长叶片衰老缓降期，扩大库容，提高产量。另外，还有研究结果表明，播种密度大小显著影响茎干形态特征、茎干抗倒指数，小麦茎干形态特征与植株的抗倒性密切相关［10］。

张永丽等［11］、李宁等［12］的结果表明，小麦最佳播种密度的确定要依地区和品种而异，同一地区同一品种的适宜播种密度随播期而异［12－14］。前人关于小麦适宜播种密度的研究主要集中在北方麦区，对江汉平原地区的主要小麦品种的适宜播种密度鲜有报道。本研究在前人的研究基础上，以江汉平原地区主推品种郑麦9023为材料，以产量为主线，探讨了不同密度对小麦叶片SPAD值、地上部单茎干物质积累量以及穗粒重的影响，以获得小麦在该地区在正常播期下的最适密度，为改进该地区高产栽培技术体系提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2012～2013年度在湖北长江大学教学实习基地进行，以高产小麦品种郑麦9023为试验材料进行大田试验。

试验共设置基本苗120、150、180、210、240、270万／hm2等6个密度水平，分别记为：D120、D150、D180、D210、D240。小区面积为8m2（2m×4m），行距25cm，3次重复，四周设有保护行。

试验用田土壤肥力中等，其中有机质含量为11.00g·kg－1、全氮1.00g·kg－1、速效氮82.03mg·kg－1、速效磷33.25mg·kg－1、速效钾57.11mg·kg－1。全生育期施肥总量同一般高产大田（P2O5105kg／hm2，K2O 105kg／hm2，N 210kg／hm2），其中，磷肥和钾肥全部作基肥在播前一次性施入，氮肥作基肥与追肥比例为3∶7，其他田间管理同一般大田。

1.2 测定项目与方法

（1）叶片SPAD值 采用SPAD叶绿素测定仪测定，每小区测15个叶片，取平均值。

（2）地上部干物质积累量 每小区选取15茎，将地上部从基部剪断，洗净后并于70℃下烘至恒重，在烘箱内自然冷却至环境温度称重即为所求。

（3）单穗粒重 于成熟期每处理选取60穗，人工脱粒后在70℃下烘至恒重，在烘箱内自然冷却至环境温度称重，取平均值。

（4）产量 收获脱粒后，测定含水量，换算成实际产量。

1.3 数据处理

试验所得数据采用Excel和DPS 2000数据处理系统进行分析处理。

2 结果与分析

2.1 不同密度对小麦叶片SPAD值的影响

由图1可看出，在开花期和灌浆期，小麦倒三叶SPAD值均比旗叶低，随着栽培密度的增大，旗叶、倒三叶SPAD值均呈下降趋势，灌浆期的下降幅度明显大于开花期，且倒三叶SPAD值下降得更为迅速。进一步分析表明，在较小的栽培密度时，随着密度的增加，旗叶、倒三叶SPAD值下降均较为缓慢，其中，D150相比于D120，小麦的旗叶SPAD值在开花期、灌浆期相分别下降了0.77%、0.97%，倒三叶分别下降了0.82%、1.1%；在密度较高时，叶片SPAD值下降较为迅速，其中，D270相比于D240，小麦旗叶SPAD值在开花期、灌浆期分别下降了2.2%、3.0%，倒三叶分别下降了2.6%、3.6%。

图1 不同密度下不同生育期旗叶、倒三叶的SPAD值

以上结果表明，在较小的栽培密度下，适当增加密度对小麦叶片SPAD值影响较小，当栽培密度增加到一定程度，若密度继续增加，对小麦叶片SPAD影响较大，且对下部叶片的影响更大。

2.2 不同密度对小麦地上部干物质积累量的影响

由图2可看出，小麦地上部单茎干物质积累量随着生育进程的推进而增加，且从开花期到灌浆期的增量比从灌浆期到成熟期要多。随着栽培密度的增大，各生育时期小麦地上部单茎干物质积累量均呈下降趋势。进一步分析表明，在较小密度时，随着密度的增大，地上部单茎干物质积累量下降缓慢，其中，D150相比于D120，在开花期、灌浆期、成熟期分别下降了2.3%、3.3%、4.0%；在较高密度时，随着密度的增大，地上部单茎干物质积累量下降较为迅速，其中，D270相比于D240，在开花期、灌浆期、成熟期分别下降了7.9%、9.4%、10.8%。在成熟期，高密度与低密度相比，地上部单茎干物质积累量差异显著，其中，D120相比于D270，地上部单茎干物质积累量高出37.6%，达显著水平。

图2 不同密度下不同生育期的地上部干物质积累量

以上结果表明，密度对地上部单茎干物质积累量的影响较为显著，且对小麦生育后期的影响较生育前期更为明显，较高密度间的差异比较低密度间的差异更为显著。

2.3 不同密度对穗粒重及产量的影响

由图3可看出，随着密度的增大，穗粒重逐渐下降，籽粒产量有先上升后下降的趋势。进一步分析表明，在密度较小时，增大单位密度，穗粒重减小量较低，而产量增加量较高，而随着密度的逐渐增加，穗粒重增量逐渐增加，而产量增量逐渐减少。其中，D150相比于D120，穗粒重减少量为0.02g／穗，产量增量为294kg／hm2；D240相比于D210，穗粒重减少量为0.09g／穗，产量增量为121.5kg／hm2。当密度达240万／hm2时，产量达最高水平5812.5kg／hm2，密度继续增加至270万／hm2，相比于D240，产量下降了3.2%。

图3 不同密度条件下的产量及穗粒重

以上结果表明，在本研究条件下，最适宜密度在240万／hm2左右。

3 讨论

在小麦栽培中，密度偏高或偏低均不利产量的提高。毕常锐等［3］、陈小龙等［15］的研究结果表明，随着栽培密度的增大，产量先逐渐增加，当达一定密度后，随密度的增加而降低。尽管随着密度的增加成穗数增加，但增加幅度逐渐趋于缓慢，伴随着每穗小穗数、穗粒数、千粒重的下降，产量可能导致下降［16］。本研究结果表明，随着小麦栽培密度的增大，产量先逐渐升高，但增加幅度逐渐趋于缓慢，当密度增加到基本苗240万／hm2时，产量达最高水平5812.5kg／hm2，密度再继续增加，产量反而下降。这与前人的研究结果一致，只是最适宜密度不同，这或许是由于地理环境、品种、土壤性质等不同所致。随着栽培密度的增加，单位面积穗数逐渐增加，同时穗粒数、千粒重下降［4－6，13］，无效小穗数显著上升，无效穗数与密度呈显著正相关［17］。栽培密度过低，个体发育良好，旗叶衰老减慢，千粒重和穗粒数较高，但群体得不到充分发展，光能利用率低，密度过高，下层叶子受光照少，在光补偿点以下，变成消费器官，均不利产量的提高［15，18］。本研究结果也表明，随着密度的增大，地上部单茎干物质积累量以及穗粒重均逐渐下降，其中，低密度处理 （120万／hm2）地上部单茎干物质积累量、穗粒重分别比高密度处理 （270万／hm2）高出37.6%、20.5%。在低密度下，籽粒灌浆期旗叶叶绿素含量稳定时间长，叶片衰老缓慢［9］，且低密度促进了光合产物向籽粒的转移，使得收获指数随密度的增加而显著降低［19］。在本研究中，随着栽培密度的增加，旗叶、倒三叶在开花期、灌浆期SPAD值均下降，且倒三叶下降的更为迅速，这表明在高密度条件下，小麦叶片衰老加速，且下部叶片衰老更为迅速，这与前人研究结果一致。

综上所述，在正常播种条件下，郑麦9023在江汉平原地区的适宜播种密度为基本苗240万／hm2左右，在此播种密度下，个体与群体的矛盾较小，产量表现最佳。

［1］由海霞.不同密度小麦群体的光合作用特性研究 ［J］.植物生理科学，2005，21（4）：162－165.

［2］王雄健，薛文多，侯海鹏，等.不同密度春小麦群体的光合作用特性研究 ［J］.天津农业科学，2008，14（6）：28－31.

［3］毕常锐，白志英，李存东，等.种植密度对小麦石新828光合特性及产量的调控效应 ［J］.华北农学报，2010，25（1）：165－169.

［4］张永丽，肖凯，李雁鸣.种植密度对杂种小麦C6－38／Py85－1旗叶光合特性和产量的调控效应及其生理机制 ［J］.作物学报，2005，31 （4）：498－505.

［5］张保军，由海霞，海江波，等.面条专用小麦生长发育和产量及品质的密度效应研究 ［J］.西北植物学报，2002，11（3）：29－32.

［6］王之杰，郭天财，王化岑，等.种植密度对超高产小麦生育后期光合特性及产量特性的影响 ［J］.麦类作物学报，2001，21（3）：64－67.

［7］马溶慧，朱云集，郭天财，等.国麦1号播期播量对群体发育及产量的影响 ［J］.山东农业科学，2004，（4）：12－15.

［8］赵会杰，邹琦，郭天财，等.密度和追肥时期对重穗型冬小麦品种L906群体辐射和光合特性的调控效应 ［J］.作物学报，2002，28 （2）：270－277.

［9］于振文，岳寿松，沈成国，等.不同密度对冬小麦开花后叶片衰老和粒重的影响 ［J］.作物学报，1995，21（4）：412－418.

［10］李金才，尹均，魏凤珍.播种密度对冬小麦茎干形态特征和抗倒指数的影响 ［J］.作物学报，2005，31（5）：662－666.

［11］张永丽，于振文，王东，等.不同密度对冬小麦品质和产量的影响 ［J］.山东农业科学，2004，（5）：29－30.

［12］李宁，段留生，李建民，等.播期与密度组合对不同穗型小麦品种花后旗叶光合特性、籽粒库容能力及产量的影响 ［J］.麦类作物学报，2010，30 （2）：296－302.

［13］胡焕焕，刘丽平，李瑞奇，等.播种期和密度对冬小麦品种河农822产量形成的影响 ［J］.麦类作物学报，2008，28（3）：490－495.

［14］田文仲，温红霞，高海涛，等.不同播期、播种密度及其互作对小麦产量的影响 ［J］.河南农业科学，2011，40（2）：45－49.

［15］陈小龙，孙占波，李前荣，等.种植密度对宁夏春小麦品种 （系）群体结构的影响 ［J］.作物杂志，2013，20（3）：99－102.

［16］屈会娟，李金才，沈学善，等.播期及密度及氮肥运筹方式对冬小麦籽粒产量的影响 ［J］.中国农学通报，2006，22（9），241－243.

［17］柏新付.高肥条件下种植密度对小麦产量及构成因素的影响 ［J］.烟台师范学院学报，1997，13（3）：217－219.

［18］朱凤荣，邱宗波.种植密度和植物生长调节剂对小麦衰老和产量构成的影响 ［J］.河南农业科学，2004，33（8）：18－20.

［19］张永丽，蓝岚，李雁鸣，等.种植密度对杂种小麦C6－38／Py85－1群体生长和籽粒产量的影响 ［J］.麦类作物学报，2008，28（1）：113－117.