麦棉套作模式下播量与播种方式对小麦生长发育及产量的影响

王树林 祁虹 王燕 张谦 冯国艺 林永增 梁青龙

摘要：为提高麦棉套作模式下的小麦产量，探索适宜的播种方式与播量，采用裂区试验设计，主因素为播种方式，设置小麦撒播与条播两个处理，副因素为播量，设置187.5、225.0、262.5 kg·hm-2和300.0 kg·hm-2四个处理，研究了播种方式与播量对小麦生长发育及产量的影响。结果表明：与条播相比，撒播小麦群体截获光能量提高，基部第二节间直径提高0.05 mm，单位面积地上部干物质积累量提高6.1%，根系生长量明显优于条播，单位面积穗数增加11.8%，穗粒数和千粒重与条播相差不大，最终撒播小麦较条播小麦增产5.1%；随播量增加，群体截获光能量增加，地上部干物质积累与根系生长量均有提高，单位面积穗数呈增加趋势，但单株发育趋弱，单株成穗数降低，穗粒数与千粒重呈降低趋势，撒播四个播量间小麦产量差异达显著水平，以225.0 kg·hm-2播量处理最高，条播四个播量间小麦产量差异不显著，以播量262.5 kg·hm-2最高。在麦棉套作模式下，小麦采用撒播、播量控制在225.0 kg·hm-2时可有效提高小麦产量。

关键词：麦棉套作；小麦；播种方式；播量；生长发育；产量

中图分类号：S512.104文献标识号：A文章编号：1001-4942（2016）07-0039-05

麦棉套作两熟种植曾是20世纪90年代黄河流域的主要种植模式[1]，后来由于不适应机械收获小麦而导致面积迅速萎缩，基本消失；近年来，随着国家对粮食安全问题的日益重视以及粮棉争地矛盾的日益尖锐，麦棉套作种植模式被重新提及，在解决了小麦联合收割机应用的问题后，麦棉套作模式推广前景广阔[2]。进入21世纪后关于麦棉套作种植技术的研究多集中在基础理论方面，如套作对土壤生态系统[3，4]与棉花根系生长的影响[5]，对麦棉套作的应用性研究不多；在麦棉套作模式下，由于小麦播幅仅占总幅宽的一半，如何采取措施充分利用有限的土地面积提高小麦产量是需要重点研究的课题；关于撒播对小麦个体发育及产量的影响，近年来在冬小麦栽培中已进行了不少研究[6～8]，但结果不尽相同，究其原因可能是由播种量不同引起的；而小麦播量研究也有大量报道，但多是针对普通种植模式下的冬小麦[9，10]，麦棉套作下的适宜播量研究甚少，仅王树林等[2]研究认为，在麦棉套作模式下，播量对套作小麦产量三因素的影响由大到小依次为穗数、穗粒数和千粒重，麦棉套作小麦适宜播量为225.0～262.0 kg·hm-2。本试验初次将小麦撒播与麦棉套作模式相结合，并加入不同播量处理，研究不同小麦群体的生育性状，为麦棉套作模式下选择适宜的小麦播种方式与播量提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验材料

试验于2014-2015年在河北省邯郸市曲周县西漳头村河北省农林科学院棉花研究所试验田进行。试验小麦品种为婴泊700，于2012年通过河北省审定，适宜麦棉套作模式下种植。试验田为粘壤土，地力均匀，地势平坦，排灌方便。0～20 cm土层有机质含量16.3 g·kg-1，全氮含量1.06 g·kg-1，速效磷含量31.5 mg·kg-1，速效钾含量325 mg·kg-1，属高肥力地块。

1.2试验设计

采用裂区设计，以播种方式为主区，设撒播（以S表示）与条播（以T表示）两种播种方式；以播量为副区，设187.5、225.0、262.5、300.0 kg·hm-2四个水平（分别以B1、B2、B3、B4表示）。3次重复，小区宽6.4 m，长8.0 m，面积51.2 m2。种植模式为麦棉套作，小麦幅宽80 cm，棉花预留行80 cm，撒播小麦播种时先开80 cm宽的沟，人工撒播后覆土压实，条播小麦播种时采用单行小耧播种，播种四行，四行幅宽80 cm，2014年10月30日播种后浇蒙头水。播种前结合整地公顷施复合肥（氮磷钾比例为18-16-7）750 kg，2015年3月4日浇水一次，同时追施尿素225 kg·hm-2，4月22日播种棉花，4月24日浇水1次，5月18日浇水1次，6月11日收获小麦，其它管理同大田。各小区进行相同的施肥、灌水以保持试验条件一致。

1.3测定项目与方法

1.3.1群体光分布在小麦孕穗期利用GCX-A冠层分析仪测定不同处理小麦顶部、中部与地面的光照强度，时间为中午11时与12时之间。

1.3.2小麦植株直径利用螺旋测微器测量基部第2节间直径，每小区测定50株取平均值。

1.3.3地上部干物质积累分别于小麦灌浆期（5月6日）和收获期（6月11日）测定每小区小麦地上部干物质积累，5月6日每小区取宽80 cm、长20 cm区域内的小麦植株，于105℃下杀青30 min，85℃烘干至恒重，折算成0.8 m2内小麦的干重；6月11日收获宽80 cm、长100 cm区域内的小麦称鲜重，从所取小麦中取500 g烘干，计算0.8 m2内小麦的地上部干重。

1.3.4小麦根系于小麦收获期利用挖根法，挖取宽40 cm、长15 cm、深20 cm区域内的土壤，人工拣出全部根系，洗净后用GXY-A根系分析系统扫描，以*.tif文件格式存储在计算机中，进行图形分析。

1.3.5小麦产量性状调查每小区选取两块儿长1.0 m、宽0.8 m的区域，分别调查基本苗、收获期穗数，同时收取50穗，用于测定穗粒数与千粒重；小区单独收获计产。

1.4数据处理与分析

使用Microsoft Excel 2003软件进行数据整理，DPS 7.05进行统计分析。

2结果与分析

2.1播种方式与播量对小麦群体内部光照分布的影响

由图1可见，小麦群体冠层中下部的光照强度远低于顶部，随播量增加，中、下部光照强度呈逐次降低趋势，撒播条件下B4较B1播量中、下部光照强度分别减少28.5%与26.1%，条播条件下分别减少25.6%与29.3%。表明，在本试验条件下，播量越大，群体截获的光能越多。从不同播种方式来看，撒播中、下部光照强度平均为277.3、36.2 klx，而条播分别为290.4、50.9 klx，撒播截获光能高于条播。

2.2播种方式与播量对小麦基部第二节间直径的影响

在麦棉套作模式下为提高小麦产量，一般认为应加大播量，但播量过大往往造成小麦个体发育偏弱，易致后期倒伏。而小麦倒伏与茎秆节间粗度相关，茎秆越粗，抗倒性越强[11]。从图2可以看出，播量越大，小麦基部第二节间越细，撒播B1直径较B4高0.19 mm，条播B1较B4高0.24 mm；撒播处理平均直径4.21 mm，较条播平均高0.05 mm，原因主要是撒播条件下小麦植株分布均匀，所占空间优势好于条播，更有利于单株发育，增强后期抗倒伏性能。

基部第二节间直径

2.3播种方式与播量对单位面积小麦地上部干物质积累的影响

分别于小麦灌浆期和收获期测定0.8 m2的地上部干物质积累量，根据图3结果，灌浆期无论撒播还是条播，随着播量的增加，地上部干物质积累量呈增加趋势，但不同播量间差异较小，撒播各播量略高于条播。收获期撒播和条播干物质积累量也均随播量增加而增加，但撒播的积累量显著高于条播，B1、B2、B3、B4四个播量撒播较条播分别增加7.1%、4.9%、6.2%与4.8%，四个播量平均增加6.1%，可见，撒播更有于小麦群体发育。

面积地上部干物质积累

2.4播种方式与播量对小麦群体根系生长的影响

通过测定分析每小区40 cm×15 cm×20 cm区域的根系情况（表1）可以看出，单位体积土壤中的小麦根系总长度随着播量的增加而呈增加趋势，撒播B1、B2、B3播量间根系总长度差异不显著，但均显著低于B4播量；条播B2、B3播量间差异不显著，但显著高于B1，三者均显著低于B4播量；撒播与条播相比，根系总长度平均增加12.2%，且差异达到显著水平。根系投影面积、表面积、体积变化规律与根系总长度相似，均随着播量增加呈增加趋势，播量间差异显著；撒播与条播相比，根系投影面积、表面积、体积平均分别提高28.5%、28.5%、20.0%，且差异达到显著水平。根系平均直径则随着播量的增加而降低，撒播B1播量显著高于其它三个播量处理，条播B1与B2间差异不显著，但显著高于B3与B4；撒播根系平均直径显著高于条播。

2.5播种方式与播量对小麦产量及其构成因素的影响

小麦基本苗在播量处理间均差异显著，但播种方式间差异不显著（表2）。随着播量增加，单位面积穗数呈增加趋势；撒播条件下，B3与B4间差异不显著，但显著高于B1与B2；条播B2、B3、B4间差异不显著，但显著高于B1；平均来看，撒播达到606.6万穗·hm-2，显著高于条播。从单株成穗数来看，播量越小，单株成穗数越高，播量间差异显著，撒播显著高于条播。上述结果表明，小麦单株成穗数及单位面积穗数与播量密切相关，播量越大，单位面积穗数越高，单株成穗数越低；撒播的单位面积穗数、单株成穗数均高于条播，这与其单株分布均匀、所占空间较大有关。

穗粒数随播量增加依次降低，撒播B1播量显著高于B2，且两者均显著高于B3与B4；条播B1与B2间差异不显著，但均显著高于B3与B4；两播种方式间，撒播较条播增加0.7粒/穗，但差异未达显著水平。千粒重结果与穗粒数相似，随播量增加降低趋势明显，播量间差异达到显著水平，而播种方式间差异不显著。

小麦产量撒播以B2播量最高，达7 283 kg·hm-2，而条播以B3播量最高；播种方式间，撒播较条播高平均5.1%，但未达显著水平。

3讨论与结论

小麦撒播技术近年来备受关注，各地科研人员做了大量相关研究，但结果不尽相同。李娜娜等[6]认为撒播较条播显著减产，原因主要是前期过高的分蘖力导致群体数量增加，降低了个体干物质积累，穗粒数及粒重大幅下降所致，这与刘保华等[7]的结论类似；陈留根等[12]认为生育前期撒播小麦茎蘖发生快，叶面积指数高，群体相对较大，但生育中后期条播小麦群体结构更加合理，生长速度加快，叶面积指数较高，干物质累积量大，最终产量显著增加；乔蕊清等[8]研究认为与条播栽培相比，冬小麦撒播在产量因素构成上明显地表现出“两增一平”的特点，即单位面积有效穗数增多，一般增加12%～15%，粒重增高，千粒重平均增加1.5～2.0 g，而穗粒数基本持平，但撒播栽培对品种类型有一定的选择，应选用分蘖成穗率低的主茎优势型品种和春季分蘖力弱的冬前一次分蘖高峰型品种，如选用分蘖成穗率高的多穗型品种，应适当降低播量。综合前人研究结果，撒播增加单位面积穗数结论基本一致，但对穗粒数和千粒重的影响结果不一，这可能与播种量的不同有关。

本试验结果表明，在麦棉套作模式下，撒播单位面积穗数显著高于条播，穗粒数与千粒重较条播也有所增加，产量提高了5.1%，但差异不显著。究其原因，撒播小麦由于群体分布更加均匀，群体截获的光能量更高，单株长势优于条播，基部第二节间增粗，群体根系长度、表面积与体积明显优于条播，单位面积地上部干物质积累量增加6.1%，单株成穗数增加导致的单位面积穗数增加是撒播增产的主要原因。

从播量结果来看，随着播量增加，群体截获光能量增加，地上部干物质积累量与根系生长总量均有提高，单位面积穗数呈增加趋势，但单株发育趋弱，单株成穗数降低，穗粒数与千粒重呈降低趋势，这一结论与前人研究结果[9，13]基本一致。撒播小麦产量在播量间差异显著，以225.0 kg·hm-2播量处理最高，达到了7 283 kg·hm-2；条播小麦以播量262.5 kg·hm-2产量最高，达到了6 970 kg·hm-2，但播量间无显著差异。

综上所述，在麦棉套作模式下，采用撒播且播量控制在225.0 kg·hm-2时可有效提高小麦产量。

参考文献：

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