滴灌条件下种植密度对新冬20生长及产量性状的影响

潘雪娇　黄振江　陈慧

摘要[目的]明确不同种植密度对南疆滴灌冬小麦生长特性与产量构成的影响。[方法]以新冬20为供试材料，设置3种种植密度，对其群体、个体生长性状及产量构成进行调查。[结果]随生育进程的发展，总茎数与叶面积指数呈现先增加后减少的趋势，而干物质积累量則持续增加；最大总茎数在拔节期出现，单株叶面积和群体LAI最大值在抽穗-扬花期。随密度增加，最高总茎数、株高、单株最大叶面积、群体最大LAI、单株和群体最大干物质积累量均呈增加趋势，其中350万株/hm2密度处理下的总茎数和单株干物质积累量变化较大，而650万株/hm2密度处理的单株叶面积和群体LAI变化较大，500万株/hm2密度处理的群体干物质积累量变化较大，且产量构成因素均达到最大，产量最高达8 472.49 kg/hm2。[结论]在南疆地区，为了获得高产高效，冬小麦密度应控制在500万株/hm2时较好。

关键词密度；滴灌；冬小麦；生长性状；产量

中图分类号S512.1+1文献标识码A文章编号0517-6611（2017）30-0032-04

Abstract[Objective] To explicit the effects of different planting density on growth traits and yield components of winter wheat under drip irrigation in southern Xinjiang. [Method]With winter wheat cultivar Xindong 20 as the test material， 3 planting densities were set up， and their population， individual growth characters and yield components were investigated. [Result] With the growth process， the total stem number and leaf area index increased first and then decreased， while dry matter accumulation continued to increase. The maximum total number of stems was at the jointing stage， the maximum leaf area and group LAI value was at the heading flowering stage. With the increase of density， the maximum total stem number， plant height， maximum leaf area per plant， maximum LAI of colony， maximum dry matter accumulation per plant and population showed an increasing trend， among them， the total stem number and dry matter accumulation per plant of 3 500 thousand plants/hm2 density treatments greatly， the leaf area and population LAI of 6 500 thousand plants/hm2 density treatments varied greatly， the dry matter accumulation of 5000 thousand plants/hm2 density treatments changed greatly， and its yield components were the biggest， the yield was as high as 8 472.49 kg/hm2. [Conclusion]In Southern Xinjiang， the density of winter wheat should be controlled at 5 000 thousand plants/hm2 in order to obtain higher yield and benefit.

Key wordsDensity；Drip irrigation；Winter wheat；Growth traits；Yield

合理密植是小麦获得高产、高效的关键技术，由于密度直接影响作物群、个体生长和物质形成，长期以来，人们针对小麦在不同种植密度下的生长发育、物质形成[1]、群体结构[2]、冠层环境[3]、养分和水分利用[4]以及激素和酶调节等方面开展了大量研究，并提出不同栽培调控途径，如单玉珊[5]的“大密度、小株型”途径、慕美财等[6]的“稳叶控株增穗”途径等，这些研究主要针对黄淮海、华北等湿润半湿润地区，并不适宜于西北干旱灌溉区。新疆作为我国第八大小麦种植区，其平均单产仅为5 331 kg/hm2，居全国第6位[7]，与内地省份有较大差距。新疆极端干旱绿洲灌溉区的小麦产量不高的原因主要与种植密度和群体结构不合理有关[8]，加之目前滴灌小麦的大面积发展，更加迫切需要开展适应于新疆特定气候条件下滴灌小麦的密度与群体结构方面的基础研究，为进一步提高新疆小麦生产性能、挖掘高产潜力奠定基础。

1材料与方法

1.1试验地概况

试验点属典型暖温带内陆型气候，位于塔里木盆地西北边缘阿拉尔市，40°33′N，81°16′E，海拔1 012.2 m，干旱少雨，光照丰富，年平均气温11.2 ℃，年均降水量45.7 mm，年均蒸发量1 988.4 mm，年均相对湿度在55%以下。试验地土质为砂壤土，0～20 cm土层土壤有机质含量1.025%，全氮0.68 mg/g，碱解氮49.27 mg/kg，速效磷30.11 mg/kg，速效钾176.51 mg/kg。

1.2试验材料

以南疆广泛种植的冬小麦品种新冬20作为试验品种。

1.3试验设计

试验于2015年10月至2016年6月在塔里木大学网室内进行。根据密度设置3个处理，分别是650萬株/hm2（A）、500万株/hm2（B）和350万株/hm2（C）。根据当地的气候条件和生产的实际情况，10月2日播种，等行距0.15 cm，采用1管4行的滴灌带配置模式。小区面积30.03 m2（10.50 m×2.86 m），重复3次，随机区组排列。

1.4栽培措施

试验田在播前统一施基肥重过磷酸钙300 kg/hm2，返青后至成熟滴水6次，共用水4 050 m3/hm2，滴施尿素4次共450 kg/hm2，根据小麦水分和养分需求规律进行肥水分配。拔节前喷施2，4D-丁酯900～1 500 g/hm2除草。其他田间管理措施同大田。

1.5调查及测量方法

调查各小区生育进程。出苗后每小区3点，每点选取具有代表性的植株10株，每隔7 d定点调查株高、绿叶数、分蘖数、绿叶面积等；每点量取1.1 m单行内的茎蘖总数（S）；成熟期每点连续割取10头有效穗（穗粒数>4粒），测定穗粒数、小穗数、穗长、粒重等，并每点割取1 m2麦穗脱粒测产；在各生育时期内，每点选取有代表性的植株5株进行分器官取样，放入烘箱中105 ℃杀青30 min，再调至85 ℃烘干至恒重后称重。按以下公式计算相关指标：

单叶面积（m2）：LA=0.83×叶长×叶最大宽[9]

总茎数（株/hm2）=10 000×S /（1.1×0.15）

叶面积指数：LAI=[单株平均绿叶面积（m2）×总茎数]/10 000（m2）

器官干物质积累量（kg/hm2）=单株器官干重×每公顷实有株数

1.6数据统计

采用Excel 2003 软件和DPS 7.05软件数据处理系统进行数据分析。

2结果与分析

2.1密度对群体总茎数的影响

由表1可知，在整个生育期内各处理的总茎数变化趋势基本一致，均在拔节期达到最大值，然后至籽粒形成期迅速下降，其后缓慢下降至蜡熟期。随种植密度的增加，总茎数增加，并在拔节期差异达到最大，均达极显著水平，大小排列顺序为350万株/hm2处理<500万株/hm2处理<650万株/hm2处理，其茎数分别为1 230.00万、1 542.22万、1 806.34万个/hm2。在籽粒形成期以后，350万株/hm2 处理的总茎数显著小于其他处理，650万和500万株/hm2处理之间差异不大。从全期总茎数变异系数（CV）来看，低密度为33.26%，高于中密度的28.00%和高密度的29.42%，由此说明，低密度显著影响总茎数动态，而高密度在花后由于群体过大、无效蘖增加且大量死亡，最终总茎数（收获穗数）增加并不明显，与中等密度处理差异不大。

2.2密度对株高的影响

由图1可见，冬小麦株高随生育进程逐渐升高，到初花期基本稳定。各处理间株高变化有差异，随密度增加，株高增加，各时期均表现为350万株/hm2 < 500万株/hm2 <650万株/hm2，其中孕穗期各处理株高差异最明显（处理间株高的变异系数达14.48%），随后各处理株高差异逐渐减小，说明低密度处理有追赶高密度的趋势。最终650万株/hm2处理的株高达79.33 cm，较500万株/hm2和350万株/hm2处理分别高6.24%和10.69%。

2.3密度对单株叶面积的影响

由图2可见，不同密度下新冬20各主要生育时期的单株叶面积均呈抛物线变化，即在生育初期逐渐升高，到达一定生育期后，逐渐下降。不同密度间其增降速率有明显差异，从单株叶面积随生育进程的变化程度上看，各处理的CV由小到大为低密度（59.52%）、中密度（61.72%）、高密度（64.66%），表现为随密度增加而增加，350万株/hm2处理从拔节后快速上升，至初花期达最大值102.4 cm2，且明显高于其他2个处理，随后缓慢下降，但在灌浆后期，快速下降至蜡熟期的26.97 cm左右。500万株/hm2处理的单株叶面积高峰期在初花期，达到94.95 cm2，而650万株/hm2处理在抽穗扬花期，仅为85.61 cm2，且随后下降较快，至蜡熟期仅为6.97 cm2。说明密度越大，单株叶面积越小，且其高峰期有前移趋势。

2.4密度对叶面积指数的影响

新冬20群体面积指数（LAI）动态各处理表现基本相同（图3），均呈单峰曲线变化，即在拔节后快速增加，抽穗扬花期达到最大峰值，灌浆期以后快速下降。不同处理间随密度增加LAI增加，其中，650万株/hm2处理LAI最大值在抽穗期，达8.73，是500万株/hm2处理的1.15倍，是350万株/hm2处理的1.32倍。籽粒形成期后LAI逐渐下降，甚至低于其他密度处理，至蜡熟期至最低值，仅为0.55。350万株/hm2处理的LAI高峰值有后移趋势，在初花期左右，达6.60，而500万株/hm2处理LAI动态变化较平稳，其高值期持续较长，在孕穗-籽粒形成期间达6.91～7.41。从密度对LAI动态影像程度上看，低、中、高密度LAI动态的变异系数（CV）分别为50.17%、53.07%、58.80%，说明密度增加，对群体LAI影响越大，尤其是后期LAI下降幅度增大，这可能与高密度下群体和个体之间光、水、养分等条件竞争矛盾增大有关[10]。

2.5密度对干物质积累量的影响

由表2可看出，不同密度处理下，各个生育时期干物质积累趋势基本一致，即在拔节前干物质积累量较少，拔节期后干物质积累迅速增加，并

在蜡熟期达到最大积累量。不同密度处理单株干物质积

累量动态不同，表现为密度越大，积累量越小，且在孕穗期开始，单株干物质积累量差异开始增大，到蜡熟期差异最大，达显著以上水平。说明种植密度越高，个体间生长竞争越大，越不利于单株干物质的积累。

从群体干物质积累动态看（图4），其趋势与单株积累量相似，但对密度反映程度不同，从动态变化的CV大小看，单株干物质积累量为59.03%～62.56%，群体的为43.77%～48.69%，说明密度对单株干物质积累量的影响大于群体的影响。从群体最终物质生产量上看，350万株/hm2处理最低，650万株/hm2处理在初花期之前最高，但此后由于倒伏，群体质量变差，物质生产受阻，群体干物质积累量变小。而500万株/hm2处理的干物质积累量平稳上升，最终达到20 878.7 kg/hm2，高于其他处理。

2.6密度对产量及其构成因素的影响

由表3可看出，随密度增加，成穗数增加，其中低密度处理极显著低于其他处理，中密度、高密度处理间差异不显著；穗粒数和千粒质量随密度增加而下降，高密度显著低于其他处理，中、低密度处理间差异不大。从密度对产量构成因素的影响程度（CV）看，成穗数最大，千粒质量最小，说明密度主要通过影响成穗数来影响产量。穗粒数受密度的影响也较大，CV达13.18%，而千粒质量的CV仅为6.19%，说明千粒质量受密度的影响较小，其主要受品种遗传特性的影响[11]。从产量结果上看，500万株/hm2处理最高，达8 472.49 kg/hm2，是高、低密度的1.37倍和1.53倍，显著高于其他处理，其次是650万株/ hm2处理，达6 174.34 kg/hm2，350万株/hm2处理最低，仅为5 544.49 kg/hm2。

3结论与讨论

拔节期群体总茎数最大，至籽粒形成期间下降迅速，此后至蜡熟期下降缓慢，低密度显著影响总茎数动态，随密度增加，其影响程度有所下降，这主要与个体分蘖特性与群体间环境竞争有关，形成分蘖对群体结构影响的“塑性反应”[12]，但若群体密度过小，南疆干旱高温的特殊气候下小麦分蘖期较短，个体分蘖量不足，最终造成群体较小，产量不高。

随密度增加，株高变高，低密度处理有追赶高密度的趋势，这可能与低密度条件下中后期群体生长环境较好、促进个体长势增强有关[13]。

密度对单株叶面积和群体LAI的影响表现为密度提高影响增大，单株叶面积变小，群体LAI虽然较高，但后期下降较快，这是因为个体之间在竞争有限养分和水分时会造成单株营养体提前衰老，对单株产量的形成造成一定负面影响[14]，个体发育质量差，造成群体倒伏（650万株/hm2处理在灌浆初期出现倒伏，面积达25.4%）、光叶系统环境恶化，严重影响群体质量。

个体与群体的干物质积累动态相似，在拔节期前干物质积累量较少，拔节期后干物质积累迅速增加，并在成熟期达到最高积累量，但密度对单株干物质积累量的影响大于群体的影响，这主要与冬小麦通过分蘖来调节群体大小实现群体物质积累量的“平抑”效应有关[15]。

密度对产量构成因素的影响由大到小顺序为成穗数、穗粒数、千粒质量，说明密度造成产量差异的主要原因是成穗数变化较大，其次是穗粒数。试验表明，500万株/hm2处理的产量最高，达8 472.49 kg/hm2，在这种密度条件下，其群体最终株高为74.7 cm，最高总茎数1 542.22万株/hm2，分蘖成穗率47.66%，成穗数738.35万株/hm2（是最高总茎数的47.88%），最大LAI为7.59，群体最大干物质积累量为20 878.70 kg/hm2，穗粒数25.12粒，千粒质量45.76 g，以此可作为南疆新冬20高产栽培的生长诊断指标。

参考文献

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