环渤海雨养旱作区冬小麦起垄覆膜侧播种植模式研究

黄素芳，刘振敏，白艳梅，徐玉鹏，李金英，阎旭东*

（1沧州市农林科学院，河北沧州061001；2黄骅市农业局，河北黄骅061100；3泊头市农业局，河北泊头062150）

环渤海雨养旱作区冬小麦起垄覆膜侧播种植模式研究

黄素芳1，刘振敏1，白艳梅2，徐玉鹏1，李金英3，阎旭东1*

（1沧州市农林科学院，河北沧州061001；2黄骅市农业局，河北黄骅061100；3泊头市农业局，河北泊头062150）

为探索环渤海雨养旱作区冬小麦最佳覆膜种植模式，于2014-2015年和2015-2016年两个生长季，以‘沧麦6005’为材料，在河北沧州研究了6种种植模式下冬小麦的群体结构、干物质积累、叶面积指数、产量和产量三因素变化。结果表明：两年中A2处理（起垄覆膜，垄宽45 cm，沟宽45 cm，沟内种4行，行距15 cm）的产量均最高，分别比CK（露地等行距平播）增产68.48%和56.18%，均达极显著水平。其成穗数最高，达到639.30万穗／hm2，比CK增加13.28%；平均穗粒数23.35个，比CK增加13.68%；千粒质量最高，平均为40.28 g，比CK增加7.44%；成穗率最高，达到59.91%，比CK增加14.11%；成熟期干物质量最高，比CK增加26.95%；差异均达显著或极显著水平。且A2处理的LAI在孕穗期达到最高，为6.74，比CK增加16.84%，后期其LAI变化平缓。因此，该模式种植结构合理，增产效果显著，适宜在环渤海低平原雨养旱作区推广应用。

冬小麦；旱作；覆膜侧播；种植模式

环渤海地区光热资源丰富，淡水资源严重匮乏。区域内降水分布不均，年降水量一般在400～600 mm，且70%主要集中在7、8、9月份，易导致季节性干旱缺水［1，2］。冬小麦的生育期在10月至翌年6月，生育期长、耗水量大，其生长需水与降水集中期严重错位［3，4］，主要耗水阶段（3～6月）的降水一般只占全年降水的20%～30%，且蒸发量大，自然降水利用率低，其中仅有50%可供小麦生长利用［4］，因此干旱成为制约该区小麦生长发育的主要瓶颈，造成冬小麦产量低而不稳［4～7］。尤其地下水压限采、轮作休耕等政策相继出台后，冬小麦生产受到严重冲击。因此，研发冬小麦旱作技术，最大限度保蓄土壤水分，提高自然降水利用率已成为该区小麦产业可持续发展的重要途径［4～8］。

地膜覆盖是旱作区有效蓄水保墒和提高作物产量的重要技术措施，在西北地区应用较广［3～5］，在环渤海区尚无规模化应用。而不同覆膜技术因生态、气候条件等的不同，覆膜时间、技术本身特点而有较大差异［3，6］。笔者针对性开展专项试验研究，通过前期试验对比膜下、膜侧不同播种方式，已明确起垄覆膜侧播种植方式优于膜下穴播种植［9］。小麦起垄覆膜侧播种植通过在田间起垄，垄面覆膜，可有效改善旱地小麦水分供应状况，实现降水由垄面（集水区）向沟内（种植区）汇集，集雨效果显著；同时能将微小的无效降雨（＜5 mm）蓄积为有效降雨，达到雨水就地富集、利用的目的［11］。小麦覆膜种植条件下，可以抑制膜下水分的蒸发，利于保蓄土壤水分，改善小麦水肥利用状况，能有效提高作物的水分利用效率，从而促进小麦生长发育，最终增加小麦产量［3～15］。本研究进行不同覆膜侧播种植模式试验，旨在明确适宜该区域的冬小麦覆膜侧播种植模式，为该区冬小麦旱作栽培提供理论指导，对缓解环渤海低平原区旱地小麦生产中存在的严重春旱问题意义重大。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验品种为抗旱耐盐碱小麦新品种‘沧麦6005’，由沧州市农林科学院选育。覆盖地膜为厚0.008 mm的聚乙烯农用地膜。试验于2014～2016年在沧州市农林科学院前营试验站进行。

1.2 试验设计

试验采用随机区组设计，设6个处理：CK.等行距15 cm平播；A1.覆膜宽30 cm，沟宽30 cm，沟内播种3行；A2.覆膜宽45 cm，沟宽45 cm，沟内播种4行；A3.覆膜宽60 cm，沟宽30 cm，沟内播种3行；A4.覆膜宽30 cm，沟宽60 cm，沟内播种5行；A5.覆膜宽60 cm，沟宽60 cm，沟内播种5行。3次重复，18个小区，小区面积42m2（6m×7m）。覆膜处理均为起垄覆膜膜侧播种，行距均为15 cm。各处理每行的播种量均为23.61 g。2015年10月5日播种，2016年10月7日播种。

1.3 试验调查

每个小区取3个样点，样点面积0.33 m2。

群体数量调查：于小麦苗期、冬前期、返青期、拔节期、抽穗期分别调查基本苗、冬前蘖、返青蘖、拔节期茎数、成穗数。

产量及产量因素测定：小麦成熟期将样点植株取样进行室内考种，分别测定穗数、穗粒数、千粒质量，小区实收计产。

干物质量测定：于小麦苗期、拔节期、抽穗期、成熟期，每个小区取0.33 m2小麦植株，105℃杀青30 min，75℃烘干至恒重后，称取干物质量。

叶面积测定：每个小区选3个点，每点选20茎进行测量，计算公式：

叶面积＝叶长×叶宽×0.83

叶面积指数＝单茎叶面积×每公顷茎数／1000

1.4 田间管理

2014-2015、2015-2016年播种前每公顷施有机肥6000 kg、复合肥300 kg，全生育期不浇水。2014-2015年全生育期不追肥，2015-2016年于2016年4月1日采用旱地冬小麦春季追施水溶肥技术追肥（每小区1.26 kg尿素，加水126 L溶解后隔行沟施）。各小区其他管理措施一致。

1.5 数据处理

采用Microsoft Excel 2003和SPSS 22.0软件处理和分析数据，用LSD法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同种植模式对小麦产量的影响

由表1可知，覆膜侧播处理均可提高冬小麦的产量。2014-2015，2015-2016年起垄覆膜侧播各处理产量均高于CK，平均产量分别为3862.46和 4292.38 kg／hm2，分别比CK增产57.62%和39.84%。两年中均以A2处理的产量最高，分别达到4128.40和4793.84 kg／hm2，分别比CK增产68.48%和56.18%，差异均达极显著水平。两年A2处理的平均产量均高于另外4个覆膜处理，分别比A1、A3、A4、A5增产12.39%、18.47%、9.28%和8.57%。

通过对产量构成因素分析得出（表1），覆膜侧播处理的平均成穗数为609.18万穗／hm2，比CK增加7.94%；除A3的成穗数略低于CK外，其他A1、A2、A4、A5处理的成穗数均高于CK，A2的成穗数最高为639.30万穗／hm2，比CK增加13.28%。覆膜侧播处理穗粒数和千粒质量均高于CK，覆膜侧播处理的平均穗粒数为22.84粒，比CK增加11.20%，A2处理的平均穗粒数为23.35粒，比CK增加13.68%。覆膜侧播处理的平均千粒质量为39.54 g，比CK增加5.47%，A2的千粒质量平均为40.28 g，比CK增加7.44%。方差分析结果表明：处理A2的成穗数，2014-2015年极显著高于CK和A3，2015-2016年显著高于CK和A3，与其他处理间（A1、A4、A5）差异未达到显著水平；A2的穗粒数和千粒质量均高于CK，穗粒数差异性变化两年结果有差异，2014-2015年与CK间差异不显著，2015 -2016年则极显著高于CK；A2的千粒质量2014-2015年显著高于CK，2015-2016年极显著高于CK。相关性分析表明：2014-2015年和2015-2016年，产量与穗数呈极显著（r＝0.802**）和显著（r＝0.582*）正相关，而两年的穗粒数和千粒质量与产量相关性均不显著。

表1 不同种植模式的小麦产量及产量构成因素比较

2.2 不同种植模式对小麦群体数量及成穗率的影响

两年各处理总茎数的变化趋势基本一致，均呈现先增加后减少的趋势，最高总茎数在起身期达到最高峰，以后逐渐下降（表2）。CK的单位面积播种量最大，其基本苗数量也最大，均显著高于5个覆膜侧播处理，A1～A5处理分别比CK减少16.80%、19.66%、32.99%、10.11%、19.71%。进入分蘖期后，不同处理对小麦分蘖能力的影响不同，覆膜处理提高了小麦单株分蘖能力，冬前期分蘖数除A3极显著低于其他覆膜处理和CK外，A1、A2、A4、A5与CK 5个处理间差异不显著，说明覆膜处理通过促进小麦单株分蘖，从而弥补了其基本苗的不足，调节单位面积的茎蘖数总量达到最佳状态，而A3的平均基本苗比CK少129.55万／hm2，其通过覆膜促进小麦分蘖的能力尚不能弥补基本苗的不足，因而总茎数低。最高茎数除A3低于其他覆膜处理和CK外，其他处理间差异不显著。所有覆膜处理的单位面积成穗数平均比CK增加7.94%，A1、A2、A4、A5显著高于CK，A3略低于CK，但与CK间差异不显著，其中A2的成穗数最高，平均达到639.30万／hm2，比CK增加13.28%。所有覆膜处理的成穗率均显著高于CK，平均比CK增加5.61%，其中A2的成穗率最高，达到59.91%，极显著高于CK，比CK增加7.41%。说明覆膜处理通过调节水分、光热资源，能激发小麦群体自我调节能力，促进小麦单株分蘖，提高成穗率，从而增加单位面积成穗数，调节群体达到最佳状态。

表2 小麦各时期群体数量（万／hm2）变化

2.3 不同种植模式对小麦干物质积累的影响

由表3可知，不同处理干物质积累的趋势相似，且两年趋势一致。拔节期以前干物质积累速度较慢，干物质积累量比较少，拔节期后干物质积累速度加快，开花后干物质积累速度逐渐变慢，均在成熟期干物质积累量达到最高。冬前期A3处理的干物质积累量略低于CK，但与CK间差异不显著，A1、A2、A4、A5处理均极显著高于CK，分别比CK增加13.54%、16.84%、16.94%和15.01%。说明CK虽然基本苗数量最大，但覆膜处理通过提高小麦单株分蘖能力，并促进小麦单株干物质量积累，因此冬前总干物质积累量高于CK，而A3处理，由于基本苗较少，其干物质积累量略低于CK，但差异不显著。至拔节期各处理间的干物质积累量差异均不显著。抽穗期A1～A5覆膜处理的干物质积累量均极显著高于CK。成熟期所有覆膜处理干物质积累量均高于CK，平均比CK增加17.83%，A1～A5处理分别比CK增加18.76%、26.95%、9.14%、16.62%和17.66%，其中A2的干物质量最高，达到9836.17 kg／hm2，极显著高于其他覆膜处理和CK。

表3 不同处理的小麦各时期地上部干物质量（kg／hm2）

2.4 不同种植模式对小麦叶面积指数的影响

由图1可以看出，小麦叶面积指数（LAI）整个生育期呈先上升后下降的变化趋势，至孕穗期达到最大，抽穗后逐渐下降直至成熟，且两年变化规律一致。冬前测定中各处理LAI差异不明显，到拔节期各覆膜处理的LAI均显著高于CK，A1的LAI最高，为3.44，与A2间差异不显著。孕穗期各处理LAI值达到最高，A2的LAI达到6.73，显著高于CK，比CK增加16.84%。灌浆期覆膜处理的LAI高于CK，其中A2处理的LAI为4.64，LAI下降缓慢。综上，覆膜对LAI有一定影响，使其在孕穗期维持较高的LAI，且后期LAI消减变化平缓，利于形成高效的LAI。

图1 不同种植模式下各时期小麦叶面积指数变化

3 结论与讨论

本试验研究表明，起垄宽45 cm，垄上覆55 cm宽薄膜，膜侧沟内播种，沟内畦面宽45 cm，种4行小麦，小麦行距15 cm的起垄覆膜侧播种植模式种植结构比较合理，两年平均产量达4461.12 kg／hm2，比CK增产61.64%。该种植模式增产的主要原因在于在较高水平上协调了产量三因素的关系，通过调节水分、光热资源，激发了小麦群体自我调节能力，提高小麦分蘖能力，提高成穗率，保证了合理成穗数，同时促进了穗粒数和千粒质量的增加，最终提高产量。A3处理成穗数略低于CK，与CK间差异不显著，但其穗粒数和千粒质量均显著高于CK，从而使其最终产量比CK有所增加。

小麦分蘖能力是保证足够穗数的关键。小麦分蘖调节能力受品种特性、水分、温度等外界条件变化的影响［16］。覆膜侧播种植蓄雨、保墒、增温效果明显，因此，覆膜侧播可实现对产量构成因素的调节，尤其是对单位面积穗数的调节。本研究覆膜侧播的播种量均低于CK，但产量均高于CK的原因就在于覆膜侧播条件下小麦单株分蘖能力的调节幅度所致，出苗期CK苗数显著高于5个覆膜处理，但随着进入分蘖期，这种差距在逐渐减少。低密度处理可以通过充分发挥分蘖潜力，使群体水平的差异变小。但A3处理因基本苗与CK间差异较大，即使其单株分蘖能力较强，但终因分蘖数少，成穗数还是略低于CK。A2处理在基本苗少于CK的前提下，通过发挥单株的分蘖能力，单株分蘖的增多弥补了基本苗的不足，使成穗数高于CK。

小麦群体质量是决定小麦各产量构成因素是否合理和产量高低的主要因素，干物质积累是小麦群体结构的重要指标，要想获得高的经济产量必须有高的生物产量为前提［16］。覆膜侧播处理集雨、保墒、增温作用显著，且通风透光性增强，因此虽基本苗数量少于CK，但通过促进小麦单株分蘖，从而增加群体数量，在群体基数小的前提下，赶上或超过CK；且覆膜侧播利于促进小麦个体发育，调节个体发育程度和群体总茎数相对稳定的能力强，利于构建合理群体，利于群体干物质量的积累［16～18］。A2种植模式成熟期的干物质积累量为9836.17 kg／hm2，比CK增加26.95%，说明该种植模式在增加群体数量的同时能保证群体质量，促进个体发育，利于群体干物质量的积累。

小麦叶面积对小麦籽粒产量的形成具有较大的影响，合理的群体叶面积是高产形成的保证［16，19，20］。生育后期LAI变化对小麦产量及产量构成因素有着重要的影响，A2种植模式生育后期LAI变化平缓，孕穗期和灌浆期保持适当的LAI，从而有利于光合产物的形成，有利于粒重的增加［19，20］。

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Study on the Furrow Planting Modes w ith Ridge Film Mulching of the W inter Wheat in the Rain-fed Areas around Bohai

HUANG Sufang1，LIU Zhengm in1，BAIYanmei2，XU Yupeng1，LIJinying3，YAN Xudong1*
（1 Cangzhou Academy of Agriculture and Forestry Science，Cangzhou，Hebei061001，China；2 Huanghua Agricultural Bureau，Huanghua，Hebei061100，China；3 Botou Agricultural Bureau，Botou，Hebei062150，China）

The study was carried out to explore the optimum plantingmode of ridge film mulching of winter wheat around Bohai.During the growing seasons in 2014-2015 and 2015-2016，‘Cangmai6005’was used as testmaterial to study the group structure，drymatter accumulation，leaf area index，yield and yield components ofwinterwheatby using six kinds of planting patterns.The results showed that the yields of A2（Ridge covered film，ridgewidth of45 cm，ditch 45 cm，ditch within the species 4 lines，spacing 15 cm）were improved by 68.48%in the2014-2015 season and 56.18%in the 2015 -2016 season respectively，which were significantly higher than that of CK.The number of panicles was 639.30×104／hm2，which was 13.28%higher than thatof CK.The average number ofgrains per spikewas23.35 g，which was13.28% higher than thatof CK.The highest1000-grain weightof A2 was40.28 g，which was significantly higher than thatof CK（7.44%）.The highest spike rate of A2 was59.91%，which was14.11%higher than that of CK.The drymatter quality of A2 inmature period was highest，which was26.95%higher than thatof CK，and the differencewas significant.The LAI of A2 was 6.74 at booting stage，which was16.84%higher than that of CK，and the change of LAIwasmild in later period.In summary，the pattern of planting structurewas reasonable and the yield effectwas remarkable，which was suitable for the rain and drought farming area of the low plains around Bohai to promote the application.

winter wheat；dry farming；ridge film mulching；plantingmode

S512.104

A

1001-5280（2017）05-0477-05

10.16848／j.cnki.issn.1001-5280.2017.05.05

2017-05-12

黄素芳（1978-），女，副研究员，硕士，主要从事作物旱作节水栽培技术研究，Email：huangsufang1978＠sina.com。*通信作者：阎旭东，研究员，主要从事旱作栽培及盐碱地生态改良研究，Email：yxd7826＠126.com。

国家科技支撑计划（2013BAD05B0504）。