不同田间种植型式小麦产量研究

张永科, 王 瑞,郭 勇, 海江波

(西北农林科技大学 农学院 ，陕西 杨凌 712100)

小麦是我国播种面积较大的小株型密植禾谷类作物。过去，有关小麦产量潜力增进的理论与实践研究[1～6]报告较多，而对有关大田生产的小麦密植及其营养供给改良研究则涉及较少。本文通过不同田间种植型式小麦生长发育和产量效应的测定比较，就小麦密植和营养供给改良进行研究探讨，为小麦高产高效种植提供依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试材料：小麦品种小偃22。

1.2 试验设计

设3个试验处理：

Ⅰ、六角形单粒穴播(行距×株距=8×8 cm； 控制每667 m2基本苗数10.417万)

Ⅱ、窄幅条播(行距17 cm,播幅4.0 cm；控制每667 m2基本苗数10.587万)

Ⅲ、宽幅条播(行距26 cm,播幅6.0 cm；控制每667 m2基本苗数10.257万)

3种小麦田间种植型式处理；顺序排列；小区面积：畦宽2.1 m×小区长4.0 m；4次重复，3次重复收获计产，1次重复取样调查。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 产量及产量构成因素分析 成熟时分小区实收计产，计算单位面积小麦籽粒产量(标准含水量14.0%)；同时收获时每处理取20株整株小麦按常规法进行室内单株考种分析和光合产物干物质重量测定。

1.3.2 群体动态调查及籽粒干重、光合产物干重的测定 小麦群体动态调查采用定点调查的方法。籽粒干重及光合产物干重，采用干物重法测定。

1.4 试验实施

(1)试验在西北农林科技大学斗口试验站实施完成(陕西省泾阳县云阳镇兴隆社区，东经108°55′27″，北纬34°32′27″，海拔420.0 m)，试验地地势平坦、地力均匀；0～20 cm土层土壤有机质含量11.67g·kg-1,全氮含量1.32 g·kg-1,碱解氮含量20.51 mg·kg-1,速效磷含量22.36 mg·kg-1,速效钾含量97.35 mg·kg-1,pH值为7.68，容重1.26g·cm-3。

试验前作小麦收获后大田拖拉机耕翻，9月下旬拖拉机旋耕备播；播种前施优质有机肥3.0万kg·hm-2，人工撒施尿素每亩20 kg+25 kg磷酸二铵(均为陕西陕煤化工集团生产)、折合增施纯氮198.0 kg·hm-2+P2O5165.0 kg·hm-2,结合旋耕人工撒施地星150 kg·hm-2防治地下害虫。

(2)2017年10月22日人工带尺杆、按设计密度划定行距、株距，播幅内人工点播； 2018年5月31日取样、6月2日收获；收获后室内考种；烘干(标准含水量13.0%)称重计产。

(3)2017-2018年小麦生长期间自然降雨为平水年份，整个小麦生长期间降雨分布不匀，冬春干旱；小麦生长前期和后期降雨量与小麦生育期较为适宜。

小麦试验田间管理同一般生产大田；2017年10月22日播种、11月16日进行化学除草，12月22日浇越冬水； 2018年3月15日每667 m2追施尿素15 kg)并灌水；5月10日进行小麦“一喷三防”防治病虫害，促进籽粒灌浆。

2 结果分析

2.1 不同田间种植型式小麦产量结果

表1 不同田间种植型式小麦籽粒产量结果

不同田间种植型式小麦籽粒产量结果如表1所列。表1表明：3种不同田间种植型式大田试验的小麦籽粒产量以六角形单粒穴播产量最高，次为宽幅条播，窄幅条播产量最低；六角形单粒穴播较宽幅条播、667 m2增产小麦124.5 kg，增幅17.78%；较窄幅增产更多，分别达169.91 kg和25.95%；窄幅条播较宽幅条播产量降低45.31 kg、降幅6.47%；六角形单粒穴播较宽幅和窄幅条播增产小麦极显著。

2.2 不同田间种植型式小麦光合产物量测定结果

表2 不同田间种植型式小麦光合产物测定结果

表2所列资料系不同田间种植型式小麦光合产物量测定结果。结果显示：3种不同田间种植型式大田试验以六角形单粒穴播小麦光合产物量最高，次为宽幅条播，窄幅条播产量最低；六角形单粒穴播较宽幅条播小麦光合产物量667 m2增高228.96 kg，增幅12.17%，较窄幅增产更多，分别达319.71 kg和17.85%；窄幅条播较宽幅条播产量降低90.75 kg、降幅4.82%；六角形单粒穴播的小麦光合产物量较宽幅条播和窄幅条播增产极显著。

2.3 不同田间种植型式小麦产量构成因素统计结果

不同田间种植型式的小麦产量构成、小麦籽粒产量、小麦光合产物量测定及经济系数结果如表3所列。表3表明：在每667 m2基本苗数几乎相当的大田种植环境下，六角形单粒穴播小麦的单位面积有效穗数、平均每穗粒数、千粒重均较宽幅条播和窄幅条播增多；收获籽粒的经济系数也较高；但六角形单粒穴播较宽幅条播和窄幅条播的平均每穗粒数、粒重的增产效应不及平均每亩有效穗数的增加效应。可见六角形单粒穴播较宽幅条播和窄幅条播的增产效应主要是在穗粒数和粒重不降低基础上有效穗数的显著增加。

表3 不同田间种植型式的小麦产量三因素调查结果

2.4 不同田间种植型式小麦营养状况比较

表4 三种小麦种植型式及其营养产量状况比较

表4所列系三种小麦田间种植型式的营养供给分析比较。

表4表明：与小麦窄幅条播和宽幅条播相比，在品种类型相同、每667 m2小麦株数(基本苗数)几近相等下，小麦六角形单粒穴播，能使小麦足群体和足群体下单株内切圆面积最大的壮个体兼而顾之，单株占地内切圆面积最大，株间透光率最为充足，成熟阶段小麦倒伏较轻，较对照(宽幅条播)增产近两成。

3 讨论

3.1 小麦密植技术与产量潜力

“足群体、壮个体、高积累” 是现代小麦高产种植的攻关目标。

研究分析表明：伴随着小麦“足群体、壮个体、高积累”增产效应的逐次追逐、小麦生产力水平的逐步提升，小麦耕种经历了均匀撒播—一定播幅内条带播种—六角形单粒播种的优化演变。

机械化播种的小麦窄幅条播，小麦播幅3～5 cm,群体密度由播种机调节；与小麦人工撒播相比，窄幅条播小麦省时省力、效率高；缺点是小麦籽粒拥挤、易出现缺苗断垄、疙瘩苗现象，造成出苗不均匀、大小苗。

小麦宽幅条播宽行距、播幅5～8 cm，在一定程度上较好地解决了传统条播方式籽粒拥挤形成疙瘩苗的问题，在播幅范围内使种子比传统条播方式较为疏散，加上幅距增大、通风透光状况改善，使中产变高产的 “足群体、壮个体”成为可能。

小麦六角形单粒穴播，在小麦宽幅条播基础上，调节株、行距设置，小麦单株在田间呈六角形均匀配置，对应于群体下的小麦单粒匀播，小麦植株田间均匀分布，通风透光好，群体与个体营养供给最优。

研究通过不同田间种植型式小麦生长及其光合产物量的测定比较，表1和表2结果显示：小麦六角形单粒穴播较宽幅条播667 m2增产小麦籽粒124.5 kg，增幅17.78%，较窄幅增产更多，分别达169.91 kg和25.95%；六角形单粒穴播较宽幅条播小麦光合产物量亩增高228.96 kg，增幅12.17%，较窄幅增产更多，分别达319.71 kg和17.85%。

试验表明：3种小麦田间种植型式以小麦六角形单粒穴播增产效应最为明显，由此演绎对应的小麦单粒匀播群体种植，在小麦高产更高产稳产条件下显示出较好开发前景。

3.2 小麦密植与营养供给改良

营养供给是小麦群体光合产量形成的基本支撑。

小麦是产量潜力较大的C3小株型群体密植作物，也是长日照喜光作物，不仅水肥需求量大，而且对光合营养竞争也十分强烈；小麦生长发育良好并获得较高群体产量，必须有一定的营养供给支撑[7～8]。

有关六角形单粒穴播的作物营养利用状况，前苏联学者H.费西克[9]认为：植物最有效的利用养料(包括空间因素的和土壤因素的)的范围是圆形的；六角形窝播较方形窝播对空间和土壤养料的有效利用率提高15.5%(表5)；最终表现六角形窝播种植较正方形窝播种植增产20%以上；我国学者范福仁先生等试验研究[10～11]：“在相同密度下，玉米六角形窝播较方形窝播后期积累的干物质增加15%左右”。

表5 六角形窝播和正方形窝播养料利用状况比较

试验研究结果显示：小麦六角形单粒穴播较宽幅条播小麦光合产物量667 m2增高228.96 kg，增幅12.17%，较窄幅增产更多，分别达319.71 kg和17.85%；六角形单粒穴播的小麦光合产物量较宽幅和窄幅条播增产极显著。这与范福仁先生等[10～11]在玉米上试验的产量增幅相当。

分析表明，小麦窄幅条播播幅较小，在较高的群体密度下，麦种相对较为拥挤，群体和个体营养势必恶化；小麦宽幅条播播幅稍大，在设置较高的群体密度下，小麦种子相对(窄幅条播)较为疏散，宽行距下大播幅，小麦群体和个体营养供给有所改良；小麦六角形单粒穴播如图1所示，在与对照宽幅条播亩基本苗数相当的群体密度下、小麦六角形单粒穴播种植对应的群体单粒匀播，小麦群体和个体的营养供给均可达最大化。

参照图1和表4分析可见，单株内切圆面积最大和小麦棵间透光率较为充足，为小麦六角形单粒穴播较宽幅条播和窄幅条播表现出显著的增产效应奠定了可靠的营养供给基础；小麦六角形单粒穴播中后期较好的营养供给(土壤因素和空间因素的)增加了分蘖的有效成穗，这可能是六角形单粒穴播较宽幅条播和窄幅条播成穗率高的直接原因。

4 小结

小麦六角形单粒穴播较宽幅条播和窄幅条播种植型式具有显著的增产效应和优越的营养资源占有供给。小麦六角形单粒穴播既能通过未来研制使用的小麦蜂巢式单粒播种机调节确定小麦六角形单粒穴播的株、行距量化播种，实现小麦高产创建目标要求的“足群体”，又有高效利用环境营养供给、实现小麦单株“壮个体”的立体占位几何学根据，实现了小麦密植和营养供给改良的双赢目标，实为当代小麦高产创建的生态耕作制下小麦宽幅条播技术成果的优化演绎，显示出较好开发前景。随着高抗倒伏、产量潜力更大的高产小麦品种的育成推广以及配套播、收机具的研制应用，以小麦六角形单粒穴播为核心的小麦单粒匀播蜂巢式高产种植技术将为现代小麦抗逆高产高效种植提供有效技术支撑。由于笔者研究仅限于一个试验点、一个气候年型的实验测定结果，且缺少不同小麦种植型式下小麦根系状况、茎秆状况以及叶面积系数等的系统测定比较，显得太少，在较大范围内是否适用， 尚需进一步研究测定； 而要实现小麦六角形单粒穴播的大田生产机械化播

种，更需要农机和农艺两大学科有机结合的联合攻关研究。