耕作与播种方式、密度和施氮量对稻茬小麦幼苗质量的影响

吴 鹏，李福建，于倩倩，赵 伟，朱 敏，李春燕，朱新开，丁锦峰，郭文善

(1.扬州大学江苏省作物遗传生理国家重点实验室培育点/粮食作物现代产业技术协同创新中心/扬州大学小麦研究中心,江苏扬州 225009；2.泰州市姜堰区农业技术推广中心,江苏泰州 225500)

耕作和播种作为小麦生产的最初环节，其作业质量好坏直接影响着小麦的生长发育和最终产量。根据生态和土壤条件，选用适宜的耕作方式能为小麦稳健生长创造良好的土壤环境。在水稻小麦轮作系统中，为了追求水稻高产，通常采用搅浆平整后移栽种植，且生育期间频繁灌水。水稻的这种传统种植方式易导致大田土壤紧实、透气性差，使犁底层变浅，影响小麦生长和产量[1-3]。前人针对稻茬土壤存在的问题，较多地开展了耕作方式对土壤物理、化学和生物性状影响的研究。干旱地区免耕覆盖秸秆有助于土壤保墒并改善土壤结构，而翻耕会降低土壤结构稳定性，导致养分流失[1-2]。虽然少免耕有助于肥料养分聚集于土壤表层，但长期少免耕会增大土壤容重甚至降低土壤酶活性和微生物活力，不利于作物根系生长和养分的吸收[3-5]。相反，翻耕虽然减少了上层土壤养分，但有助于土壤结构的改善[3,6]。然而，目前有关耕作方式对小麦早期幼苗生长的具体影响报道较少。

每亩农家肥1000-1500公斤、油菜专用配方肥25-30公斤、硼肥200克-400克，混合均匀后施用，施化肥时离苗根12-15cm，以防肥离根太近，导致烧根死苗。

前人针对播种方式对稻茬小麦出苗质量、早期麦苗生长和产量形成的影响已有很多研究。人工撒播方式下小麦播量难控制，播种均匀性差，而免耕机条播小麦不仅出苗均匀，且出苗快，幼苗生长旺盛[7]。但是相比机撒播方式，机条播和带状条播方式种植的小麦在生育前期生长相对缓慢[8]。此外，张斯梅等[9]研究认为，机械匀播方式下小麦出苗率及均匀度要优于机械条播与人工撒播方式，有助于高质量幼苗和群体的建立。在实际生产中，生态、土壤等条件限制了适宜耕播方式的采用，需要配套密度、肥料等栽培措施保证播种质量、出苗质量和早期幼苗的健壮生长。有研究表明，随小麦播种密度的增加，茎蘖数增加，但单株分蘖数、单茎质量下降；随施氮量的增加，分蘖数增多，但过高的施氮量会抑制植株生长[10-11]。虽然现有文献较多地报道了种植密度和肥料施用对小麦群体质量和产量结构的影响，但少有报道如何影响早期幼苗生长。

培育冬前壮苗有助于小麦安全越冬，是获得丰产的基础[12]。本试验在水稻秸秆全量还田条件下，研究不同耕作与播种方式、种植密度和施氮量对小麦播种质量和幼苗质量的影响，以期提出有助于幼苗健壮生长的耕播方式及配套农艺措施，为稻茬小麦机械化生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2018-2019年在江苏省泰州市姜堰区宏昌家庭农场进行。试验田为腰黑勤泥土，前茬为水稻，秸秆全量还田(还田量约 9 000 kg·hm-2)。耕播时土壤相对含水量为85%。施用基肥前0～20 cm表土的碱解氮含量为 162.6 mg·kg-1，速效磷含量为40.7 mg·kg-1，速效钾含量为123.0 mg·kg-1，有机质含量为40.9 g·kg-1。供试小麦品种为扬麦25。

识字写字对低年级的学生而言，其实是有一些枯燥的。学生的天性使他们更愿意去接触随笔涂鸦，而不是一个个方方正正的汉字。所以，身为教师，要想从识字写字方面提升学生的语文素养，必须先激发他们对学习汉字的兴趣，培养他们认字的强烈想法。比如，《操场上》和“识字加油站”中的“身体器官”。课文《操场上》列举了几类有关运动的字，比如“跑”“跳”“踢”等三个字，让学生在运动中感受这三个动作的异同，从而把这几个字联系又区分开来。引导他们独立思考，从而得出三个字都是“足”字旁是因为它们都与运动有关的结论。

1.2 试验设计

1.3.1 出苗率和出苗均匀度测定

1.3 测定项目与方法

试验采用三因素裂区设计。以机械耕作与播种方式组合(TS)为主区，设三种模式：(1)TS1模式，旋耕两次(作业深度10～15 cm)后2BG-6A型手扶拖拉机牵引2BG-6A型均匀摆播机播种(撒播-浅旋盖籽-镇压)；(2)TS2模式，旋耕两次(作业深度10～15 cm)后WD750型沃得轮式拖拉机牵引2BFG-10(8)230型播种机播种(旋耕-条播-盖籽-镇压-开沟)；(3)TS3模式，板茬，采用WD750型沃得轮式拖拉机牵引2BMF-稻茬免耕条播机播种(条带旋耕-条播-盖籽)。以基本苗数为裂区，设225×104株·hm-2(M1)和300×104株·hm-2(M2)两个水平。以施氮量为小裂区，设0(N0)、112.5(N1)、135(N2)和157.5 kg·hm-2(N3)三个水平。各处理的磷肥(P2O5)和钾肥(K2O)施用量均为60 kg·hm-2。所有肥料均全部基施。肥料于实施耕作前人工施用，11月1日播种，播种量分别控制在163 kg·hm-2(B1)和217.4 kg·hm-2(B2)，三叶期划定1 m2区域通过间苗实现预期基本苗数，重复3次。

于三叶期，条播条件下调查两行1 m出苗数，撒播条件下采用双对角线法调查10个点出苗数(每点调查0.5 m×0.5 m范围)，取平均值为基本苗数。计算10个点出苗数的变异系数的倒数，用其表示出苗均匀度。计算田间出苗率。

田间出苗率=单位面积基本苗/单位面积有效种子数×100%；

1.3.2 幼苗质量相关指标测定

在农作物中蚕豆种子是一种大粒的种子，种皮比较坚韧并且含有丰富的蛋白质，它的储藏技术与大豆种子类似。在储藏的过程中主要是注意蚕豆种子不要变色及蚕豆象发生，其中蚕豆象是导致种子发芽率降低的人主要原因，因此要最好储藏管理的相关技术应用。防止蚕豆变色主要是要将蚕豆储藏过程中的水分进行降低，并且要进行低温、干燥、密闭及避光等的方法进行储藏。对于蚕豆象主要是对蚕豆幼虫的提前杀灭。这个可以通过药物熏蒸的方法进行密闭熏蒸，熏蒸结束后要及时的放弃通风，否则将会导致蚕豆变色。

在耕播方式、基本苗数和施氮量间对苗高存在显著的互作效应(表3)。TS1下M2和N3组合，TS2下M1和N2、M2和N2、M2和N3组合，TS3下M1和N1、M1和N3、M2和N0、M2和N2、M2和N3组合的苗高均高于其他处理组合，但组合间差异均不显著(表5)。这表明，在TS1和TS2下高密高氮有利于幼苗长高，而在TS3下幼苗总体易偏高生长。

1 kg 种子粒数=1 000/(千粒重/1 000)。

据介绍，X型混凝土布内层以交叉连接织造，适用范围主要是紧急护坡、护堤、护岸，紧急加高和应急道路的抢险工程，充填技术可达到厚度为300～600mm以及600～1000mm等特殊要求。抢险材料X型混凝土布是织造物，分量轻，彻底改变了原来复杂环境施工难、难施工的情况以及抢险过程中的不安全因素，解决了原来大型机械设备施工难的问题，可以根据实际情况调整控制所需部位以及充填高度、长度等，施工简单。充填材料可以是混凝土，也可就地取材，直接灌入泥浆、沙土，填充后会快速排出水分，在短时间内即可凝固，增加密度和提高抗压强度。现场作业只需五六个人，配套3台灌浆机、1台小型发电机，就可替代原来的“人海战役”。

由表3可知，小麦越冬始期的苗高在不同机械耕播方式间差异显著，但机械耕播方式未显著影响幼苗基部直径。机械耕播方式TS3下小麦苗高显著高于TS1和TS2，TS1与TS2间苗高差异不显著(表4)。基本苗数未显著影响苗高和基部直径。施氮显著提高了小麦苗高和基部直径；随着施氮量的提高，苗高逐渐增加，而基部直径变化不明显。

1.4 数据统计分析

采用 Microsoft Excel 2016 和 DPS 7.05 软件处理数据和进行方差分析，用Microsoft Excel 2016 软件进行作图。

2 结果与分析

2.1 耕播方式对小麦出苗质量的影响

由图1可知，小麦出苗率在耕播方式TS1和TS2间差异较小，TS2较TS3平均高13个百分点。播种量对出苗率影响不明显。出苗均匀度表现为TS2>TS1>TS3。播种量间出苗均匀度相近。总体而言，耕播方式TS2的出苗率和出苗均匀度较优；而TS3的出苗率和出苗均匀度偏低。

2.2 耕播方式和施氮量对小麦主茎叶片长宽比和叶面积的影响

由于种植密度对叶片形态和叶面积影响不显著，因此此部分以225×104株·hm-2基本苗下的数据对耕播方式和施氮效应进行分析。由表1可知，主茎第1到3叶长宽比和面积在不同耕播方式间差异显著，但耕播方式未显著影响主茎第4叶长宽比和面积。此外，主茎第1到第4叶面积在不同施氮量间差异显著，但施氮量不影响主茎第1到第4叶长宽比。在不同耕播方式下，TS3的第1到第3叶长宽比和面积显著高于TS1和TS2，TS1与TS2间差异不显著(表2)。施氮显著提高了第1到4叶面积。随着施氮量的提高，第1、第3和第4叶面积表现出逐渐增加的趋势，分别在N3、N2和N2下最高。虽然随施氮量的增加，第2叶面积未表现出增加，但其长宽比表现出增加趋势。

1.1 现状调查 通过2016年对全院40个临床科室疼痛护理专项的质量检查，总结存在的问题包括：①疼痛评估方面，表现为疼痛评分不准确，疼痛评估频次不准确，疼痛部位、性质发生变化时不能及时评估等；②疼痛记录方面，表现为疼痛对睡眠的影响、疼痛的不良反应记录不及时，或者疼痛护理单记录有漏项；③疼痛随访方面，表现为疼痛随访率低，随访记录不准确或无随访记录；④疼痛教育方面，表现为患者疼痛知识缺乏，存在忍受疼痛，不按时服用镇疼药的现象等。

主茎第1和第2叶的叶片长宽比以及第2、第3和第4叶面积显著受耕播方式和施氮量间互作影响(表1)。TS1和TS3耕播方式下施氮量的增加并未提高第1和第2叶长宽比，但TS2耕播方式下增加施氮量第1和第2叶长宽比表现出增加趋势(图2)。除TS2下第2叶面积随施氮量的增加表现出增加趋势外，TS1和TS2耕播方式下第2、第3和第4叶面积均随着施氮量的增加表现出先增后降趋势，且均在N2下叶面积最大。然而，TS3耕播方式下第2和第3叶面积均随着施氮量的增加而增大，在N3下最高。总体而言，采用耕播方式TS3与N2或N3的组合可以通过协调增加叶长和叶宽，提高主茎叶片的面积。

影响洞室光面爆破的主要技术参数有：炮眼间距（E）、最小抵抗线（W）、不偶合系数（D）和线装药量（q）。本洞室依据工程类比法及施工经验，对周边光面爆破设计的主要参数见表1，表2。另外钻设的周边眼做到：准、平、直、齐。

表1 耕播方式和施氮量对主茎叶片长宽比和叶面积的方差分析(P值)Table 1 Analysis of variance of length-width ratio and leaf area in the main stem affected by tillage and seeding method(TS) and nitrogen rate(N)(P value)

表2 耕播方式和施氮量对主茎叶片长宽比和面积的主效应Table 2 Main effects of tillage and seeding method(TS) and nitrogen rate(N) on length-width ratio and leaf area in the main stem

2.3 耕播方式、施氮量和密度对小麦苗高和基部直径的影响

于越冬始期每个小区选5株小麦，对主茎第1至第4全展叶片测量叶长和叶宽，计算各单叶长宽比。用长宽系数法计算单叶叶面积，叶面积=叶长×叶宽×0.75。同时每处理连续取30株幼苗测量株高、次生根数和分蘖数，用游标卡尺测基部直径。用LI-3000C叶面积仪(美国LI-COR公司)测定单株总叶面积。样品于105 ℃杀青30 min，80 ℃烘干至恒重，测定单株地上部干物重。

单位面积有效种子粒数=单位面积播种量×1 kg 种子数×发芽率；

2.4 耕播方式、施氮量和种植密度对小麦幼苗单株生长特征的影响

耕播方式仅显著影响单株干重，未显著影响单株叶面积、单株次生根数和单株分蘖数(表3)。TS3的单株干重显著高于TS1和TS2，TS1与TS2间差异不显著(表4)。TS1的单株分蘖数显著高于TS2，但与TS3差异不显著。单株干重、单株叶面积、单株次生根数和单株分蘖数等幼苗单株特征在不同基本苗数间均无显著差异，但在不同施氮量间差异显著。施氮均显著提高了上述各幼苗单株指标。随施氮量从N1提高至N3，单株干重和单株叶面积显著增加；单株次生根数表现出增加的趋势，但N2与N3处理间差异不显著；单株分蘖数未受影响。

单株干重、单株叶面积和单株次生根数在耕播方式、基本苗数和施氮量间均存在显著的互作效应(表3)。TS3、M1和N3组合下单株干重最高(表5)。TS1和TS2下M2和N3组合、TS3下M1和N3组合的单株叶面积高于其他组合，且组合间差异显著。TS1、M2和N2组合及TS3、M1和N3组合的单株次生根高于其他组合，且组合间差异显著。总体而言，不同处理组合中TS3、M1和N3组合下单株干重、单株叶面积、单株次生根数和单株分蘖数均较高，小麦单株幼苗质量最佳。

2.5 耕播方式、施氮量和种植密度对小麦幼苗群体特征的影响

越冬始期群体干物质积累量在不同机械耕播方式间差异显著，但耕播方式未显著影响叶面积指数(表3)。TS3下群体干物质积累量显著高于TS1和TS2，TS1与TS2间差异不显著(表4)。随着基本苗数和施氮量的提高，群体干物质积累量和叶面积指数显著提高。

群体干物质积累量和叶面积指数在耕播方式、基本苗数和施氮量间存在显著的互作效应(表3)。TS2下M2和N2、M2和N3组合，TS3下M1和N3、M2和N3组合的群体干物质积累量均高于其他处理组合，且组合间差异均显著(表5)。TS1下M2和N3组合，TS2下M2和N3组合，TS3下M2和N3组合的叶面积指数均高于其他处理组合，且组合间差异均不显著。总体而言，不同处理组合中TS2、M2和N3组合下群体干物质积累量和叶面积指数均较高，小麦越冬始期群体质量最佳。

模型中的混凝土采用三维实体单元，这种单元比其它高次等单元的计算精度要低一些，但可以满足计算要求，可以通过缩减大量的自由度，来提高计算的速度，减少计算的时间和成本，还能达到计算的精度要求[2-5]。模型的钢管单元采用壳单元，这样不仅能使计算精度达到要求，而且更加有利于快速收敛。本文钢管混凝土柱结构的壁厚小于该结构整体长度的1/10，可以使用壳单元进行模拟。

表3 耕播方式、密度和施氮量对越冬始期幼苗质量的方差分析(P值)Table 3 Analysis of variance of seedling quality at the beginning of over-winter stage affected by tillage and seeding method(TS), planting density(M), and nitrogen rate(N)(P value)

表4 耕播方式、密度和施氮量对越冬始期幼苗质量的影响Table 4 Main effects of tillage and seeding method(TS), planting density(M), and nitrogen rate(N) on seedling quality at the beginning of the over-winter stage

表5 不同耕作与播种方式、密度和基肥用量处理组合下越冬始期幼苗质量Table 5 Seedling quality at the beginning of over-winter stage under different treatment combinations of tillage and seeding method(TS), planting density(M), and basal fertilizer rate(N)

3 讨 论

前人研究认为，旋耕下小麦出苗率高于板茬处理，前者可使还田秸秆充分与土壤混匀，改善耕作层土壤物理结构、土壤与种子接触状况，有利于出苗[9,13]；旋耕还可使表层土壤软硬适宜，播种覆土较浅，有利于形成壮苗[14]。然而，有研究得出相反结论，认为板茬方式下出苗更为均匀，且通过秸秆覆盖可进一步提高均匀性[15]。两种结构差异原因可能与土壤水分条件、播种深度等因素有关。本试验水稻秸秆全量还田条件下，旋耕后播种的TS1和TS2模式较板茬直播的TS3模式有着更高的出苗率和出苗均匀度。但是，TS3模式主茎第1到第3叶的叶片长宽比较高，主要通过增加叶长来提高早期出生叶片的面积，从而增加植株光合面积，促进幼苗生长。前人研究认为，相比旋耕后播种，板茬直播的土壤容重和紧实度高，不利于根系下扎，根系集中于表层土壤[7,16-17]；施用的肥料也更多地富集于表层土壤[18-19]，这可能有助于浅根更多地吸收浅土层养分，促进幼苗生长。相同耕作方式下，匀撒播小麦的出苗率和均匀度均优于条播[9]；但适期适墒的播种条件下，机条播的播深比机械匀撒播更为一致，有利于出苗率和出苗均匀度的提高[8]。本试验结果表明，旋耕后机械匀撒播(TS1)的小麦出苗均匀度较机条播(TS2)低，两者出苗率基本一致，但匀撒播植株分蘖能力更强，这可能是由于其播种分布较散，增加单株生长空间所致[8]。

前人研究表明，小麦株高随种植密度的增加而增加，但单株分蘖数、低位分蘖数和单株次生根数均呈减少趋势，导致幼苗个体生长不良，抗逆性下降[20-22]。而本试验条件下，基本苗数从225×104株·hm-2提高至300×104株·hm-2，未显著影响苗高、基部直径、单株干物重、叶面积、次生根数和分蘖数等幼苗个体质量指标，但显著提升了群体质量指标。结果还显示，施氮显著提高了小麦幼苗质量，且随着施氮量的提高，苗高、单株干重、单株叶面积和单株次生根数显著增加。增施氮肥导致的单株叶面积增加主要是通过协同提高叶片长宽比实现，进而有利于幼苗生长。水稻秸秆还田初期因微生物分解需氮，与麦苗竞争土壤中氮素，会影响麦苗生长，因此适量增施氮肥利于壮苗[23]。随着秸秆腐解释放养分的增加，可以减少氮肥追施用量[24]。虽然施氮量由135 kg·hm-2提高至157.5 kg·hm-2可进一步促进单株干物重和叶面积，但对分蘖数、次生根数、主茎叶面积等影响有限。综上，水稻秸秆全量还田条件下保证适量的肥施用是壮苗、高产的关键措施之一。

本试验在水稻秸秆全量还田条件下，采用耕播方式TS3、密度M1与基肥用量N3组合下小麦幼苗质量为所有组合最佳。TS3虽然播种质量相对较差，但幼苗生长情况较好。当密度增加时，幼苗个体质量有所下降，群体质量无显著差异，而施氮量增加时，幼苗质量显著提高，但在较高密度下进一步增加氮肥施用量无助于幼苗质量提升。旋耕后进行播种(TS1和TS2)是生产常用模式，试验结果表明该模式有助于实现较高的播种质量，但幼苗质量低于TS3。通过增加基本苗数可以提高群体质量，而通过增施氮肥可以明显提高该耕播模式下幼苗质量，但过高的氮肥施用量未显著促进幼苗生长。因此，不同耕播模式下通过精确控制播种量，在保证基本苗数的同时施用足量基肥，是实现幼苗质量提升的关键。本研究仅探讨了小麦幼苗质量受机械耕播方式、密度和氮肥施用量的影响，仍需进一步研究不同措施对最终籽粒产量的影响以及追肥等调控效应。