宽幅精播中行距与幅宽对小麦干物质积累与分配的影响

孙允超 彭科研 冯盛烨 冀传允 吕 鹏 鞠正春

（1聊城市农业科学院，252000，山东聊城；2山东省农业技术推广中心，250100，山东济南）

小麦是我国重要的粮食作物，我国约有43%的人口以小麦为口粮。持续优化小麦栽培技术，实现小麦稳产增产，对确保国家粮食安全意义十分重大。在小麦高产栽培中，传统的机械条播模式下，小麦株距小、株间竞争力强，所形成的冠层结构不合理，单株叶面积小，品种的遗传潜力发挥不充分，光、温、水、肥资源利用率较低，产量提升受到限制[1]。董庆裕[2]研发了小麦宽幅播种机，改密集条播（苗带宽3cm）为宽幅精播（苗带宽6～10cm），扩大了个体占地空间，并在一定程度上解决了传统条播机下种不均匀和缺苗断垄的问题，有效提高了冬小麦的籽粒产量。大量研究[3-7]表明，小麦籽粒物质主要来源于花前和花后光合产物的积累，特别是花后光合产物的积累对小麦籽粒产量的增加极为重要，小麦籽粒产量2/3左右来源于开花后光合作用生产的同化物，仅有约1/3来自于开花前贮藏在营养器官中的光合产物。关于宽幅播种技术的增产效应，前人[8-12]从群体与个体、密度与行距等方面进行了研究，明确了宽幅播种技术可以有效提高小麦出苗质量，增加有效群体数量，促进个体健壮、苗齐、苗匀和苗壮，提高光合效率[13]，合理的行距配置是实现宽幅播种栽培小麦高产的重要技术途径。但关于宽幅精播条件下，行距配置与幅宽对小麦花后干物质积累的影响报道较少。本试验以济麦22为对象，研究了宽幅精播中行距与幅宽对小麦花后干物质积累与分配的影响，为小麦宽幅精播配套栽培技术的推广及播种机械的研发提供数据支持，为完善宽幅播种的增产机理提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2016-2018年在山东省聊城市农业科学院茌平基地连续进行2年，2年数据结果一致性较好，本文数据为2年平均值。为保证出苗质量，播后浇蒙头水，播种均在10月5-6日进行，以济麦22为试验材料，基本苗为255万/hm2。试验田前茬作物为玉米，一年两熟种植，多年秸秆还田。土壤为黏土，0～20cm土层养分含量为有机质13.65g/kg、碱解氮71.65mg/kg、速效磷47.82mg/kg、速效钾70.12mg/kg，整地前基施腐熟牛粪52.5m2/hm2，纯氮 225kg/hm2、P2O5144kg/hm2、K2O 90kg/hm2，肥料为专用复合肥（N:P2O5:K2O=25:16:10），拔节期追施纯氮150kg/hm2，氮肥为尿素（含氮46.4%），其他管理同大田。

试验采用裂区设计，行距配置为主区，幅宽为副区。行距配置为20、25和30cm；幅宽设置为3、6、9、12和15cm。重复3次，共45个小区，小区面积14.25m2（1.5m×9.5m），6行区，为确保基本苗数量，每行种子单独称重装袋，每袋装种子26.5g（按照千粒重42.0g、发芽率96.0%计算播量）。

播种时，先确定行距线，之后以行距线为中心，用竹制筷子在行距线两端固定出幅宽，最后用细工程线绕筷子一周，形成播种区域。播种时，先在工程线下人工按压种子，保证幅宽，之后将剩余种子均匀撒入播种区域，播种后覆细土，播种全部完成后第3天浇蒙头水。

1.2 测定项目及方法

1.2.1 群体及产量构成因素 小麦播种后插棍定点调查基本苗、越冬期群体、春季最大群体和有效群体；小区人工收获、脱粒，自然风干后称重，计算单位面积产量和千粒重；收获前于每个小区中随机取20个单穗测定穗粒数，籽粒混入计产。

1.2.2 小麦干物质积累量 于小麦开花后0、7、14、21、28d和成熟期进行取样，每小区取15株，按茎、叶、穗轴+颖壳、籽粒进行分样，70℃烘箱烘干后测定各部位干物质量。

营养器官花前贮藏干物质转运量=开花期干物质量-成熟期营养器官干物质量，营养器官花前贮藏干物质转运率（%）=（花前贮藏干物质转运量/开花期干物质量）×100，花前干物质转运量对籽粒贡献率（%）=（花前贮藏干物质转运量/成熟期籽粒干物质量）×100。

1.3 数据处理

采用Microsoft Excel 2007和SPSS 19.0数据分析软件进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 行距和幅宽对小麦产量及其构成因素的影响

由表1可知，相同行距下，单株分蘖成穗数和穗粒数随幅宽增加而增加，穗数、容重和产量随幅宽的增加先增后减，产量最高值（8929.50kg/hm2）是在行距25cm、幅宽9cm时取得，且显著高于其他处理；相同行距条件下千粒重随幅宽的增加先增后减。可见，增加幅宽可以促进小麦的单株分蘖，增加穗粒数，但幅宽过大会降低小麦千粒重，抑制产量的提高。

表1 不同行距与幅宽下小麦籽粒产量及其构成因素Table 1 Wheat grain yield and its components in different row spacing and seedling belt width

2.2 不同行距下幅宽对籽粒干物质积累的影响

从图1可以看出，相同行距下，花后21～28d是籽粒干物质积累最快的时期，幅宽3～9cm时，籽粒干物质积累量随着幅宽增加而增加；幅宽大于9cm时，25与30cm行距条件下，籽粒收获期干物质积累量随幅宽的增加而降低，试验产量最高值是在行距25cm、幅宽9cm时取得。综合田间表现来看，行距大于25cm、幅宽大于12cm时，田间麦苗早早封垄，通风透光性差，下部叶片较早发黄，失去功能。

图1 不同行距时幅宽对籽粒干物质积累量的影响Fig.1 The effects of different seedling belt widths on dry matter accumulation of wheat seed in different row spacings

2.3 不同行距下幅宽对地上部营养器官干物质积累影响

从图2可以看出，花后各时期，3～6cm幅宽的小麦地上部干物质积累量远小于9～15cm幅宽的，说明幅宽增大促进了小麦个体的生长发育，增加了地上部干物质积累量。花后14～28d是小麦干物质转化最快的时期。开花初期，小麦地上部干物质积累量随着幅宽的增加而增加，行距小于25cm时，幅宽15cm的地上部干物质积累量迅速下降，幅宽低于9与12cm的地上部干物质积累量，这可能与小行距、大幅宽导致的田间郁闭、植株通风透光不好有关。成熟期地上部干物质积累量的最大值是在行距25cm、幅宽9cm时取得。本试验条件下，幅宽大于12cm或小于6cm时会减少小麦地上部的干物质积累量。

图2 不同行距时地上部干物质积累量随幅宽的变化规律Fig.2 The effects of different seedling belt widths on aboveground dry matter accumulation in different row spacings

2.4 小麦营养器官花前贮藏干物质转运率及花前干物质转运量对籽粒的贡献率

从表2可以看出，相同行距与幅宽下，花前各营养器官的贮藏干物质转运率中，叶片＞茎秆＞穗轴+颖壳，花前干物质转运量对籽粒的贡献率中，茎秆＞叶片＞穗轴+颖壳，可见叶片的干物质转运率是营养器官中最高的，茎秆干物质对籽粒的贡献率最大，小麦开花期后，叶片与茎秆的功能性对于籽粒产量至关重要。

从图2及表2中看出，相同行距下，营养器官的干物质积累量与干物质转运量呈相同的规律性，即随着幅宽的增加基本呈增加趋势，幅宽15cm时干物质积累量最大，可见幅宽的增加有利于营养器官的生长和干物质积累量的增加。相同幅宽下，营养器官的干物质积累量随行距的增加而增加，以行距30cm时最大，这可能与行距增加后，营养器官生长空间更为充分有关。

表2 小麦营养器官花前贮藏干物质转运情况Table 2 Dry matter translocation at pre-anthesis of vegetative organs of wheat

但产量并没有随着营养器官干物质积累量的增加而增加，产量最大值是在行距25cm、幅宽9cm时取得，可见虽然增加行距或幅宽可增加营养器官的干物质积累量，但营养器官干物质向籽粒中转运并没有随着营养器官干物质积累量的增加而增加，这说明营养生长过于旺盛，生殖生长可能会被抑制。

3 讨论

研究[14]发现，小麦生产中常规条播容易造成单行播幅窄、株距小和田间通风透光条件差等问题，不利于小麦籽粒产量的提高。宽幅精播技术改传统密集条播为大行距带式播种[15]，小麦宽幅增加有利于构建合理的群体结构，群体具有较强的光能截获能力，可显著提高籽粒产量[13-16]。本研究表明，增加幅宽可促进小麦的单株分蘖能力，提高穗粒数，幅宽3～15cm范围内，有效群体产量随幅宽的增加先增后减，产量的最高值（8929.50kg/hm2）是在行距25cm、幅宽9cm条件时取得，幅宽大于9cm时，会降低小麦有效穗数，抑制产量的提高。通过田间调查，幅宽3cm时，麦苗拥挤，个体瘦弱细长，单株分蘖较少，幅宽为15cm时，前期麦苗发育良好，但拔节后麦垄间郁闭严重，通风透光较差，植株下部分叶片较早发黄、功能丧失。

小麦产量的提升主要取决于光合物质的生产、积累和转运，花后干物质的转运和积累至关重要[17]。研究[18]表明，窄行距配置小幅宽和宽行距配置大幅宽均有利于小麦干物质的积累和开花前后营养器官中贮藏的干物质向籽粒中转移。本研究表明，花后21～28d是籽粒干物质积累最快的时期，幅宽3～9cm时，籽粒产量随着幅宽的增加而增加；幅宽大于9cm时，籽粒收获期干物质积累量随着幅宽的增加而降低。花期后14～28d是小麦地上部干物质转化最快的时期，随着小麦的生长发育，地上部干物质积累量逐渐减少，其中20与25cm行距下，15cm幅宽的地上部干物质积累量迅速下降，一直下降到9与12cm幅宽干物质积累量以下，这可能与垄间郁闭严重、植株下部叶片过早变黄有关。

叶片、叶鞘和茎秆是小麦进行光合作用的主要器官，其合成和积累的光合产物是籽粒产量形成的主要来源，光合产物的转运、积累与分配对籽粒产量影响显著[19]。有研究[20]表明，种植方式对小麦营养器官分配率影响不显著，对籽粒的干物质分配率则有显著影响。本研究表明，小麦叶与茎花前贮藏干物质转运率以及对籽粒的贡献率要远远大于穗轴+颖壳，可见花后注重延长叶片与茎秆的功能期对于提高产量至关重要；花前营养器官的积累量与转运量均随幅宽增加而增加，其中以30cm行距时为最大，这可能与增加行距与幅宽后，植株生长较为充足有关，但随着小麦的生长发育，花后幅宽大于9cm时，25cm的行距更利于营养器官干物质的积累，行距过小或过大都不利于花后营养器官干物质的转运和积累。

4 结论

增加幅宽可促进小麦单株分蘖能力，提高穗粒数，但有效穗数和产量随幅宽的增加先增后减，产量最高值（8929.50kg/hm2）在行距25cm、幅宽9cm时取得；花后21～28d是籽粒干物质积累最快的时期，幅宽3～9cm时，籽粒产量随幅宽的增加而增加，幅宽大于9cm时，籽粒产量随幅宽增加而降低；小麦叶片与茎秆的花前贮藏干物质转运率以及对籽粒的贡献率远远大于穗轴+颖壳，花后延长叶片和茎秆的功能期对于提高产量至关重要。