窄行条播与种植密度对小麦品种科茂53 干物质积累及产量特性的影响

安学军 李晓静 何力剑 孙 星

（1.保定市竞秀区一亩泉镇农业综合服务中心 河北保定 071051；2.保定市农业科学院 河北保定 071000)

小麦产量高低受基因型和环境的综合影响[1-2]，合理的群体结构是小麦获得高产稳产的基础[3]，播种密度和株行距是影响冬小麦群体结构和产量形成的重要因子[4-5]。 关于密度和行距对小麦籽粒产量的影响前人已做了较多研究[6-7]，但结果有所不同。 赵竹等[8]的研究认为，高密度有利于小麦干物质积累，适当增加播种密度有利于提高有效穗数， 从而增加产量[9]，但当密度增加到一定程度后，小麦单株间竞争激烈，群体质量下降，产量也随之降低[10-11]；房琴等的研究则认为[12-14]，过高的种植密度会加剧小麦个体和群体之间的矛盾，部分植株因生长不良而遭淘汰，使产量显著降低， 较低密度下小麦干物质积累量和籽粒产量较高。

适宜的株行距配置可以建立合理的高产小麦群体结构[15]，在不同的环境条件下小麦最优行距和播种密度差别较大。 孙宏勇等[16]的研究表明，缩小行距能够增加有效穗数和籽粒产量，但朱统泉等[17]认为，窄行距不利于小麦有效穗的增加。 赵竹、张向前等[18-19]经过研究证实，行距20 cm、密度240 万株/hm2组合下皖麦52、济麦22 产量最高，而朱云集等[20]则认为行距16.7 cm 和密度375 万株/hm2是最佳高产组合。

虽然前人[8-21]已对行距配置和密度对冬小麦群体和产量的调控做了大量的研究， 但针对适宜株行距配置结论不一致， 且行距的设置较宽， 多数集中在10 cm 以上，而针对进一步缩小行距对小麦生长发育和产量形成的影响及在生产中的可行性鲜见报道。冀中北麦区在冬小麦播种时期、播种形式、播种密度及管理措施方面与其他小麦主产区有一定的差异，为此本研究以冬小麦品种科茂53 为试验材料，分析其在不同行距密度组合下的群体动态、 产量构成要素等指标的变化， 旨在探明窄行距和不同播种密度配置对冬小麦科茂53 生长及产量的调控作用，以期揭示播种密度和株行距对冬小麦产量形成的调控机理，找出适合冀中北麦区小麦的种植方式，为该品种高产高效栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点与试验材料

2020-2021 年在高碑店市科研基地进行。 0～20 cm耕层土壤养分含量：有机质19.9 g/kg、全氮1.35 g/kg、有效磷63.3 mg/kg、速效钾187.0 mg/kg。前茬为玉米，收获后秸秆粉碎还田，播种前底施纯N、P2O5、K2O 各120 kg/hm2，2020 年10 月5 日播种， 播种后镇压，田间管理措施同大田管理一致。

参试小麦品种为科茂53 （审定编号： 冀审麦20190023），由高碑店市科茂种业有限公司提供。

1.2 试验设计

试验采用两因素裂区试验设计，主区为2 个播种行距，S1：15.0 cm （当地传统播种行距）；S2：7.5 cm。副区为4 个密度处理，分别为D1（270 万株/hm2）、D2（330万株/hm2）、D3（390万株/hm2）和D4（450万株/hm2）。重复3 次，小区面积28 m2。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 基本苗和总茎数调查 小麦3～5 叶期， 每个小区定1 m 双行，调查基本苗；分别于越冬前、起身期、拔节期、孕穗期、成熟期调查茎蘖（穗）动态，计算总成穗率、分蘖成穗率、分蘖穗比例。

1.3.2 产量及产量构成因素测定 在小麦成熟期每小区随机抽取20 株调查穗粒数；每小区收获10 m2，脱粒测定籽粒产量和千粒重。

1.3.3 植株干物质积累量测定 分别于小麦越冬前、起身期、拔节期、孕穗期、成熟期，每小区选取1 m双行植株的地上部分带回实验室， 将植株地下部剪掉，置于105℃烘箱中杀青30 min，之后80℃烘干至恒重，冷却后称量。

1.4 数据处理

试验数据使用统计软件Excel 2010 进行计算及绘图， 使用SPSS 22.0 分析软件Duncan’s 新复极差法进行统计分析和差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同行距和密度对冬小麦群体动态的影响

由表1 可知，不同行距处理下科茂53 的群体总茎数在几个关键生育时期变化趋势相同， 均呈单峰曲线变化，随着生育时期的推进，冬小麦群体总茎数呈现先增加后降低的趋势， 返青期到起身期迅速增加， 起身期达到最大值， 之后随分蘖两极分化而下降。行距间比较，S2 处理各生育时期的群体总茎数均大于S1 处理，且行距间差异显著，表明在同一密度下缩小行距能够拉大株间距，有利于增加分蘖。 在同一生长时期， 冬小麦群体总茎数随种植密度的增加而增多，总茎数均表现为D4＞D3＞D2＞D1；总成穗率、分蘖成穗率及分蘖穗比例均表现为D1＞D2＞D3＞D4。这表明低密度下个体与群体矛盾较小， 有利于分蘖成穗和提高分蘖成穗率， 而高密度下虽然分蘖成穗率较低，但由于群体总茎数较多，故最终单位面积穗数较多。

表1 不同行距和密度组合下科茂53 总茎数的变化动态及成穗率(%)

由表2 可知，从行距的主效应来看，各生育时期的总茎数、总成穗率、分蘖穗比例和分蘖成穗率都以S2 最高，S1 最低， 且不同生育时期不同行距间差异均显著；从密度的主效应来看，各生育时期小麦的总茎数都表现为D4＞D3＞D2＞D1，且不同密度间差异显著。 随密度的增加，总成穗率、分蘖穗比例和分蘖成穗率逐渐降低，且不同密度间差异显著。 这表明在本区栽培条件下， 小麦生产中保证较高的基本苗数容易获得较高穗数。

表2 行距和密度对小麦群体总茎数及成穗率的主效应

2.2 不同行距和密度对冬小麦干物质积累的影响

由表3、表4 可知，小麦干物质积累量随生育进程的推进而增加，干物质量在成熟期达最大。 在同一行距下地上部干物质量随密度的加大而增多， 各生育时期干物质积累量均表现为D4＞D3＞D2＞D1；同一密度下，S2 处理的干物质积累量高于S1 处理， 这可能是由于同一密度下通过缩行匀株， 减小了植株个体之间的矛盾，有利于植株分蘖和干物质积累。 从行距主效应来看，各生育时期均以S2 的干物质积累量最高，且差异显著；从密度的主效应可以看出D4 显著高于D3、D2 和D1，且差异显著，表明播种行距和密度对整个生育进程的干物质积累均有显著影响，生产中合理密植条件下采用适当行距有利于群体干物质量的提高。

表3 小麦各生育时期的干物质积累量（单位：kg/hm2）

表4 行距和密度对小麦干物质积累的主效应（单位：kg/hm2）

2.3 不同行距和种植密度对冬小麦产量及其构成因素的影响

由表5、表6 可知，在相同行距下穗数随着种植密度的提高而增加，产量则表现为先升后降，穗粒数和千粒重均呈下降趋势； 同一密度下的产量和穗数均以S2 处理最多， 籽粒产量S2 处理表现为D3＞D4＞D2＞D1，S1 处理表现为D3＞D2＞D4＞D1。 与15.0 cm 行距相比，在相同种植密度下，7.5 cm 行距下小麦穗数和产量均较高， 种植密度为390 万株/hm2时单位面积穗数和产量最高，分别较最低密度下增加17.12%、12.88%，这说明在7.5 cm 行距条件下，适当提高种植密度有利于获得较高籽粒产量。 2 种行距下，种植密度由390 万株/hm2提高到450 万株/hm2产量呈下降趋势，15.0 cm 行距下产量降低幅度较大， 降幅为2.95%，7.5 cm 行距下产量降低较小，降幅为1.27%。

表5 播种方式和密度对冬小麦产量及其构成因素的影响

表6 播种方式和密度对冬小麦产量及其构成因素的主效应

3 讨论与结论

3.1 播种行距与密度对群体茎数的影响

分蘖质量和数量是小麦高产栽培的重要指标。合理的播种行距和播种密度能够促进小麦群体与个体协调发展[22]。本研究表明，科茂53 随播种密度的增加，群体茎数、有效穗数均增加，这与安霞等[23]的研究结果基本一致。 播种密度和行距对总茎数和穗数影响显著，不同行距间，7.5 cm 处理各生育时期的群体总茎（穗）数均大于15.0 cm 处理，表明窄行条播能够通过促进冬小麦分蘖来增加穗数， 进而提高籽粒产量，这与秦乐[24]的研究结果一致，但与朱统泉等[17]的研究结果不尽相同，这可能与品种类型、当地气候条件、株行距设置及田间管理措施的不同有关。 由于本试验只探讨了适期播种条件下不同密度与行距配置2 个影响因素，在今后的工作中应进一步加强对不同播期、不同类型小麦品种间适宜行距配置的研究。

3.2 播种行距与密度对干物质积累的影响

小麦干物质的积累受播期、播种密度、种植方式和水肥管理等多种因素的的共同影响，从本研究结果可以看出，2 种行距下都以密度最小的270 万株/hm2处理干物质积累量最少， 密度最大的450 万株/hm2处理最多；在小麦的几个关键生育时期，窄行条播小麦较常规条播小麦干物质积累快， 主要原因是窄行条播下通过株行距改变来调控植株生长空间， 减少了株间竞争，有利于其干物质生产，这是窄行条播较常规条播增产的重要原因之一， 这与前人的研究结果[25]基本一致。

3.3 播种行距与密度对产量及其构成因素的影响

适宜的株行距是构建冬小麦合理的群体结构进而提高产量的基础[19]。 本试验结果表明，窄行条播主要通过提高小麦穗数来增加籽粒产量， 而对穗粒数和千粒重影响较小，与常规条播相比，窄行条播小麦穗数和产量分别提高17.12%和12.88%，这与前人[24]的研究结果基本一致，但与李振丽[26]研究结果有所不同，这可能与选用的试验品种、试验设置不同有关。

综合看来，7.5 cm 行距下390 万株/hm2密度下小麦产量最高，为9 185.5 kg/hm2，其次为450 万株/hm2密度， 产量为9 068.7 kg/hm2；15.0 cm 行距下种植密度390 万/hm2产量最高，为8 796.9 kg/hm2，其次为密度390 万/hm2，产量为8 650.2 kg/hm2。 本研究表明，7.5 cm 窄行条播与基本苗390 万株/hm2密度组合是多穗型小麦品种科茂53 获得更高产高效的最优组合，因此根据冀中北麦区生产力水平和气候条件，在合理播种密度下， 通过采用窄行宽株距模式有助于形成合理的群体，从而实现高产。