沟播对冬小麦干物质运转规律及产量的影响

姚宇卿,李俊红,丁志强,吕军杰,张 洁,吴剑峰,于新峰

(洛阳市农业科学院 ,河南洛阳 471022)

我国旱地面积辽阔,旱作农业在整个农业生产中占有十分重要的地位。我国北方半湿润易旱地区是我国的粮食主产区之一,小麦是该地区主要的农作物。在小麦生产中,有相当面积的小麦具有灌溉条件,但由于水资源日益短缺等原因,难以保证作物生长期间水分的及时充足供应。豫西60%以上的耕地为旱地,旱作农业在本区占有十分重要的地位。干旱缺水是影响旱区农业持续发展的首要因素,如何提高水分利用率与利用效率是旱区农业持续发展的根本途径。近年来,前人在不同栽培模式对作物产量方面研究较多,但对不同播种方式尤其是沟播、平播对作物产量的影响研究较少。本试验主要研究沟播对产量及干物质运转规律的影响,旨在为半干旱地栽培条件下作物播种方式的选择提供理论依据,进而为旱区粮食丰产提供科学的技术和理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验设在洛阳市农科院旱农基地4 m×4 m防渗水泥大池。土壤为潮褐土,质地重壤,耕层容重1.53 g/cm3,田间持水量23.48%,饱和含水量33.36%。该区年均辐射量 491.5 kJ/cm2,年均气温14℃,日平均温度超过 10℃的天数约 210 d,积温达4 000℃,年蒸发量1 872.1 mm。土壤耕层有机质15.7 g/kg,碱解氮(N)62.8 mg/kg,速效磷 (P2O5)10.41 mg/kg,速效钾(K2O)165.9 mg/kg。试验期间降水情况如表 1。

表1 小麦播种前至收获期降水量(mm)

1.2 试验设计

试验于 2006～2007年度进行。 3次重复,随机排列,小区面积16 m2。试验设 2个处理:(1)CK(传统耕作,即平播);(2)沟播,在传统耕作的基础上人工开沟,沟向为南北向,沟深 10 cm,小麦种沟底,每沟种两行(行距 16 cm)。小麦底施复合肥(20-10-10)750 kg/hm2,供试品种为洛旱 2号,播种量为 120 kg/hm2,播期:10月 13日,收获期:5月 29日。

1.3 测定项目与方法

(1)茎蘖动态。分别于分蘖期、越冬期、拔节期、孕穗期、成熟期,采用人工定点记数法测定群体茎蘖的动态变化,再折算成单位面积平均值。

(2)生物量调查。包括出苗期、分蘖期、拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期和成熟期,每小区取样 10株(拔节期之前为 20株),将各器官按叶片、根系、茎鞘、穗草、籽粒等 5部分分割洗净,置烘箱105℃杀青15 min,然后在 80℃下烘 24 h至恒重,籽粒置 80℃烘 48 h,称重。

(3)叶面积测定采用称重法。

(4)考种和测产。于成熟期,每处理3次重复各取20株样本进行常规室内考种,整区收获计产。

(5)数据分析采用DPS软件。

2 结果分析

2.1 沟播对冬小麦产量、成产因素及农艺性状的影响

沟播条件下冬小麦产量较高,为3 481.5 kg/hm2,增产率为10.1%,较平播增产达极显著水平,且成产结构较为合理,单位面积上的穗数、穗粒数均较平播显著增加,籽茎比较高,千粒重差异不显著(表 2)。

从表 3可以看出,沟播条件下冬小麦的结实率为83.7%,较平播高 24.6个百分点,穗长、可孕小穗数及分蘖成穗率均较平播显著提高,穗下节长、不孕小穗数均较平播低,表现出植株健壮,营养生长和生殖生长较为协调。

综上所述,说明沟播能明显提高冬小麦产量。平播因前期生长过旺,后期消耗较大,影响其个体发育,穗粒数较少,结实率和分蘖成穗率较低,不孕小穗数增加,造成产量较低。

表2 冬小麦的产量及成产三因素比较

表3 冬小麦的农艺性状比较

2.2 沟播对冬小麦干物质运转规律的影响

2.2.1 沟播对冬小麦干物质积累的影响

(1)不同处理对冬小麦主要生育时期地上部干物质运转规律的影响。从图1可以看出,不同处理的地上部干物质积累总的趋势是前期慢、中期快、后期慢,呈“S”型曲线。从不同生育时期看,在越冬期至返青期,平播干物质积累较沟播处理快,从返青期至拔节期沟播处理地上部快速生长,至灌浆期达到峰值,峰值的大小为:沟播(5.4 g/株)>平播 (3.98 g/株)。从灌浆期至成熟期两者的干物质积累均缓慢下降,但从整个生育期看,沟播处理地上部干物质积累较平播多。

图1 冬小麦地上部干物质积累动态

(2)不同处理对冬小麦地下部干物质运转规律的影响。从图2可知,不同处理地下部干物质积累总趋势与地上部相同,均呈“S”型曲线。从越冬期至返青期地下部干物质积累呈现出平播较沟播快,返青期过后各处理地下部迅速生长,至拔节期时,沟播地下部干物质积累量大于平播,拔节期过后地下部干物质积累缓慢,至抽穗期达到峰值,峰值的大小为:沟播(0.34 g/株)>平播(0.30 g/株),之后开始下降,沟播下降趋势较平播缓和。

从整个生育期看,沟播处理地下部干物质积累总量较平播多。

图2 冬小麦地下部干物质积累动态

2.2.2 沟播对冬小麦叶面积指数的影响

从图3可知,各处理的叶面积增长均呈单峰曲线,至抽穗期达到峰值。总体趋势为:拔节期前叶面积指数增长缓慢,且返青期前二者无明显差异,拔节期至抽穗期LAI增长迅速,至抽穗期达到峰值,沟播处理的峰值为 7.15,大于平播,抽穗期至灌浆期 LAI缓慢下降,灌浆期至成熟期 LAI急速下降。

图3 冬小麦叶面积指数增长动态

3 结论与讨论

(1)沟播条件下冬小麦产量较高,为 3 481.5 kg/hm2,增产率为 10.1%,较平播增产达极显著水平,成产结构较为合理,单位面积上的穗数、穗粒数较平播显著增加,籽茎比较高。

(2)不同处理地上部和地下部干物质积累总趋势相同,均呈“S”型曲线。返青期前干物质积累缓慢,返青期至拔节期干物质积累迅速,之后,干物质积累缓慢。地上部干物质积累在灌浆期达到峰值,峰值的大小为:沟播(5.4 g/株)>平播 (3.98 g/株),地下部干物质积累在抽穗期达到峰值,峰值的大小为:沟播(0.34 g/株)>平播 (0.30g/株)。从整个生育期看,沟播处理干物质积累总量较平播多。

(3)各处理的叶面积增长均呈单峰曲线,至抽穗期达到峰值。拔节期前叶面积指数增长缓慢,拔节期至抽穗期LAI增长迅速,至抽穗期达到峰值,且沟播处理的峰值大于平播,抽穗期至灌浆期LAI缓慢下降,灌浆期至成熟期 LAI急速下降。

(4)沟播栽培由于地表沟与垄交错分布,降水沿沟集中下渗而被土壤吸收,有效地提高了降水利用率,减少地表径流,在有效提高肥料利用率的前提下,减缓了土壤养分的冲刷流失,为作物提供了较为充足的养分和水分供给,增强了土壤的后续供水性能。

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