两种冬小麦行距配置对机播夏玉米出苗质量及产量的影响

温晓莹，张英华，周丽丽，周顺利，鲁来清，王润政，彭洪博

(1.中国农业大学 农学院，农业部农作制度重点开放实验室，北京 100193；2.中国农业大学 吴桥实验站，河北 吴桥 061802)

两种冬小麦行距配置对机播夏玉米出苗质量及产量的影响

温晓莹1，张英华1，周丽丽1，周顺利1，鲁来清2，王润政2，彭洪博2

(1.中国农业大学 农学院，农业部农作制度重点开放实验室，北京 100193；2.中国农业大学 吴桥实验站，河北 吴桥 061802)

为了改善华北冬小麦-夏玉米一年两熟地区机播夏玉米出苗质量，提高周年产量。通过在冬小麦季设置“三窄一宽”(14+14+14+20 cm)和“四窄一宽”(10+10+10+10+22 cm)2种行距配置，夏玉米播在前茬小麦的宽行，研究了行距配置对冬小麦和夏玉米群体质量、生物量和产量的影响。结果表明，与传统冬小麦等行距种植(15.6 cm)相比，行距配置对冬小麦群体质量和产量影响不显著；宽行机播夏玉米的出苗率明显提高，六叶展幼苗的株高、单株叶面积、单株鲜质量和干质量均表现较好，整齐度明显提高；2种行距配置处理夏玉米的穗粒数较对照分别提高了6.4%，6.7%，产量增加10.2%，13.0%，周年产量分别增加5.76%，5.29%。因此，适当改变行距不会导致冬小麦产量降低，反而有利于机播夏玉米出苗质量的提高，提高夏玉米及周年产量。

冬小麦-夏玉米轮作；行距一体化配置；机械播种；出苗质量；产量

冬小麦-夏玉米轮作是华北地区最主要的种植方式之一。冬小麦是密植作物，通过缩小行距增加密度提高产量的效应明显[1]，使得冬小麦的行距逐渐变窄。冬小麦收获后秸秆铺洒地表，夏玉米在小麦行间免耕直接播种。秸秆覆盖有利于改善水分环境，提高产量和水分利用效率[2]。但是，小麦行距缩小加上行间秸秆覆盖，会给后茬夏玉米机械化播种、出苗以及苗期生长造成困难，播种和出苗质量降低。同时，由于种子质量和精密播种技术[3]的提高，近些年玉米单粒播种技术已经在生产上大面积应用。单粒播种不需间、定苗，能促进玉米前期的早生快发，省种省工。但是，如果整地质量差、播种质量不高，单粒播种的缺苗断垄现象严重[4]，严重影响玉米的高产稳产。

行距配置是调控作物群体、产量与品质形成的一项重要手段。合理的行距配置能够建造良好的群体冠层结构[5-8]和根层结构[8]，有效利用光能[8-12]，促进同化物生产、转运和籽粒灌浆[12-14]，提高作物产量[5-7，9-12，14-17]、品质[14，16，18]和水分利用效率[17]，同时有利于机械化作业。目前对于冬小麦-夏玉米两茬轮作提高夏玉米出苗质量的研究主要集中在麦茬的处理方式上，关于前茬冬小麦行距配置对机播夏玉米出苗质量及产量的影响还鲜见报道。因此，本研究设计了2种不同的冬小麦行距配置模式，调查了其对后茬机播夏玉米出苗质量、生长及产量的影响，以期为提高华北地区冬小麦-夏玉米轮作体系机播玉米的播种出苗质量，实现周年高产稳产生产提供理论和技术途径。

1 材料和方法

1.1 试验材料与设计

试验于2012-2013年在中国农业大学吴桥实验站进行，试验地为冲积型盐化潮土，地力均匀。试验分别在2块地对2种冬小麦行距配置模式进行研究。“三窄一宽”行距14+14+14+20 cm(A)和等行距15.6 cm(ACK)，2012年10月21日机械化播种，播种密度为250万/hm2；“四窄一宽”行距10+10+10+10+22 cm(B)和等行距15.6 cm(BCK)，2012年10月27日机械化播种，播种密度为300万/hm2。冬小麦机械收获后在原小麦宽行间机播夏玉米，2块地播种日期分别为2013年6月17日和6月19日，具体生产过程与方法如图1所示。冬小麦品种为衡4399，夏玉米品种为郑单958。为了便于机械化操作，采用大区试验设计，每个处理种植面积不小于0.1 hm2。试验田各项农艺措施均按一般大田生产管理。

图1 不同冬小麦行距配置以及后茬夏玉米接茬种植示意图Fig.1 The planting sketch of the three row spacing patterns for winter wheat and subsequent planting patten for summer maize

1.2 测定项目与方法

1.2.1 小麦季 冬小麦A处理每样点按20 cm×4行，B处理每样点按20 cm×5行，对照(ACK、BCK)每样点按20 cm×4行进行调查测定。

在冬小麦越冬期、拔节期、孕穗期、开花期和成熟期，调查测定群体总茎(穗)数；在冬小麦拔节期、孕穗期、开花期和成熟期取样，样品取回后按器官(茎、叶、穗)分开，105 ℃杀青30 min后，于80 ℃烘干到恒重，冷却后称重，调查测定干物质积累动态。冬小麦成熟后每个样点收获1 m2进行测产，按照籽粒含水率13%折算产量。

1.2.2 玉米季 在玉米六叶期，选择代表性样点随机选取长势均匀的10 m×1行，调查出苗数、缺苗数和叶龄，计算出苗率。同时，选取5株具有代表性的植株，测定株高、茎粗、叶面积、干质量等指标；在玉米13叶期、吐丝期和吐丝后25 d，调查测定玉米的叶面积和叶面积指数；在以上各时期及成熟期取样，采用上述烘干法测定植株的干质量。成熟期每小区取18 m2实收测产，按平均单穗重和大小穗比例选20个果穗进行室内考种，测定穗行数、行粒数、百粒质量和籽粒含水率等指标，并按照籽粒含水率14%折算产量。

比茎重。参照作物生理学中比叶重的定义，为表征玉米群体中个体生长的健壮程度，计算单位茎长的重量(干质量)，即比茎重。具体计算公式为：比茎重(g/cm)=单株干质量/株高。

采用SAS 9.1进行数据统计与分析，Microsoft Excel 2010绘制图表。

2 结果与分析

2.1 两种行距配置对冬小麦生长与产量的影响

2.1.1 两种行距配置对冬小麦群体总茎数的影响 试验结果表明(图2)，小麦群体总茎数随着生育进程的推进呈现先升后降的趋势。A处理群体总茎数在拔节期显著高于对照，孕穗期显著低于对照ACK，其他时期差异不显著；B处理和A处理有同样的趋势。成熟期群体大小和冬前基本一致，说明小麦成穗数与冬前分蘖数密切相关。拔节期，宽窄行处理的小麦群体总茎数要高于等行距处理，原因可能是边际优势导致分蘖较多；而孕穗期宽窄行处理冬小麦群体总茎数低于等行距的原因，可能是由于此时边行优势下降，前一时期群体密度、外界水肥、光热条件限制加上拔节期群体生长竞争激烈，导致大部分分蘖迅速消亡，群体大小恢复正常水平。

*.该时期处理间差异达到5%显著水平；**.该时期处理间差异达到1%显著水平。图3-5同。*.The difference between the two treatments in the same growth stage is significant at 0.05 probability level；**.The difference between the two treatments in the same growth stage is significant at 0.01 probability level.The same as Fig.3-5.

2.1.2 两种行距配置对冬小麦干物质积累的影响 试验结果表明，孕穗期A、B处理干物质积累量分别极显著低于对照ACK、BCK，其他时期差异不显著(图3)。原因可能是越冬期到拔节期宽窄行处理导致冬小麦分蘖增多，到了孕穗期无效分蘖迅速消亡，使得群体总茎数和干物质积累量下降，这个结果和小麦群体总茎数表现一致。

2.1.3 两种行距配置对冬小麦产量及产量构成因素的影响 对冬小麦产量和产量构成因素的调查结果表明(表1)，2种行距处理的冬小麦成穗数均比较稳定，与对照相比差异不显著；穗粒数均高于对照，但千粒质量则又表现为略有降低，但统计结果均差异不显著。最终表现在产量上，2种行距配置模式与对照相比无显著性差异，说明适当调整行距对冬小麦产量不会产生影响。

图3 两种行距配置对冬小麦干物质积累的影响Fig.3 Effects of the two row spacing patterns on dry matter accumulation in winter wheat

处理Treatment穗数/(×104/hm2)Earnumbers穗粒数Grainsperspike千粒质量/g1000⁃grainweight产量/(kg/hm2)GrainyieldA639a32．6a43．0a8387aACK636a31．8a43．9a8226aB765a31．6a36．0a8217aBCK763a30．6a36．2a8250a

注：均值后有相同小写字母或大写字母的表示处理间差异未达到5%或1%显著水平。表3-4同。

Note：The difference among the means following with the same small or capital letters are not significant at 0.05 or 0.01 levels，respectively.The same as Tab.3-4.

2.2 冬小麦两种行距配置对后茬夏玉米出苗和产量的影响

2.2.1 夏玉米的出苗率和整齐度比较 六叶期的调查测定结果表明(表2)，处理A、B的夏玉米出苗率达到了93.7%，94.2%，而等行距ACK、BCK的夏玉米出苗率只有89.3%，86.7%；在整齐度上，处理A、B的株高、茎粗、鲜质量和干质量的变异率都分别低于对照ACK、BCK，表现出较好的均匀度。从不同指标来看，各处理的干质量变异率和鲜质量变异率大于茎粗变异率和株高变异率，说明夏玉米苗期的物质积累受内外因素影响最大，茎粗次之，株高最小，即夏玉米苗期物质积累可塑性较大。整体来说，前茬冬小麦行距配置提高了夏玉米的出苗率和植株的整齐度。

表2 六叶期夏玉米出苗率、整齐度比较Tab.2 Comparisons of emergence rate and seedling uniformity at the stage of 6th leaf expanded in summer maize %

2.2.2 夏玉米六叶期幼苗素质比较 从表3可以看出，六叶期时A、B处理玉米幼苗株高、茎粗、单株干质量、比茎重和单株叶面积均分别显著或极显著高于对照ACK、BCK。可见，适当调整冬小麦行距配置，增加夏玉米播种行宽度改善了幼苗生长条件，促进植株生长。

表3 六叶期夏玉米幼苗素质比较Tab.3 Comparisons of seedling quality at the stage of 6th leaf expanded in summer maize

2.2.3 夏玉米叶面积指数变化动态 夏玉米叶面积指数呈先增加后缓慢降低的趋势，增加最快的时期是苗期到大口期(13叶展)，吐丝期以后开始缓慢下降。A、B处理夏玉米LAI在苗期、大口期均分别显著或极显著高于对照ACK、BCK，吐丝期和灌浆中期(吐丝后25 d)差异不显著(图4)。这说明，前茬冬小麦行距配置主要影响后茬夏玉米出苗到大口期的生长，即适当调整冬小麦行距有利于夏玉米幼苗生长，提高叶面积指数。

图4 不同生育时期夏玉米叶面积指数变化动态Fig.4 Variations of leaf area index at different stages in summer maize

2.2.4 夏玉米干物质积累动态 A和ACK相比，A处理夏玉米在苗期、大口期、吐丝期和灌浆中期的干物质积累量都显著或极显著高于对照ACK，成熟期二者差异不显著；B和BCK相比，B处理夏玉米在苗期和大口期干物质积累量显著或极显著高于对照BCK，吐丝期及之后二者之间的差异不显著(图5)。表明前茬冬小麦的行距配置促进了后茬夏玉米的生长，干物质积累量显著提高，但对玉米生长前期(出苗到大口期)的影响更明显。

图5 不同生育时期夏玉米干物质积累变化动态Fig.5 Variations of dry matter accumulation at different stages in summer maize

处理Treatment穗数/hm2Earnumber穗粒数Grainsperear百粒质量/g100⁃grainweight产量/(kg/hm2)GrainyieldA62634aA449aA28．6aA7695aAACK61022aA422bB27．9aA6980bAB65726aA446aA24．4aA6855aABCK63978aA418bB23．7bB6065bB

2.2.5 夏玉米产量及产量构成因素 从表4可以看出，玉米播种在前茬小麦的宽行虽然使穗数较对照有所提高，差异不显著，但使玉米的穗粒数有了极显著的提高，2种配置模式较对照分别增加了6.39%，6.70%。而就百粒质量看，A处理表现不显著，B处理则极显著高于对照，但可能是由于后期降雨的影响，B处理农田玉米的百粒质量明显低于A处理农田，其效应还有待进一步研究。就最终的产量看，前茬小麦的宽窄行配置显著提高了玉米的产量，分别较对照增产10.24%，13.03%。可见，前茬小麦行距配置主要影响了玉米的穗粒数，进而影响了产量的形成。2.3 两种行距模式对冬小麦-夏玉米周年产量的影响

从表5可以看出，A、B 2种行距配置冬小麦-夏玉米周年产量分别比对照ACK、BCK增加5.76%和5.29%；小麦季A处理比对照ACK增产1.96%，B处理比对照BCK减产0.40%，差异不显著；玉米季A、B处理分别比对照ACK、BCK增产10.24%和13.03%。综上，行距配置可以有效改善夏玉米生长条件，提高麦玉轮作周年产量。

表5 两种行距模式对冬小麦-夏玉米周年产量的影响Tab.5 Effects of the two row spacing patterns on the annual yield of winter wheat-summer maize rotation system

3 讨论和结论

群体质量的优劣是小麦产量水平高低的决定因素，而行距对群体质量影响显著。研究表明，行距影响小麦群体总茎数及茎蘖成穗率、叶面积指数、干物质积累量等[5，7]；而从动态的角度讲，适当缩小行距能促进冬前和控制春季分蘖的发生，具有抑制无效分蘖的作用[6]。本研究结果表明，小麦大小行种植能增加分蘖数和前期干物质积累量，群体总茎数从拔节期到孕穗期表现快速下降，即无效分蘖衰亡快，呈现出较好的群体变化特征。不过，本研究中宽窄行距配置虽然提高了前期小麦的总茎数，但并没有提高穗数，最终的产量没有显著提高，这可能与本研究的技术特点及行距设置有关。本研究采用节水省肥栽培，小麦播种相对偏晚，播量较大，总茎数的提高主要是由于宽行小麦的分蘖数增加，而处于内行的窄行小麦由于群体变的更大，通风透光条件恶化及营养竞争加剧，未能同步提高，分蘖质量有下降趋势，因此，整体表现为前期总茎数增加，但无效分蘖衰亡快，穗数变化不明显。

苗全、苗匀、苗壮是作物获得高产的基础，“七分种，三分管”在现代作物高产生产中的作用越来越得到大家的认同。小麦机械化收获后，留在土地上的麦茬和秸秆对后茬玉米的播种出苗和苗期生长有着直接的影响，因麦茬影响造成的玉米播种出苗质量问题越来越突出，特别是随着玉米单粒点播技术的推广应用如何协调两茬衔接问题显得更加迫切。本研究表明，小麦宽窄行距配置后，玉米播种行变宽使得机手可以准确地在行间播种，有效降低了因播种在小麦根茬上带来的跳播、覆土不严、秸秆影响等不利因素，为玉米的出苗和苗期生长提供了较好的条件。表现为2种小麦的宽窄行配置提高了玉米的出苗率，苗期(六叶展)的株高、茎粗、叶面积、干物质等，不但在均匀度上优于对照，且幼苗质量较对照有显著提高，为后期生长与产量的形成打下了良好基础。

小麦行距配置对后茬玉米群体的影响主要在玉米的出苗到大口期，以后效应逐渐消失。但是，由于前期较好的出苗质量和物质积累，保证了后期产量的形成。本研究中小麦宽窄行处理对后茬玉米产量的提高幅度在10%以上，较大的产量提高幅度可能是因为试验地本身地力不高，基本产量较低，因此产量有较大的上升空间。2块地在粒重和产量方面表现差异可能与年型以及田间管理有关，B处理农田收获前降雨使得夏玉米出现青枯现象，造成粒重和产量低于A处理地块。研究表明，与粒重相比，穗粒数受环境以及对产量的影响更大些[19-20]。分析本研究成熟期玉米的产量构成因素发现，种植在宽行间的玉米穗粒数显著高于对照，这可能是产量提高的主要原因。总之，通过对小麦实施适当的宽窄行距配置，能够在保证小麦生产的条件下为玉米提供较好的播种出苗和生长条件，提高玉米的产量，最终提高了小麦和玉米的周年产量。

[1] 李 龙.小麦缩垄增行栽培技术研究[J].黑龙江农业科学，2008(3)：34-36.

[2] 杨永辉，武继承，张玉亭，等.耕作与保墒措施对小麦不同生育阶段水分利用及产量的影响[J].华北农学报，2016，31(3)：184-190.

[3] 尚泓泉，王振云，张武刚.精密播种在玉米生产中的应用及发展前景[J].中国种业，2009(1)：19-20.

[4] 孙福义，李 娟，李志生，等.不同因子对玉米出苗影响的研究[J].现代农业科技，2010(20)：102-103.

[5] 刘丽平，胡焕焕，李瑞奇，等.行距配置和密度对冬小麦品种河农 822 群体质量及产量的影响[J].华北农学报，2008，23(2)：125-131.

[6] 朱云集，郭汝礼，郭天财，等.行距配置与密度对兰考906群体质量及产量的影响[J].麦类作物学报，2001，21(2)：62-66.

[7] 张双利，王晨阳，郭天财，等.行距配置对高产冬小麦群体质量及产量的影响[J].河南科学，2010，28(6)：689-692.

[8] Sharratt B S，Mcwilliams D A.Microclimatic and rooting characteristics of narrow-row versus conventional-row corn[J].Agronomy Journal，2005，97(4)：1129-1135.

[9] Reta-Sánchez D G，Fowler J L.Canopy light environment and yield of narrow-row cotton as affected by canopy architecture[J].Agronomy Journal，2002，94(6)：1317-1323.

[10] Andrade F H，Calvino P，Cirilo A，et al.Yield responses to narrow rows depend on increased radiation interception[J].Agronomy Journal，2002，94(5)：975-980.

[11] 杨文平，郭天财，冯 伟，等.行距配置对两种穗型冬小麦品种光合特性及产量的影响[J].麦类作物学报，2012，32(3)：494-499.

[12] 张向前，陈 欢，赵 竹，等.密度和行距对早播小麦生长、光合及产量的影响[J].麦类作物学报，2015，35(1)：86-92.

[13] 杨文平，郭天财，刘胜波，等.行距配置对大穗型小麦灌浆期干物质转移及籽粒灌浆特性的影响[J].华北农学报，2007，22(6)：103-107.

[14] 张双利，王晨阳，胡吉帮，等.行距配置对高产冬小麦籽粒灌浆特性及淀粉和蛋白质积累的影响[J].麦类作物学报，2010，30(4)：704-709.

[15] 邵敏敏，赵 凯，冯维营，等.不同行距与密度对小麦产量的影响[J].现代农业科技，2013(11)：33.

[16] 赵 竹，曹承富，乔玉强，等.机播条件下行距与密度对小麦产量和品质的影响[J].麦类作物学报，2011，31(4)：714-719.

[17] 薛盈文，艾米拉古丽，王志敏，等.行距对晚播冬小麦群体物质积累和水分利用的影响[J].中国农业大学学报，2014，19(5)：1-7.

[18] 郭明明，赵广才，郭文善，等.施氮量与行距对冬小麦品质性状的调控效应[J].中国生态农业学报，2015，23(6)：668-675.

[19] 高学曾，王忠孝，许金芳，等.玉米穗粒数和千粒质量与产量的关系[J].山东农业科学，1989(2)：4-7.

[20] 陈国平，王荣焕，赵久然.玉米高产田的产量结构模式及关键因素分析[J].玉米科学，2009，17(4)：89-93.

Effects of Two Row Spacing Patterns in Winter Wheat on Sowing Quality and Yield of Summer Maize

WEN Xiaoying1，ZHANG Yinghua1，ZHOU Lili1，ZHOU Shunli1，LU Laiqing2，WANG Runzheng2，PENG Hongbo2

(1.College of Agronomy and Biotechnology，China Agricultural University，Key Laboratory of Farming System，Ministry of Agriculture，Beijing 100193；2.Wuqiao Experimental Station， China Agricultural University，Wuqiao 061802,China)

In order to improve the sowing and seedling quality of summer maize within the rotation system of winter wheat-summer maize in North China Plain，and then to increase the annual productivity，two row spacing(RS) patterns，including "Three narrow RS′s with one wide"(14+14+14+20 cm) and "Four narrow RS′s with one wide" (10+10+10+10+22 cm)，were set in winter wheat，and the subsequent summer maize was planted in the wide RS，then the population quality，biomass and yield of the two crops were studied.The results showed that there were no significant differences in population quality and yield in winter wheat for the two treatments of RS patterns compared to the traditional equal RS with 15.6 cm.The emergence rate of summer maize planted in wide RS was extremely improved，the plant height，leaf area，fresh weight，and dry weight of the 6th-leaf expanded maize seedling showed a significant differences compared with that planted in the traditional equal RS，and the uniformity of population was improved obviously.The ear grain number of summer maize for the two RS patterns increased by 6.4% and 6.7%，and the yield increased by 10.2% and 13.0% compared to the control，respectively.As a result，the annual production was lead to increase by 5.76% and 5.29%，respectively.The results indicated that changing RS could lead to an increase in yield of summer maize by improving its seedling quality，while no decrease in yield of winter wheat，so that lead to a raise in the total yield around a year.

Winter wheat-summer maize rotation；Row spacing manipulation；Mechanical sowing；Seedling quality；Yield

2016-06-20

国家公益性行业科研专项(201203031；201303133)；玉米产业技术体系(CARS-02-26)；中央高校基本科研业务费(2014JD064)

温晓莹(1988-)，女，辽宁大连人，硕士，主要从事作物抗逆高产栽培研究。

周顺利(1970-)，男，河南开封人，教授，博士，主要从事作物栽培生理与抗逆高产高效技术研究。

S513.01

A

1000-7091(2016)06-0137-07

10.7668/hbnxb.2016.06.022