种植密度和施肥量对南麦618农艺性状、叶绿素含量及产量的影响

蒋进 王淑荣 张连全 冯晓 左娟 刘利

摘要：【目的】探讨小麦品种南麦618在四川东北部丘陵地区的最佳种植密度和施肥量，为科学制定其高产高效栽培技术提供参考依据。【方法】采用2因素3水平完全随机区组设计，种植密度3个水平分别为2.18×106株/ha（A1）、2.48×106株/ha（A2）和2.78×106株/ha（A3），施肥量3个水平分别为N 33.0 kg/ha+P 25.7 kg/ha（B1）、N 66.0 kg/ha+P 51.3 kg/ha（B2）和N 99.0 kg/ha+P 77.0 kg/ha（B3）。生育期内分别测定南麦618的相关农艺性状、旗叶叶绿素含量和单茎绿叶面积，成熟时各小区单独收获计算产量。【结果】随着种植密度加大，南麦618的单位面积有效穗数增加，成穗率下降，穗粒数和千粒重呈不同程度的下降趋势，穗长变短，产量、收获指数呈上升趋势，旗叶叶绿素含量降低，单茎绿叶面积减小。随着施肥量的增加，南麦618的单位面积有效穗数增加，成穗率下降，穗粒数和千粒重呈不同程度的上升趋势，穗长变长，产量、收获指数呈上升趋势，旗叶叶绿素含量升高，单茎绿叶面积增大。种植密度和施肥量的交互作用对穗粒数和产量有极显著影响（P<0.01），有效穗数与产量显著相关（P<0.05）。综合分析，A2B3处理的农艺性状最优，光合性能最佳，产量最高（5.49×103 kg/ha）。【结论】在川东北丘陵区种植南麦618时，种植密度以2.48×106株/ha、施肥量以N 99.0 kg/ha+P 77.0 kg/ha为宜。

关键词： 种植密度；施肥量；南麦618；农艺性状；叶绿素含量；叶面积；产量

中图分类号： S512 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2017）03-0416-06

0 引言

【研究意义】四川省是我国西南冬麦区的主产区，小麦种植面积常年约1.2×106 ha，其中川东北丘陵低山区小麦种植面积和籽粒产量均占四川省的40%左右（四川省统计局，2015）。南麦618是由四川省南充市农业科学院采用系统法选育而成的丰产性好、抗病性强、适应性广的优质中筋小麦新品种，已在川东北丘陵地区大面积推广应用，但目前该品种的配套栽培技术尚不完善。小麦群体的组成、密度及对外界光、温、水、肥等的充分利用，是其形成高产的关键，小麦功能叶片的光合作用对产量形成有重要影响（李世清等，2003；杨艳红，2011）。因此，研究不同种植密度和施肥量对南麦618农艺性状、叶绿素含量及产量的影响，对于集成相应的配套栽培技术，充分发挥其品种增产潜力及指导小麦生产均具有重要意义。【前人研究进展】种植密度和施肥量是影响作物功能叶片叶绿素含量和光合面积的重要因素，最终间接影响光合产物的积累（张海鹏等，2011）。合理密植可协调穗部性状和生育阶段干物质积累量的关系。在一定范围内，增加种植密度能促进群体生长，显著提高小麦的籽粒产量和干物质积累量（王方瑞，2012）。但随着种植密度的进一步增大，会增加群体倒伏的概率，同时使叶片功能期缩短，衰老进程加快（徐庆章等，1995；淮贺举等，2013；温明星等，2014）。同样，在一定范围内增加施肥量可促进小麦个体生长，极显著提高单位面积有效穗数、穗粒数和千粒重，但过度施肥会造成过多的经济投入及环境污染，严重制约现代农业的节本增效和可持续发展（刘兆丽和王建林，2008；王继玥等，2011；胡中华和陈静芝，2012）。因此，依据品种特性来协调确定种植密度和施肥量，协調好群体与个体的关系，既能保证一定数量的群体，又能使单位面积有效穗数、穗粒数和千粒重得到均衡发展，才有利于发挥品种的增产潜力（刘建华等，2009；刘贵峰等，2012；周棱波等，2016）。【本研究切入点】目前，关于栽培条件对小麦产量及构成因子影响的研究已有较多报道，但有关种植密度和施肥量共同对小麦旗叶叶绿素含量和单茎绿叶面积动态影响的报道较少，尤其南麦618在川东北丘陵地区的最佳种植密度和施肥量研究尚无报道。【拟解决的关键问题】采用2因素3水平完全随机区组设计，探讨南麦618在四川东北部丘陵地区的最佳种植密度和施肥量，为科学制定其高产高效栽培技术提供理论依据，也为客观评价该品种和指导小麦生产提供参考。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

供试小麦品种为南麦618，由四川省南充市农业科学院小麦研究所提供。供试肥料为尿素（总N以44.0%计，四川泸天化股份有限公司）和过磷酸钙（有效P以17.0%计，四川省德阳市龙泉磷肥厂）。

1. 2 试验方法

试验于2015～2016年在四川省南充市农业科学院潆溪试验田进行。试验田前茬为棉花，紫色壤土，耕层土壤（0～20 cm）pH 6.3，含有机质2.61%、全氮0.11%、速效氮120.11 mg/kg、速效磷20.13 mg/kg、速效钾182.32 mg/kg。小麦生育期（11月～翌年5月）月平均气温13.24 ℃，月平均降水量42.39 mm。

试验采用2因素3水平完全随机区组设计，设种植密度（A）和施肥量（B）2个因素，各因素分别设3个水平（表1）。试验共9个处理，重复3次，共27个小区。播种方式为条播，行长4.00 m，行距0.25 m，种植8行，小区面积8.00 m2（4.00 m×2.00 m）。氮肥以70%为基肥、30%为追肥（拔节期施用），磷肥一次性作基肥施入。常规麦田管理。

1. 3 测定项目及方法

1. 3. 1 农艺性状调查和测产 各小区固定选择同一方向第3行，3叶期（播种后40 d）调查基本苗；拔节期（播种后90 d）调查最高苗数；成熟期调查有效穗数、穗粒数、千粒重、主穗长；抽样测定籽粒和秸秆干重，计算收获指数，收获指数（%）=籽粒重/（籽粒重+秸秆重）×100。最后分小区收获脱粒后晒干称重，测量水含率，统一按照13.0%水含量折算最终产量。

1. 3. 2 叶绿素含量和绿叶面积测定 每小区各固定选取30个单株，选取主蘖旗叶中部两点，并用记号笔做好标记。采用CCM-200便携式叶绿素测定仪测定标记点叶绿素含量指数，每点每次测定2次，每小区30个单株测定数据均值作为该小区叶绿素含量。用直尺人工测定选取单株标记主茎各绿叶的长度和宽度，计算叶面积，叶面积=长×宽×0.73。

1. 4 统计分析

应用Excel 2003和DPS V7.05進行数据整理和统计分析，采用Origin 9.0制图。

2 结果与分析

2. 1 种植密度和施肥量对南麦618农艺性状及产量的影响

由表2可看出，在相同施肥水平下，随着种植密度加大，单位面积有效穗数增加，成穗率下降，穗粒数和千粒重有不同程度的下降趋势，穗长变短，收获指数呈波动上升趋势。在相同种植密度下，随着施肥量增加，单位面积有效穗数增加，成穗率波动下降，穗粒数和千粒重表现出不同程度的增加趋势，穗长变长，收获指数呈上升趋势。不同处理产量变幅为5.05×103～

5.49×103 kg/ha，其中，A2B3处理产量最高，其次是A3B2处理，A1B1处理产量最低。3个种植密度中，A2和A3水平的平均产量均为5.37×103 kg/ha，显著高于A1水平的产量（P<0.05，下同）；3个施肥量的平均产量间均存在显著差异，以B3水平的产量最高，为5.36×103 kg/ha。

由表3可看出，种植密度对有效穗数、穗粒数、千粒重和产量有极显著影响（P<0.01，下同），施肥量对有效穗数、穗粒数和产量有极显著影响，对千粒重的影响未达显著水平（P>0.05，下同）。种植密度和施肥量的互作对穗粒数和产量有极显著影响，对有效穗数和千粒重的影响未达显著水平。

2. 2 南麦618产量与产量构成因子的简单相关分析及通径分析结果

由表4可看出，有效穗数、穗粒数和千粒重与产量（Y）的相关系数排序为有效穗数（r=0.704*）>千粒重（r=0.070）>穗粒数（r=-0.286），其中有效穗数与产量的正相关达显著水平，说明有效穗数对小麦产量水平的提高起主导作用，其次为千粒重、穗粒数。通径分析结果表明，三因子对产量的贡献大小与简单相关性分析结果一致，其中穗粒数对产量的直接通径系数为负值，穗粒数通过有效穗数和千粒重对产量的间接通径系数也均为负值，说明增加南麦618产量应充分协调穗粒数与有效穗数、千粒重间的关系。

2. 3 种植密度和施肥量对南麦618旗叶叶绿素含量的影响

由图1-A可看出，不同种植密度处理下，南麦618旗叶叶绿素含量指数呈双峰变化趋势，即先缓慢上升后又缓速波动下降，随后再迅速上升，最后又急速下降。孕穗至抽穗期（3月7～30日）旗叶叶绿素含量指数以A2水平最高，A1水平最低，扬花至灌浆期（3月30日～4月18日）旗叶叶绿素含量指数排序为A1>A2>

A3，成熟期（4月20～25日）旗叶叶绿素含量指数排序为A3>A1>A2。对动态变化曲线进行直线拟合发现，A1斜率（a=-0.32）最小，A2斜率（a=-0.40）最大，说明A1水平旗叶叶绿素含量衰减的速率最慢，A2水平旗叶叶绿素含量衰减速率最快。

由图1-B可看出，不同施肥量处理下，南麦618旗叶叶绿素含量指数同样呈双峰变化趋势，且随施肥量的增加而增高。对动态变化曲线进行直线拟合发现，B3斜率（a=-0.37）最小，B2斜率（a=-0.40）最大，说明B3水平旗叶叶绿素含量衰减速率最慢，B2水平旗叶叶绿素含量衰减速率最快。

2. 4 种植密度和施肥量对南麦618单茎绿叶面积的影响

由图2-A可看出，不同种植密度处理下，南麦618单茎绿叶面积呈逐渐下降趋势，且随种植密度的增大而减小。对动态变化曲线进行直线拟合，发现A2斜率（a=-1.91）最小，A1斜率（a=-1.99）最大，说明A2水平单茎绿叶面积衰减速率最慢，A1水平单茎绿叶面积衰减速率最快。

由图2-B可看出，不同施肥量处理下，南麦618单茎绿叶面积呈逐渐下降趋势，且随施肥量的增加而变大。对动态变化曲线进行直线拟合，发现B3斜率（a= -1.66）最小，B2斜率（a=-1.82）最大，说明B3水平单茎绿叶面积衰减速率最慢，B2水平单茎绿叶面积衰减速率最快。

3 讨论

种植密度是保证群体数量和结构的关键，合理施肥则是个体生长发育的重要保障。适宜的种植密度可协调产量因子间的关系，从而提高产量。王竟绍等（2011）研究表明，种植密度提高有利于不同穗型小麦品种单位面积有效穗数的增加，但穗粒数与千粒重随种植密度的加大而减小。王志伟等（2016）研究认为，西南麦区小麦品种创高产的适宜密度为基本苗2.4×106株/ha。本研究结果表明，南麦618单位面积有效穗数随种植密度的加大而增加，主穗长、穗粒数、千粒重和成穗率则随种植密度的增大而降低；3个种植密度下，A1水平的平均产量显著低于A2和A3，后两者差异不显著，但A3的密度过大容易发生倒伏，因此生产上建议选择A2水平。该结果与王竟绍等（2011）和王志伟等（2016）的研究结论相似。刘兆丽和王建林（2008）研究指出，合理施肥可极显著提高小麦单位面积有效穗数、穗粒数和千粒重，三者共同作用致使小麦产量极显著提高。本研究结果表明，施肥量对有效穗数、穗粒数和产量有极显著影响，随着施肥量的增加，单位面积有效穗数增加，穗粒数和千粒重表现不同程度的上升趋势。因此，种植密度和施肥量对产量及其构成因子均有显著影响，二者达到最佳组合才是实现高产的关键。

种植密度和施肥量对小麦的光合作用也有显著影响。刘建华等（2009）研究表明，高密度中肥处理有利于提高叶片光合速率，高密度高肥处理有利于提高叶片蒸腾速率，高肥水平则有利于提高叶片的气孔导度。在一定的施氮量范围内，叶片叶绿素相对含量、净光合速率等均随施氮量的增加而提高，施氮量超过一定范围继续提高，上述参数则呈下降趋势，籽粒产量亦呈相同趋势。过高的施氮量会导致灌浆后期叶片衰老加快，净光合速率下降迅速，叶面积指数降低，千粒重下降明显，最终导致产量减少（蔡剑等，2007；孙旭生等，2008）。因此，通过调整种植密度和施肥量等农艺栽培措施，可提高作物光能利用率，进而增加产量。本研究结果表明，在同一密度处理下，随施肥量的增加，有效穗数、穗粒数、千粒重、产量均增加，旗叶叶绿素含量和单茎绿叶面积增大，当施肥量为B3水平时，旗叶叶绿素含量和单茎绿叶面积衰减的速率均最慢；在同一施肥水平下，当种植密度为A2水平时，在孕穗至抽穗期（3月7～30日）南麦618旗叶叶绿素含量较A1和A3水平高，扬花至灌浆期（3月30日～4月18日）旗叶叶绿素含量排序为A1>A2>A3，在整个孕穗至成熟期A2水平单茎绿叶面积衰减速率最慢。这可能是由于A2水平种植密度适中，群体结构相对合理，叶片有更充足的光照和更长的光合时间，有利于光合产物的积累，有助于产量的形成。因此，本研究中南麦618最佳的种植密度与施肥量组合为A2B3（即基本苗2.48×106株/ha，N 99.0 kg/ha+P 77.0 kg/ha），但在实际生产中应根据具体情况适当调整施肥量和用种量，并做好抗旱防渍、病虫草害的防治等耕作管理措施，以利于充分发挥南麦618的最大增产潜力，并实现其品质的高效、优质调控。

4 结论

本研究结果表明，种植密度和施肥量对南麦618的农艺性状及产量有显著影响，在川东北丘陵区种植南麦618的最佳种植密度与施肥量组合为A2B3，即基本苗2.48×106 株/ha，N 99.0 kg/ha+P 77.0 kg/ha。

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（责任编辑 王 晖）