麦棉套作模式下差量播种对小麦抗倒性能及产量的影响

2017-12-16王树林王国平王燕张谦冯国艺雷晓鹏梁青龙

山西农业大学学报（自然科学版） 2017年12期

王树林，王国平，王燕，张谦，冯国艺，雷晓鹏，梁青龙

(1．河北省农林科学院棉花研究所/农业部黄淮海半干旱区棉花生物学与遗传育种重点实验室，河北石家庄 050051； 2.中国农业科学院棉花研究所，河南安阳 455000)

王树林1，王国平2，王燕1，张谦1，冯国艺1，雷晓鹏1，梁青龙1

[目的]在麦棉套作模式下，通过调整小麦边行与内行播种量，探索防止小麦倒伏与增产的新途径。[方法]于2016-2017年在曲周试验站开展试验，采用裂区设计，主因素为边行播种量，设225 kg·hm-2(B1)与300 kg·hm-2(B2)两个水平，副因素为内行播种量，设150 kg·hm-2(T1)、225 kg·hm-2(T2)、300 kg·hm-2(T3)3个水平；调查小麦秸秆直径、断裂拉力、倒伏率等抗倒性能指标与小麦产量及其构成。[结果]随播量增加，边行与内行小麦主茎基部第二节间直径与断裂强度下降，单位面积穗数、产量呈上升趋势，穗粒数、千粒重呈下降趋势；边行与内行相互影响显著，内行播量增加对边行小麦生长存在负效应，边行播量增加同样抑制内行小麦生长。综合来看，当边行播量在300 kg·hm-2，内行播量在150 kg·hm-2时小麦平均产量最高，内行倒伏率接近最低。[结论]在麦棉套作模式下，采用增加边行播量，降低内行播量的差量播种方式，有利于防止小麦倒伏，提高小麦产量。

麦棉套作；差量播种；倒伏；产量构成

麦棉套作种植模式在20世纪90年代是河北省主推技术[1,2]，但后来由于其不适应小麦机械化收获而导致面积迅速萎缩。近年来关于麦棉套作种植模式的研究逐渐增多，一是国家对粮食安全日益重视[3]，二是植棉效益连年下降[4,5]，而麦棉套作种植模式是通过棉田增粮，一方面增加了粮食产量，另一方面增加了棉田收益[6]；关于麦棉套作模式的研究，孙磊[7,8]、王瑛[9]等人就套作模式下根系化感方面开展了一系列基础研究，王树林[10～15]等人在麦棉套作模式下开展了小麦播种方式与播量、品种筛选、肥料运筹等试验研究，但均未涉及小麦倒伏问题，由于麦棉套作模式下一般采取增加小麦播量的方式保证小麦产量，但同时导致内行小麦易倒伏而减产[16]，因此本试验提出了差量播种的概念，旨在通过调整边行与内行小麦播量，为小麦倒伏问题提出解决途径。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试验地情况

试验于2016-2017年在河北省曲周县槐桥乡西漳头村麦棉套作试验田开展，供试小麦品种为婴泊700，属半冬性中熟品种。试验田肥力水平偏高，0～20 cm土层养分含量有机质1.29 g·kg-1，全氮0.95 g·kg-1，速效磷28.7 mg·kg-1，速效钾218 mg·kg-1。

1.2 试验设计与方法

裂区设计，主因素为边行播种量，设2个播量水平，分别是225 kg·hm-2(B1)与300 kg·hm-2(B2)，副因素为内行播种量，设3个播量水平，分别是150 kg·hm-2(T1)、225 kg·hm-2(T2)、300 kg·hm-2(T3)。试验设置3次重复，小区宽6.4 m，长8.0 m，面积51.2 m2。

播种方式为立体匀播，小麦幅宽80 cm，每20 cm宽为一小幅，两侧的20 cm小麦为边行，中间相邻的两个20 cm小麦为内行；播种时将表层5 cm土刮开，人工将小麦种子按20 cm幅宽依次撒于地表后覆土镇压；小麦幅宽80 cm，棉花预留行80 cm，2016年10月30日整地，施复合肥750 kg·hm-2，10月31日播种，2017年3月10日灌水1 200 m3·hm-2，追施纯氮103.5 kg·hm-2，4月25日播种棉花，4月26日灌水900 m3·hm-2，5月16日灌水900 m3·hm-2，6月9日收获小麦，其它管理同大田。

1.3 测定项目与计算方法

按照每20 cm为一小幅将80 cm幅宽小麦分为4份，边行为两侧2小幅，内行为中间的2小幅；小麦收获前调查成穗数，同时在调查区域内随机收获50株室内考种，用游标卡尺测定基部第二节间直径，用HP-5型推拉力计测定基部第二节间断裂拉力，调查穗粒数与千粒重；各小区单独收获计产。

1.4 统计分析

数据整理使用Excel 2003，统计分析使用DPS 7.05进行。

2 结果与分析

2.1 不同播量对小麦秸秆直径的影响

从表1结果来看，无论边行还是内行，随播量增加小麦主茎基部第二节间直径均呈下降趋势，边行B2(T1、T2、T3平均，下同)较B1下降0.15 mm，差异达显著水平；在B1播量条件下，当内行播量从T1增至T3,后，小麦秸秆直径下降了0.22 mm，在B2播量条件下，小麦直径相应下降了0.19 mm。

边行与内行之间存在相互影响。边行播量增加降低了内行小麦直径，B2播量下内行小麦直径较B1降低0.25 mm；而内行播量由T1增至T3后，在B1条件下边行小麦秸杆直径下降0.11 mm，在B2条件下降低0.10 mm，且差异均达显著水平。这一结果表明，随边行播量的增加，对内行小麦生长产生抑制作用，而内行播量增加后也同样抑制了边行小麦的生长。

表1 不同处理小麦直径/mm

注：表中同列数据后英文字母不同，表示在5%水平上差异显著。下同。

Note：Values followed by the different small letters within a column are significant difference at the 0.05 level. The same below.

2.2 不同播量对小麦秸秆断裂拉力的影响

根据表2可见，随播量增加，边行与内行小麦秸秆断裂拉力均呈下降趋势， B2平均较B1下降0.9 N，差异达显著水平；在B1与B2播量条件下，内行秸秆直径T1均显著高于T2与T3，但T2与T3间差异不显著。

边行与内行之间存在相互影响。边行播量增加降低了内行小麦秸秆断裂拉力，B2播量下内行小麦断裂拉力较B1降低0.5 N；而内行播量由T1增至T3后，在B1条件下边行小麦直径下降0.8 N，在B2条件下降低0.7 N，且差异均达显著水平。这一结果与小麦秸秆直径变化规律一致。

表2不同处理小麦秸秆断裂拉力/N

Table 2 Broken tension of wheat straw of different treatments

处理Treatment边行Marginalrow内行Innerrow平均AverageB1T184a71a78aT274b59b67bT376b55b66bB2T174a63a69aT267b55b61bT367b54b61bB1Average78a62a70aB2Average69b57b63b

2.3 不同播量对小麦倒伏率的影响

2017年由于气候原因，小麦出现严重倒伏，在麦棉套作模式下，不同播量边行小麦均未出现倒伏，而内行小麦则出现不同程度倒伏，从图1中可以看出，随着内行播量增加，小麦倒伏率显著升高，B1与B2播量下，T1播量内行倒伏率仅有3.6%与5.9%，而T3内行小麦倒伏率则增加到71.8%与90.0%。

图1 不同处理内行小麦倒伏率Fig.1 Lodging ratio for inner rows of different treatments

2.4 不同播量对小麦单位面积穗数的影响

播量对边行与内行小麦单位面积穗数影响较大(表3)。随播量增加，无论边行与内行，单位面积穗数均呈增加趋势，边行B2平均较B1增加111万穗·hm-2，差异达显著水平；在B1与B2播量条件下，内行播量增加，单位面积穗数增加趋势明显。

表3 不同处理小麦单位面积穗数/104·hm-2

边行播量增加对内行单位面积穗数影响显著，B2平均内行穗数较B1降低34万穗·hm-2；而内行播量增加同样显著降低了边行穗数，在B1播量条件下，T1、T2、T3三个播量间边行穗数差异均达显著水平，在B2播量条件下，边行穗数T1与T2之间差异不显著，但显著高于T3。

2.5 不同播量对小麦穗粒数的影响

播量对边行与内行小麦穗粒数有一定影响(表4)。随播量增加，无论边行与内行，单位面积穗数均呈下降趋势，边行B2平均较B1减少1.2粒，差异达显著水平；在B1与B2播量条件下，内行随播量增加，穗粒数呈下降趋势，差异显著。

表4 不同处理小麦穗粒数

边行播量增加对内行穗粒数影响显著，B2平均内行穗数较B1降低0.7粒，差异达显著水平；而内行播量增加对边行穗粒数的影响较小，无论在B1与B2播量条件下，T1、T2与T3之间边行穗粒数差异均未达到显著水平。

2.6 不同播量对小麦千粒重的影响

播量对边行与内行小麦千粒重影响相对较小(表5)。随播量增加，无论边行与内行，千粒重呈下降趋势，边行B2平均较B1减少1.6 g，差异达显著水平；在B1与B2播量条件下，内行随播量增加，千粒重呈下降趋势，在B1播量条件下差异不显著，在B2播量条件下，T1显著高于T2与T3。

表5 不同处理小麦千粒重/g

边行播量增加对内行千粒重影响显著，B2内行千粒重平均较B1降低1.3 g，差异达显著水平；而内行播量增加对边行千粒重的影响较小，无论在B1与B2播量条件下，T1、T2与T3之间千粒重差异均未达到显著水平。

2.7 不同播量对小麦产量的影响

播量对边行与内行小麦产量有显著影响(表6)。随播量增加，无论边行与内行，小麦产量均呈上升趋势，边行B2平均较B1提高592 kg·hm-2，差异达显著水平；在B1与B2播量条件下，内行随播量增加，小麦产量均呈上升趋势，在B1播量条件下，T3显著高于T1与T2，在B2播量条件下，3个内行播量处理产量差异不显著。

边行播量增加对内行小麦产量影响显著，B2内行小麦产量平均较B1降低245 kg·hm-2，差异达显著水平；而内行播量增加也导致边行小麦产量下降，在B1播量条件下，T1产量显著高于T2与T3，与B2播量条件下，T1与T2间差异不显著，但显著高于T3。

表6 不同处理小麦产量/kg·hm-2

从边行与内行的互相影响来看，随着内行播量增加，内行产量上升而边行产量下降，从平均产量来看，无论在B1还是在B2播量条件下，小麦产量有下降的趋势，表明增加内行播量不利于提高小麦总体产量。在6个处理中，以B2 T1处理产量最高，达到了8 435 kg·hm-2。

3 结论与讨论

在麦棉套作模式下，为增加小麦产量通常采取增加小麦播量的方式，但同时带来内行小麦易倒伏的问题，在单作冬小麦栽培中，常采取调整播量[17]、化控[18]等方式解决小麦倒伏问题，而在麦棉套作模式下，有关小麦倒伏的研究鲜见报道。为解决麦棉套作模式下小麦内行易倒伏的问题，本试验首次提出增加边行播量，降低内行播量的差量播种法，以期在充分利用套作模式下的边行优势的同时降低内行小麦倒伏风险，结果表明，随播量增加，无论边行与内行，小麦秸秆直径与断裂拉力均呈下降趋势，而内行小麦随播量增加，倒伏率急剧升高。随播量增加，边行与内行小麦单位面积穗数呈增加趋势，穗粒数、千粒重呈下降趋势，小麦产量呈上升趋势，同时边行与内行间存在相互影响，即边行播量增加影响内行小麦生长，反之亦然。从平均产量来看，当边行播量在300 kg·hm-2，内行播量在150 kg·hm-2时小麦平均产量最高，内行倒伏率接近最低，因此综合考虑，在麦棉套作模式下，采取增加边行播量，降低内行播量有利于降低小麦倒伏风险，提高小麦产量。

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Effectsofdifferentialseedingrateonlodging-resistanttraitsandyieldcomponentsofwheatunderwheat-cottonintercroppingsystem

WangShulin1,WangGuoping2,WangYan1,ZhangQian1,FengGuoyi1,LeiXiaopeng1,LiangQinglong1

(1.CottonResearchInstitute，HebeiAcademyofAgricultureandForestryScience/KeyLaboratoryofBiologyandGeneticImprovementofCottoninHuanghuaihaiSemiaridArea，MinistryofAgriculture，Shijiazhuang050051，China; 2.InstituteofCottonResearchofChineseAcademyofAgriculturalSciences,Anyang455000,China)

[Objective]Through adjusting seeding rate of marginal row and inner row under wheat-cotton intercropping system, newmethod was explored to decrease wheat lodging and increase wheat yield.[Methods]The experiments were conducted in Quzhou station during 2016-2017. A split plot experiment involving two seeding rates(225.0 kg·hm-2and 300.0 kg·hm-2) of marginal row and three seeding rates(150 kg·hm-2, 225.0 kg·hm-2, 300.0 kg·hm-2) of inner row was designed. The diameter, broken tension of wheat straw and wheat lodging ratio, yield components were investigated.[Results]With increasing of seeding rate the lodging-resistant traits decreased, and the spike number per unit area, wheat yield increased, but wheat grains per ear and thousand-grain weight decreased. There was a significant interaction between the seeding rates of marginal row and inner row. The increase of seeding rate for inner row restrained the growth of wheat for marginal row, also the increase of seeding rate for marginal row restrained the growth of wheat for inner row. Above all, when seeding rate was 300 kg·hm-2for marginal row and 150 kg·hm-2for inner row, the wheat yield was the highest and lodging ration was nearly the lowest.[Conclusion]Themethod of increasing seeding rate for marginal row and decreasing seeding rate for inner row was beneficial to decrease wheat lodging and increase wheat yield.

Wheat cotton intercropping system, Differential seeding rate, Lodging, Yield components

S512.1

1671-8151(2017)12-0837-04

2017-08-27

2017-09-21

王树林(1978—)，男(汉)，河北巨鹿人，副研究员，研究方向：棉花栽培与麦棉两熟双高产栽培技术

科技部支撑计划(2013BAD05B00)；农业部行业专项(201503121)；棉田高效技术体系研发与示范(HBCT2013030208)

(编辑：韩志强)