宽幅带状旋播对小麦产量及品质的影响

张 睿,李淑琳，王荣成，张永峰，张宗卷，黄西社

(1 西北农林科技大学 农学院，陕西 杨凌 712100；2 山东洁晶集团股份有限公司，山东 日照 276800；3 陕西省农业技术推广总站，陕西 西安 710003;4 陕西省泾阳县农业技术推广中心，陕西 泾阳 713700；5 陕西省凤翔县农业技术推广中心，陕西 凤翔 721400；6 陕西省武功县农业技术推广站，陕西 武功 712200)

如何持续提高小麦单位面积产量，进而稳定或增加小麦总产量是我国小麦生产者关注的热点，而提高小麦播种质量是获得小麦高产的基础。因此，国内学者相继进行了播种方式探索，期望借助改变播种方式来提高播种质量。何立人[1]、司秉廉等[2]、顾择[3]较早进行宽幅播种探索，认为宽幅播种增产效果比条播显著；余松烈院士进行了宽幅带状播种及精播技术研究，开发出与宽幅播种配套的机具；与此同时国内多个农机厂家也进行了相关研发，开发出多种宽幅播种机具，如西安亚奥、洛阳鑫乐、山东郓城的宽幅播种机等，为宽幅播种技术的推广奠定了基础。宽幅播种技术已成为近年小麦生产的主推技术之一，先后在黄淮麦区的山东省、河南省、河北省、陕西省、山西省、甘肃省等地的冬小麦生产中推广应用。内蒙、甘肃、北京等地农技推广部门进行比较研究后普遍认为，宽幅播种具有显著增产效果，但增产幅度差异较大[4-16]。陕西省在2009-2011年结合农业部和陕西省的小麦高产创建进行了宽幅带状旋播多点示范实践，发现该播种方式一方面受到整地质量、地力水平、机械性能、驾驶员操作技能、生态区域差异等因素影响，另一方面该机型本身设计中，为了防止播种过程中秸秆堵塞影响播种质量而增大了行距，其产量效应有增有减。为改进完善该机型作业性能，本研究在关中不同区域有代表性的安排试验和示范，系统研究宽幅带状旋播后小麦群体、个体、产量及品质的变化，以完善宽幅带状播种技术。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验用小麦品种为小偃22(购自陕西岐山县种子公司)，示范用小麦品种为小偃22和中麦895(由中国农业科学院作物科学研究所提供)。试验用肥料从当地农资市场购买，用量与大田生产一致。

1.2 试验设计

试验于2013-2014年在陕西省武功县武功镇古风村进行，武功试验点年降水量633.7 mm，年均气温12.9 ℃, ≥10 ℃的有效积温为4 184 ℃,无霜期228 d，年平均日照时数2 094.9 h。试验示范在扶风县的浪店村(年降水量543 mm，年均气温12.5 ℃, 无霜期226 d)、凤翔县的横水村(年降水量523.6 mm，年均气温11.4 ℃, 无霜期229 d)、泾阳的东王村(年降水量548.7 mm，年均气温13.1 ℃,无霜期218 d)和临潼区大刘村(年降水量540.6 mm，年均气温13.2 ℃, 无霜期212 d)进行。试验地面积1.2 hm2，每种方式播种0.4 hm2。选用2BJK-6型小麦宽幅精量播种机(购自山东郓城，播幅170 cm,行距27.0 cm)、2BMG-4/6宽幅带状旋播机(购自西安亚奥农机厂，播幅200 cm,行距28.5 cm)和普通条播机(2BX-6，播幅130 cm,行距21 cm，作对照)3种播种机。试验采用顺序排列，每种机型为1个处理，共3个处理，出苗后将每个处理划出667 m2分成5个小区即5个重复，试验地四周均留保护行。武功试验于2013年10月8日播种，播种量为187.5 kg/hm2；底肥磷酸二铵(P2O546%，N16%)525 kg/hm2，尿素(N,46%)300 kg/hm2，拔节期追施尿素150 kg/hm2；冬前统一化学除草，2014年5月6日统一开展“一喷三防”,其他的施肥、灌水、病虫害防治等统一进行，6月11日收获。试验示范点在2013年10月5-14日播种，播种量为187.5 kg/hm2；底肥磷酸二铵(P2O546%，N16%)525 kg/hm2，尿素(N,46%)300 kg/hm2，拔节期追施尿素150 kg/hm2；2013年11月下旬用巨星除草剂统一化学除草，2014年5月1-8日统一开展“一喷三防”，其他施肥、灌水、病虫害防治等统一进行，2014年6月10-14日收获。

1.3 调查指标及方法

1.3.1 小麦群体和个体指标 小麦出苗后，在每个播种方式的每个小区，确定5个点，每个点长2 m，调查基本苗、越冬总茎数、春季最高总茎数和成穗数，并在越冬期和拔节期调查个体株高、主茎叶龄、次生根数、分蘖结构。成熟期每个小区收获60 m2测定穗粒数、产量和千粒质量。

1.3.2 小麦品质指标 采用GB 5498-85的方法测定籽粒容重(g/L)；采用ICC标准No.202的方法测定籽粒硬度；采用ICC标准的No.105和No.202方法测定籽粒的蛋白质含量；采用ICC标准的No.106方法测定籽粒的湿面筋含量；采用ICC标准的No.116和No.118中Zeleny法测定籽粒沉淀值；采用ICC标准的No.115方法测定吸水率；采用ICC标准的No.115方法测定面团稳定时间(min)；采用GB/T 14615-2006的方法测定面团拉伸面积(cm2);采用GB/T 14615-2006的方法测定面团延展性(mm)和最大拉伸阻力(E.U.)。

1.3.3 功能叶净光合速率测定 在小麦开花期，对每个处理取6株，用LI-6400光合测定仪测量每株主茎的旗叶、倒二叶、倒三叶的净光合速率(Pn，μmol/(m2·s))。

1.4 数据处理

方差分析采用Lnt.方差分析软件，多重比较采用SSR法。

2 结果与分析

2.1 不同播种方式对小麦群体的效应

不同播种方式对小麦群体及其产量的效应见表1。由表1可以看出，在播种量相同的条件下，5个试验点中，宽幅播种的基本苗和越冬总茎数均低于对照，2BJK-6分别较对照低1.8%～6.9%和1.5%～7.5%，2BMG-4/6分别较对照低9.9%～15.4%和4.1%～6.8%；宽幅播种的春季最高总茎数均高于对照，较对照高3.0%～15.2%。这表明宽幅播种可显著改善中后期小麦的群体效应，其对中后期群体数量效应在不同试验和示范点差异较大，这种差异与播种质量、地力水平和品种分蘖能力等因素有一定关系。

2.2 不同播种方式对小麦个体的效应

不同播种方式对小麦个体质量的效应(武功)见表2。由表2可以看出，与对照相比，越冬期宽幅播种的株高降低6.7%～7.2%，单株Ⅰ级分蘖减少4.3%～26.1%，无Ⅱ级分蘖，单株次生根减少0.1～0.2条，减幅3.4%～6.9%。与对照相比，拔节期宽幅播种的株高增加3.9%～5.2%，单株Ⅰ级分蘖增加0.1～0.8个，增幅2.8%～22.2%，Ⅱ级分蘖增加0.5～1.0个，增幅22.7%～45.5%，单株次生根增加0.1～0.9个，增幅1.3%～12.5%。越冬期和拔节期宽幅播种的主茎叶龄差异均不显著。宽幅播种越冬前个体质量较差，拔节期个体质量显著提高，与其他4个试验示范点个体质量指标变化趋势相同。这表明宽幅播种显著提高了中后期小麦个体质量。

2.3 不同播种方式对小麦产量及其结构的效应

由表1可以看出，不同播种方式对小麦产量有显著影响，2BJK-6处理在武功和扶风较对照显著减产，分别减产9.2%和5.4%，在临潼与对照平产(1.2%)，在凤翔和泾阳分别增产10.4%和8.6%；2BMG-4/6在各点较对照均显著增产，增产幅度在5.0%～15.0%。说明宽幅带状播种方式有显著增产效果，宽幅精播产量则在不同地区表现不同。从产量结构看，宽幅播种的穗粒数和千粒质量较对照均增加，穗粒数增加0.2～4.0粒，增加幅度0.7%～16.3%,千粒质量增加0.7～3.5 g，增加幅度1.6%～8.6%；成穗数有增有减，2BJK-6处理成穗数在泾阳和凤翔分别较对照增加6.1%，在武功、扶风和临潼分别较对照减少5.2%，5.2%和5.6%,2BMG-4/6处理成穗数在凤翔较对照显著增加，在其他各点与对照差异不显著。表明宽幅播种在一定程度上提高了个体质量，2BJK-6成穗数在多数试验点低于对照，这主要与该机型播种后行距过大，群体潜力未得到有效发挥有关，同时也与品种分蘖能力和地力水平有关，泾阳的地力水平较高，成穗数表现增加就证明了这一点。

表1 不同播种方式对小麦群体及其产量的效应Table 1 Effects of different sowing methods on populationand yield of wheat

注：同列不同大写和小写字母分别表示5%和1%的差异显著性。下表同。

Note：Table capital and small letter mean significant difference at 0.01 and 0.05 level respectively.The following table is the same.

表2 不同播种方式对小麦个体质量的效应(武功)Table 2 Effect of different sowing methods on individual quality of wheat (Wugong)

2.4 不同播种方式对小麦功能叶净光合速率的效应

不同播种方式对小偃22主茎功能叶的净光合速率效应见表3。由表3可以看出，宽幅播种的功能叶净光合速率显著高于对照，并呈现2BJK-6>2BMG-4/6>2BX-6的变化趋势。2BJK-6机型旗叶、倒二叶和倒三叶净光合速率依次较对照增加28.9%，14.1%和46.2%，2BMG-4/6机型依次较对照增加17.6%，7.7%和49.1%。

2.5 不同播种方式对小麦品质的效应

从表4可以看出，小麦品种小偃22的容重低于对照，而硬度指数、蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值和吸水率高于对照，但差异均不显著。表明宽幅播种对小偃22品质无显著影响。

宽幅播种小偃22籽粒的粉质参数及面团拉伸性能较对照有所提高。面团稳定时间分别较对照增加38.9%和22.9%，显著高于对照；面团拉伸面积分别较对照增加3.7%和13.9%，其中2BMG-4/6机型差异显著；面团延展性分别较对照增加0.4%和2.9%。吸水率和最大拉伸阻力均高于对照，但差异不显著。

表3 不同播种方式对小偃22功能叶净光合速率的效应(武功)Table 3 Effects of different sowing methods on net photosynthetic rate of Xiaoyan 22 functional leaves (Wugong) μmol/(m2·s)

表4 不同播种方式对小偃22品质指标的效应(武功)Table 4 Effects of different sowing methods on quality index of Xiaoyan 22 (Wugong)

3 讨 论

不同播种方式试验和示范结果显示，宽幅带状旋播有显著的增产效应，宽幅精播对产量的效应有增有减，与2009-2011年在陕西省18个高产创建县示范结果一致[8-11]，但与其他省份报道结果显著增产并不一致[4-7,15-20]。综合分析后认为，这与机具本身设计[21]、该技术实施的质量、地力水平和品种分蘖能力等因素有很大关系。从宽幅带状旋播机型设计本身看存在2个方面的缺陷，首先是平均行距与传统条播差异不大，出苗后苗带6～8 cm，而实际仅有4 cm左右，这无形中增加了宽行行距4～6 cm，导致小麦生育前期和后期都会出现群体不能封垄，达不到高产目标对群体的要求；其次是播种深度调控较难，特别是在整地质量不高的情况下，农机操作者为了提高机械作业进度，在作业时常常会通过增加播种深度达到播种后表现播种质量好的效果，但出苗后实际播种深度在6～8 cm，个别甚至更深，达到13 cm，这不仅影响了籽粒的出苗率，同时也导致小麦出现地中茎，普遍形成弱苗，影响了个体质量。本试验播种前专门对农机手进行了播种操作技能培训，严格按照作业质量标准要求进行，因此试验地播种深度基本在4～5 cm，达到试验要求。宽幅带状旋播集旋地、播种和施肥于一体，是复式作业，因此作业需要的动力比较高[21]。但在实际作业过程中动力需求不仅与作业环节有关，也与耕层土壤质地和整地质量等多种因素有关。在实际生产中，按照设计要求的动力拖拉机进行作业时，常常出现动力不足，要保证播种质量而选择放弃旋地或施肥等作业环节，从而导致整体播种质量不高[8-12]。同时由于宽幅机型设计者过分考虑作业过程中秸秆堵塞问题，形成了宽行过宽，导致作业质量不达标[10-11,21]。

地力水平高低对个体生长发育及群体的动态消长有显著影响，高肥地如泾阳点群体较小，成穗数比较高，其地力基础比较高。另外，近年来生产中以条播为主，品种多为冬性到半冬性，春性逐步增强，品种的分蘖能力降低，行距增加后品种的分蘖能力变化不大，对群体的调节能力十分有限，经常出现后期群体不能完全封垄现象[8-10,22]，因此部分试验示范点群体达不到目标产量要求，表现减产也属正常。

不同播种方式对小麦籽粒的容重、硬度、蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、吸水率无显著影响，但对面团稳定时间、面团拉伸面积和最大拉伸阻力影响较大，特别是面团稳定时间变化较大，这与近年来生产中对陕优225、郑麦9023、西农979、陕89150等品种多点种植后品质分析趋势一致[21,23-25]，其原因可能与本试验仅测定了小偃22一个品种，其代表性有限有关；更可能与小麦品种基因型差异、生态环境差异、地力基础以及栽培技术差异的综合效应有关，具体原因还有待进一步研究。

4 结 论

宽幅带状旋播可以显著提高返青期后个体质量和产量，可在一定程度上改善面团的稳定时间和拉伸特性，这与品种类型和分蘖能力有关，分蘖能力越强的品种，其在宽幅播种条件下群体潜力容易得到发挥。宽幅播种产量与地力水平高低有关，地力水平较高，其群体数量与个体质量容易得到提高；宽幅播种产量与相应栽培管理技术的实施质量也有关，宽幅播种后前期群体小，个体质量较弱，因此在拔节前要加强肥水管理，如果采用传统的管理办法，就很难达到预期效果；宽幅播种产量也与机型本身设计与小麦生长的农艺协调性有关，目前机型设计与小麦生产设计产量目标实现过程中农艺要求结合不够密切。

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