旺长麦田返青期机械镇压对小麦生育性状及产量的影响

黄玲，赵凯，徐兴科，闫璐，孙雷明，邵敏敏，王霖

（济宁市农业科学研究院，山东 济宁 272031）

受播种期过早、播种量过大、偏春性半冬性小麦品种大面积应用[1～4]等人为因素的影响，加上秋冬气候变暖的极端天气[5，6]，导致每年都有部分麦田出现旺长现象[7]。小麦苗期旺长不仅会造成群体过大，田间郁闭，通风透光性差，基部节间拉长、茎秆变细，抗折能力降低，易出现倒伏[8]，当遇到寒冬或倒春寒袭击时还会造成小麦大面积受冻[9]。另一方面，苗期养分过度消耗会导致小麦生长后期养分供应不足，穗粒数和千粒重明显降低[10]，最终造成大幅度减产[11]。因此，必须对旺长麦田及时采取措施，控旺转壮，才能够减少养分消耗，达到高产稳产的目的。

镇压是调节小麦生长的一项主要措施之一[12]。研究表明，镇压有夯实土壤、粉碎土块、平整地面的作用[13-15]；起身期镇压可促进分蘖成穗、茎秆粗壮，提高小麦成穗率和植株的抗倒伏能力[16，17]。但是，传统的人力畜力麦田镇压方式效率较低，难以满足当前集约化生产的需要。随着小麦生产规模化程度的提高，特别是近年来秸秆还田面积的增加，造成了耕作层土壤疏松，土壤水分散失较快，但为保证出苗存在着播种量过大情况的发生，致使部分麦田基本苗过大，出现旺长的现状，因此生产上迫切需求利用作业效率较高的镇压机械进行镇压处理[18，19]。为此，开展了自走式机械镇压机对旺长麦田小麦生育性状及产量的影响试验，以期明确机械镇压对控制旺长、增强抗倒伏能力和小麦增产的机理，为机械镇压技术的推广应用提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验地种植小麦品种为济麦22号。所用镇压机为辛牛牌自走式农田镇压机（型号：1YZ-2.1），镇压幅宽1.7～2.2 m，整机质量800 kg。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 试验在山东省济宁市任城区长沟镇张坊村旺长麦田进行，前茬作物为玉米。2017年小麦播种前（10月2日）旋耕2遍，深度13 cm，并施用氮磷钾三元复合肥（N、P2O5、K2O含量均为15%）750 kg/hm2做基肥；10月3日等行距播种小麦，行距23.3 cm，每畦12行，畦宽2.8 m，播种量375 kg/hm2，基本苗数量292.5万株/hm2。2018年2月25日调查小麦最大分蘖数为1 725.0万个/hm2。采用对比试验设计，设春季镇压和不镇压（CK）2个处理。小区面积133.34 m2，3次重复。2018年2月26日利用镇压机进行麦田镇压，镇压幅宽2.2m，机器行走速度6.0km/h。

1.2.2 测定项目与方法

1.2.2.1 土壤含水量。3月20日，每小区均五点取样，各取样点以每20 cm为1层，采用烘干法，测定0～60 cm土体的土壤含水量。

1.2.2.2 小麦农艺性状。分别于起身期（3月20日）、拔节期（4月6日）、挑旗期（5月2日），每小区均五点取样，每点取10个单株，混合后随机选取20个单株，测定单株分蘖数、次生根条数、叶长、叶宽、单株鲜重、单株干重等性状。成熟期，每小区取13.34 m2计产，并测定单位面积穗数、穗粒数和千粒重；每小区取20个单株，测定主茎高度（株高）、穗长、节间长度、总小穗数、可孕小穗数、顶部不孕小穗数和基部不孕小穗数等性状。

1.2.3 数据统计与分析 利用Microsoft Excel 2003软件进行数据整理与统计分析。

2 结果与分析

2.1 镇压对起身期小麦生长发育及不同深度土壤含水量的影响

镇压后小麦主茎叶片数与CK相当，主茎高度略有降低；单株分蘖数、次生根条数分别减少12.41%和7.48%；叶长、叶宽分别增大5.82%和2.07%；单株鲜重、干重分别降低11.54%和17.45%（表1）。表明机械镇压不仅抑制了小麦地上部的生长，还影响到其地下部根系的发育。镇压后小麦单株分蘖数、次生根条数、鲜重和干重均大幅度降低，分析原因可能是机械镇压直接对植株地上部造成了伤害，影响叶片的正常生长，导致光合干物质积累减少，也使得运向根部的有机物质量减少，进而影响了整个植株的生长发育。

表1 镇压对起身期小麦生长发育性状的影响Table 1 Effects of repression on growth and development traits of wheat at standing stage

镇压后0～20 cm土层含水量增加了5.14%，增幅较大；20～40 cm土层含水量减少了0.14%，40～60 cm土层含水量增加了0.92%，变化幅度均很小（表2）。表明机械镇压能够增加0～60 cm土层的含水量。分析原因可能是镇压后增加了土壤沉实程度，一方面减少了土壤水分散失，另一方面毛细管作用使得更多的深层土壤水分得以向上提升。

表2 镇压对起身期不同土层含水量的影响Table 2 Effects of repression on soil moisture at different layers at standing stage （%）

2.2 镇压对拔节期小麦生长发育的影响

镇压后小麦主茎叶片数与CK相当，主茎高度降低3.31%；单株分蘖数、次生根条数分别减少19.36%和10.37%，单株次生根条数的降幅低于单株分蘖数的降幅，但单个分蘖对应的次生根条数仍然高于CK；叶长、叶宽分别降低1.36%和5.76%，其中叶宽降幅较大（表3）。表明机械镇压能够促进起身到拔节期分蘖两极分化速度，减少无效养分消耗，让更多的养分向大蘖转移，提高养分利用效率。镇压后小麦单株鲜重和干重均明显低于CK，分别减少21.92%和19.91%。

表3 镇压对拔节期小麦生长发育性状的影响Table 3 Effects of repression on growth and development traits of wheat at jointing stage

2.3 镇压对挑旗期小麦叶片性状及生物量积累的影响

镇压后旗叶、倒二叶、倒三叶和倒四叶的宽度均变窄，降幅为1.58%～4.20%，其中倒三叶降幅最大、倒二叶降幅最小；长度出现不同的变化，其中倒四叶片、倒三叶分别缩短了6.30%和0.55%，倒二叶、旗叶分别增大了16.51%和12.26%；叶面积增减不一，其中旗叶、倒二叶分别增大了8.99%和14.04%，倒三叶、倒四叶分别缩小了3.94%和8.35%（表4～7）。镇压后所有叶片宽度均减小，基部叶片长度缩短，但是旗叶和倒二叶长度增大，表明机械镇压抑制了基部叶片生长，促进了顶部叶片的发育。而顶部叶片增大对小麦后期生物量的积累具有积极作用。因此说，机械镇压有助于小麦生长后期生物量的积累，为小麦产量的进一步提高奠定了物质基础。

镇压后小麦旗叶、倒二叶、倒三叶的生物量均增加，鲜、干重增幅分别为1.33%～6.21%和1.65%～3.26%；倒四叶生物量明显降低，鲜、干重降幅分别达到47.21%和50.00%。主要是镇压后叶片大小明显降低，生长发育受到抑制，对整个单株来说具有控下促上的作用。

表4 镇压对挑旗期小麦旗叶性状及生物量的影响Table 4 Effects of repression on flag leaf traits and biomass of wheat at flag leaf expansion stage

表5 镇压对挑旗期小麦倒二叶性状及生物量的影响Table 5 Effects of repression on traits and biomass of the second leaf from the top of wheat at flag leaf expansion stage

表6 镇压对挑旗期小麦倒三叶性状及生物量的影响Table 6 Effects of repression on traits and biomass of the third leaf from the top of wheat at flag leaf expansion stage

表7 镇压对挑旗期小麦倒四叶性状及生物量的影响Table 7 Effects of repression on traits and biomass of the forth leaf from the top of wheat at flag leaf expansion stage

2.4 镇压对成熟期小麦株高及产量的影响

镇压后小麦株高降低了5.61%，穗长增加不大，各个节间长度均有缩短（表8）。以基部节间缩短为主，其中基部第三节间缩短率最高为14.34%；基部第二节间缩短率次之，降幅为10.42%。穗下第一、二节间长度缩短幅度较小。表明机械镇压能够明显缩短基部节间长度，降低植株重心，提高抗倒伏能力。

镇压后小麦可孕小穗数增多0.09%，基部不孕小穗数减少3.90%，顶部不孕小穗数增多4.48%，但总小穗数增幅（0.08%）不大；产量构成三因素均有不同程度的提高，单位面积穗数、穗粒数和千粒重分别较CK增加了13.65万穗/hm2、0.79个和0.34 g，增幅分别为2.00%、2.25%和0.80%；产量为11 883.90 kg/hm2，较CK增加5.05%（表9）。表明机械镇压对穗长影响不大，但能够增加单位面积穗数、穗粒数和千粒重，最终明显提高小麦产量。

表8 镇压对成熟期小麦株高和节间长度的影响Table 8 Effects of repression on plant height and internode length of wheat at maturity stage

表9 镇压对成熟期小麦产量及其相关性状的影响Table 9 Effects of repression on yield and related traits of wheat at maturity stage

3 结论与讨论

本研究结果表明，旺长麦田在返青期进行机械镇压后，起身期单株分蘖数、次生根条数以及鲜重和干重均降低，小麦地上部和地下部生长均受到明显抑制；拔节期小麦叶长和叶宽均减小，单株分蘖数、鲜重和干重均明显降低，小麦生长受到抑制。

镇压后挑旗期所有叶片宽度均变窄，基部叶片长度也缩短，但是旗叶和倒二叶的叶长反而超过无镇压处理。说明镇压具有抑制基部叶片生长、促进顶部叶片发育的作用。而顶部叶片面积增大会增加光合面积，对小麦后期生物量的积累具有积极作用。镇压处理后旗叶、倒二叶和倒三叶的鲜重及干重均高于未镇压处理，也从另一个方面说明了镇压对单株生长具有先抑后促的作用。由于这部分叶片存储的有机物质在生育后期能够转运到子粒中去（占6%～10%），因此有利于产量的提高。

从成熟期株高来看，镇压可以明显降低整体株高，各个节间长度均有缩短，其中基部第二和第三节间缩短明显。镇压的作用总体表现为减少无效分蘖，降低叶片宽度，增加田间通透性，改善田间小气候。镇压后表层土壤沉实，0～20 cm土层含水量增加，且表层土壤沉实后有利于深层水分上移，提高水分利用效率。刘万代等[20]研究表明，镇压可缩短植株基部3个节间的总长度，在一定程度上提高茎秆质量。刘炳军[21]认为，对群体过大、有旺长趋势的麦田进行早春镇压，可以抑制小麦地上部生长，起到控旺促壮的作用。马根众[22]认为，春季针对旺长及秸秆还田土壤暄松麦田利用镇压装备进行适当镇压，可损伤小麦地上叶蘖，抑制主茎和大蘖生长，促进小蘖增生和地下部根系生长，达到小麦控旺转壮、提墒节水和防止倒伏的目的。本研究结果支持了前人观点。

总之，镇压能够抑制起身期和拔节期小麦叶片的生长，减少无效分蘖，降低肥水的无效消耗，有利于后期生物量的积累，改善群体的通风透光条件，降低植株高度，提高小麦群体的抗倒伏性能。倒伏是造成小麦减产的一个主要因素，后期倒伏的麦田会减产10%以上，早期倒伏甚至可以导致减产30%以上[23]，因此，对于旺长麦田来说，返青期镇压是一项非常高效的防倒、增产、增效措施。