不同播种方式对旱地小麦土壤温湿度及产量的影响

张 利，刘义国

（1.拉萨市达孜区邦堆乡人民政府，西藏拉萨 850111；2.青岛农业大学，青岛城阳 266109）

土壤温度和水分状况是作物根系生长的关键因素，对作物生长发育和产量具有决定性的作用［1］。但在我国北方旱地冬麦区，由于受水分及其他因素的影响，旱地小麦产量较低。研究播种模式对小麦越冬期、返青期的土壤温度、水分及冬小麦叶绿素值的影响，旨在探明这4 种播种方式对耕层土壤温度、水分、小麦穗干物质积累量及产量的影响，为今后应用这项技术提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地状况

试验于2018—2019 年在青岛农业大学胶州试验站进行。试验地为砂姜黑土，0～20 cm 土层中有机质1.45%，容重1.428 g·cm-3，碱解氮93.65 mg·kg-1，速效磷17.28 mg·kg-1，速效钾155.66 mg·kg-1。

1.2 试验设计

试验设4 个处理。1）处理1 沟作（F）。沟深17～20 cm，沟宽45 cm，畦宽30cm，沟内播种3行小麦，小行距15 cm，大行距25 cm。2）处理2 畦作①（R1）。播种6 行小麦，畦背高15～20 cm，畦面宽100 cm，畦背宽20 cm，小行距17 cm，大行距20 cm。3）处理3 畦作②（R2）。播种10 行小麦，畦背高15～20 cm，畦面宽170 cm，畦背宽20 cm，小行距17 cm，大行距19 cm。4）处理4 平作（C）。采用常规播种机播种，小麦行距为18 cm。每个处理3 个重复随机区组排列，小区面积10 m×10 m。小麦播种量为150 kg/hm2。2018 年10 月15 日播种。试验地一次性施用小麦复合肥525 kg/hm2，其中氮磷钾肥含量按15 ∶ 20 ∶ 10 比例配制。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 不同耕层温度变化的测定

采用曲管地温计测定土壤温度。观测时期为越冬期（1 月22 日—1 月24 日)和返青期（3 月8 日—3月10 日)，分别连续测定3 d，计算时取3 d 的平均数。

1.3.2 不同耕层水分变化的测定

土壤水分用时域水分测定仪测定，小麦种植后在每个小区安装水分测定专用管，上下封口防止外部水分进入管内。

1.3.3 叶绿素值的测定

用日本产mini SPAD 叶绿素计测定。

1.3.4 穗干物质积累量及籽粒产量的测定

每小区选取长势均匀一致的5个1 m双行取样点，取生长均匀一致的10 个穗放置于烘箱中，105 ℃杀青，然后在65 ℃下烘干、称重，计算穗干物质积累量。小麦籽粒干重用同样的方法进行。收获后取样进行室内考种，并计算理论产量。

1.4 数据处理

通过DPS7.05 和Excel 2003 进行数据差异性分析和作图。

2 结果与分析

2.1 不同播种方式对耕层温度的影响

土壤温度直接关系到小麦根系的生长，决定小麦壮苗的比例。而越冬期、返青期又是气温最低且最不稳定的时期。此时期的土壤温度较高，可保证冬小麦安全度过越冬期，并且使小麦较早的返青。由表1 可知，在耕层5～20 cm，越冬期耕层温度随着耕层深度的增加而升高，其中沟作温度升高幅度最大，温差达到7.5 ℃，在20 cm 处温度最高；返青期耕层温度随着耕层深度的增加出现先降低后升高的趋势，在5～10 cm 耕层中沟作处理温度比其余处理差异显著，在5 cm 处沟作土壤温度比畦作①、畦作②、平作分别高出23.53%、21.15%、21.15%。而到20 cm 处差异不显著，这说明沟作播种的优势，沟作播种前期由于沟背可扩大小麦行间的空隙，有利于太阳辐射的照射，越冬期太阳辐射先提高表层土壤温度，然后热量传到下层土壤，而到返青期可能是大气回暖，土壤冰层解冻后深层土壤白天受到太阳辐射影响回温保存热量，而10 cm 处白天热量上层传递不到下层，夜间热量又散失，所以10 cm 土层的温度较低。

2.2 不同播种方式对耕层水分的影响

由图1 可以看出，小麦播种后土壤水分随小麦的生长而逐渐降低。沟作播种处理的水分在越冬期到返青期降低的幅度较大，这应该是春季风大，沟作播种处理由于沟之间空隙大，从而加大了表层土壤水分蒸发所以造成降低幅度大，但是土壤含水量较其余处理要高。后期降低平缓，灌浆期到成熟期都有所回升，是因为灌浆期降水造成，沟作播种含水量高是因沟播种适合存储水分。在所有处理中沟作处理水分一直保持较高水平，可见此种耕作模式相对于其余处理对表层土壤的保水效果是最好的。

图1 不同播种方式对0～20cm 耕层土壤水分的影响

2.3 不同播种方式对小麦灌浆期叶绿素值的影响

灌浆期小麦叶片中的叶绿素含量直接关系到灌浆速率。由图2 可知，平作处理下的小麦叶绿素值明显要高出其余处理，其余3 个处理的叶绿素含量相对值（Soil and plant analyzer develotrnent，SPAD）下降较大，尤其是沟作播种处理花后14～28 d 下降最为明显，所以在4 种处理中平作可明显减缓旗叶衰老在灌浆后期依然保持小麦旗叶较高的活力，从而为高产打下较好的基础。

图2 不同播种方式对花后旗叶叶绿素值SPAD 值的影响

2.4 不同播种方式对小麦灌浆期穗干物质积累量的影响

由图3 可知，在花后0～14 d 穗干物质积累量基本一致，而14 d 以后出现明显差异，平作播种处理干物质积累量与其余处理差异明显。到花后28 d 后，穗干物质积累明显减缓，这与此时间段的叶绿素含量是相符合的，较高的叶绿素值使旗叶保持较高的光合速率，并且延长光合时间，加大了干物质的积累速率与积累时间，最后造成平作有较高的干物质积累量。

图3 不同播种方式对花后穗干物质积累量的影响

2.5 不同播种方式对产量的影响

由表2 知，平作播种（C）处理可明显提高有效穗数且差异达到极显著水平。而沟作播种（F）处理是所有处理中穗数降低最为明显的。播种方式同样对对千粒质量影响显著，沟作播种（F）处理由于小麦小行距小，小麦密度大，叶片容易衰老，从而使小麦灌浆不充分导致千粒质量明显降低，平作播种（C）处理小麦均行播种，田间通气透光性要比其余处理好，使旱地小麦灌浆相对来说较为充分。所以平作播种（C）在千粒质量方面表现出差异性极显著。在4 种播种方式中从产量上分析可以看出平作播种（C）是最为适合旱地的播种模式。

表2 不同播种方式对产量及其构成因素的影响

3 结论与讨论

作物产量高既取决于遗传因素，又依赖于良好的环境条件［2］。4 种播种处理中沟作播种可明显提高越冬期耕作层土壤温度。沟作播种对小麦返青期的土层温度影响仅限于5～10 cm，但不十分显著。沟作播种能更好地保持水分，在浇水、降水后，沟作播种处理利于水分集中于小麦根系附近，使小麦能更好地吸收利用，这也与前人研究相符［3-4］。而在叶绿素值及干物质积累量方面，沟作播种因为低密度群体的单株光合同化能力虽有明显的优势，但由于小麦光合面积不足，减少了干物质的积累，过小的小麦行距加速了植株叶片的衰老，导致小麦籽粒产量降低。平作小麦均行播种，群体受光态势良好、一致，光合同化能力在生育后期表现出明显优势，延缓了植株叶片的衰老，显著提高了籽粒产量。由此表明，平作播种可加大田间透光度及通气性［5］，使小麦叶片接受更多的光照时间，叶绿素也保持在一个较高的水平上，在不缺少营养元素的基础上旗叶衰老变慢，光合时间延长，增加干物质积累时间，为高产打下了良好的基础。所以平作播种最终产量要明显高于其余处理。而在畦作播种的2 种处理中，由于畦作1 播种处理小麦穗数要小于畦作2，产量上也要低于畦作2，而穗粒数差异不显著。综上所述，平作播种是最利于旱地小麦的播种模式。