宽幅播种对枣麦间作模式下冬小麦生长发育及产量的影响

张永强，高永红， 陈传信，方 辉，范贵强，赛力汗·赛，聂石辉，徐其江，雷钧杰

(1.新疆农业科学院粮食作物研究所，乌鲁木齐 830091；2.农业部荒漠绿洲作物生理生态与耕作重点实验室，乌鲁木齐 830091)

0 引 言

【研究意义】枣树具有抗旱、抗寒、耐土壤瘠薄、经济价值高等优良特性，2018年底新疆枣树种植面积4.33×105hm2[1]。在新疆南疆地区枣树大多以枣麦间作的模式存在。枣麦间作模式下小麦种植方式多为机械条播，与宽幅播种相比条播的播幅较窄，株距过小，单株生长空间和营养面积降低，株间竞争增强[2-3]。小麦宽幅播种可增宽播幅，密集条播3 cm宽播幅，不仅可显著影响植株田间分布，扩大了小麦单株生长空间和营养面积，还可以提高单株分蘖与成穗和根系生长[2,4]。宽幅播种技术缺乏在枣麦间作相应的理论支撑。采用田间试验对比分析，宽幅播种与常规条播对南疆枣麦间作模式下冬小麦生长发育及产量的影响，对研究新疆南疆枣麦间作系统冬小麦宽幅播种高产栽培技术的推广有重要意义。【前人研究进展】与条播比较，宽幅播种提高了小麦群体叶面积指数(LAI)、平均叶倾角(MLA)、光截获量(LI)和相对湿度，而冠层温度和冠层开度(CO)有所降低3-4]；宽幅带播种植方式的群体生物量及成穗数、粒重及籽粒产量[2、5]。郑飞娜等[6]研究表明，与常规条播相比，宽幅播种配合增密能够有效缓解单位面积穗数增加与单穗粒重降低、氮素吸收效率提高与氮素内在利用效率下降之间的矛盾，通过增加单位面积穗数和氮素吸收效率协同提高籽粒产量和氮素利用率。初金鹏等[7]试验研究得出，相对于常规条播，宽幅播种均可通过提高单株与群体分蘖数和单株成穗数来提高单位面积穗数，实现增产。【本研究切入点】前人的研究均是在内地、非枣麦间作模式下进行；在新疆南疆干旱灌区、枣麦间作模式下的研究，目前未见这方面的报道。亟需研究在枣麦间作模式下宽幅播种和常规条播2种不同的播种方式对冬小麦生长发育及产量的影响。【拟解决的关键问题】研究不同播种方式对冬小麦叶片叶绿素含量(SPAD值)、叶面积指数(LAI)、干物质积累及产量和产量构成因素的影响，为新疆南疆枣麦间作系统冬小麦宽幅播种高产栽培技术的推广提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

试验于2017年10月～2019年6月连续2个冬小麦生长季在新疆泽普阿依库勒乡泽勒普善村(77°17' E，38°18' N)进行。海拔高度为1 215～1 490 m，属暖温带大陆性干旱气候，年平均气温11.4℃，极端最高气温39.5℃，极端最低气温-22.7℃。试验地土壤为沙壤土，前茬为夏大豆，土壤有机质为 1.517 g/kg，全氮 0.712 g/kg，碱解氮38.4 m g/kg，速效磷17.9 m g/kg，速效钾102.6 mg/kg。试验地枣树树龄6 a，南北行向，行距3 m，株距1.5 m。

1.2 方 法

1.2.1 试验设计

采用单因素大区试验设计，在枣麦间作模式下共设计2种不同的播种方式：宽幅播种处理，采用小麦宽幅精量播机播种(山东农业大学研制)，该播种方式使小麦种子在土壤中呈带状分布，带宽为8 cm，小麦为27 cm 等带距；条播处理，即当地常规15 cm等行距条播。供试品种为新冬20号，分别于2017年10月7日和2018年10月5日播种，播种量为300 kg/hm2。2种播种方式均基施磷酸二铵450 kg/hm2。在返青期和拔节期分别追施尿素300和150 kg/hm2。灌水方式采用漫灌，全生育期共灌水5次，越冬期、返青期、拔节期、抽穗期、灌浆中期 ，共计灌水6 000 m3/hm2，其他管理同当地高产田。

1.2.2 测定指标

1.2.2.1 叶绿素含量(SPAD值)

于冬小麦拔节期、孕穗期、开花期、花后10 d、花后20 d，采用日本生产的SPAD-502叶绿素测定仪进行测定，每叶从基部到尖端测3点取平均值，每小区测20片叶子，花前测定倒2叶，开花期及其之后测定旗叶。

1.2.2.2 干物质

于拔节期、孕穗期、开花期、花后10 d、花后20 d、花后30 d在每处理每重复取20株小麦鲜样，剪去根，将植株分为叶片、茎鞘、颖壳和穗轴、籽粒部分，放入105℃烘箱中杀青30 min，80℃烘24 h至恒重后称干重，分别测定各部分的干物质重。

1.2.2.3 叶面积

在拔节期、孕穗期、开花期、花后10 d、花后20 d、花后30 d取样，每小区随机选取10株整株，用长宽系数法测定叶面积(系数取0.83)，计算叶面积指数。

1.2.2.4 产 量

在小麦成熟期，每处理取具有代表性的样点3个，每个样点选取10株进行室内考种，计算出有效穗数、穗粒数和千粒重。每小区收获4 m2(2 m×2 m)用于测定生物量和产量。

1.3 数据处理

用Microsoft Excel 2016整理数据和作图，用SPSS19.0软件进行方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同处理对冬小麦叶片叶绿素含量(SPAD值)的影响

研究表明，不同处理下冬小麦叶片叶绿素含量(SPAD值)变化趋势基本一致，均表现为拔节期至开花期快速升高，开花期至花后10 d有所降低，花后10 d至花后20 d又缓慢升高的变化规律。叶片SPAD值阶段性快速增加可能与拔节期、花后10氮肥追施有关。宽幅播种冬小麦叶片SPAD值为53.29(2018年)、52.44(2019年)，常规条播冬小麦叶片SPAD值为51.19(2018年)、49.37(2019年)；其中2018年宽幅播种冬小麦叶片SPAD值较常规条播提高了4.11%，2019年宽幅播种冬小麦叶片SPAD值较常规条播提高了6.20%，2018年2处理间叶片SPAD值差异不显著，2019年2处理间叶片SPAD值差异达显著水平(P<0.05)。图1

图1 不同处理下冬小麦叶绿素含量(SPAD值)变化Fig.1 Changes of SPAD values of winter wheat leaves under different treatments

2.2 不同处理对冬小麦叶面积指数(LAI)影响

研究表明，2处理冬小麦叶面积指数的变化趋势基本一致，随着生育进程的推进LAI均呈“先升高后降低”的变化规律，且2处理冬小麦LAI均在孕穗期达到最大，最大值均出现宽幅播种处理，2018年最大值为6.75，2019年最大值为6.69，分别较同年同期条播处理的LAI高出14.60%和7.92%，2年处理间差异均达显著水平(P<0.05)。宽幅播种LAI最高为4.38(2018年)和4.21(2019年)，分别较常规条播冬小麦的LAI提高了14.65%和4.17%，2018年2处理间差异达显著水平(P<0.05)，2019年2处理间差异不显著。图2

图2 不同处理下冬小麦叶面积指数(LAI)变化Fig.2 Changes of leaf area index (LAI) of winter wheat under different treatments

2.3 不同处理对冬小麦干物质积累的影响

研究表明，2处理冬小麦的干物质积累量变化趋势基本一致，随着生育进程的推进均呈上升的变化规律，处理间的表现为宽幅播种>常规条播，宽幅播种有利于提高枣麦间作模式下冬小麦干物质积累量。2处理冬小麦干物质积累量均在花后30 d达到最大，其中宽幅播种冬小麦干物质积累最高为18 472.25 kg/hm2(2018年)、19 282.57 kg/hm2(2019年)，分别较同年常规条播处理增加了4.39%和4.54%，2处理间差异未达显著水平。图3

图3 不同处理下冬小麦干物质积累变化Fig.3 Changes of dry matter accumulation of winter wheat under different treatments

2.4 不同处理对冬小麦产量及产量构成因素的影响

研究表明，不同播种方式对冬小麦产量及产量构成因素均存在明显的影响，与常规条播相比，2018年、2019年宽幅播种冬小麦的有效穗数分别降低了5.31%、4.78%；穗粒数分别增加2.73%、3.47%；千粒重分别提高了4.00%、5.13%；籽粒产量分别提高了2.36%、6.10%；2018年宽幅播种的生物量降低了5.23%，但2019年宽幅播种的生物量较常规条播却增加了2.90%。2处理间有效穗数、千粒重、籽粒产量在2年试验中均达到了显著差异水平(P<0.05)；穗粒数处理间差异不显著；生物量及收获指数在2018年处理间差异达显著水平(P<0.05)，2019年处理间差异不显著。表1

表1 不同处理下冬小麦产量及产量构成因素变化Table 1 Effects of different treatments on yield and yield components of winter wheat

3 讨 论

播种方式不仅直接影响小麦的立苗质量、生长发育与产量形成，而且直接关系到生产效率和经济效益的提高[8-10]。叶片是作物群体受光的主要部位，合理的叶面积指数(LAI)及较高的叶绿素含量是光合生产和产量形成的重要生理基础[11-12]。研究表明，宽幅播种能显著提高枣麦间作模式下冬小麦叶片叶绿素含量(SPAD值)，尤其是显著增加生育后期对叶绿素含量；与常规条播相比，枣麦间作模式下宽幅播种处理冬小麦叶面积指数(LAI)也明显提高。

小麦合成的干物质在营养生长阶段主要用于其植株的形态简称，而后期干物质积累以及再利用干物质主要供应其籽粒的生长发育，最终影响产量的构成[13-14]。试验结果表明，在枣麦间作模式下，宽幅播种与常规播种方式下冬小麦的干物质积累量均随着生育进程的推进均呈上升的变化规律，处理间显示宽幅播种冬小麦干物质积累量高于常规条播。在小麦生产中，采用合理的栽培措施，通过构建良好的群体结构，保证参量三要素之间的协调，是提高产量的重要技术措施[15-17]。

4 结 论

在枣麦间作模式下，与常规条播相比，采用宽幅播种提高了冬小麦叶绿素含量(SPAD值)的，增大了叶面积指数(LAI)，促进干物质的积累，进而有效提高了籽粒产量。与常规条播相比，2018年、2019年宽幅播种冬小麦的有效穗数分别降低了5.31%、4.78%；穗粒数分别增加2.73%、3.47%；千粒重分别提高了4.00%、5.13%；籽粒产量分别提高了2.36%、6.10%。