冬灌和镇压对冬小麦科茂53生长发育及产量的影响

祖士永 白士刚 邓凤梅 孙 星 崔凤娟 李春艳 李晓静

（1.高碑店市北城街道办事处农业综合服务中心 河北 高碑店 074000；2.保定市农业技术推广工作站 河北 保定 071051；3.河北省安新县农业农村局 河北 安新 071600；4.保定市农业科学院 河北 保定 071000；5.保定市农业生态园管理处 河北 保定 071000；6.高碑店市科茂种业有限公司 河北 高碑店 074000）

小麦是关系国家经济安全的重要战略物资，是我国的重要粮食作物，河北省是我国的小麦主要产区。河北省北部属于北部冬麦区，本区水资源严重匮乏，直接影响小麦生产。近年极端天气较为频繁，受播期、播量及氮肥施用过量等因素的影响，暖冬年份麦田易出现旺长现象，小麦群体加大，苗期养分消耗过度，耐寒性降低，生育后期易倒伏，养分供应欠佳。寒冬年份降雪量不足，小麦冻害时有发生，春季降雨量稀少，干旱频发，最终导致减产[1-2]。因此，提高水资源利用效率和防冻保苗是该地区小麦生产中亟待解决的重大问题。

冬前灌溉和镇压是本区小麦生产中的重要栽培技术。前人研究发现，冬前灌溉可稳定地温、增加土壤含水量，蓄水保墒，封实地面，增加小麦抗逆性，减少死苗，确保麦苗安全越冬，且能够增加春季土壤含水量，利于返青后小麦生长发育[3]。另有学者认为，冬前灌溉增加土壤蒸发，造成渗漏损失，从而降低水分利用效率而影响产量形成[4]。一般认为，镇压可增加土壤紧实度，提高根系在土壤中吸收养分的能力[5]，同时，镇压减少水分蒸发，抑制地上部生长，有利于保墒，提高小麦抗冻和抗倒伏能力。蔡斌等人认为，镇压能够显著提高小麦春季群体总茎数、叶面积及单株生物量，达到增产效果[6]。但也有学者认为，镇压处理后土壤易发生板结，土壤理化和生物学性质因此发生变化，不利于壮苗形成[7]。

目前关于镇压和灌溉对冬小麦生长发育的影响学者意见不一，这可能与受品种特性、气候条件和其他因素的影响有关。对于灌溉、镇压及其交互作用对冬小麦发育特性的影响研究尚浅。本研究以河北省北部冬麦区生产中正在推广的冬小麦品种科茂53为试验材料，探究了冬前镇压和灌溉对冬小麦群体动态、基部节间变化及产量的影响，以期为科茂53小麦在生产中安全越冬、丰产节水简化栽培管理措施提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2020-2021年在高碑店试验田进行，试验地地力均匀，地势平坦，前茬玉米秸秆还田，播种前统一每公顷施基肥折合N、P2O5、K2O各120 kg，肥料分别为尿素、磷酸二铵、硫酸钾，撒施后旋耕。小麦全生育期降水量为139.0 mm，播种前0～20 cm和20～40 cm土层绝对含水量分别为32.89%和27.31%。试验地基础地力情况见表1。

表1 试验地0～25 cm土壤基本性状

本试验选用河北省北部冬麦区正在推广的科茂53为试验品种，分别设冬前镇压+灌溉、灌溉、镇压和对照（常规种植管理）4种处理，随机区组设计，3次重复。每小区面积为40 m2（10 m×4 m），15 cm行距。10月6日播种。3叶期定375万hm2基本苗。2020年11月20日中午镇压，次日浇水，按600 m3/hm2的标准灌水。拔节期每公顷追施纯N肥120 kg。小麦生长发育期间田间降水量见图1。

1.2 测定项目及方法

1.2.1 茎蘖动态测定 苗期每小区标定长势均匀的1 m行长2行的小麦群体，在越冬、返青、拔节、开花、成熟等时期调查茎数，每小区选取20株单株装入纸袋带回实验室测量植株高度，调查单株茎数。

1.2.2 基部第一、二节间形态指标测定 开花期选取整齐一致的20个单茎，带回实验室测定第一、二节间长度、茎粗、比茎重等指标。

1.2.3 产量及产量构成因素测定 在小麦成熟期每小区选择一米双行的群体测定亩穗数，并在各小区选取有代表性植株30株进行室内考种，测定每穗粒数和千粒重，同时在每小区选取20 m2未取样部分，单收单打测定产量及生物产量。

1.3 数据处理

试验数据采用Excel 2010进行计算及绘图，利用SPSS 17.0分析软件采用Duncan’s新复极差法对有关数据进行统计分析和差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 生育期降水对小麦生长发育的影响

本年度气象条件对小麦生长发育比较有利。热量条件基本适宜，对小麦生长发育总体有利。由于冬前墒情和光热条件适宜，适期播种小麦分蘖较多。虽然越冬期极端低温造成叶片冻枯较重，但由于冬前苗情基础较好，春季大部分时段气温偏高，春季降雨及时利于小麦及早返青生长，各生育时期相继提前；拔节后温度适宜且变化平稳，有利于幼穗分化成大穗；灌浆阶段气温适宜，昼夜温差较大，无干热风影响，小麦落黄较好、籽粒饱满、粒重较高。

2.2 不同处理对冬小麦单株茎数的影响

由图2可知，小麦整个生育期间各处理的小麦分蘖数均呈先增加后降低的趋势。12月20日调查冬前分蘖，灌溉处理的冬前分蘖数最高，对照处理次之，镇压处理的分蘖数最低，可能由于镇压后土壤紧实度增加，从而抑制了小麦的分蘖生长，而灌溉对小麦分蘖有显著促进作用。春季返青期各处理间小麦分蘖数变化趋势与冬前基本一致。到起身拔节期，各处理间分蘖数均快速增加，但增长幅度较之前发生显著变化，3种处理的分蘖数均高于对照，冬前镇压＋灌溉处理的分蘖数最高，表明3种处理都能够增加小麦分蘖数，而镇压＋灌溉处理较单一镇压或者单一灌溉的效果更为显著。

2.3 不同处理对冬小麦株高的作用

由图3可知，冬前镇压处理和镇压+灌溉处理的小麦株高在越冬期较其他处理有所降低，且差异显著。而灌溉处理则显著增加小麦越冬期株高，表明冬前镇压处理可一定程度地抑制小麦苗期植株高度。进入起身拔节期各处理的小麦株高增加显著。至开花期小麦株高表现为冬前灌溉＞镇压＋灌溉＞镇压＞对照。表明冬前镇压或灌溉均对小麦最终植株高度的增加有促进作用。

2.4 冬前镇压和灌溉对冬小麦植株基部第一、二节间形态的影响

由表2可知，对照处理的小麦植株基部第一、二节间长度在灌浆期（5月7日）显著大于其他3种处理，镇压和灌溉处理之间无显著差异，最短的为镇压＋灌溉处理。表明冬前镇压和灌溉可缩短小麦植株基部第一、二节间长度，其中镇压＋灌溉处理作用更显著。冬前镇压＋灌溉处理小麦植株基部第一节间比茎重最大，分别较镇压、灌溉和对照处理高10.75%、21.50%和152.69%，各处理之间差异显著。第二节间比茎重冬前镇压＋灌溉＞镇压＞灌溉＞对照，镇压与灌溉处理间无显著差异。不同处理间小麦植株基部第一、二节间茎粗未见显著性差异，冬前镇压＋灌溉处理最粗，对照处理最细。灌溉和镇压均可使基部第一、二节间长度缩短，比茎重加大，说明冬前镇压和灌溉处理可以增加秸秆硬度，在一定程度上可以提高小麦的抗倒伏能力，而冬前镇压＋灌溉处理的效果最显著。

表2 不同处理对冬小麦植株基部第一、二节间形态的影响

2.5 不同处理对小麦产量及构成因素的影响

由表3可知，冬前镇压＋灌溉处理每公顷有效穗数最多，灌溉和镇压处理次之，对照最少。冬前镇压＋灌溉处理产量、穗粒数、千粒重、生物产量均为最大，表现为冬前镇压＋灌溉＞灌溉＞镇压＞对照，各处理间呈极显著差异。冬前镇压＋灌溉处理小麦的收获指数显著大于其他3处理，且其他3个处理间未见显著性差异，最小的为对照。这表明，冬前镇压和灌溉处理单一处理均对小麦籽粒产量及其构成要素、生物产量、收获指数有提高作用，冬前镇压＋灌溉处理对小麦籽粒产量及其构成要素、生物产量、收获指数的提高作用更为明显，达到极显著水平。

表3 不同处理小麦的产量及其构成因素

3 讨论与结论

播后镇压和灌溉是生产中促进小麦增产的一个重要技术途径。吕广德指出，不同栽培措施对小麦群体结构的形成作用不一，合理栽培措施的组合，可有效改善小麦群体数量，调节小麦群体动态变化，实现小麦的高产稳产[8]。有研究发现，冬前镇压可提高地温，增加土壤紧实度，从而改变土壤特性，利于小麦壮苗的形成[9]，进一步影响小麦地上物质的积累。冬前镇压可增加越冬期及春季单株分蘖数，显著增强基部第一节间的抗倒伏能力[10]。李子忠，刘秀位等人研究发现，冬前灌溉通过增加小麦越冬期和返青期的土壤含水量，进而提高小麦对冬季地温大幅变化的适应性，增强抗逆性[11-12]。

本研究表明，镇压和灌溉处理均可提高起身拔节期之后冬小麦科茂53的单株分蘖数和株高，其基部第一、二节间茎粗受镇压和灌溉处理影响不大，但其比茎重在不同处理间差异显著，较单一处理，冬前镇压＋灌溉在一定程度上提高了该品种的抗倒伏能力，这与前人的研究结果一致。

小麦的产量及产量构成要素受灌溉和镇压处理的影响极为显著，因小麦自身特性、灌溉时期、镇压方式等因素的差异，灌溉和镇压对小麦生长发育和产量的影响亦有所不同。小麦产量形成主要依靠干物质积累。有研究表明，拔节期前干物质的积累量有助于壮苗的形成和刺激小麦形成有效分蘖；开花后干物质量的积累则是影响灌浆物质形成的重要因素[13]。本研究表明，冬前镇压+灌溉及灌溉和镇压处理均可增加小麦生物产量，提高其收获指数，并且显著大于对照。另有研究进一步发现，镇压土壤可显著影响小麦分蘖成穗率。本研究中各处理与对照相比，小麦的有效穗数、千粒重和穗粒数、产量均有所增加且存在显著性差异，其中冬前镇压＋灌溉处理的作用最大，其次是灌溉和镇压处理，因此，镇压和灌溉2种栽培措施对小麦产量及其构成要素的提高至关重要，同时冬灌和镇压也是小麦增温保墒、防寒抗旱的重要技术措施。由本研究结果可知，较单一灌溉和镇压处理，冬前镇压+灌溉是有效提高科茂53产量的最优组合处理。