行距和密度组合对冬小麦群体性状的影响研究

张晓燕

（聊城市东昌府区堂邑镇农林水综合服务中心，山东 聊城 252034）

小麦是我国重要的粮食作物，种植面积约占全国粮食种植面积的21.3%，其中华北平原、黄淮海流域等是主要种植区域。从华北平原地区冬小麦种植的经验来看，小麦对生产条件与生态环境的适应性较强，产量较为稳定，“冬小麦-夏玉米”是主要的种植模式。随着对冬小麦种植研究的不断深入，冬小麦栽培技术不断提升，进而推动了冬小麦的单产和质量提升。实际上，影响冬小麦产量与质量的因素众多，对于鲁西地区的冬小麦种植而言，受到气候等因素的影响，多以小株型品种种植为主，因此通过科学的方法，适当提高种植密度能够有效提升小麦产量，而如何配置行距和密度，是冬小麦高产研究的重点之一。

1 研究的总体概述

有农业技术研究表明，冬小麦高产优质群体需要具备茎秆粗壮、基部节间短、穗下节间长、干物质积累量高、穗粒数较多、千粒重较重等特征，用这些指标衡量冬小麦种植中的各种技术措施对群体质量的影响，具有重要的意义和价值。在这个指标下进行的行距和密度对冬小麦群体质量影响的理论研究得出了以下结论：

(1)从理论上看，小麦合理的群体结构应该是群体与个体之间和谐生长，构建一个稳定的状态，以充分利用土壤、光照、水分、CO2等环境资源，从而使冬小麦个体获得较好的分蘖能力，保证小麦群体质量，而行距与密度是影响小麦分蘖能力的重要因素。有学者研究认为，虽然宽行距能够使冬小麦粒重较高，但其总体产量不如适宜的窄行距状态，适宜的行距有利于增加单株分蘖数，提高分蘖成穗率。也有学者认为，冬小麦种植密度过大会对小麦群体环境造成压力，影响个体生长发育，使冬小麦的无效分蘖增多。研究表明，小麦单株分蘖能力随着种植密度的增加而逐渐降低。

(2)冬小麦的叶面积指数（LAI）通过影响小麦光合速率而直接影响小麦产量。理论研究认为，LAI 越大，冬小麦的光合速率越高，且冬小麦孕穗期至灌浆后期LAI 的大小，和小麦的最终产量具有显著的相关性。冬小麦的LAI是动态变化的，随着冬小麦的生长发育，LAI 呈现先大后小的趋势。研究表明，冬小麦的LAI 值受到多种因素影响，其中行距与密度是重要影响因素，大行距有利于小麦叶片伸展，但在相同密度下，窄行距种植有助于增大LAI和光衰减系数，有利于实现冬小麦高产。也有学者研究认为，冬小麦科学、合适的种植密度有助于提高其生育前期的LAI，当获得一个相对较小且合适的LAI 时，冬小麦叶片获得最佳的光合作用。

(3)冬小麦产量与其干物质积累具有直接的相关性，而冬小麦种植行距与密度又是影响其干物质积累的显著因素。从前人的研究来看，行距与密度因素对冬小麦干物质积累的影响因生长期不同而不同：宽行距对于冬小麦生育前期的干物质积累量具有积极的影响，而窄行距则对冬小麦开花后的灌浆期及成熟期干物质积累具有积极的影响。综合行业内的研究可知，在合理行距和密度配置下，协调好群体与个体间的平衡，使冬小麦开花期前营养器官中积累较多的光合产物，使其在开花后快速转移至籽粒中，并积累较多的光合产物，这样才有利于提高小麦最终的干物质积累量，从而提升产量。

(4)冬小麦生长发育最终是依靠其光化作用，而光合产物是小麦干物质的主要来源，提升冬小麦光合效率是保证其高产的有效技术措施之一。实践表明，冬小麦种植的行距和密度配置决定了小麦群体的均匀性，进而影响光照在小麦冠层内的分布。行距的适当缩小有利于提高光合作用对捕获光能的利用率，而行距的适当增大有利于小麦叶面积的增大。也有学者研究认为，冬小麦种植密度过大或过小都会给小麦叶片的叶绿素含量带来显著变化，尤其会使得后期旗叶中叶绿素含量过早或过快地降低。

(5)倒伏是冬小麦种植中最常见的、对小麦生长发育影响最大的现象之一，抗倒伏也成为冬小麦种植研究的重要课题之一。根据茎节抗倒伏性能形成规律的相关研究表明，只有采取科学合理的行距和群体大小调控等技术措施，才能尽可能地减少小麦倒伏现象的发生。大量研究表明，倒伏现象与小麦自身的株高、茎秆机械强度有显著的关系，而行距和密度是影响小麦株高与茎秆机械强度的重要因素。缩小行距能够降低小麦基部节间长度，增大直径和茎壁厚度，从而减少倒伏现象，而种植密度越大，小麦群体越大，茎秆的维管束数会减少，各节间长粗比增大，使得茎秆壁变薄，硬度减弱，则容易造成倒伏。

根据以上学术领域的研究成果，通过设计冬小麦种植试验的方式，寻找适合黄淮海平原地区冬小麦种植的最佳“行距-密度”配置，为冬小麦高产提供支持。在鲁西地区的试验田，采用最常种植的济麦22 号冬小麦品种进行种植试验，该品种属冬性，具有分蘖能力强、抗寒性强、综合抗病性好、成穗率高、抗倒伏能力强等优点，株高70～75 cm，株型紧凑，茎秆弹性好。田间种植试验采取二因素裂区设计，选取基本苗和总茎数、LAI、叶绿素相对含量、光合性能、植株性状和干物质积累量等参数为主要观察对比指标。在种植试验中，共设计三种行距，即S1（15 cm 等行距）、S2（7.5 cm 等行距）、S3（13 cm+13 cm+13 cm+21 cm，四密一疏种植模式），设计三种种植密度，即D1（225 万株·hm-2）、D2（300 万株·hm-2）、D3（375 万株·hm-2）。

2 通过试验分析行距和密度组合对冬小麦群体性状的影响

2.1 对冬小麦群体性状影响

从行距和密度对冬小麦群体茎蘖消长动态的影响层面来看，同一行距不同密度下，D3 密度下的冬小麦总茎数最多，D1 密度下最少；总成穗率、分蘖成穗率、分蘖穗比例等方面，D1 密度下表现得最好，D3 密度下表现得最差；在同一密度不同行距状态下，S2 行距下的冬小麦群体总茎数最多，总成穗率和分蘖穗比例也表现得最好。也就是说在密度不变的情况下，缩小行距相当于使小麦群体间的株间距拉大，单株营养面积增大，进而提高了分蘖成穗率。总体来看，在鲁西平原的地质与气候条件下，较高的基本苗种植模式（D3）更容易获得高产的总穗数。

从行距和密度对冬小麦LAI 的影响情况来看，根据冬小麦生长发育的不同时期进行比较：拔节前期，同一密度下S2 行距下的小麦叶片LAI 最大，但在孕穗期后，S1 行距下小麦叶片LAI 最大；由于在冬小麦的整个生长周期中，LAI是随着小麦生长发育进程而呈现单峰变化的，在不同行距和密度配置下，小麦群体中的个体在光线竞争较小的情况下，小麦拔节后叶片LAI 下降速度平缓。此外，冬小麦生长发育各时期的叶片LAI 都表现出随密度增大而增大的趋势。

从行距和密度对冬小麦干物质积累的影响情况来看，不同生长期表现出不同的状态，通常鲁西平原地区的冬小麦干物质积累量整体上是随生育进程而增加的，但在起身期前，其干物质积累较慢，而在拔节期后，干物质积累量增速则明显提升。因此比较同一生长时期内，同行距不同密度状态下的干物质积累量：D3 种植密度下的小麦干物质积累量最大，D1 种植密度下的小麦干物质积累量最小。而在相同密度下，S2 行距状态下的冬小麦干物质积累量最大。

2.2 对冬小麦开花后旗叶光合特性的影响

从旗叶叶绿素SPAD值来看，对开花期及开花期后6天、12 天、18 天、24 天五个时期进行比较发现，从开花期到开花期后18 天内，叶绿素SPAD 值处于相对稳定的时期，即先升高后降低，但在不同的行距与密度下，这个变化的时间存在明显的差异，比如在S1 或S3 行距，D3 密度的状态下，叶绿素SPAD 值在开花期后12 天达到最高值，而在其他行距与密度下，叶绿素SPAD 值多在开花期后6 天达到最大值。对不同行距的观察发现，行距对冬小麦开花后旗叶叶绿素SPAD 值的影响不大。

从旗叶净光合速率的层面来看，在开花期后净光合速率均呈现先上升后快速下降的趋势。对于不同行距与密度而言，开花后6 天，相同行距下小麦旗叶净光合速率随密度增加而降低，其中D1 密度下旗叶净光合速率下降最快，但D1 密度下旗叶净光合速率最大，D3 密度下旗叶净光合速率最小，但开花后18 天，同一行距各密度状态下小麦旗叶净光合速率差异开始不显著。

2.3 对冬小麦茎秆质量与抗倒伏影响

从冬小麦株高的总体表现来看，相同行距下，小麦株高随密度增大而增大，同密度不同行距下，小麦株高差异表现不显著，但S2 行距下的小麦株高稍微高于S1 和S3行距下的小麦株高，这可能是因为S2 行距下小麦个体早期分蘖较多，竞争较为激烈，进而导致小麦通过增加株高来获得更好的光温资源。总体来看，在本试验中，行距对小麦株高的影响不显著，而密度对小麦株高的影响较为显著。

从成熟期小麦节间长度来看，在同密度不同行距下，小麦成熟期各节间长度均表现出较为稳定的变化，即S2 行距下小麦各节间长度最大，其次是S1、S3；在同行距不同密度下，基部第一、第二节间长度随密度增加而变长，但D2 密度下的第三、第四节间长度最长，其次为D3、D1。总体来看，第三、第五节间长度受密度的影响最小，而第一、第二、第四节间长度受密度的影响较为显著；S1 与S2 行距下小麦上部节间长度显著较长，这对于小麦产量产生了有利影响。

从冬小麦基部节间单位长度干重来看，行距对小麦基部第一、第二节间单位长度干重的影响较为显著，尤其是开花30 天后，S2 行距下基部两个节间单位长度干重较大，这有利于增加小麦群体总茎蘖数和成穗率，进而使得小麦具有较好的抗倒伏能力。同行距不同密度下，小麦开花后10 ～20 天期间，D1 密度下小麦基部两个节间单位长度干重最大，这说明小麦前期基部节间积累的干物质较少。

从冬小麦基部节间粗度和茎秆壁厚度来看，冬小麦开花后10 ～30 天期间，同行距下D2 密度有利于小麦群体植株基部节间变粗，而密度过大或过小都不利于小麦基部节间增粗；同密度下，S2 行距下冬小麦基部第一节间较粗，茎秆壁较厚，抗倒伏能力较强。行距因素对冬小麦基部第二节间粗度和茎秆壁厚度的影响十分显著，在S2 行距下，小麦基部第二节间粗度最大，茎秆壁厚度也最大，这有利于抗倒伏。从总体来看，在本试验研究中所设置的行距与密度范围内，行距与密度因素对冬小麦基部第一、第二节间粗度和茎秆壁厚度的影响较为显著，但行距的影响力度明显高于密度的影响。

2.4 对冬小麦产量的影响

从小麦灌浆速率来看，在同密度下，S1 和S2 行距下小麦灌浆速率较高，在开花后24 天达到最大值；从密度的影响来看，开花后12 ～18 天期间，D1 密度下小麦灌浆速率最高，D3 密度下小麦灌浆速率最低，但在其他生长期，3 种行距和3 种密度对小麦灌浆速率的影响差异性不显著。

从小麦千粒重增长过程来看，小麦在灌浆中期时的籽粒千粒重增长较为迅速，在灌浆前期与后期的千粒重增长较为缓慢，在整个灌浆期，同密度下S1 行距下小麦千粒重最高。而随着开花后时间的推进，不同密度下的小麦千粒重差异显著，开花后6 ～24 天期间，D1 密度下的小麦籽粒千粒重最大，而在灌浆末期三种密度下的小麦千粒重差异不大。

从小麦穗部性状来看，行距因素带来的影响较为显著，S2 行距下小麦穗长最长，S3 行距下小麦不孕小穗数明显较高，这说明S1 和S2 行距下的小麦群体分布较为合理。此外，密度因素对小麦穗部性状的影响不显著。

从产量与产量结构来看，S1 行距下小麦产量最高，S3行距下小麦产量最低；不同密度下小麦的产量随密度增加而显著提升。

3 结论

通过以上描述可知，在鲁西平原地区种植冬小麦时，行距与密度能够对小麦群体性状造成显著影响。理论分析与试验研究表明，选择合适的行距和密度配置能够有效保证冬小麦高产，对于地处黄淮海地区的鲁西平原而言，其地质与气候特征决定了15 cm 的行距宽度较为合理，在这个行距下，375 万株·hm-2的密度能够提升每穗粒数和千粒重，从而提高产量。但试验中也显示，在7.5 cm 行距与375 万株·hm-2密度下，也能够通过提高单位面积穗数来弥补每穗粒数和千粒重较低的缺点，从而达到高产。综合来看，15 cm 行距+375 万株·hm-2密度的组合能够更好地实现冬小麦高产的效果。