寬幅精播中行距與幅寬對小麥干物質積累與分配的影響

孫允超 彭科研 馮盛燁 冀傳允 呂 鵬 鞠正春

（1聊城市農業科學院，252000，山東聊城；2山東省農業技術推廣中心，250100，山東濟南）

小麥是我國重要的糧食作物，我國約有43%的人口以小麥為口糧。持續優化小麥栽培技術，實現小麥穩產增產，對確保國家糧食安全意義十分重大。在小麥高產栽培中，傳統的機械條播模式下，小麥株距小、株間競爭力強，所形成的冠層結構不合理，單株葉面積小，品種的遺傳潛力發揮不充分，光、溫、水、肥資源利用率較低，產量提升受到限制[1]。董慶裕[2]研發了小麥寬幅播種機，改密集條播（苗帶寬3cm）為寬幅精播（苗帶寬6～10cm），擴大了個體占地空間，并在一定程度上解決了傳統條播機下種不均勻和缺苗斷壟的問題，有效提高了冬小麥的籽粒產量。大量研究[3-7]表明，小麥籽粒物質主要來源于花前和花后光合產物的積累，特別是花后光合產物的積累對小麥籽粒產量的增加極為重要，小麥籽粒產量2/3左右來源于開花后光合作用生產的同化物，僅有約1/3來自于開花前貯藏在營養器官中的光合產物。關于寬幅播種技術的增產效應，前人[8-12]從群體與個體、密度與行距等方面進行了研究，明確了寬幅播種技術可以有效提高小麥出苗質量，增加有效群體數量，促進個體健壯、苗齊、苗勻和苗壯，提高光合效率[13]，合理的行距配置是實現寬幅播種栽培小麥高產的重要技術途徑。但關于寬幅精播條件下，行距配置與幅寬對小麥花后干物質積累的影響報道較少。本試驗以濟麥22為對象，研究了寬幅精播中行距與幅寬對小麥花后干物質積累與分配的影響，為小麥寬幅精播配套栽培技術的推廣及播種機械的研發提供數據支持，為完善寬幅播種的增產機理提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2016-2018年在山東省聊城市農業科學院茌平基地連續進行2年，2年數據結果一致性較好，本文數據為2年平均值。為保證出苗質量，播后澆蒙頭水，播種均在10月5-6日進行，以濟麥22為試驗材料，基本苗為255萬/hm2。試驗田前茬作物為玉米，一年兩熟種植，多年秸稈還田。土壤為黏土，0～20cm土層養分含量為有機質13.65g/kg、堿解氮71.65mg/kg、速效磷47.82mg/kg、速效鉀70.12mg/kg，整地前基施腐熟牛糞52.5m2/hm2，純氮 225kg/hm2、P2O5144kg/hm2、K2O 90kg/hm2，肥料為專用復合肥（N:P2O5:K2O=25:16:10），拔節期追施純氮150kg/hm2，氮肥為尿素（含氮46.4%），其他管理同大田。

試驗采用裂區設計，行距配置為主區，幅寬為副區。行距配置為20、25和30cm；幅寬設置為3、6、9、12和15cm。重復3次，共45個小區，小區面積14.25m2（1.5m×9.5m），6行區，為確?；久鐢盗?，每行種子單獨稱重裝袋，每袋裝種子26.5g（按照千粒重42.0g、發芽率96.0%計算播量）。

播種時，先確定行距線，之后以行距線為中心，用竹制筷子在行距線兩端固定出幅寬，最后用細工程線繞筷子一周，形成播種區域。播種時，先在工程線下人工按壓種子，保證幅寬，之后將剩余種子均勻撒入播種區域，播種后覆細土，播種全部完成后第3天澆蒙頭水。

1.2 測定項目及方法

1.2.1 群體及產量構成因素 小麥播種后插棍定點調查基本苗、越冬期群體、春季最大群體和有效群體；小區人工收獲、脫粒，自然風干后稱重，計算單位面積產量和千粒重；收獲前于每個小區中隨機取20個單穗測定穗粒數，籽粒混入計產。

1.2.2 小麥干物質積累量 于小麥開花后0、7、14、21、28d和成熟期進行取樣，每小區取15株，按莖、葉、穗軸+穎殼、籽粒進行分樣，70℃烘箱烘干后測定各部位干物質量。

營養器官花前貯藏干物質轉運量=開花期干物質量-成熟期營養器官干物質量，營養器官花前貯藏干物質轉運率（%）=（花前貯藏干物質轉運量/開花期干物質量）×100，花前干物質轉運量對籽粒貢獻率（%）=（花前貯藏干物質轉運量/成熟期籽粒干物質量）×100。

1.3 數據處理

采用Microsoft Excel 2007和SPSS 19.0數據分析軟件進行數據處理。

2 結果與分析

2.1 行距和幅寬對小麥產量及其構成因素的影響

由表1可知，相同行距下，單株分蘗成穗數和穗粒數隨幅寬增加而增加，穗數、容重和產量隨幅寬的增加先增后減，產量最高值（8929.50kg/hm2）是在行距25cm、幅寬9cm時取得，且顯著高于其他處理；相同行距條件下千粒重隨幅寬的增加先增后減。可見，增加幅寬可以促進小麥的單株分蘗，增加穗粒數，但幅寬過大會降低小麥千粒重，抑制產量的提高。

表1 不同行距與幅寬下小麥籽粒產量及其構成因素Table 1 Wheat grain yield and its components in different row spacing and seedling belt width

2.2 不同行距下幅寬對籽粒干物質積累的影響

從圖1可以看出，相同行距下，花后21～28d是籽粒干物質積累最快的時期，幅寬3～9cm時，籽粒干物質積累量隨著幅寬增加而增加；幅寬大于9cm時，25與30cm行距條件下，籽粒收獲期干物質積累量隨幅寬的增加而降低，試驗產量最高值是在行距25cm、幅寬9cm時取得。綜合田間表現來看，行距大于25cm、幅寬大于12cm時，田間麥苗早早封壟，通風透光性差，下部葉片較早發黃，失去功能。

圖1 不同行距時幅寬對籽粒干物質積累量的影響Fig.1 The effects of different seedling belt widths on dry matter accumulation of wheat seed in different row spacings

2.3 不同行距下幅寬對地上部營養器官干物質積累影響

從圖2可以看出，花后各時期，3～6cm幅寬的小麥地上部干物質積累量遠小于9～15cm幅寬的，說明幅寬增大促進了小麥個體的生長發育，增加了地上部干物質積累量?；ê?4～28d是小麥干物質轉化最快的時期。開花初期，小麥地上部干物質積累量隨著幅寬的增加而增加，行距小于25cm時，幅寬15cm的地上部干物質積累量迅速下降，幅寬低于9與12cm的地上部干物質積累量，這可能與小行距、大幅寬導致的田間郁閉、植株通風透光不好有關。成熟期地上部干物質積累量的最大值是在行距25cm、幅寬9cm時取得。本試驗條件下，幅寬大于12cm或小于6cm時會減少小麥地上部的干物質積累量。

圖2 不同行距時地上部干物質積累量隨幅寬的變化規律Fig.2 The effects of different seedling belt widths on aboveground dry matter accumulation in different row spacings

2.4 小麥營養器官花前貯藏干物質轉運率及花前干物質轉運量對籽粒的貢獻率

從表2可以看出，相同行距與幅寬下，花前各營養器官的貯藏干物質轉運率中，葉片＞莖稈＞穗軸+穎殼，花前干物質轉運量對籽粒的貢獻率中，莖稈＞葉片＞穗軸+穎殼，可見葉片的干物質轉運率是營養器官中最高的，莖稈干物質對籽粒的貢獻率最大，小麥開花期后，葉片與莖稈的功能性對于籽粒產量至關重要。

從圖2及表2中看出，相同行距下，營養器官的干物質積累量與干物質轉運量呈相同的規律性，即隨著幅寬的增加基本呈增加趨勢，幅寬15cm時干物質積累量最大，可見幅寬的增加有利于營養器官的生長和干物質積累量的增加。相同幅寬下，營養器官的干物質積累量隨行距的增加而增加，以行距30cm時最大，這可能與行距增加后，營養器官生長空間更為充分有關。

表2 小麥營養器官花前貯藏干物質轉運情況Table 2 Dry matter translocation at pre-anthesis of vegetative organs of wheat

但產量并沒有隨著營養器官干物質積累量的增加而增加，產量最大值是在行距25cm、幅寬9cm時取得，可見雖然增加行距或幅寬可增加營養器官的干物質積累量，但營養器官干物質向籽粒中轉運并沒有隨著營養器官干物質積累量的增加而增加，這說明營養生長過于旺盛，生殖生長可能會被抑制。

3 討論

研究[14]發現，小麥生產中常規條播容易造成單行播幅窄、株距小和田間通風透光條件差等問題，不利于小麥籽粒產量的提高。寬幅精播技術改傳統密集條播為大行距帶式播種[15]，小麥寬幅增加有利于構建合理的群體結構，群體具有較強的光能截獲能力，可顯著提高籽粒產量[13-16]。本研究表明，增加幅寬可促進小麥的單株分蘗能力，提高穗粒數，幅寬3～15cm范圍內，有效群體產量隨幅寬的增加先增后減，產量的最高值（8929.50kg/hm2）是在行距25cm、幅寬9cm條件時取得，幅寬大于9cm時，會降低小麥有效穗數，抑制產量的提高。通過田間調查，幅寬3cm時，麥苗擁擠，個體瘦弱細長，單株分蘗較少，幅寬為15cm時，前期麥苗發育良好，但拔節后麥壟間郁閉嚴重，通風透光較差，植株下部分葉片較早發黃、功能喪失。

小麥產量的提升主要取決于光合物質的生產、積累和轉運，花后干物質的轉運和積累至關重要[17]。研究[18]表明，窄行距配置小幅寬和寬行距配置大幅寬均有利于小麥干物質的積累和開花前后營養器官中貯藏的干物質向籽粒中轉移。本研究表明，花后21～28d是籽粒干物質積累最快的時期，幅寬3～9cm時，籽粒產量隨著幅寬的增加而增加；幅寬大于9cm時，籽粒收獲期干物質積累量隨著幅寬的增加而降低?；ㄆ诤?4～28d是小麥地上部干物質轉化最快的時期，隨著小麥的生長發育，地上部干物質積累量逐漸減少，其中20與25cm行距下，15cm幅寬的地上部干物質積累量迅速下降，一直下降到9與12cm幅寬干物質積累量以下，這可能與壟間郁閉嚴重、植株下部葉片過早變黃有關。

葉片、葉鞘和莖稈是小麥進行光合作用的主要器官，其合成和積累的光合產物是籽粒產量形成的主要來源，光合產物的轉運、積累與分配對籽粒產量影響顯著[19]。有研究[20]表明，種植方式對小麥營養器官分配率影響不顯著，對籽粒的干物質分配率則有顯著影響。本研究表明，小麥葉與莖花前貯藏干物質轉運率以及對籽粒的貢獻率要遠遠大于穗軸+穎殼，可見花后注重延長葉片與莖稈的功能期對于提高產量至關重要；花前營養器官的積累量與轉運量均隨幅寬增加而增加，其中以30cm行距時為最大，這可能與增加行距與幅寬后，植株生長較為充足有關，但隨著小麥的生長發育，花后幅寬大于9cm時，25cm的行距更利于營養器官干物質的積累，行距過小或過大都不利于花后營養器官干物質的轉運和積累。

4 結論

增加幅寬可促進小麥單株分蘗能力，提高穗粒數，但有效穗數和產量隨幅寬的增加先增后減，產量最高值（8929.50kg/hm2）在行距25cm、幅寬9cm時取得；花后21～28d是籽粒干物質積累最快的時期，幅寬3～9cm時，籽粒產量隨幅寬的增加而增加，幅寬大于9cm時，籽粒產量隨幅寬增加而降低；小麥葉片與莖稈的花前貯藏干物質轉運率以及對籽粒的貢獻率遠遠大于穗軸+穎殼，花后延長葉片和莖稈的功能期對于提高產量至關重要。