播種方式對陜西小麥群體構(gòu)建和產(chǎn)量的影響

孫建閣,王 倩*,王 蕊,劉 喆

(1.陜西省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站,陜西西安 710003;2.合陽縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,陜西合陽 715300;3.西安市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,陜西西安 710003)

糧豐農(nóng)穩(wěn)安天下。小麥作為我國重要的口糧作物,是穩(wěn)定國家經(jīng)濟社會安全穩(wěn)定發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源[1]。隨著人口的增長和耕地面積的日漸減少,糧食單產(chǎn)提升已成為今后糧食生產(chǎn)的重點發(fā)展方向。受生育期與雨季不同步、旱地秋季干旱、秋冬或秋冬春連旱頻發(fā)、土壤瘠薄、耕層變淺、保水保肥力差、機械化水平較低、播種質(zhì)量低、生產(chǎn)成本高等突出問題的長期影響,現(xiàn)階段陜西省小麥的單產(chǎn)水平在全國小麥主產(chǎn)省份中排列靠后。此外,陜西省小麥播種時間緊、播種期間氣候變化大、傳統(tǒng)播種機械分次作業(yè)流程煩瑣,因此小麥播種質(zhì)量普遍不高,播種成本居高不下。

播種質(zhì)量是確保小麥苗齊苗勻苗壯的關(guān)鍵,良好苗情是小麥單產(chǎn)提升的基礎(chǔ)。研究表明,寬幅種植相對于傳統(tǒng)的條播加寬了苗帶,促進出苗均勻、群體優(yōu)化、個體健壯,進而提高了小麥籽粒灌漿速率,降低了生長后期干熱風(fēng)和衰老的不利影響,增產(chǎn)效果顯著;溝播土壤水分含量整體高于對照,可以促進土壤深層水縱向上移,溝播獨特的地表形態(tài)能有效降低土壤近地溫度,減少棵間蒸發(fā)量[2-9]。可見,前人對小麥寬幅播種和溝播的增產(chǎn)機制較為清楚,但寬幅溝播及不同參數(shù)設(shè)置的寬幅溝播增產(chǎn)效果研究較少。鑒于此,筆者對比研究了水澆地、旱地條件下不同寬幅溝播方式和傳統(tǒng)普通條播,明確寬幅溝播增產(chǎn)效果,篩選出適宜不同地區(qū)的寬幅溝播方式,著力提升陜西小麥播種環(huán)節(jié)作業(yè)質(zhì)量,助推陜西省小麥單產(chǎn)由“跟跑”向“并跑”轉(zhuǎn)變,并向“領(lǐng)跑”躍升。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況試驗于2020年10月—2021年6月在陜西省關(guān)中地區(qū)進行,該地區(qū)為陜西省小麥主產(chǎn)區(qū),分關(guān)中灌區(qū)(水澆地)和渭北旱塬(旱地)。關(guān)中灌區(qū)屬暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候,年平均氣溫11.5～12.9 ℃,年日照時數(shù)1 900～2 400 h,≥10 ℃有效積溫4 100～4 300 ℃,年降雨量540 mm左右;渭北旱塬屬大陸性季風(fēng)北溫帶干旱半干旱、北溫帶濕潤半濕潤氣候區(qū),≥10 ℃有效積溫2 800～3 300 ℃,年降雨量350～600 mm,無霜期150～200 d[10-11]。關(guān)中地區(qū)年降雨量分布不均,60%～70%集中在7—9月。試驗在關(guān)中5市18個縣(區(qū))地勢平坦、肥力中等的試驗田進行。

1.2 試驗材料試驗品種旱地為渭麥9號,水澆地為偉隆169。

1.3 試驗設(shè)計試驗設(shè)12 cm帶狀苗帶+23 cm空帶(BS12+E23處理)、12 cm雙行線狀苗帶+20 cm空帶(DLS12+E20處理)、10 cm帶狀苗帶+20 cm空帶(BS10+E20處理)、15 cm雙行線狀苗帶+23 cm空帶(DLS 15+E23處理)、傳統(tǒng)普通條播 (DS3處理)共5個處理。其中,12 cm帶狀苗帶+23 cm空帶采用2BMG-4/7型免耕播種施肥機,溝內(nèi)旋耕苗帶寬12 cm,免耕空帶寬23 cm,肥料施于種床下4 cm深處;12 cm雙行線狀苗帶+20 cm空帶采用2BMQF-6/12型全還田防纏繞免耕施肥播種機,溝內(nèi)2行相距12 cm、免耕空帶寬20 cm,肥料施于溝底正下方,距離種子側(cè)方5 cm 處;10 cm帶狀苗帶+20 cm 空帶采用2BMFK-14型谷物免耕寬幅施肥播種機,溝內(nèi)旋耕苗帶寬10 cm,免耕空帶寬20 cm,肥料施于種床下4 cm 深處;15 cm雙行線狀苗帶+23 cm空帶采用2BMFZS-12/6型免耕施肥播種機,苗帶旋耕、深松,2行相距12 cm,免耕空帶寬23 cm,肥料分兩層施于2行種帶正下方5、20 cm處;傳統(tǒng)普通條播采用常規(guī)施肥條播機,行距20 cm,苗帶寬3 cm。大區(qū)設(shè)計,隨機排列,不設(shè)重復(fù)。每個處理1 333.34 m2。播種量202.5 kg/hm2。同一地區(qū)統(tǒng)一播期與施肥水平,其他管理措施同大田。每處理隨機取3組30個穗,大穗率(%)=30個穗中穗粒數(shù)超過往年平均穗粒數(shù)的穗數(shù)/30×100%。成穗率(%)=成熟期穗數(shù)/拔節(jié)期總莖數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理及分析采用Microsoft Excel進行數(shù)據(jù)整理、圖表繪制;采用IBM SPSS Statistics進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 播種方式對旱地小麥群體生長動態(tài)的影響由圖1可知,越冬前旱地小麥4種寬幅溝播方式處理的平均總莖數(shù)低于DS3處理,至拔節(jié)前寬幅溝播處理的平均總莖數(shù)有所提高,至成熟期寬幅溝播平均總莖數(shù)與DS3處理持平略增,但寬幅溝播的平均成穗率高于DS3。由此可見,改DS3處理為寬幅溝播減少了無效分蘗,為小麥個體發(fā)育創(chuàng)造了良好條件,有效促進個體根多苗壯,群體分蘗數(shù)量適、質(zhì)量高。這可能是因為寬幅溝播處理下種子分散、入土均勻,同時播種面積增大,個體占地空間變大,一定程度上緩解了種子在土壤中爭水搶肥料的矛盾[12];此外,寬幅溝播也能彌補傳統(tǒng)播種機播種缺苗斷壟現(xiàn)象,疙瘩苗情況明顯減少,無效分蘗量降低。

注:括號中數(shù)據(jù)為該種播種方式下的成穗率。Note:Data in the brackets were ear bearing tiller rates under corresponding sowing method.圖1 播種方式對旱地小麥群體生長動態(tài)的影響Fig.1 Effects of sowing modes on growth dynamics of wheat population growth on dry land

不同寬幅溝播方式處理下,越冬前表現(xiàn)為BS12+E23和DLS15+E23處理冬前總莖數(shù)較高,至拔節(jié)前,DLS15+E23處理的小麥總莖數(shù)最高,較BS12+E23、DLS12+E20、BS10+E20處理分別高96.0萬、79.5萬、25.5萬株/hm2;至成熟期,以DLS12+E20和DLS15+E23處理下小麥群體總莖數(shù)較多,均達(dá)到413.4萬株/hm2,其次為BS10+E20處理,4種寬幅溝播方式較DS3總莖數(shù)有增有減。群體成穗率方面,在旱地4種寬幅溝播方式以DLS12+E20處理最高,達(dá)到43.02%,其次為BS12+E23處理,而BS10+E20處理最低,為39.96%,但4種寬幅溝播處理間成穗率差異不大。雖然DLS12+E20處理在旱地增加群體總莖數(shù)上表現(xiàn)一般,但成穗率卻最高。這可能是因為DLS12+E20寬幅溝播處理獨特的“圓盤鋸齒開溝器”組合,將秸稈和根茬粉碎后分離在寬壟的同時攉干種床,用帶墑的凈土播種后鎮(zhèn)壓,在旱地封墑效果更好,有利于生根壯苗,促進分蘗成穗。

2.2 播種方式對水澆地小麥群體生長動態(tài)的影響由圖2可知,越冬前,水澆地小麥4種寬幅溝播處理平均總莖數(shù)均高于DS3處理;至拔節(jié)前,DS3處理群體總莖數(shù)迅速增加,比寬幅溝播處理群體總莖數(shù)高出176.25萬株/hm2;至成熟期,寬幅溝播處理較DS3處理平均總莖數(shù)持平略增。由此可見,寬幅溝播處理較DS3處理有利于增加水澆地小麥越冬前的群體數(shù)量,而DS3處理返青后群體量快速的增加,雖然增加了群體量,但成穗率偏低。

注:括號中數(shù)據(jù)為該種播種方式下的成穗率。Note:Data in the brackets were ear bearing tiller rates under corresponding sowing method. 圖2 播種方式對水地小麥群體生長動態(tài)的影響Fig.2 Effects of sowing modes on growth dynamics of wheat population growth on irrigable land

不同寬幅溝播方式處理下,至拔節(jié)前,以BS12+E23處理下小麥群體總莖數(shù)最多,達(dá)到1 710.00萬株/hm2,其次為DLS15+E23處理,BS10+E20和DLS12+E20處理總莖數(shù)低于4種寬幅溝播處理的平均總莖數(shù)。至成熟期,DLS12+E20處理下總莖數(shù)最多,為556.95萬株/hm2,其次為DLS15+E23處理,兩者穗數(shù)僅相差4.5萬株/hm2;BS12+E23處理穗數(shù)最低。4種寬幅溝播成穗率在水澆地表現(xiàn)為DLS12+E20處理>BS10+E20處理>DLS15+E23處理>BS12+E23處理。DLS12+E20處理在水澆地和旱地表現(xiàn)一致,雖然拔節(jié)期總莖數(shù)表現(xiàn)不突出,但成穗率高。DLS15+E23處理在水澆地有試驗點存在倒伏現(xiàn)象,這可能是因為DLS15+E23處理播種機總莖數(shù)較其他寬幅溝播方式多,在一定程度上影響了個體健壯,后期穗子又較重,引起了部分倒伏發(fā)生。

綜上所述,雖然4種寬幅溝播方式在水、旱地成熟期總莖數(shù)與DS3處理基本持平,但寬幅溝播方式無效分蘗數(shù)明顯減少,其中DLS12+E20和BS10+E20處理無效分蘗較少。

2.3 播種方式對旱地小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響由表1可知,4種寬幅溝播處理穗數(shù)較DS3處理基本持平,穗粒數(shù)和千粒重明顯增加;寬幅溝播處理的平均穗粒數(shù)、千粒重分別比DS3處理增加了2.12粒/穗、減少了0.3 g,產(chǎn)量增加714.42 kg/hm2。大穗率表現(xiàn)上,寬幅溝播較DS3處理增加了24百分點。由此可見,寬幅溝播有利于增加小麥穗重,這可能是因為寬幅溝播的參數(shù)設(shè)置更有利于構(gòu)建合理的群體和個體數(shù)量,在保障群體數(shù)量不大幅下降的情況下,健壯麥苗,充分發(fā)揮個體優(yōu)勢,達(dá)到增產(chǎn)目的。

表1 不同播種方式下旱地小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素比較

不同寬幅溝播方式,DLS12+E20和DLS15+E23處理穗數(shù)持平,較BS12+E23、BS10+E20處理分別增加了22.5萬和13.5萬株/hm2;穗粒數(shù)以DLS15+E23處理最高,達(dá)到33.06粒/穗,DLS12+E20次之,BS12+E23和BS10+E20處理較低;千粒重以DLS12+E20處理下最高,較BS10+E20、BS12+E23、DLS15+E23處理分別增加1.0、1.3、1.8 g。產(chǎn)量表現(xiàn)上以DLS15+E23寬幅溝播處理下產(chǎn)量最高,達(dá)到5 288.81 kg/hm2,DLS15+E23與DLS12+E20處理間產(chǎn)量差異不顯著,BS10+E20較BS12+E23處理產(chǎn)量增加2.38%。大穗率以DLS12+E20寬幅溝播處理最高,其次為DLS15+E23處理,BS12+E23和BS10+E20處理間差異不顯著。由此可見,DLS12+E20和DLS15+E23處理在旱地小麥綜合表現(xiàn)較好。

2.4 播種方式對水澆地小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響由表2可知,4種寬幅溝播方式處理在水澆地平均穗粒數(shù)表現(xiàn)與旱地相似,較DS3處理基本持平略有增加;4種處理的平均穗粒數(shù)和千粒重分別比DS3處理增加了1.59粒/穗、2.0 g;寬幅溝播處理平均產(chǎn)量增加617.10 kg/hm2。大穗率寬幅溝播處理較DS3處理增加了21百分點。

表2 不同播種方式下水澆地小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素比較

不同寬幅溝播處理,穗數(shù)以DLS12+E20和DLS15+E23處理較高,其次為BS10+E20處理,BS12+E23處理較低;穗粒數(shù)表現(xiàn)為DLS12+E20和DLS15+E23處理較高,其次為BS12+E23處理,BS10+E20處理最低;從產(chǎn)量來看,DLS15+E23處理最高,達(dá)到6 451.56 kg/hm2,較DLS12+E20、BS10+E20、BS12+E23處理分別提高了1.68%、6.64%、6.77%。大穗率DLS12+E20處理最高,與其他處理間差異顯著;DLS15+E23處理次之,BS12+E23和BS10+E20處理大穗率較低。

綜上所述,4種寬幅溝播方式較DS3處理更有利于促進群體適宜,個體健壯,緩解群體與個體的生長矛盾,特別是寬幅溝播播種環(huán)節(jié)提高了播種質(zhì)量,蓄水保溫,小麥個體根多苗壯,搭好了豐產(chǎn)架子;中后期寬幅溝播通風(fēng)透光,邊際優(yōu)勢好,促進小麥源足、庫大、流暢,生長健壯,尤其是綠葉面積大,功能期延長,落黃好,粒大飽滿。綜合來看,以DLS15+E23和DLS12+E20寬幅溝播處理表現(xiàn)最佳。

3 結(jié)論與討論

寬幅溝播技術(shù)是一項非常重要的保護性耕作技術(shù),目前在陜西省小麥主產(chǎn)區(qū)已示范應(yīng)用多年,但寬幅溝播與普通條播技術(shù)相比,系統(tǒng)的理論研究還不夠多,并且在生產(chǎn)應(yīng)用過程中能保證寬幅溝播作業(yè)質(zhì)量的農(nóng)機選用還相對滯后,因此該研究結(jié)論能有效促進機械改型,保障寬幅溝播技術(shù)應(yīng)用實效,進而加快寬幅溝播技術(shù)廣泛普及。該研究發(fā)現(xiàn),寬幅溝播處理下無效分蘗控制有效、群體大穗明顯增多、小麥單產(chǎn)普遍提高。相較于DS3處理,雖然寬幅溝播穗數(shù)沒有明顯增加,但寬幅溝播無效分蘗數(shù)明顯降低,且寬幅溝播田群體適宜、個體健壯,穗粒數(shù)和千粒重增加明顯。在該年度試驗期間,小麥?zhǔn)軛l銹病、大風(fēng)等不良環(huán)境的影響嚴(yán)重,DS3處理大田小麥倒伏嚴(yán)重,而寬幅溝播處理下小麥基本無倒伏,單產(chǎn)普遍增加,旱地、水澆地平均增產(chǎn)714.42、617.10 kg/hm2。4種寬幅溝播方式在水澆、旱地都具有優(yōu)于DS3處理的表現(xiàn),DLS12+E20和DLS15+E23寬幅溝播處理分別在水澆地、旱地表現(xiàn)最佳。

小麥寬幅溝播技術(shù)雖然可以大幅度提高小麥播種質(zhì)量,增加小麥產(chǎn)量,促進農(nóng)民增收,但在推廣應(yīng)用方面效果不明顯,主要原因可能是小麥寬幅溝播技術(shù)農(nóng)民認(rèn)知度較低,寬幅溝播機械價格較高,購買成本高,作業(yè)回本難度大,加之寬幅溝播對作業(yè)機手的技術(shù)水平也要求較高,且機械智能化水平較低等因素綜合限制了小麥寬幅溝播技術(shù)在小麥生產(chǎn)中的應(yīng)用。因此,為了進一步示范推廣小麥寬幅溝播技術(shù),農(nóng)技、農(nóng)機部門要加強協(xié)作,積極推進農(nóng)機農(nóng)藝融合與示范,提高寬幅溝播技術(shù)的普及面;農(nóng)機作業(yè)手業(yè)務(wù)也要積極參與業(yè)務(wù)培訓(xùn),提升作業(yè)本領(lǐng);農(nóng)機企業(yè)要創(chuàng)新設(shè)備,提高寬幅溝播機械的智能化操作水平;同時,政府部門應(yīng)建立農(nóng)機購置補貼,努力推動良技與良機的融合與廣泛應(yīng)用。