高培芳，金永貴，孫 敏，梁艷妃

(1.山西農業(yè)大學 新農村發(fā)展研究院，山西 太谷 030801；2.山西農業(yè)大學 農學院，山西 太谷 030801)

適墑播種使旱地小麥盡可能地利用秋冬季水、光、溫等資源，培育壯苗，提高產量，早播和晚播對產量形成有不同程度的不利影響[1]。Sun等[2]通過研究不同播期對華北平原小麥產量的影響，結果得出，10月10日前播種的產量無顯著差異，此后，產量隨播期的推遲顯著降低；李東升等[3]研究認為，11月22日播種較11月8日播種減產14個百分點。實際生產中，旱地麥田只能等雨播種。為此，如何蓄積7-9月的休閑期降水，提高底墑調節(jié)播期成為旱地小麥增產的關鍵。前人在耕作影響土壤蓄水能力方面進行了大量的研究。侯賢清等[4]研究表明，休閑期深松能提高土壤集雨增墑的能力，增加播種期及生長季0～2 m土壤的水分。王云奇等[5]研究表明，深松+旋耕處理較旋耕處理提高越冬、拔節(jié)、開花、成熟期的土壤水分達36，34，24，41 mm。此外，播期影響植株干物質吸收和轉運已有較多研究。王永平等[6]研究認為，里下河麥區(qū)的最佳播期是10月25日左右。屈會娟等[7]研究表明，適期晚播可提高冬小麥成熟期的單莖籽粒質量，提高各營養(yǎng)器官的花前干物質累積量以及轉運量對籽粒的貢獻率?？梢姡骱驼{節(jié)播期均可影響植株養(yǎng)分轉運，從而影響產量，耕作實現(xiàn)蓄水的前提下如何調節(jié)播期來實現(xiàn)增產有待深入探討。

本試驗研究旱地耕作條件下，不同播期對植株干物質累積轉運的影響，旨在為旱地小麥蓄水適期播種實現(xiàn)增產提供一定理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗地基本概況

試驗在山西省聞喜縣邱家?guī)X村旱地小麥試驗基地(35°20′N，111°17′E)進行。該地區(qū)為丘陵旱地，屬于暖溫帶大陸性季風氣候，年均氣溫12.9 ℃，年均日照時數(shù)2 242.0 h，無灌溉條件。2013年6月15日測定0～20 cm土壤肥力為：有機質10.18 g/kg，水解氮39.32 mg/kg，速效磷16.62 mg/kg。2014年6月15日測定0～20 cm土壤肥力為：有機質9.55 g/kg，水解氮37.65 mg/kg，速效磷17.64 mg/kg。試驗區(qū)降雨主要集中在7-9月。2013年7月-2015年9月各月降雨分布如圖1所示(氣象資料來源于聞喜縣氣象局)。

圖1 聞喜縣試驗基地降水量Fig.1 Precipitation at the experimental site in Wenxi

1.2 試驗材料

供試品種為運旱20410。

1.3 試驗設計

試驗為定位試驗，始于2013年9月20日。采用二因素裂區(qū)設計，主區(qū)為休閑期耕作，設休閑期深松(SS)、對照(傳統(tǒng)耕作，CK)2個水平，副區(qū)為播期，設9月20日(早播，D1)、10月1日(中播，D2)、10月10日(晚播，D3)3個水平。每個處理重復3次。小區(qū)面積20 m2(4 m×5 m)。7月15日深松，8月25日旋耕，播前底肥純氮150 kg/hm2，P2O5150 kg/hm2，K2O 150 kg/hm2，生育期不追肥。播量為90 kg/hm2，基本苗2.25×106株/hm2，膜際條播，行距30 cm。6月16日收獲。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 土壤水分測定 冬小麥越冬期、拔節(jié)期、孕穗期、開花期、成熟期在每個小區(qū)隨機選取2個樣點，用土鉆采集0～200 cm的土壤，每20 cm為一土層，采集土樣后即刻裝入鋁盒，稱量鮮土質量，105 ℃烘干至恒重，計算各土層土壤蓄水量。

1.4.2 植株干物質量測定 于各生育時期取樣20株，按照器官分開，于105 ℃殺青30 min，75 ℃烘至恒重。

1.4.3 成熟期考種及產量測定 收獲前調查每小區(qū)單位面積內穗數(shù)、穗粒數(shù)及千粒質量，每小區(qū)實收計產。

1.4.4 土壤蓄水量、干物質累積及轉運的測定 其計算分別參照白冬等[8]、范雪梅等[9]的方法進行。

土壤蓄水量(mm)=((濕土質量-烘干土質量)/烘干土質量×100%)×土層厚度(mm)×各土層容重；

①

花前干物質運轉量=開花期營養(yǎng)器官干物質累積量-成熟期營養(yǎng)器官干物質累積量；

②

花前運轉干物質貢獻率=花前干物質運轉量/籽粒干物質累積量×100%；

③

花后干物質累積量=成熟期植株干物質累積量-開花期植株干物質累積量；

④

花后積累干物質貢獻率=花后干物質累積量/籽粒干物質累積量×100%。

⑤

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

采用Microsoft Excel 2003整理數(shù)據(jù)、繪制圖表；采用SPSS 10.0軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析和檢驗差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 休閑期深松和播期對各生育時期0～200 cm土壤蓄水量的影響

連續(xù)2年的試驗結果表明(圖2)，休閑期深松較CK可顯著提高各生育時期土壤水分。深松條件下，中播處理較早、晚播處理可顯著提高越冬期-孕穗期土壤蓄水量，2013-2014年以早播處理最低，2014-2015年以晚播處理最低；而開花期-成熟期土壤蓄水量以中播處理最低。CK條件下，2013-2014年越冬期-孕穗期土壤水分以中播處理最高，2014-2015年越冬期-孕穗期土壤蓄水量以早播處理最高，但越冬期與中播處理差異不顯著。可見，休閑期深松對各生育時期土壤水分的蓄保有顯著調節(jié)作用，且配套適期播種更有利于各生育時期蓄水量的提高，過早或過晚播種都會導致蓄水量降低。

SS.深松；CK.傳統(tǒng)耕作；D1.早播；D2.中播；D3.晚播；WS.越冬期；JS.拔節(jié)期；BS.孕穗期；AS.開花期；MS.成熟期；不同小寫字母表示不同處理在5%水平上差異顯著。SS. Subsoiling during fallow period; CK.Traditional tillage; D1.Early sowing date; D2. Timely sowing; D3. Late sowing date;WS. Winter stage；JS. Jointing stage；BS. Booting stage；AS.Anthesis stage；MS.Maturity stage.Different letters meant significant difference at 0.05 level among treatments.

2.2 休閑期深松和播期對干物質累積的影響

2.2.1 休閑期深松和播期對干物質累積量及累積速率的影響 耕作及播期可顯著影響冬小麥各生育階段干物質累積量及累積速率(表1)。小麥群體干物質累積量、累積速率均以拔節(jié)-開花期最高，開花-成熟期次之。休閑期深松較CK可顯著提高出苗-開花期干物質累積量及累積速率。中播處理可顯著提高各階段干物質累積量、累積速率，出苗-越冬期、開花-成熟期干物質累積量以早播處理顯著最低，越冬-開花期以晚播處理最低?？梢?，休閑期深松蓄水條件下，配套中播處理更有利于促進小麥各生育期干物質的累積。

2.2.2 休閑期深松和播期對成熟期各器官干物質累積及分配比例的影響 成熟期各器官干物質累積量及所占整株比例以籽粒最高，莖稈+葉鞘次之，穎殼+穗軸最低(表2)。休閑期深松較CK可顯著提高成熟期各器官干物質累積量，其中，葉片、莖稈+葉鞘、穎殼+穗軸、籽粒分別提高1 435～1 530 ，1 448～1 787 ，425～592 ，4 257～4 616 kg/hm2。中播處理可顯著提高成熟期各器官干物質累積量，且深松條件下葉片、莖稈+莖鞘于早、晚播處理之間無顯著差異，對照條件下葉片、籽粒于早、晚播處理之間無顯著差異。無論深松與否，早、晚播處理較中播處理均顯著提高了葉片、籽粒干物質累積量在整株中所占比例，且二者之間無顯著差異；中播顯著提高穎殼+穗軸干物質累積量在整株中所占的比例?？梢?，休閑期深松蓄水條件下，采用中播處理提高成熟期各器官干物質累積量。

表1 休閑期深松和播期對各生育階段干物質累積的影響(2013-2014年)Tab.1 Effect of subsoiling during fallow period and sowing date on dry matter accumulation at different growth stages(2013-2014)

注：表中數(shù)據(jù)均為3次重復的平均值±標準差; 不同小寫字母表示不同處理在5%水平上差異顯著。
Note: Data in the table was the average of three replicates;Different letters meant significant difference at 0. 05 level among treatments．

表2 休閑期深松和播期對成熟期各器官干物質累積及分配比例的影響(2013-2014年)Tab.2Effectof subsoiling and sowing date on dry matter accumulation and ratio at different growth stages>(2013-2014)

2.3 各生育階段干物質累積量與產量的關系

休閑期深松較CK可顯著提高產量達17%～22%。休閑期深松條件下，中播處理較早、晚播處理顯著提高產量5%～10%。CK條件下，中播處理較早、晚播處理顯著提高產量9%～11%。擬合各階段干物質累積量與產量的關系，開花-成熟期階段干物質累積量與產量呈線性顯著相關關系，線性方程為y= 3.543 7x-5 456.2，相關系數(shù)為0.898 6(圖3)?？梢?，產量的形成與花后干物質累積量關系更為密切。

2.4 花前各器官干物質累積對產量的影響

開花期干物質累積量不同器官中的分配比例從小到大表現(xiàn)為穗<葉片<莖稈(圖4)。擬合開花期各器官干物質累積量與產量的關系可知，葉片、莖稈+葉鞘干物質累積量與產量呈正相關線性關系，線性方程為：y=1.237 1x+ 1 271.7，y=0.787 6x+1 767.3，相關系數(shù)為0.808 3，0.656 6。穎殼+穗軸干物質累積量與產量呈拋物線關系，方程為：y= 0.007 5x2-37.253x+ 50 440，相關系數(shù)為0.520 2。

2.5 各生育時期土壤水分與干物質積累的關系

2013-2014年和2014-2015年結果表明，越冬期、孕穗期土壤蓄水量與成熟期各器官干物質累積量呈顯著正相關關系；拔節(jié)期土壤蓄水量與葉片、莖稈+葉鞘、穎殼+穗軸成熟期干物質量呈極顯著正相關(表3)?？梢?，休閑期深松條件下，能夠有效促進生育前、中期土壤的蓄水能力，配套中播處理更有利于促進成熟期各器官中干物質累積。

圖3 各生育階段干物質累積量與籽粒產量的相關性(2013-2014年)Fig.3 Relationship between dry matter accumulation and yield at different growth and development stages(2013-2014)

圖4 開花期干物質在不同器官中累積與產量的相關性Fig.4 Relationship between dry matter accumulation in different organs at anthesis and yield

表3 小麥各生育時期0～00 cm土壤蓄水量與成熟期各器官干物質累積量的相關性Tab 3 Correlation between 0-200 cm soil water storage and dry matter translocation of wheat at maturity

注：*.在P<0.05 水平差異顯著；**.在P<0.01水平差異極顯著。

Note：*.Significant difference atP<0.05 level；**.A very significant difference at P<0.01 level .

3 討論與結論

侯賢清等[4]通過寧南旱地的研究表明，休閑期深松可最大程度地蓄水保墑，提高播前及整個生長季0～2 m 的土壤水分。毛紅玲等[10]在渭北旱塬的研究認為，休閑期深松較翻耕處理可提高0～3 m土層平均貯水量達21.5 mm。張慧芋等[11]研究表明，休閑期耕作顯著增加旱地小麥播前0～100 cm土壤蓄水量，達18～36 mm，且其蓄水效果可延續(xù)至孕穗期。本試驗結果表明，休閑期深松較CK提高各生育時期土壤水分。這與王紅光等[12]的研究結果一致?？赡苁怯捎谔崆吧钏煽捎行罘e休閑期降雨，提高土壤水分儲備水平。

充足的土壤水分有利于小麥的生長發(fā)育，直接影響干物質的累積轉運，進而影響產量。王紅光等[13]研究表明，深松+旋耕、深松+條旋耕處理較旋耕、條旋耕處理可顯著提高開花-成熟階段干物質累積量，利于籽粒產量的提高。鄭成巖等[14]研究表明，深松+條旋耕、深松+旋耕可提高成熟期干物質累積量及花后干物質累積量對籽粒的貢獻率。本研究表明，深松有利于提高干物質累積量?？赡苁怯捎谏钏纱蚱屏死绲讓?，提高了土壤有效蓄水力，促進了水分和干物質累積。

適期播種是實現(xiàn)小麥生長發(fā)育與當?shù)貧夂蛳嗥ヅ涞闹匾胧?，有利于發(fā)揮水肥的增產效應，實現(xiàn)增產。關于播期對小麥生長發(fā)育及產量的影響前人已進行了大量研究。丁銳欽等[15]研究表明，生育期總莖蘗、單株莖蘗和單株成穗數(shù)均隨播期推遲而降低；9月28-30日播種，穗部干物質積累量增加最多，產量構成因素和產量均最高。王楠等[16]通過關中中部的研究表明，九麥2號產量為7 500～8 250 kg/hm2的適宜播期為10月11-19日。本研究認為，休閑期深松條件下，中播處理較早、晚播顯著提高產量5%～10%。CK條件下，中播處理較早、晚播處理可顯著提高產量9%～11%。屈會娟等[17]研究表明，適期晚播可以提高成熟期籽粒干物質累積量，提高各營養(yǎng)器官花前干物質累積量，以及轉運干物質對籽粒重的貢獻率。本研究表明，早、中播處理較晚播處理可提高越冬期-孕穗期植株干物質量，而中、晚播可提高開花期-成熟期干物質累積量。中播處理可顯著提高各階段干物質累積量、累積速率。晚播處理較早、中播處理顯著提高花后干物質累積量對籽粒的貢獻率?？赡苁怯捎谠绮ドL發(fā)育較快，消耗了較多的干物質。晚播由于冬前有效積溫低，出苗推遲，進而減少分蘗、次生根，使養(yǎng)分積累不足，冬前難以壯苗，營養(yǎng)器官花后累積的干物質向籽粒的轉運量較少，最終導致有效成穗數(shù)減少，難以獲得高產[18-20]。

本研究表明，休閑期深松可提高土壤接納降雨的能力，提高各生育時期0～2 m土壤水分；深松條件下，中播處理可顯著提高各階段干物質累積量、累積速率；早、中播處理有利于形成冬前壯苗，中、晚播處理有利于生育后期干物質量累積；開花期和成熟期土壤水分與花后干物質累積量關系密切，以中播處理獲得最高的產量。本試驗休閑期深松蓄水條件下，10月1日播種是實現(xiàn)增產的最佳播期。