周冬冬，張 軍，李福建，李必忠，張永進，劉忠紅，葛夢婕，朱曉歡，李春燕

(1.淮安市農業(yè)技術推廣中心，江蘇淮安 223001； 2.揚州大學江蘇省作物遺傳生理重點實驗室培育點/揚州大學小麥研究中心，江蘇揚州 225009)

小麥是我國主要的口糧之一，在保障國家糧食安全、改善居民飲食以及維護社會穩(wěn)定方面具有重要作用[1]。江蘇在我國各省小麥產(chǎn)量中排名第五，占全國產(chǎn)量的10%左右，是我國重要的小麥商品糧生產(chǎn)基地。稻茬麥是江蘇小麥生產(chǎn)典型茬口模式，約占全省小麥種植面積75%左右。近10年來，為響應秸稈禁燒政策，促進農業(yè)資源綜合利用，改善環(huán)境條件，江蘇秸稈還田率超95%。眾所周知，農作物秸稈中富含大量的礦質營養(yǎng)元素和有機物質[2]，秸稈還田具有增加土壤有效養(yǎng)分含量、改善土壤理化性狀、培肥地力等多重效應[3-7]，是實現(xiàn)農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效措施。但也有研究報道，由于耕作管理方式不當，秸稈還田小麥出苗率低、根系發(fā)育不良、苗情素質差，極易受低溫等影響，最終阻礙了小麥產(chǎn)量的提升，同時也制約著秸稈還田優(yōu)勢的發(fā)揮[8-10]。秸稈還田后，大量未經(jīng)處理的植株病殘體直接混入土壤，導致土壤中病原菌數(shù)量累積增加，致使土傳、種傳病害成為小麥生產(chǎn)上主要病害并有加重趨勢[11-13]。

前人研究表明，通過小麥種子處理可以控制土傳、種傳病害、地下害蟲和蚜蟲等主要病蟲害，且能有效減輕小麥中后期病蟲防控的壓力[14-15]。生產(chǎn)上由于缺乏免疫和高抗品種，目前我國對小麥紋枯病等最直接有效的防治方法仍以化學藥劑防治為主。隨著國家“農藥使用量零增長行動”的不斷推進，種子包衣、藥劑拌種等技術在降低農藥用量、提高病蟲害防控質量方面發(fā)揮著越來越重要的作用[16]。而且藥劑拌種相對于藥液噴施具有省時省工、增產(chǎn)增效、保護生態(tài)環(huán)境等優(yōu)點，還能實現(xiàn)防病治蟲、保苗壯苗、提高產(chǎn)量的目的[17-18]。前人就藥劑拌種對小麥病蟲害的防治效果進行了大量研究，但有關秸稈還田和藥劑拌種對小麥生長發(fā)育、產(chǎn)量、品質及病害的綜合效應在國內鮮有報道。本研究在稻麥輪作條件下，探究稻秸還田與藥劑拌種對小麥生長和籽粒品質的影響，同時比較不同藥劑處理種子對小麥紋枯病的防治效果，以期明確秸稈還田與藥劑拌種技術在小麥生產(chǎn)上的效應，為小麥綠色優(yōu)質高效生產(chǎn)提供理論依據(jù)和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為弱春性小麥品種淮麥40，該品種中感紋枯病，由淮安市農業(yè)科學研究院提供。

供試藥劑有：2.5%咯菌腈、6%戊唑醇、45%烯肟·苯·噻蟲和4.8%苯醚·咯菌腈，由江蘇現(xiàn)代農業(yè)(小麥)產(chǎn)業(yè)技術體系抗逆栽培創(chuàng)新團隊提供。

1.2 試驗地情況

試驗于2018-2019年在江蘇(淮安)現(xiàn)代農業(yè)(稻麥)科技綜合示范基地(118°51′E,33°35′N)進行。該區(qū)位于淮河以北，屬溫帶季風氣候，年平均氣溫14.8 ℃，年降雨量945.5 mm，全年日照時數(shù)2 080.6 h，小麥生長季氣候條件見表1，數(shù)據(jù)由淮安市氣象局提供。土壤類型屬淤泥質土， 0～20 cm土層有機質含量為22.3 g·kg-1，全氮1.38 g·kg-1，速效磷53.5 mg·kg-1，速效鉀110.2 mg·kg-1。試驗地前茬為水稻。

表1 小麥全生育期的氣候概況Table 1 Average temperature,precipitation and sunshine duration during the growth period of wheat

1.3 試驗設計

試驗采用二因素裂區(qū)設計，以秸稈處理(R)為主區(qū)，設稻秸全量旋耕還田(R1)和稻秸不還田(R0)；拌種劑(S)為副區(qū)，設2.5%咯菌腈(F)、6%戊唑醇(T)、45%烯肟·苯·噻蟲(FDT)、4.8%苯醚·咯菌腈(DF)和清水對照(CK)5個水平，共10個處理。不同秸稈處理方式及藥劑拌種配方詳見表2。2018年10月25日人工拌種，晾干后機條播，用種量為225 kg·hm-2，播后鎮(zhèn)壓。施純氮255 kg·hm-2，基肥∶壯蘗肥∶拔節(jié)肥∶孕穗肥=5∶1∶3∶1，基肥于播種前施用，壯蘗肥于3～5葉期時施用，拔節(jié)肥于葉齡余數(shù)2.5葉時施用，孕穗肥于葉齡余數(shù)0.5葉左右時施用。磷肥(P2O5)、鉀肥(K2O)施用量均為90 kg·hm-2，基肥∶拔節(jié)肥為5∶5。每個小區(qū)面積為220 m2，3個重復。2019年6月上旬收獲。

表2 不同秸稈處理方式及藥劑拌種配方Table 2 Straw returning patterns and seed dressing with chemicals under different treatments

1.4 測定項目及方法

1.4.1 苗情素質調查

每個處理人工開溝兩行各撒播100粒種子，記錄各處理出苗日期，調查出苗率。于12月20日取樣20株調查麥苗素質，觀察葉色，并記錄葉齡、次生根數(shù)、分器官測干重。

1.4.2 莖蘗動態(tài)、葉面積指數(shù)、干物質積累量調查與測定

于越冬期、拔節(jié)期、孕穗期、開花期和成熟期每個處理取樣20株調查莖蘗數(shù)；采用長寬系數(shù)法測定葉面積，計算葉面積指數(shù)；樣品按器官分開，105 ℃殺青30 min，80 ℃烘干至恒重，測定干 物重。

1.4.3 產(chǎn)量及其構成因素測定

成熟期各處理取1 m雙行調查穗數(shù)、穗粒數(shù)及千粒重，收獲1 m2計產(chǎn)，重復3次，折算成籽粒含水量為13%時的粒重計產(chǎn)。

1.4.4 小麥紋枯病防效調查

于冬前和拔節(jié)期各調查1次，小區(qū)對角線五點取樣，每點調查100株，記錄發(fā)病率。依據(jù)GB/T17980.108-2004，計算病情指數(shù)、防效。

病情指數(shù)=∑(各級病株數(shù)×相應級數(shù))/(調查總株數(shù)×7)×100

防效=(對照區(qū)病情指數(shù)-處理區(qū)病情指數(shù))/對照區(qū)病情指數(shù)×100%

1.4.5 籽粒品質測定

根據(jù)小麥GB1351-2008，利用近紅外谷物分析儀測定籽粒粗蛋白、濕面筋含量和沉降值，使用HGT-1 000型容重儀和JYDB100×40小麥硬度指數(shù)測定儀分別測定籽粒容重和硬度指數(shù)。

1.5 統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)采用Excel 2016、DPS 7.05進行統(tǒng)計分析、作圖。

2 結果與分析

2.1 不同處理對小麥種子萌發(fā)及麥苗素質的影響

由表3可知，秸稈處理和拌種劑處理均顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)影響稻茬小麥出苗率、葉齡、次生根條數(shù)、根干重、地上部干重和根冠比，二者的互作效應對出苗率和次生根條數(shù)沒有顯著影響，對其余被測指標均有顯著或極顯著影響。R1處理的平均出苗率較R0處理降低了8.4%，二者差異顯著(P<0.05)，說明稻秸還田降低了小麥出苗率。藥劑拌種處理的出苗時間比對照晚1 d，其葉齡相應減小，但顯著提高了出苗率，各藥劑處理間小麥出苗率表現(xiàn)為DF>FDT>F>T>CK。秸稈還田處理的麥苗次生根條數(shù)、百株根干重、百株地上部干重和根冠比均顯著低于不還田處理，說明秸稈還田一定程度上影響了麥苗素質。不同藥劑拌種對小麥幼苗次生根條數(shù)、地上部和根干重、根冠比有顯著促進效應， 以DF效果最佳，說明拌種劑對根系的促進作用大于地上部分，藥劑拌種可提高小麥幼苗綜合素質。

表3 不同處理對小麥種子萌發(fā)及麥苗素質的影響Table 3 Effect of different treatments on seed germination and seedling quality

2.2 不同處理對小麥產(chǎn)量及其構成因素的影響

不同處理的實際產(chǎn)量介于8 067.86～ 9 325.06 kg·hm-2之間(表4)。秸稈處理、拌種劑及其二者的交互作用對被測指標均有顯著或極顯著影響(秸稈處理對產(chǎn)量效應除外)。同一拌種劑處理，秸稈還田小麥的實際產(chǎn)量均低于秸稈不還田處理，對照間差異顯著，各藥劑處理下二者間差異均不顯著。說明在本試驗條件下，秸稈還田與否對藥劑拌種處理的稻茬小麥實際產(chǎn)量未產(chǎn)生顯著影響。從產(chǎn)量構成因素來看，秸稈還田處理的穗數(shù)較秸稈不還田處理顯著減少，但穗粒數(shù)和千粒重顯著增加，使二者間最終產(chǎn)量差異不顯著。產(chǎn)量在不同藥劑拌種處理間表現(xiàn)為DF>FDT>F>T>CK，以DF處理最高，R1DF較R1CK增加14.57%，R0DF較R0CK增加8.90%。秸稈還田條件下，藥劑拌種處理的平均產(chǎn)量較CK增幅達12.31%，穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重均顯著增加；秸稈不還田條件下，藥劑拌種處理的平均產(chǎn)量及其組成因素較CK也顯著增加(穗數(shù)的R0T除外)，產(chǎn)量增幅為6.70%，說明藥劑拌種對小麥產(chǎn)量的提高有一定的促進作用，在秸稈還田條件下效應更大。

表4 不同處理對小麥產(chǎn)量及其構成因素的影響Table 4 Effect of different treatments on yield and its components of wheat

2.3 不同處理對小麥群體特征的影響

2.3.1 對莖蘗數(shù)的影響

從圖1可以看出，相同藥劑拌種處理下秸稈還田處理在越冬期、拔節(jié)期、孕穗期、開花期和成熟期的莖蘗數(shù)均低于秸稈不還田處理，整體平均二者間差異達顯著水平。由于秸稈不還田處理的出苗率較高，從越冬期開始就獲得較大的群體結構。秸稈還田條件下，藥劑拌種處理使得各生育時期莖蘗數(shù)顯著增加，具體表現(xiàn)為：DF>FDT>F>T>CK。孕穗期以后，藥劑拌種使得秸稈處理間的群體莖蘗數(shù)差距逐漸縮?。怀墒炱跁r，秸稈還田條件下，各藥劑拌種處理平均莖蘗數(shù)比不還田條件下的僅低38.01×104·hm-2。說明秸稈還田條件下，藥劑拌種利于促進單株分蘗數(shù)增加。

BW：越冬始期，J：拔節(jié)期，B：孕穗期，A：開花期，M：成熟期。相同時期圖柱上不同字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。下同。BW:Beginning of wintering stage; J:Jointing stage; B:Booting stage;A:Anthesis stage; M:Maturity stage. Different letters above bars indicate significant difference among the treatments at 0.05 level.The same below.圖1 不同處理對小麥主要生育期莖蘗數(shù)的影響Fig.1 Effect of different treatments on number of main stems and tillers at different growth stages

2.3.2 對葉面積指數(shù)(LAI)的影響

由圖2可知，相同藥劑拌種處理下，秸稈還田處理小麥在越冬期、拔節(jié)期、孕穗期和開花期的葉面積指數(shù)(LAI)均低于秸稈不還田處理，對照處理間差異顯著。小麥葉面積指數(shù)隨生育進程推進均呈先升高后降低的趨勢，孕穗期達到最大值。4個藥劑拌種處理在各生育時期的葉面積指數(shù)均顯著高于各自對照處理。孕穗期秸稈還田條件下，各藥劑拌種處理平均葉面積指數(shù)為5.80，較R1CK高0.89；秸稈不還田條件下，各藥劑拌種處理平均葉面積指數(shù)為5.89，較R0CK高0.51。說明通過藥劑拌種處理可增加秸稈全量還田小麥群體后期葉面積指數(shù)，為最終獲得較高產(chǎn)量創(chuàng)造了條件。

圖2 不同處理對小麥主要生育期葉面積指數(shù)(LAI)的影響Fig.2 Effect of different treatments on leaf area index at different growth stages

2.3.3 對干物質積累量的影響

由圖3可知，相同藥劑拌種處理下秸稈還田處理在越冬期、拔節(jié)期、孕穗期、開花期和成熟期的干物質積累量均低于秸稈不還田處理，秸稈還田與不還田處理間干物質積累量差值隨生育進程推移呈先增大后減小的趨勢；就花后干物質積累量而言，秸稈不還田處理僅比秸稈還田處理高78.06 kg·hm-2。4個藥劑拌種處理在各生育時期干物質積累量均顯著高于各自對照處理，其中以R1DF花后干物質積累量最高，達8 297.52 kg·hm-2，R0DF次之(8 264.79 kg·hm-2)。說明藥劑拌種可提高小麥生育后期群體干物質積累量，尤其對秸稈還田群體效果更為顯著。

圖3 不同處理對小麥主要生育期干物質積累量的影響Fig.3 Effect of different treatments on dry matter accumulation amount at different stages

2.4 不同處理對小麥紋枯病的防效

由表5可知，冬前和拔節(jié)期秸稈還田處理小麥紋枯病病情指數(shù)均顯著高于不還田處理。說明稻秸全量還田加劇了小麥紋枯病的發(fā)生，且一定程度上造成小麥紋枯病早發(fā)生。冬前和拔節(jié)期，4個藥劑拌種處理的小麥紋枯病病情指數(shù)均低于各自對照處理，差異達顯著水平；對紋枯病的防效具體表現(xiàn)為：DF>FDT>F>T，不同秸稈處理下趨勢表現(xiàn)一致。相同藥劑拌種處理拔節(jié)期的防效均低于冬前防效，冬前秸稈還田條件下藥劑拌種處理的平均防效為71.97%，接近于秸稈不還田條件下藥劑拌種處理平均防效(76.35%)；而拔節(jié)期二者平均防效分別為56.20%、 66.40%。說明4個拌種劑均能有效控制小麥生育前期紋枯病病害發(fā)生，但拌種劑藥效持續(xù)時間有限，為獲得較高產(chǎn)量和品質，后期仍需結合藥液噴施來控制病害 發(fā)生。

表5 不同處理對小麥紋枯病的防效Table 5 Control effect of different treatments to wheat sharp eyespot

2.5 不同處理對小麥主要品質性狀的影響

由表6可知，秸稈處理對小麥被測品質指標均無顯著影響，藥劑拌種處理僅對沉降值有顯著影響，對其他被測指標均無顯著影響，二者的交互作用對沉降值以外的其他被測指標均有顯著影響。秸稈還田對籽粒容重、粗蛋白含量和濕面筋含量的影響較大。藥劑拌種處理的籽粒容重、硬度、粗蛋白含量、濕面筋含量和沉降值均高于對照，特別是秸稈還田條件下其對品質改善更為顯著，以DF處理較好，F(xiàn)DT次之。以上結果表明，秸稈還田與藥劑拌種可以改善小麥籽粒品質，主要改善了容重、硬度、粗蛋白和濕面筋含量，分別較對照提高3.26%、10.47%、18.94%和 15.31%，且以R1DF處理小麥籽粒品質相對較好。

3 討 論

3.1 稻秸還田與藥劑拌種對小麥出苗及產(chǎn)量形成的影響

秸稈還田改變了土壤的微環(huán)境，從而對作物出苗及生長發(fā)育帶來一定的影響。許多研究都表明，秸稈還田顯著降低了小麥出苗率[5-6,9，19]，這與本研究結果一致。顧克軍等[5]研究認為，越冬期間秸稈還田處理葉齡和單株莖蘗減少，單株干重降低，一定程度上降低了稻茬小麥幼苗的素質。賈麗娜等[19]經(jīng)研究認為，秸稈還田小麥苗期個體生長發(fā)育總體好于秸稈不還田。本試驗結果表明，稻秸還田降低了小麥出苗率，且一定程度上影響了麥苗素質。因此對于稻秸還田的小麥可通過增加播種量、提高耕整地質量和播后及時鎮(zhèn)壓等措施來彌補其對出苗率的不良影響[5-6]。前人大量研究表明，藥劑拌種能夠提高小麥的出苗率，促蘗生根，形成健苗[20-21]。董志強等[18]研究認為，藥劑拌種對小麥苗期生長發(fā)育有一定的抑制作用，對拔節(jié)期生長發(fā)育有一定的促進作用。易 媛[22]研究認為，種衣劑、拌種劑拌種有利于促進小麥幼苗生長，提高幼苗植株體內干物質含量，形成壯苗。本試驗結果表明，藥劑拌種有效提高了出苗率，促進生根且對根系生長量的影響大于地上部分，利于改善幼苗素質。

關于秸稈還田對產(chǎn)量的影響，目前國內尚存在不同的看法。一部分研究認為，秸稈還田具有一定的增產(chǎn)效果，有助于提高小麥千粒重[23-25]。而另外一部分研究結果表明，秸稈還田導致小麥產(chǎn)量減少，主要原因是單位面積穗數(shù)的顯著降低[6,9]。本研究結果表明，秸稈還田導致穗數(shù)顯著減少，但穗粒數(shù)和千粒重都有所增加，有效彌補了穗數(shù)的不足，最終產(chǎn)量雖略有下降但與秸稈不還田處理無顯著差異，這與顧克軍等[5]研究結果一致。張 奎等[23]研究認為，秸稈還田可顯著提高開花期旗葉的凈光合速率、氣孔導度和蒸騰速率，降低了旗葉MDA積累速率，防止早衰，從而提高了花后干物質對籽粒的貢獻率，產(chǎn)量三因素都有所提高。喬玉強等[24]研究表明，秸稈還田增強了小麥旗葉的PSII反應中心光化學活性和光保護能力，對千粒重的提高有顯著影響。本試驗結果表明，秸稈還田影響小麥出苗，造成各主要生育時期群體分蘗數(shù)低于秸稈不還田處理且花后干物質積累量略有降低，這與薛亞光等[9]試驗結果一致。張保軍等[21]認為，植物生長調節(jié)劑天達-2116對增加小麥穗粒數(shù)和千粒重有促進作用。董志強等[18]認為，藥劑拌種可提高小麥拔節(jié)期的葉面積指數(shù)和單株干物質重，降低了單位面積有效穗數(shù)，增加了穗粒數(shù)和千粒重，最終產(chǎn)量高于CK，但差異不顯著。李銘東等[26]研究結果表明，種衣劑增產(chǎn)效果在春小麥和冬小麥上分別達到了 13.09%、8.95%。本研究結果表明，藥劑拌種可提高各主要生育時期的葉面積指數(shù)，利于形成高光效群體，增加花后干物質積累量，較CK高 7.04%，顯著增加了單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重，從而提高小麥產(chǎn)量。

3.2 稻秸還田與藥劑拌種對小麥紋枯病防效的影響

秸稈還田增加植株病殘體上病菌在田間的積累，為紋枯病等病害的滋生提供有利的繁殖場所，勢必加重紋枯病的發(fā)生[13,27-28]，本研究也得出相似結論。趙永強等[10]研究認為，水稻秸稈全量還田可促使小麥紋枯病在早春提早發(fā)生；由于目前尚無對紋枯病表現(xiàn)高抗或者免疫的小麥品種，化學防治又難以達到持久控制紋枯病的效果，生產(chǎn)上為預防病害發(fā)生就會采取加大農藥用量、增加防治次數(shù)的做法，因此極不符合當前農業(yè)生產(chǎn)的“雙減”政策[29-30]。茹李軍等[17]研究發(fā)現(xiàn)，45%烯肟菌胺·苯醚甲環(huán)唑·噻蟲嗪懸浮種衣劑(推薦劑量為400～800 g·100kg-1種子)對小麥紋枯病具有良好防治效果。王漢芳等[31]研究認為，10.4%吡蟲啉·烯唑醇懸浮種衣劑對小麥紋枯病的防效為60.75%～86.64%。任學祥等[32]研究認為，5%噻呋酰胺懸浮種衣劑對拔節(jié)期小麥紋枯病的防效高于85%，灌漿期則低于30%，說明懸浮種衣劑在拔節(jié)期后對小麥紋枯病的防效會逐漸減弱。齊永霞等[33]研究發(fā)現(xiàn)，藥劑拌種結合拔節(jié)期、孕穗期各噴霧1次對小麥紋枯病的防治效果優(yōu)于單獨使用一種拌種劑或殺菌劑的防治效果。本試驗結果表明，藥劑拌種能有效控制小麥紋枯病前期發(fā)生程度，以4.8%苯醚·咯菌腈防治效果更優(yōu)，但因藥效持續(xù)時間有限，秸稈全量還田地區(qū)小麥為獲得較高產(chǎn)量和品質可采取前期藥劑拌種與后期藥液噴施相結合的方法來防治小麥紋枯病，更多防治措施仍待進一步研究。

3.3 稻秸還田與藥劑拌種對小麥籽粒品質的影響

前人關于秸稈還田對小麥籽粒品質的影響結論不盡相同。顧克軍等[5]研究認為，秸稈還田對提高小麥籽粒蛋白質含量和出粉率較為顯著，對其它品質指標影響不顯著。張 奎等[23]研究結果表明，秸稈還田顯著提高小麥籽粒蛋白質含量、濕面筋含量、Zenely沉降值和硬度，但籽粒容重降低。喬玉強等[24]研究認為，秸稈還田引起小麥籽粒容重、蛋白質含量、淀粉含量、沉降值和硬度下降，但差異不顯著。關于藥劑拌種對小麥品質性狀的影響，前人研究較少。張 恒[34]研究表明，種衣劑對小麥品質性狀影響較小，利用種衣劑處理小麥種子不會改變其品質。本試驗結果表明，秸稈還田與藥劑拌種均可改善小麥籽粒品質，二者間存在顯著的互作效應。秸稈還田對籽粒容重、粗蛋白含量和濕面筋含量的影響較大；藥劑拌種對沉降值有顯著影響，且秸稈全量還田條件下進行藥劑拌種處理對品質改善更為顯著。

4 結 論

稻秸還田降低了小麥出苗率且一定程度上影響了麥苗素質，導致穗數(shù)顯著減少，但穗粒數(shù)和千粒重都有所增加，有效彌補了穗數(shù)的不足，最終產(chǎn)量雖略有下降，但與秸稈不還田處理無顯著差異。藥劑拌種促進小麥生根且對根系生長量的影響大于地上部分，利于改善幼苗素質和群體性狀；通過提高葉面積指數(shù)，增加花后干物質積累量，控制小麥紋枯病前期發(fā)生程度，從而提高小麥產(chǎn)量。秸稈還田與藥劑拌種對改善小麥籽粒品質存在顯著互作效應。綜上所述，在稻麥輪作地區(qū)，秸稈全量還田條件下，4.8%苯醚·咯菌腈播前拌種有助于減輕小麥病害、提高群體抗性和產(chǎn)量、改善籽粒品質。關于藥效持續(xù)時間和秸稈還田小麥品質影響問題，還有待繼續(xù)研究。