張曉燕

（聊城市東昌府區(qū)堂邑鎮(zhèn)農(nóng)林水綜合服務(wù)中心，山東 聊城 252034）

小麥?zhǔn)俏覈匾募Z食作物，種植面積約占全國糧食種植面積的21.3%，其中華北平原、黃淮海流域等是主要種植區(qū)域。從華北平原地區(qū)冬小麥種植的經(jīng)驗(yàn)來看，小麥對(duì)生產(chǎn)條件與生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)性較強(qiáng)，產(chǎn)量較為穩(wěn)定，“冬小麥-夏玉米”是主要的種植模式。隨著對(duì)冬小麥種植研究的不斷深入，冬小麥栽培技術(shù)不斷提升，進(jìn)而推動(dòng)了冬小麥的單產(chǎn)和質(zhì)量提升。實(shí)際上，影響冬小麥產(chǎn)量與質(zhì)量的因素眾多，對(duì)于魯西地區(qū)的冬小麥種植而言，受到氣候等因素的影響，多以小株型品種種植為主，因此通過科學(xué)的方法，適當(dāng)提高種植密度能夠有效提升小麥產(chǎn)量，而如何配置行距和密度，是冬小麥高產(chǎn)研究的重點(diǎn)之一。

1 研究的總體概述

有農(nóng)業(yè)技術(shù)研究表明，冬小麥高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)群體需要具備莖稈粗壯、基部節(jié)間短、穗下節(jié)間長(zhǎng)、干物質(zhì)積累量高、穗粒數(shù)較多、千粒重較重等特征，用這些指標(biāo)衡量冬小麥種植中的各種技術(shù)措施對(duì)群體質(zhì)量的影響，具有重要的意義和價(jià)值。在這個(gè)指標(biāo)下進(jìn)行的行距和密度對(duì)冬小麥群體質(zhì)量影響的理論研究得出了以下結(jié)論：

(1)從理論上看，小麥合理的群體結(jié)構(gòu)應(yīng)該是群體與個(gè)體之間和諧生長(zhǎng)，構(gòu)建一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，以充分利用土壤、光照、水分、CO2等環(huán)境資源，從而使冬小麥個(gè)體獲得較好的分蘗能力，保證小麥群體質(zhì)量，而行距與密度是影響小麥分蘗能力的重要因素。有學(xué)者研究認(rèn)為，雖然寬行距能夠使冬小麥粒重較高，但其總體產(chǎn)量不如適宜的窄行距狀態(tài)，適宜的行距有利于增加單株分蘗數(shù)，提高分蘗成穗率。也有學(xué)者認(rèn)為，冬小麥種植密度過大會(huì)對(duì)小麥群體環(huán)境造成壓力，影響個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育，使冬小麥的無效分蘗增多。研究表明，小麥單株分蘗能力隨著種植密度的增加而逐漸降低。

(2)冬小麥的葉面積指數(shù)（LAI）通過影響小麥光合速率而直接影響小麥產(chǎn)量。理論研究認(rèn)為，LAI 越大，冬小麥的光合速率越高，且冬小麥孕穗期至灌漿后期LAI 的大小，和小麥的最終產(chǎn)量具有顯著的相關(guān)性。冬小麥的LAI是動(dòng)態(tài)變化的，隨著冬小麥的生長(zhǎng)發(fā)育，LAI 呈現(xiàn)先大后小的趨勢(shì)。研究表明，冬小麥的LAI 值受到多種因素影響，其中行距與密度是重要影響因素，大行距有利于小麥葉片伸展，但在相同密度下，窄行距種植有助于增大LAI和光衰減系數(shù)，有利于實(shí)現(xiàn)冬小麥高產(chǎn)。也有學(xué)者研究認(rèn)為，冬小麥科學(xué)、合適的種植密度有助于提高其生育前期的LAI，當(dāng)獲得一個(gè)相對(duì)較小且合適的LAI 時(shí)，冬小麥葉片獲得最佳的光合作用。

(3)冬小麥產(chǎn)量與其干物質(zhì)積累具有直接的相關(guān)性，而冬小麥種植行距與密度又是影響其干物質(zhì)積累的顯著因素。從前人的研究來看，行距與密度因素對(duì)冬小麥干物質(zhì)積累的影響因生長(zhǎng)期不同而不同：寬行距對(duì)于冬小麥生育前期的干物質(zhì)積累量具有積極的影響，而窄行距則對(duì)冬小麥開花后的灌漿期及成熟期干物質(zhì)積累具有積極的影響。綜合行業(yè)內(nèi)的研究可知，在合理行距和密度配置下，協(xié)調(diào)好群體與個(gè)體間的平衡，使冬小麥開花期前營養(yǎng)器官中積累較多的光合產(chǎn)物，使其在開花后快速轉(zhuǎn)移至籽粒中，并積累較多的光合產(chǎn)物，這樣才有利于提高小麥最終的干物質(zhì)積累量，從而提升產(chǎn)量。

(4)冬小麥生長(zhǎng)發(fā)育最終是依靠其光化作用，而光合產(chǎn)物是小麥干物質(zhì)的主要來源，提升冬小麥光合效率是保證其高產(chǎn)的有效技術(shù)措施之一。實(shí)踐表明，冬小麥種植的行距和密度配置決定了小麥群體的均勻性，進(jìn)而影響光照在小麥冠層內(nèi)的分布。行距的適當(dāng)縮小有利于提高光合作用對(duì)捕獲光能的利用率，而行距的適當(dāng)增大有利于小麥葉面積的增大。也有學(xué)者研究認(rèn)為，冬小麥種植密度過大或過小都會(huì)給小麥葉片的葉綠素含量帶來顯著變化，尤其會(huì)使得后期旗葉中葉綠素含量過早或過快地降低。

(5)倒伏是冬小麥種植中最常見的、對(duì)小麥生長(zhǎng)發(fā)育影響最大的現(xiàn)象之一，抗倒伏也成為冬小麥種植研究的重要課題之一。根據(jù)莖節(jié)抗倒伏性能形成規(guī)律的相關(guān)研究表明，只有采取科學(xué)合理的行距和群體大小調(diào)控等技術(shù)措施，才能盡可能地減少小麥倒伏現(xiàn)象的發(fā)生。大量研究表明，倒伏現(xiàn)象與小麥自身的株高、莖稈機(jī)械強(qiáng)度有顯著的關(guān)系，而行距和密度是影響小麥株高與莖稈機(jī)械強(qiáng)度的重要因素?？s小行距能夠降低小麥基部節(jié)間長(zhǎng)度，增大直徑和莖壁厚度，從而減少倒伏現(xiàn)象，而種植密度越大，小麥群體越大，莖稈的維管束數(shù)會(huì)減少，各節(jié)間長(zhǎng)粗比增大，使得莖稈壁變薄，硬度減弱，則容易造成倒伏。

根據(jù)以上學(xué)術(shù)領(lǐng)域的研究成果，通過設(shè)計(jì)冬小麥種植試驗(yàn)的方式，尋找適合黃淮海平原地區(qū)冬小麥種植的最佳“行距-密度”配置，為冬小麥高產(chǎn)提供支持。在魯西地區(qū)的試驗(yàn)田，采用最常種植的濟(jì)麥22 號(hào)冬小麥品種進(jìn)行種植試驗(yàn)，該品種屬冬性，具有分蘗能力強(qiáng)、抗寒性強(qiáng)、綜合抗病性好、成穗率高、抗倒伏能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，株高70～75 cm，株型緊湊，莖稈彈性好。田間種植試驗(yàn)采取二因素裂區(qū)設(shè)計(jì)，選取基本苗和總莖數(shù)、LAI、葉綠素相對(duì)含量、光合性能、植株性狀和干物質(zhì)積累量等參數(shù)為主要觀察對(duì)比指標(biāo)。在種植試驗(yàn)中，共設(shè)計(jì)三種行距，即S1（15 cm 等行距）、S2（7.5 cm 等行距）、S3（13 cm+13 cm+13 cm+21 cm，四密一疏種植模式），設(shè)計(jì)三種種植密度，即D1（225 萬株·hm-2）、D2（300 萬株·hm-2）、D3（375 萬株·hm-2）。

2 通過試驗(yàn)分析行距和密度組合對(duì)冬小麥群體性狀的影響

2.1 對(duì)冬小麥群體性狀影響

從行距和密度對(duì)冬小麥群體莖蘗消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)的影響層面來看，同一行距不同密度下，D3 密度下的冬小麥總莖數(shù)最多，D1 密度下最少；總成穗率、分蘗成穗率、分蘗穗比例等方面，D1 密度下表現(xiàn)得最好，D3 密度下表現(xiàn)得最差；在同一密度不同行距狀態(tài)下，S2 行距下的冬小麥群體總莖數(shù)最多，總成穗率和分蘗穗比例也表現(xiàn)得最好。也就是說在密度不變的情況下，縮小行距相當(dāng)于使小麥群體間的株間距拉大，單株?duì)I養(yǎng)面積增大，進(jìn)而提高了分蘗成穗率?？傮w來看，在魯西平原的地質(zhì)與氣候條件下，較高的基本苗種植模式（D3）更容易獲得高產(chǎn)的總穗數(shù)。

從行距和密度對(duì)冬小麥LAI 的影響情況來看，根據(jù)冬小麥生長(zhǎng)發(fā)育的不同時(shí)期進(jìn)行比較：拔節(jié)前期，同一密度下S2 行距下的小麥葉片LAI 最大，但在孕穗期后，S1 行距下小麥葉片LAI 最大；由于在冬小麥的整個(gè)生長(zhǎng)周期中，LAI是隨著小麥生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程而呈現(xiàn)單峰變化的，在不同行距和密度配置下，小麥群體中的個(gè)體在光線競(jìng)爭(zhēng)較小的情況下，小麥拔節(jié)后葉片LAI 下降速度平緩。此外，冬小麥生長(zhǎng)發(fā)育各時(shí)期的葉片LAI 都表現(xiàn)出隨密度增大而增大的趨勢(shì)。

從行距和密度對(duì)冬小麥干物質(zhì)積累的影響情況來看，不同生長(zhǎng)期表現(xiàn)出不同的狀態(tài)，通常魯西平原地區(qū)的冬小麥干物質(zhì)積累量整體上是隨生育進(jìn)程而增加的，但在起身期前，其干物質(zhì)積累較慢，而在拔節(jié)期后，干物質(zhì)積累量增速則明顯提升。因此比較同一生長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，同行距不同密度狀態(tài)下的干物質(zhì)積累量：D3 種植密度下的小麥干物質(zhì)積累量最大，D1 種植密度下的小麥干物質(zhì)積累量最小。而在相同密度下，S2 行距狀態(tài)下的冬小麥干物質(zhì)積累量最大。

2.2 對(duì)冬小麥開花后旗葉光合特性的影響

從旗葉葉綠素SPAD值來看，對(duì)開花期及開花期后6天、12 天、18 天、24 天五個(gè)時(shí)期進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，從開花期到開花期后18 天內(nèi)，葉綠素SPAD 值處于相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)期，即先升高后降低，但在不同的行距與密度下，這個(gè)變化的時(shí)間存在明顯的差異，比如在S1 或S3 行距，D3 密度的狀態(tài)下，葉綠素SPAD 值在開花期后12 天達(dá)到最高值，而在其他行距與密度下，葉綠素SPAD 值多在開花期后6 天達(dá)到最大值。對(duì)不同行距的觀察發(fā)現(xiàn)，行距對(duì)冬小麥開花后旗葉葉綠素SPAD 值的影響不大。

從旗葉凈光合速率的層面來看，在開花期后凈光合速率均呈現(xiàn)先上升后快速下降的趨勢(shì)。對(duì)于不同行距與密度而言，開花后6 天，相同行距下小麥旗葉凈光合速率隨密度增加而降低，其中D1 密度下旗葉凈光合速率下降最快，但D1 密度下旗葉凈光合速率最大，D3 密度下旗葉凈光合速率最小，但開花后18 天，同一行距各密度狀態(tài)下小麥旗葉凈光合速率差異開始不顯著。

2.3 對(duì)冬小麥莖稈質(zhì)量與抗倒伏影響

從冬小麥株高的總體表現(xiàn)來看，相同行距下，小麥株高隨密度增大而增大，同密度不同行距下，小麥株高差異表現(xiàn)不顯著，但S2 行距下的小麥株高稍微高于S1 和S3行距下的小麥株高，這可能是因?yàn)镾2 行距下小麥個(gè)體早期分蘗較多，競(jìng)爭(zhēng)較為激烈，進(jìn)而導(dǎo)致小麥通過增加株高來獲得更好的光溫資源。總體來看，在本試驗(yàn)中，行距對(duì)小麥株高的影響不顯著，而密度對(duì)小麥株高的影響較為顯著。

從成熟期小麥節(jié)間長(zhǎng)度來看，在同密度不同行距下，小麥成熟期各節(jié)間長(zhǎng)度均表現(xiàn)出較為穩(wěn)定的變化，即S2 行距下小麥各節(jié)間長(zhǎng)度最大，其次是S1、S3；在同行距不同密度下，基部第一、第二節(jié)間長(zhǎng)度隨密度增加而變長(zhǎng)，但D2 密度下的第三、第四節(jié)間長(zhǎng)度最長(zhǎng)，其次為D3、D1。總體來看，第三、第五節(jié)間長(zhǎng)度受密度的影響最小，而第一、第二、第四節(jié)間長(zhǎng)度受密度的影響較為顯著；S1 與S2 行距下小麥上部節(jié)間長(zhǎng)度顯著較長(zhǎng)，這對(duì)于小麥產(chǎn)量產(chǎn)生了有利影響。

從冬小麥基部節(jié)間單位長(zhǎng)度干重來看，行距對(duì)小麥基部第一、第二節(jié)間單位長(zhǎng)度干重的影響較為顯著，尤其是開花30 天后，S2 行距下基部?jī)蓚€(gè)節(jié)間單位長(zhǎng)度干重較大，這有利于增加小麥群體總莖蘗數(shù)和成穗率，進(jìn)而使得小麥具有較好的抗倒伏能力。同行距不同密度下，小麥開花后10 ～20 天期間，D1 密度下小麥基部?jī)蓚€(gè)節(jié)間單位長(zhǎng)度干重最大，這說明小麥前期基部節(jié)間積累的干物質(zhì)較少。

從冬小麥基部節(jié)間粗度和莖稈壁厚度來看，冬小麥開花后10 ～30 天期間，同行距下D2 密度有利于小麥群體植株基部節(jié)間變粗，而密度過大或過小都不利于小麥基部節(jié)間增粗；同密度下，S2 行距下冬小麥基部第一節(jié)間較粗，莖稈壁較厚，抗倒伏能力較強(qiáng)。行距因素對(duì)冬小麥基部第二節(jié)間粗度和莖稈壁厚度的影響十分顯著，在S2 行距下，小麥基部第二節(jié)間粗度最大，莖稈壁厚度也最大，這有利于抗倒伏。從總體來看，在本試驗(yàn)研究中所設(shè)置的行距與密度范圍內(nèi)，行距與密度因素對(duì)冬小麥基部第一、第二節(jié)間粗度和莖稈壁厚度的影響較為顯著，但行距的影響力度明顯高于密度的影響。

2.4 對(duì)冬小麥產(chǎn)量的影響

從小麥灌漿速率來看，在同密度下，S1 和S2 行距下小麥灌漿速率較高，在開花后24 天達(dá)到最大值；從密度的影響來看，開花后12 ～18 天期間，D1 密度下小麥灌漿速率最高，D3 密度下小麥灌漿速率最低，但在其他生長(zhǎng)期，3 種行距和3 種密度對(duì)小麥灌漿速率的影響差異性不顯著。

從小麥千粒重增長(zhǎng)過程來看，小麥在灌漿中期時(shí)的籽粒千粒重增長(zhǎng)較為迅速，在灌漿前期與后期的千粒重增長(zhǎng)較為緩慢，在整個(gè)灌漿期，同密度下S1 行距下小麥千粒重最高。而隨著開花后時(shí)間的推進(jìn)，不同密度下的小麥千粒重差異顯著，開花后6 ～24 天期間，D1 密度下的小麥籽粒千粒重最大，而在灌漿末期三種密度下的小麥千粒重差異不大。

從小麥穗部性狀來看，行距因素帶來的影響較為顯著，S2 行距下小麥穗長(zhǎng)最長(zhǎng)，S3 行距下小麥不孕小穗數(shù)明顯較高，這說明S1 和S2 行距下的小麥群體分布較為合理。此外，密度因素對(duì)小麥穗部性狀的影響不顯著。

從產(chǎn)量與產(chǎn)量結(jié)構(gòu)來看，S1 行距下小麥產(chǎn)量最高，S3行距下小麥產(chǎn)量最低；不同密度下小麥的產(chǎn)量隨密度增加而顯著提升。

3 結(jié)論

通過以上描述可知，在魯西平原地區(qū)種植冬小麥時(shí)，行距與密度能夠?qū)π←溔后w性狀造成顯著影響。理論分析與試驗(yàn)研究表明，選擇合適的行距和密度配置能夠有效保證冬小麥高產(chǎn)，對(duì)于地處黃淮海地區(qū)的魯西平原而言，其地質(zhì)與氣候特征決定了15 cm 的行距寬度較為合理，在這個(gè)行距下，375 萬株·hm-2的密度能夠提升每穗粒數(shù)和千粒重，從而提高產(chǎn)量。但試驗(yàn)中也顯示，在7.5 cm 行距與375 萬株·hm-2密度下，也能夠通過提高單位面積穗數(shù)來彌補(bǔ)每穗粒數(shù)和千粒重較低的缺點(diǎn)，從而達(dá)到高產(chǎn)。綜合來看，15 cm 行距+375 萬株·hm-2密度的組合能夠更好地實(shí)現(xiàn)冬小麥高產(chǎn)的效果。