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作物杂志,2022, 第2期: 127–133 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2022.02.018

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

不同土壤表面结构对小麦生长发育及产量的影响

周煜庄1,2(), 王瑞1,2, 姚照胜1,2, 张伟军1,2, 刘涛1,2,*(), 孙成明1,2,3,*()   

  1. 1江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室/扬州大学农学院,225009,江苏扬州
    2江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心/扬州大学,225009,江苏扬州
    3教育部农业与农产品安全国际合作联合实验室/扬州大学,225009,江苏扬州
  • 收稿日期:2021-03-17 修回日期:2021-07-08 出版日期:2022-04-15 发布日期:2022-04-24
  • 通讯作者: 刘涛,孙成明
  • 作者简介:周煜庄,主要从事作物栽培生理及其信息化研究,E-mail： 1015189531@qq.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(31671615);国家自然科学基金(31701355);国家自然科学基金(31872852);国家重点研发计划(2018YFD0300805);江苏高校优势学科建设工程项目(PAPD)

Effects of Different Soil Surface Structures on Wheat Growth, Development and Yield

Zhou Yuzhuang1,2(), Wang Rui1,2, Yao Zhaosheng1,2, Zhang Weijun1,2, Liu Tao1,2,*(), Sun Chengming1,2,3,*()   

  1. 1Jiangsu Province Key Laboratory of Crop Genetic Physiology/Jiangsu Province Key Laboratory of Crop Cultivation Physiological/College of Agriculture, Yangzhou University, Yangzhou 225009, Jiangsu, China
    2Jiangsu Co-Innovation Center for Modern Production Technology of Grain Crops/Yangzhou University, Yangzhou 225009, Jiangsu, China
    3Joint Laboratory for International Cooperation in Agriculture and Agricultural Safety of the Ministry of Education/Yangzhou University, Yangzhou 225009, Jiangsu, China
  • Received:2021-03-17 Revised:2021-07-08 Online:2022-04-15 Published:2022-04-24
  • Contact: Liu Tao,Sun Chengming

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PDF (PC)

270

摘要：

为明确不同土壤表面结构对小麦生长发育的影响,通过人工筛土配置8个等级（Ⅰ~Ⅷ）土壤表面结构,分析土壤表面结构对小麦生长发育及产量的影响。结果表明,在等级Ⅰ~Ⅲ的土壤表面结构下,密播时产量分别为6718.54、7375.04和8109.96kg/hm2,疏播时产量分别为5997.34、6822.02和7789.55kg/hm2,均匀播种时产量分别为7267.31、7933.88和8570.04kg/hm2,说明过密或过疏播种均不利于小麦产量的形成,均匀播种有利于小麦高产高效群体的构建,产量最高。在等级Ⅳ~Ⅷ的土壤表面结构下,密播有利于小麦高产,疏播条件下小麦产量最低。根系活力、总茎蘖数、叶面积指数、相对叶绿素含量（SPAD）和氮素积累量等指标在等级Ⅲ和Ⅳ的土壤表面结构下表现较好。根系总长度、株高和单株干物质重等指标在等级Ⅲ~Ⅳ的土壤表面结构下表现较好。与其他等级耕地表面结构相比,根活力、根系形态、群体质量指标和产量等数据表明等级Ⅲ~Ⅳ的耕地表面结构有利于小麦生长发育,同时为构建高产高效群体奠定基础。

关键词: 小麦, 土壤表面结构, 根系, 群体质量, 产量

Abstract:

The effects of soil surface structure on wheat growth, development and yield were determined by artificial screening of soils with eight degrees (Ⅰ-Ⅷ) of soil surface structure. The results showed that, under the soil surface structure of gradeⅠ-Ⅲ, the yield with denser sowing was 6718.54, 7375.04 and 8109.96kg/ha, the yields with sparse sowing were 5997.34, 6822.02 and 7789.55kg/ha, and moderate sowing, the yields were 7267.31, 7933.88 and 8570.04kg/ha, respectively. Denser or less sowing was not conductive to the formation of yield, the moderate density was beneficial to building a high-yielding and highly efficient population, and the wheat yield was the highest. Under the grade Ⅳ-Ⅷ soil surface structure, denser sowing was beneficial to high-yield, while sparse sowing was the lowest. Root activities, total tillering number, leaf area indexes, SPAD, nitrogen accumulation were better than that of other grades under the soil surface structure of grade Ⅲ and Ⅳ. The total root length, plant height, dry matter weight per plant and other indicators were better under the grade Ⅲ and Ⅳ. Compared with the surface structure of other soil surface structure, the data on root activity, root morphology, population quality indexes, yield etc, showed the construction of high-yield and high-performance populations.

Key words: Wheat, Soil surface structure, Root, Population quality, Yield

表1

试验土壤分级及组成

土壤级级
Soil grade		 最大土块粒径
Maximum soil
particle size		 土块粒径Soil particle size
<5 [5~15) [15~50) [50~80) ≥80
Ⅰ 4 100% 0% 0% 0% 0%
Ⅱ 12 60% 40% 0% 0% 0%
Ⅲ 22 45% 36% 19% 0% 0%
Ⅳ 34 38% 34% 28% 0% 0%
Ⅴ 48 35% 33% 32% 0% 0%
Ⅵ 64 31% 28% 26% 15% 0%
Ⅶ 82 30% 24% 20% 16% 10%
Ⅷ 102 28% 21% 17% 15% 19%

表2

土壤表面结构对不同生育期小麦根系活力的影响

土壤等级
Soil grade		 分蘖期Tillering stage 拔节期Jointing stage
S J M 平均Average S J M 平均Average
Ⅰ 118.29 124.48 114.42 119.07 124.21 137.58 116.74 126.18
Ⅱ 123.10 138.71 120.46 127.42 134.15 140.20 122.24 132.20
Ⅲ 137.67 152.38 126.15 138.73 143.72 156.41 131.80 143.98
Ⅳ 147.20 159.14 133.28 146.54 153.45 168.79 139.48 153.91
Ⅴ 130.64 142.04 122.84 131.84 145.18 153.59 123.60 140.79
Ⅵ 129.11 127.86 116.44 124.47 130.89 141.37 119.30 130.52
Ⅶ 114.08 121.10 102.21 112.47 128.16 134.26 114.28 125.57
Ⅷ 107.42 117.30 97.71 107.48 115.68 122.24 101.15 113.02

表3

土壤表面结构对小麦群体根系总长度的影响

土壤等级
Soil grade		 分蘖期Tillering stage 拔节期Jointing stage
S J M 平均Average S J M 平均Average
Ⅰ 56.26 73.74 77.56 69.05 108.63 123.82 135.16 122.54
Ⅱ 62.56 74.85 82.34 73.25 112.88 126.09 136.91 125.29
Ⅲ 78.13 86.76 91.69 85.53 125.70 132.84 159.62 139.39
Ⅳ 87.48 95.06 102.65 95.06 138.52 147.89 160.37 148.93
Ⅴ 65.33 76.41 91.75 77.83 118.98 134.61 145.15 132.91
Ⅵ 54.33 65.38 85.02 68.24 110.06 118.16 138.15 122.12
Ⅶ 54.28 55.25 72.90 60.81 105.10 96.02 110.43 103.85
Ⅷ 43.49 58.22 69.75 57.15 87.13 94.92 105.24 95.76

表4

土壤表面结构对小麦根系表面积的影响

土壤等级
Soil grade		 分蘖期Tillering stage 拔节期Jointing stage
S J M 平均Average S J M 平均Average
Ⅰ 7.61 7.58 6.36 7.18 12.12 15.05 10.23 12.47
Ⅱ 7.95 8.15 6.35 7.48 13.92 17.84 11.25 14.34
Ⅲ 7.01 8.89 7.75 7.88 14.44 18.21 12.87 15.17
Ⅳ 8.29 8.93 7.64 8.29 16.74 18.99 12.59 16.11
Ⅴ 7.41 8.39 6.13 7.31 15.39 16.86 12.11 14.79
Ⅵ 6.78 7.96 6.05 6.93 11.64 15.62 10.78 12.68
Ⅶ 5.68 7.84 5.81 6.44 9.99 11.61 8.85 10.15
Ⅷ 5.21 7.63 4.51 5.78 8.97 9.53 6.66 8.39

表5

土壤表面结构对小麦根系平均直径的影响

土壤等级
Soil grade		 分蘖期Tillering stage 拔节期Jointing stage
S J M 平均Average S J M 平均Average
Ⅰ 0.2785 0.2916 0.3268 0.2990 0.2957 0.3609 0.3691 0.3419
Ⅱ 0.2912 0.3157 0.3300 0.3123 0.3495 0.4023 0.4199 0.3906
Ⅲ 0.3217 0.3340 0.3496 0.3351 0.3765 0.4041 0.4312 0.4039
Ⅳ 0.3067 0.3175 0.3310 0.3184 0.3936 0.4049 0.4203 0.4063
Ⅴ 0.2957 0.3061 0.3292 0.3103 0.3431 0.4062 0.4148 0.3880
Ⅵ 0.2943 0.3011 0.3228 0.3061 0.3252 0.3539 0.3936 0.3576
Ⅶ 0.2815 0.2986 0.3163 0.2988 0.3079 0.3462 0.3612 0.3384
Ⅷ 0.2761 0.2866 0.3014 0.2881 0.2948 0.3290 0.3560 0.3266

表6

土壤表面结构对开花期小麦群体质量指标的影响

土壤等级
Soil grade		 株高
Plant height (cm)		 干物质重
Dry matter weight (kg/hm2)		 LAI 茎蘖数
Tiller number (×104/hm2)
S J M 平均
Average		 S J M 平均
Average		 S J M 平均
Average		 S J M 平均
Average
Ⅰ 66.55 75.10 79.61 73.75 6597.41 7794.32 9469.83 7953.85 3.33 4.07 4.86 4.09 318.28 408.81 480.34 402.48
Ⅱ 59.35 70.91 76.65 68.97 6930.38 8584.00 10378.64 8631.01 3.29 4.20 5.57 4.35 384.83 477.61 510.02 457.49
Ⅲ 60.52 69.63 73.56 67.90 7850.59 9071.26 10492.13 9137.99 3.80 4.63 5.71 4.71 426.41 515.63 532.04 491.36
Ⅳ 61.31 70.14 78.52 69.99 8233.02 9757.98 11328.27 9773.09 3.96 4.61 5.93 4.83 459.91 512.24 554.16 508.77
Ⅴ 65.44 71.22 73.71 70.12 7053.17 8968.40 10652.22 8891.26 3.00 4.76 5.79 4.52 403.92 472.68 534.61 470.40
Ⅵ 68.95 72.32 77.91 73.06 7014.14 8262.63 9881.83 8386.20 3.33 3.88 5.55 4.25 354.62 421.21 508.56 428.13
Ⅶ 69.63 74.61 80.25 74.83 6984.49 8115.70 9453.20 8184.46 3.17 4.21 5.18 4.19 370.08 405.52 472.04 415.88
Ⅷ 70.44 74.61 83.37 76.14 5826.36 7708.84 9521.05 7685.42 3.15 3.63 4.95 3.91 322.02 372.41 452.41 382.28

图1

土壤表面结构对小麦开花期旗叶SPAD值的影响

图2

土壤表面结构对开花期小麦氮素含量的影响

表7

土壤表面结构对成熟期小麦产量及其构成因素的影响

土壤等级
Soil grade		 穗数
Spike number (×104/hm2)		 穗粒数
Grain number per spike		 千粒重
1000-seed weight (g)		 产量
Yield (kg/hm2)
S J M S J M S J M S J M 平均Average
Ⅰ 318.01 462.04 487.21 44.77 39.63 37.44 42.13 39.69 36.83 5997.34 7267.31 6718.54 6661.06
Ⅱ 371.80 496.69 535.78 44.03 40.52 37.36 41.67 39.43 36.84 6822.02 7933.88 7375.04 7376.98
Ⅲ 400.39 515.18 552.03 43.60 40.09 38.15 44.62 41.49 38.51 7789.55 8570.04 8109.96 8156.52
Ⅳ 409.51 475.20 571.15 41.91 40.29 38.18 44.78 42.91 40.14 7684.63 8215.56 8753.32 8217.84
Ⅴ 332.00 439.98 567.60 44.37 41.14 35.13 45.77 43.62 42.50 6741.87 7894.02 8475.19 7703.70
Ⅵ 310.86 398.95 496.58 42.23 40.19 38.25 46.24 44.08 42.63 6068.53 7067.40 8097.36 7077.76
Ⅶ 281.42 370.81 499.82 41.60 39.07 36.07 47.75 45.33 42.87 5589.47 6566.34 7727.58 6627.80
Ⅷ 271.35 331.65 408.87 40.28 39.87 38.47 46.89 45.52 44.64 5125.39 6018.63 7020.50 6054.84
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