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作物杂志, 2024, 40(2): 97-104 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2024.02.012

生理生化·植物营养·栽培耕作

播种方式和播量对干旱区旱地小麦土壤水分利用及产量的影响

罗晓颖,, 房彦飞, 胡冬平, 唐江华, 徐文修,, 王怀港

新疆农业大学农学院，830052，新疆乌鲁木齐

Effects of Sowing Methods and Sowing Rates on Soil Water Use and Yield of Dryland Wheat in Arid Region

Luo Xiaoying,, Fang Yanfei, Hu Dongping, Tang Jianghua, Xu Wenxiu,, Wang Huaigang

College of Agronomy, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830052, Xinjiang, China

通讯作者: 徐文修，主要从事绿洲耕作制度及资源高效利用研究，E-mail：xjxwx@sina.com

收稿日期: 2023-02-17   修回日期: 2023-03-30   网络出版日期: 2023-04-03

基金资助: 国家自然科学基金(32060448)

Received: 2023-02-17   Revised: 2023-03-30   Online: 2023-04-03

作者简介 About authors

罗晓颖，主要从事小麦旱作栽培研究，E-mail：2501778754@qq.com

摘要

为明确旱地小麦播种方式和播量对土壤蓄水量及产量的影响，以播种方式为主区，设常规条播（C1）、起垄沟播（C2）、宽幅播种（C3）3个播种方式；播量为副区，设180（D1）、240（D2）、300（D3）、360（D4）kg/hm2 4个播量，研究其对旱地小麦土壤蓄水量、水分利用效率和产量的影响。结果表明，同一个播种方式下，播量240和300 kg/hm2较其他播量处理均增加拔节期和开花期土壤蓄水量、开花―成熟阶段土壤耗水量，提高水分利用效率，优化产量构成因素，提高产量，且这2个播量处理间无显著差异。宽幅播种和起垄沟播较常规条播均显著增加拔节期和开花期土壤蓄水量均值，增加开花―成熟阶段土壤耗水量及其所占比例均值，提高水分利用效率和产量均值，尤其是宽幅播种表现更为突出。宽幅播种较常规条播和起垄沟播水分利用效率分别提高23%和3%，产量分别提高25%和3%。由此得出，在干旱区，旱作小麦采用宽幅播种和播量240~300 kg/hm2组合，利于小麦营养生长期土壤水分蓄积，开花后增加土壤水分消耗，利于增加穗数，提高产量。

关键词： 旱地小麦; 宽幅播种; 起垄沟播; 播量; 土壤水分利用; 产量

Abstract

In order to clarify the effects of sowing methods and sowing rates on soil water storage and yield of dryland wheat, in the main area of sowing method, drilling (C1), ridging and furrowing (C2), wide sowing (C3) were set up. The sowing rate was sub area, with four treatments of 180 (D1), 240 (D2), 300 (D3) and 360 (D4) kg/ha. The difference of soil water storage, WUE and yield of dryland wheat were studied. The results showed that under the same sowing method, the sowing rate of 240 and 300 kg/ha increased soil water storage at jointing and flowering stages, soil water consumption at flowering-maturity stages, WUE, yield and its components increased. And there was no significant difference between the two treatments. Compared with conventional drilling, especially wide sowing, wide sowing and furrowing increased average soil water storage at jointing and flowering stages, water consumption and its proportion at flowering-maturity stages, improved average WUE and yield. Wide sowing increased average WUE by 23% and 3%, yield average by 25% and 3%, respectively, compared with drilling and furrowing. In arid region, the combination of wide sowing and sowing rate in 240-300 kg/ha were beneficial to the accumulation of soil water during the vegetative growth period of wheat, increasing soil water consumption after flowering, and increasing spike number and yield.

Keywords： Dryland wheat; Wide sowing; Ridging and furrowing; Sowing rate; Soil water use; Yield

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本文引用格式

罗晓颖, 房彦飞, 胡冬平, 唐江华, 徐文修, 王怀港. 播种方式和播量对干旱区旱地小麦土壤水分利用及产量的影响. 作物杂志, 2024, 40(2): 97-104 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2024.02.012

Luo Xiaoying, Fang Yanfei, Hu Dongping, Tang Jianghua, Xu Wenxiu, Wang Huaigang. Effects of Sowing Methods and Sowing Rates on Soil Water Use and Yield of Dryland Wheat in Arid Region. Crops, 2024, 40(2): 97-104 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2024.02.012

新疆属于绿洲灌溉农业区，没有灌溉就没有新疆的农业[1]，但新疆仍有4%的雨养旱地[2]，然而，旱作区年均降水量仅有250~500 mm[1]。虽然新疆旱作区总面积小、降水少，但在旱作面积较大的县和乡，旱地小麦仍是农民收入的主要来源之一。由于雨季与小麦生长需水高峰期错位和降水量少，导致旱地小麦产量长期低而不稳[3]，限制了当地农业生产经济效益的提高，极大影响农民种植的积极性。因此，在极度干旱条件下，如何将生育期降水最大限度地蓄积于土壤中，提高旱地小麦降水利用率，进而提高小麦产量是目前亟待解决的问题，其对提高新疆旱地小麦产量和水分利用效率具有重要意义。

旱地小麦生产中，适宜播种方式和播量一直是旱地小麦研究的重要内容之一。研究[4]表明，不同播种方式和播量对旱地小麦土壤水分和产量的影响均较大。条播下种子聚集易缺苗断垄，不利于产量提高[5]。垄沟种植通过垄沟促进雨水流向沟内并渗入土壤深层，改善集雨保墒效果，缓解旱地小麦水分供需错位矛盾，实现增产[6-7]。垄沟种植较常规条播增加旱地小麦成熟期土壤蓄水量，显著提高产量10.1%~11.2%，水分利用效率提高7.2%~8.6%[8]。近年来，宽幅播种等播种方式的研究已取得一定进展。宽幅播种改传统密集条播为宽播幅种子分散式粒播[9]，苗带加宽，群体质量优化，穗数足，穗粒重高，增产显著[10]。与常规条播相比，宽幅播种提高旱地小麦越冬期和拔节期土壤蓄水量[9]，增加生育期总耗水量[9,11]，提高产量[9,11-12]和水分利用效率[9]。还有研究[13]发现，宽幅播种较常规条播降低旱地小麦全生育期耗水量10.8 mm。为进一步优化产量及其构成因素，可通过结合适宜播量实现，适宜播量可调控群体大小，促进水分合理利用，削弱干旱引起的问题[14-15]，进而提升产量[16]。在一定范围内，小麦耗水量随播量增加而增大，当超过播量阈值时，耗水量反而因作物生长受限呈降低趋势[17]。由于冬后小麦单株间对资源争夺使无效分蘖增多，反而会影响冬小麦最终产量形成[18]。

上述研究多集中于降水量390~800 mm的旱作区，而关于降水极少的新疆旱区研究较少。本课题组曾从施肥量[19]、播量[20]和种植方式[3]等方面对新疆典型旱地小麦进行初步研究，提出极端干旱农区通过保水提高小麦产量的技术措施。近年对降水较为充沛的新疆伊犁河谷旱作区就耕作方式[21]和土壤肥力[22]对小麦影响的研究较少。随着新疆暖湿化气候变化、农业科学技术进步以及旱区农业生产力水平提高的要求，如何保蓄土壤水分和提高水分利用效率，以促进小麦产量，发挥极端旱作区粮食基地的作用就显得极为重要。为此，本文从播种方式和播量2个方面入手，研究其对旱地小麦土壤蓄水保墒、水分利用效率以及小麦产量的影响，探明干旱区适宜的小麦播种方式和播量，为提高旱地小麦产量提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2021年在新疆昌吉州木垒县东城镇孙家沟村（89°51′~92°19′ E，43°34′~45°15′ N）进行，试验田属于温带大陆性气候，年均日照时数3070 h，平均气温5~6 ℃，全年无霜期136~155 d。试验地0~40 cm土壤耕层含有机质21.89 g/kg、碱解氮34.12 mg/kg、速效磷11.74 mg/kg、速效钾282.12 mg/kg、pH 8.23。多年平均降水量约331 mm，且全年68.8%的降水量都集中在3-8月。2021-2022年冬小麦全生育期降水量239.1 mm（图1）。

图1

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图1   2021-2022年冬小麦生育期月降水量

Fig.1   Monthly precipitation from 2021 to 2022 during wheat growth stage


1.2 试验设计

试验采用二因素裂区试验设计。播种方式为主区，设常规条播（C1）、起垄沟播（C2）、宽幅播种（C3）3个方式。常规条播为等行距播种，行距15 cm；起垄沟播为垄宽25 cm，垄高12~15 cm，垄距60 cm，沟内种植4行小麦，行距15 cm；宽幅播种使种子在土壤中呈带状分布，苗带宽8 cm，带间距17 cm。播量为副区，共4个水平，分别为180（D1）、240（D2）、300（D3）、360（D4）kg/hm2。共12个处理，重复3次，共计36个小区，小区面积42 m2（7 m×6 m）。采用人工播种小麦，播深3~4 cm。

供试小麦为当地主栽品种新冬18号，播种期为2021年9月21日，成熟期为2022年7月5日。播前试验地施基肥磷酸二铵（含N 14%、P 39%）150 kg/hm2，返青期追施1次尿素（N 46%）150 kg/hm2，抽穗期结合当地降雨追施1次尿素（N 46%）105 kg/hm2。全生育期无灌溉。其他田间管理措施同当地常规大田。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 土壤水分

采用烘干法测定土壤含水量。于小麦关键生育时期取土样测定。各小区取样时，采用“S”取样法选择3个点，每个点用土钻分层取土样，深度分别为0~10、10~20、20~40、40~60、60~80 cm，将取得的每一个土样分别放入铝盒封盖带回实验室，称鲜土质量，105 ℃烘至恒重，立即称量并计算土壤含水量。

1.3.2 产量

于小麦成熟期分别在各小区选取植株长势均匀一致的3个点，每个点的面积为0.6 m2，统计穗数，实收测产；另在每个点上选取具有代表性的小麦20株带回室内进行考种，测量穗粒数和千粒重等性状。

1.3.3 计算方法

土壤含水量（%）=（土壤鲜重-土壤干重）/土壤干重×100。土壤容重（g/cm3）=烘干土样重/环刀体积。土壤蓄水量（Sw，mm）= 10drw，式中，d为土层厚度（cm），r为土壤容重（g/cm3），w为土壤含水量（%），其中r取平均值。土壤耗水量（ET，mm）=P+W1-W2，式中，P为小麦全生育期降水量（mm）；W1和W2分别为播前和收后0~80 cm土层内的蓄水量（mm）。降水生产效率（RUE）=Y/P，式中，Y为小麦籽粒产量（kg/hm2），P为小麦全生育期降水量（mm）。水分利用效率（WUE）=Y/ET，式中，Y为小麦籽粒产量（kg/hm2），ET为小麦全生育期耗水量（mm）。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2021软件进行数据统计和图表制作，使用DPS V9.01软件进行方差分析，利用Surfer 2021软件绘制土壤水分等值线图。

2 结果与分析

2.1 播种方式和播量对旱地小麦土壤蓄水量的影响

2.1.1 各生育时期土壤蓄水量

如表1所示，同一播种方式下，拔节期至开花期，随播量增加，0~80 cm土层土壤蓄水量呈先升后降的趋势，均在D2或D3处理最高，D4处理最低。拔节期C1处理下，D2处理较D4处理显著增加9%；C2处理下，D2处理较D4处理增加3%；C3处理下，D3处理较D4处理显著增加4%。开花期，C1和C2处理下，D2处理较D4处理分别显著增加20%和6%；C3处理下，D3处理较D4处理显著增加7%。而在灌浆至成熟期表现正好相反，灌浆期，C1和C2处理下，D2处理较D4处理分别显著降低5%和6%；C3处理下，D3处理较D4处理显著降低6%。成熟期，C1和C2处理下，D2处理较D4处理分别降低5%和5%；C3处理下，D3处理较D4处理降低6%。可见，播量240和300 kg/hm2有利于拔节期至开花期0~80 cm土层土壤水分存储。

表1   不同处理下旱地小麦各生育时期0~80 cm土壤蓄水量变化

Table 1  Changes of 0-80 cm soil water storage at different growth stages of dryland wheat under different treatments mm

播种方式
Sowing
method		播量
Sowing
rate		拔节期
Jointing		开花期
Anthesis		灌浆期
Filling		成熟期
Maturity
C1D1146.98e108.84f92.46ab84.40ab
D2156.19d128.30e88.43bcd81.72abcde
D3148.37e125.02e91.67abc83.11abc
D4143.28e106.50f93.30a85.60a
均值148.71B117.17C91.47A83.71A
C2D1166.98bc138.55bcd90.78abc82.57abcd
D2169.66abc141.86abc87.06cd79.46cde
D3167.41bc140.20abc88.92abcd81.79abcde
D4165.06c134.30d92.17ab83.35abc
均值167.28A138.73B89.73A81.79A
C3D1167.76abc140.86abc88.11bcd80.53bcde
D2171.13ab142.83ab86.91cd78.17de
D3172.92a145.91a84.77d77.00e
D4166.48bc136.15cd90.31abc81.55abcde
均值169.57A141.44A87.53B79.31B
F值
F-value		C88.28**30.45**10.98**29.01**
D5.06*4.468.45*12.93**
C×D2.417.93**0.760.34

不同小写字母表示相同生育时期不同处理下显著性水平为0.05。“*”：P < 0.05；“**”：P < 0.01。不同大写字母表示均值间差异显著，下同。

Different lowercase letters indicate that the significance level under different treatments at the same growth period is 0.05.“*”: P < 0.05;“**”: P < 0.01. Different capital letters indicate significant difference between average values, the same below.

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不同播种方式相比，拔节期和开花期，土壤蓄水量平均值均表现为C3>C2>C1，C3和C2处理均显著大于C1处理，C3处理较C1处理分别显著增加14%和21%。但在灌浆期和成熟期，土壤蓄水量平均值均表现为C1>C2>C3，C3和C2处理均低于C1处理土壤蓄水量，2个时期C3处理较C1处理分别显著降低4%和5%。可见，采用宽幅播种和起垄沟播有利于提高拔节期至开花期土壤蓄水量。

2.1.2 各生育时期各土层土壤蓄水量

如图2所示，各生育时期不同处理冬小麦20~40 cm土层土壤蓄水量均随土层加深而增多，40~80 cm土层土壤蓄水量均随土层加深基本趋于稳定。同一播种方式下，拔节期和开花期各播量处理的等值线均集中在30~80 cm土层，等值线范围为24~48；其中D2和D3处理的等值线均集中在30~80 cm土层，且等值线最大值均比D1和D4处理高，等值线最高达48。灌浆期和成熟期，各播量处理的等值线均只有少数分布在10~40 cm土层，且等值线范围在8~24，而40~80 cm土层，等值线基本在24，土壤蓄水量保持稳定。可见，播量240和300 kg/hm2有利于提高拔节至开花期30~80 cm土层土壤蓄水量。

图2

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图2   各生育时期不同土层土壤蓄水量空间分布等值线图

JS：拔节期，AS：开花期，FS：灌浆期，MS：成熟期。

Fig.2   Contour map of spatial distribution of soil water storage in different soil layers at different growth stages

JS: jointing stage, AS: anthesis stage, FS: filling stage, MS: maturity stage.


同一播量下，拔节期和开花期，3种播种方式的等值线均集中在30~80 cm土层，C1处理等值线范围为24~44，C2处理为28~44，C3处理为28~48。灌浆期和成熟期，3种播种方式的等值线均只有少数分布在10~40 cm土层，且范围基本在8~24。播种方式和播量的互作效应在C1D2、C2D2和C3D3处理上表现突出，均增加拔节期和开花期在30~80 cm土层土壤蓄水量，C1D2、C2D2和C3D3处理土壤蓄水量峰值分别达46.76、47.76、50.93 mm。可见，常规条播、起垄沟播和播量240 kg/hm2组合及宽幅播种和播量300 kg/hm2组合，有利于拔节期至开花期蓄水保墒，促进冬小麦生长发育，构建合理群体结构，促进产量形成；在本试验条件下灌浆期至成熟期降雨量仅有13.5 mm，植株长势好的处理增加耗水量，导致蓄水量减少。

2.2 播种方式和播量对旱地小麦土壤耗水量的影响
2.2.1 各生育阶段土壤耗水量

由表2可知，同一播种方式下，增加播量下冬小麦播种期―拔节期、拔节期―开花期2阶段耗水量及其比例基本呈先降后升趋势，基本在D2或D3处理达到最低。播种期―拔节期阶段，C1处理下，D2处理耗水量及其比例最小，D4处理最大，降幅分别为8%和9%，处理间差异显著；C2处理下，D2处理最小，D4处理最大；C3处理下，D3处理最小，D4处理最大，降幅分别为5%和6%，处理间差异显著。拔节期―开花期阶段，C1处理下，D3处理耗水量及其比例最小，D1处理最大，处理间差异显著；C2处理下，D3处理最小，D4处理最大；C3处理下，D3处理耗水比例最小，D4处理最大。开花期―成熟期耗水量及其比例的总体变化趋势则相反，且在D2或D3处理达到最高。播量在240和300 kg/hm2时减少播种期―拔节期作物水分消耗及其比例，增加开花期―成熟期作物水分消耗及其比例。

表2   各生育阶段土壤水分消耗量及其所占比例的变化

Table 2  Changes of soil water consumption and its ratio during different growth periods

播种方式
Sowing
method		播量
Sowing
rate		播种期-拔节期Sowing-jointing拔节期-开花期Jointing-anthesis开花期-成熟期Anthesis-maturity
耗水量
Water
consumption (mm)		占总耗水量比例
Proportion in total
water consumption (%)		耗水量
Water
consumption (mm)		占总耗水量比例
Proportion in total
water consumption (%)		耗水量
Water
consumption (mm)		占总耗水量比例
Proportion in total
water consumption (%)
C1D1161.84ab64.97ab49.14a19.72a37.94h15.23e
D2152.63c60.61c38.90bc15.45c60.08f23.86cd
D3160.45b64.07b34.35c13.72c55.41g22.13d
D4165.54a66.77a47.77a19.27ab34.41h13.88e
均值160.12A64.11A42.54A17.04A46.96C18.78B
C2D1141.84de56.52de39.43bc15.71bc69.48d27.69abc
D2139.16def54.77def38.81bc15.27c75.89bc29.87ab
D3141.41de56.18de38.21bc15.18c71.91cd28.57ab
D4143.76d57.47d41.75b16.69abc64.45ef25.76bcd
均值141.54B56.24B39.55B15.71A70.43B27.97A
C3D1141.06de55.76de37.89bc14.98c73.83bcd29.18ab
D2137.69ef53.92ef39.30bc15.39c78.16ab30.61a
D3135.90f52.98f38.01bc14.82c82.41a32.13a
D4142.34de56.49de41.34b16.41abc68.09de27.02abc
均值139.25C54.79C39.14B15.40A75.62A29.74A
F值
F-value		C88.28**83.78**1.011.3933.74**33.43**
D5.06*6.80*2.042.386.21*5.69*
C×D3.19*1.875.68**1.8811.96**2.61

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不同播种方式相比，播种期―拔节期阶段，土壤耗水量及其所占比例平均值均表现为C3<C2<C1，且各处理间差异显著，其中与C1处理相比C3处理显著降低土壤耗水量13%，其所占比例降低15%。拔节期―开花期阶段，土壤耗水量及其所占比例平均值均表现为C3<C2<C1，其中C3处理较C1处理降低土壤耗水量8%，其所占比例降低10%。开花期―成熟期阶段，土壤耗水量及其所占比例平均值均表现为C3>C2>C1，其中与C1和C2处理相比，C3处理显著增加土壤耗水量，显著提高C1处理耗水量所占比例。可见，宽幅播种利于降低播种期―拔节期的耗水量及其比例，提高开花期―成熟期的耗水量及其比例，促进穗数和穗粒数的形成。

2.2.2 水分利用效率

由表3可知，同一播种方式下，小麦生育期总耗水量、WUE和RUE均随播量增加呈先升后降的趋势，在D2或D3处理下最高，且2个处理间无显著差异。C1处理下，WUE以D2处理最大，D1处理最小，增幅为11%；RUE和总耗水量均以D2处理最大，D4处理最小。C2处理下，总耗水量、WUE和RUE均以D2处理最大，D4处理最小；D2处理较D4处理WUE增加10%，较RUE增加12%。C3处理下，总耗水量、WUE和RUE均以D3处理最大，D4处理最小；D3处理较D4处理WUE增加12%，RUE增加14%。可见，播量240和300 kg/hm2有利于生育期间水分的充分利用，提高水分利用效率。

表3   播种方式和播量对旱地小麦水分利用效率的影响

Table 3  Effects of sowing methods and sowing rates on water use efficiency of dryland wheat

播种方式
Sowing
method		播量
Sowing
rate		水分利用效率
WUE
[kg/(mm·hm2)]		降水生产效率
RUE
[kg/(mm·hm2)]		总耗水量
Total soil water
consumption
(mm)
C1D19.64d10.05d249.12ef
D210.72bcd11.29bcd251.80bcde
D310.02cd10.49cd250.41cdef
D49.65d10.01d247.92f
均值10.01B10.46B249.81C
C2D111.81abc12.39abc250.95cdef
D212.64a13.43a254.06abc
D312.01ab12.64ab251.73bcde
D411.48abc12.01abc250.17def
均值11.99A12.62A251.73B
C3D111.97abc12.47ab252.99abcd
D212.64a13.50a255.35ab
D312.98a13.92a256.52a
D411.62abc12.25abc251.97bcde
均值12.30A13.04A254.21A
F值
F-value		C75.79**65.75**29.01**
D9.67**9.74**12.93**
C×D0.290.370.55

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同一播量下，与C1处理相比，C3和C2处理均显著提高小麦的WUE和RUE。不同播种方式相比，WUE、RUE、总耗水量平均值均在各处理间差异显著，均表现为C3>C2>C1，其中与C1处理相比，C3处理显著提高总耗水量2%、WUE 23%、RUE 25%。可见，宽幅播种充分利用生育期间水资源，提高了WUE。

2.3 播种方式和播量对旱地小麦产量及其构成因素的影响

各处理基本苗数与播量大小呈现一致规律，均随播量的增加而增加，宽幅播种和起垄沟播的基本苗数均大于常规条播。对小麦后期生长进一步分析，由表4可知，同一播种方式下，冬小麦产量及其构成因素均随播量增大呈先升后降的趋势，在D2或D3处理下最高，且2个处理间无显著差异。C1处理下，有效穗数以D2处理最大，D1处理最小，增幅为28%，二者有显著差异；穗粒数、穗粒重和产量均以D2处理最大，D4处理最小，增幅分别为20%、33%、13%，二者间有显著差异。C2处理下，有效穗数以D2处理最大，D1处理最小；穗粒数以D2处理最大，D4处理最小，增幅为16%，二者间有显著差异；穗粒重和产量均以D2处理最大，D4处理最小，增幅分别为18%和12%，D2与D4处理间产量有显著差异。C3处理下，有效穗数以D3处理最大，D1处理最小，D3处理较D1处理显著增加15%；穗粒数以D3处理最大，D4处理最小，D3处理较D4处理显著增加12%；穗粒重以D3处理最大，D4处理最小；产量以D3处理最大，D4处理最小，D3处理较D4处理显著增加14%。可见，播量240和300 kg/hm2有利于单位面积穗数和穗粒数的增加，进而获得更高籽粒产量。

表4   播种方式和播量对旱地小麦产量及其构成因素的影响

Table 4  Effects of sowing method and sowing rate on yield and its components of dryland wheat

播种方式
Sowing method		播量
Sowing rate		有效穗数
Spike number (×104/hm2)		穗粒数
Grain number per spike		穗粒重
Grain weight per spike (g)		产量
Yield (kg/hm2)
C1D1217.50e36.85cd1.08abc2402.60g
D2278.34cd39.20abcd1.16ab2699.43ef
D3274.17cd37.15cd0.97bc2508.75fg
D4246.67de32.70e0.87c2393.46g
均值254.17C36.48B1.02B2501.06B
C2D1275.00cd37.64bcd1.15abc2963.46d
D2311.67abc41.00abc1.21ab3210.53abc
D3278.34cd37.90bcd1.07abc3022.59bcd
D4277.50cd35.30de1.02abc2871.81de
均值285.63B37.96B1.11AB3017.10A
C3D1308.62bc40.32abc1.19ab2982.51cd
D2317.24abc41.68ab1.23ab3227.28ab
D3353.45a43.40a1.30a3329.43a
D4329.31ab38.88bcd1.07abc2927.92de
均值327.16A41.07A1.20A3116.79A
F值F-valueC17.11**15.57**7.22*65.77**
D2.729.78**5.64*9.73**
C×D1.890.910.561.29

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同一播量下，与C1处理相比，C3和C2处理增加了穗粒数和穗粒重，显著提高了穗数和产量。其中C3处理较C1处理分别显著提高穗数29%、产量25%，有效穗数和产量C2处理较C1处理分别显著增加12%和21%。播种方式和播量的互作效应使C3D3处理的产量高于其他互作处理，C3D2处理产量次之，且与C3D3处理间无显著差异。可见，宽幅播种与播量240和300 kg/hm2组合更有利于蓄积深层土壤水分，达到保墒增产目的。

3 讨论

3.1 播种方式和播量对小麦土壤蓄水量、耗水、水分利用效率的影响

在干旱区为高效利用降水选用蓄水保墒的播种方式和适宜播量非常重要。研究[23-24]表明，沟播较平播、小垄沟播较露地条播提高了旱地小麦全生育期耗水量和水分利用效率。山西旱作区在宽幅条播下，随播量增加，拔节期至开花期旱地小麦土壤蓄水量呈先升后降的趋势，成熟期土壤蓄水量以播量375 kg/hm2最高，以150 kg/hm2最低[4]。山西灌溉区在播量150~300 kg/hm2时，土壤耗水量随播量增大而显著增加，且宽幅播种和播量300 kg/hm2组合的水分利用效率最大[25]。甘肃灌溉区，宽幅匀播和播量480 kg/hm2互作促使春小麦总耗水量和水分利用效率均达峰值[26]。与前人研究结果基本一致，本研究结果表明，常规条播和起垄沟播分别与播量240 kg/hm2组合、宽幅播种和播量300 kg/hm2组合的互作效应较突出，均提高总耗水量、水分利用效率和降水生产效率。其中宽幅播种和播量300 kg/hm2互作，较常规条播和播量240 kg/hm2组合提高水分利用效率21%和降水利用效率23%，水分利用效率较起垄沟播和播量240 kg/hm2组合提高3%和降水利用效率4%。宽幅播种和播量240 kg/hm2组合与宽幅播种和播量300 kg/hm2组合之间无显著差异，说明在本试验条件下宽幅播种和播量240~300 kg/hm2互作更利于蓄水保墒，增加花后耗水量，提高水分利用效率。

还有研究[13]发现，缩小幅间距至18 cm的宽幅播种，旱作冬小麦全生育期耗水量降低10.8 mm。与前人研究结果不同，可能是因为研究地点在降水量较大的旱作区，而本试验地点在全生育期降雨量239.1 mm的新疆旱作区，降雨集中在冬小麦生育前期，因此前期保水效果好，群体表现好，生育后期对水分消耗增大，提高了全生育期总耗水量。

3.2 播种方式和播量对小麦产量及其形成的影响

研究[23]表明，沟播较平播使旱地小麦成穗率增加4%，产量增加10%。宽幅播种较常规条播显著提高旱地小麦产量[11]，通过影响有效穗数来提高籽粒产量[27⇓⇓⇓-31]。宽幅播种和增加播量可缓解大穗型小麦品种穗数增加与穗粒重降低，协同实现小麦增产[29]。与前人研究结果一致，本研究结果表明，常规条播和起垄沟播分别与播量240 kg/hm2组合、宽幅播种和播量300 kg/hm2组合的互作效应较突出，均提高穗数和产量。其中宽幅播种和播量300 kg/hm2互作，提高常规条播和播量240 kg/hm2组合的穗数27%、产量23%，起垄沟播和播量240 kg/hm2组合的穗数13%、产量4%。宽幅播种和播量240 kg/hm2组合与宽幅播种和播量300 kg/hm2组合之间无显著差异。

还有研究[28]发现，在陕西，宽幅播种显著增加冬小麦籽粒产量，产量在播量225 kg/hm2时最大。在甘肃，宽幅匀播旱地冬小麦穗粒数和千粒重主要受播量影响，施肥量在120~150 kg/hm2、播量在190~270 kg/hm2范围内，产量随施肥量和播量增加而增加，在播量270 kg/hm2时产量显著提高[32]。与前人研究结果不同，可能是因为研究地点在水资源丰富的灌溉区及降水量较大的旱作区，而本试验地点旱地小麦灌浆至成熟期降水量仅为13.5 mm，不利于冬小麦生育后期的生长发育及最终产量。以上说明旱地冬小麦产量不仅与降水量有关，而且与降水量分布有关，从而导致在宽幅播种下能有效提高产量的最佳播量不同。

4 结论

在新疆旱作区，旱地小麦采用宽幅播种较常规条播和起垄沟播增加生育前期土壤蓄水量及花后土壤耗水量，促进穗部发育，优化产量构成，分别提高水分利用效率23%和3%，提高产量25%和3%。播量240和300 kg/hm2时利于提高水分利用效率，增加穗数，提高产量，且2个处理间无显著差异。旱地小麦采用宽幅播种和播量在240~300 kg/hm2区间内组合较其他互作处理更利于小麦营养生长期土壤水分蓄积，开花后增加土壤水分消耗，提高水分利用效率，增加有效穗数，从而提高产量。

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为解决降雨偏少且季节分布不均和施肥偏多但方式不合理等我国旱地小麦生产面临的主要问题，并探讨旱地小麦增产增收的栽培模式。设置常规平作（平作+均匀施肥）、垄沟种植（起垄沟播+均匀施肥）、垄沟种植减肥（起垄沟播+减肥25%+均匀施肥）、垄沟种植定位施肥（起垄沟播+减肥25%+播种行侧下定位条施）4种栽培模式，比较了小麦主要生育时期的茎蘖数和干物质积累量，播前和收获期0~200 cm土壤水分以及产量、水分利用效率和肥料偏生产力。与常规平作相比，垄沟种植促进了休闲季土壤蓄水，从而使播前土壤蓄水量提高5.4%~5.5%，主要生育时期的群体茎蘖数和干物质积累量显著增加，进而使小麦产量、水分利用效率和肥料偏生产力分别提高10.1%~11.2%，7.2%~8.6%，10.3%~11.4%。垄沟种植减肥较垄沟种植，肥料偏生产力显著增加，增幅为22.9%~34.6%，产量和水分利用效率在第1年无显著差异，后2 a显著降低，但上述指标均优于常规平作。与其他3个处理相比，垄沟种植定位施肥的产量和水肥利用效率均最优，虽然产量和水分利用效率较垄沟种植的增幅不显著，但肥料偏生产力显著提高35.2%~37.8%。可见，在豫西旱地，垄沟种植有利于提高小麦产量和水分利用效率，垄沟种植+减肥25%会在一定程度上降低小麦产量，但有利于提高肥料偏生产力。垄沟种植定位施肥协同提高了产量、水分利用效率和肥料偏生产力，是适宜于旱区推广的冬小麦栽培措施。

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为了研究宽幅播种对冬小麦群体质量及产量的影响,在大田试验条件下,研究了宽幅播种(播幅8cm)不同带间距7cm(KF7)、12cm(KF12)和17cm(KF17)对小麦群体质量及产量的影响.结果表明:相比于常规条播(CK),宽幅带播种植方式的群体数量和叶面积指数均显著增加,其中以KF7处理最高,KF12次之.生物量和产量性状的带间距效应因品种而异,多穗型品种矮抗58干物质生产量、产量、穗粒数及千粒重的带间距效应均以KF12最高,KF17次之;大穗型品种兰考矮早8干物质生产量、穗粒数及产量的处理间差异则为KF7处理最高,其次KF12,而千粒重则为KF17最高,KF12次之,CK最低.研究表明,相比于CK,多穗型品种矮抗58以KF12处理进行管理,大穗型品种兰考矮早8以KF7处理进行管理,各自增产效果明显.本研究可为小麦宽幅播种选择适宜的带间距配置方式提供理论依据.

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为明确旱地小麦品质提升的播种技术及其机理,于2017—2018年(平水年)、2018—2019年(欠水年)在山西闻喜开展宽幅播种、探墒沟播和常规条播对旱地麦田土壤水分变化和籽粒蛋白质形成影响的研究。结果表明: 与常规条播相比,探墒沟播显著提高了开花期0～200 cm土壤蓄水量(增幅8.2%～18.7%),其中提高了两年度0～60 cm土层,平水年60～120 cm土层,欠水年120～200 cm土层土壤蓄水量;宽幅播种显著提高了平水年开花期0～200 cm土壤蓄水量(增幅5.2%)。探墒沟播显著提高了开花-成熟阶段耗水量,宽幅播种显著提高了欠水年播种-开花阶段耗水量。探墒沟播和宽幅播种显著提高了花后15～35 d籽粒谷氨酰胺合成酶(GS)活性,探墒沟播还显著提高了欠水年花后5～35 d旗叶和籽粒谷氨酸合成酶(GOGAT)活性。探墒沟播显著提高了产量(增幅20.4%～44.8%),籽粒清蛋白、球蛋白含量,籽粒蛋白质含量(增幅3.1%～5.8%)和蛋白质产量(增幅25%～49%);宽幅播种显著提高了产量(增幅9%～40%)和籽粒醇溶蛋白含量。旱地小麦不同播种方式下,花后旗叶和籽粒GS、GOGAT活性与开花-成熟阶段耗水量呈显著相关,且与平水年开花期0～120 cm土层和欠水年开花期0～60、120～200 cm土层土壤蓄水量呈显著相关;籽粒清蛋白、球蛋白和总蛋白质含量均与开花期0～60 cm土层土壤蓄水量呈显著相关,欠水年还与开花期120～200 cm土层土壤蓄水量呈显著相关。总之,探墒沟播有利于提高旱地小麦开花期土壤蓄水量和花后耗水量,提高旗叶和籽粒GS、GOGAT活性,从而提高产量和籽粒蛋白质含量,且欠水年生育后期深层土壤蓄水更有利于小麦品质提升。

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为阐明小麦宽幅播种的增产增效效应,于2015&mdash;2016年小麦生育季在泰安、兖州试验点分别采用宽幅播种和常规条播两种播种方式,研究了播种方式对冬小麦&lsquo;泰农18&rsquo;产量和氮素吸收利用的影响.结果表明: 播种方式、试验点及两者的互作效应显著影响冬小麦产量、氮素利用率及其相关指标.在两试验点,相对于常规条播,宽幅播种均可通过提高单株与群体分蘖数和单株成穗数来提高单位面积穗数,实现增产,在泰安、兖州点分别增产22.5%和15.4%;宽幅播种均可通过促进小麦氮素吸收积累、提高氮素吸收效率来提高氮素利用率,在泰安、兖州点氮素吸收效率分别提高27.7%和17.5%,氮素利用率分别提高22.5%和15.4%.泰安点宽幅播种的增效效应尤为显著.生产上采用宽幅播种方式可有效提高冬小麦产量和氮素利用率,实现小麦高产高效栽培.

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【目的】明确旱作小麦宽幅条播方式与品种的交互作用,进一步提升产量和水分利用效率。【方法】在黄土高原旱作区,选取2个不同基因型品种,采用5个不同播种幅间距,二因素交互处理,在冬小麦不同生育期测定土壤水分、干物质积累量、透光率和产量,经过连续3年连续数据积累,分析不同幅间距的宽幅播种方式和不同株型品种互作对产量和水分利用的影响。【结果】冬小麦灌浆期品种间旗叶和底部位透光率均差异不显著,长6359秸秆+颖壳干物质运转量、运转率和贡献率均高于高秆品种陇鉴117;播种方式方面,幅间距缩小至18 cm时,旗叶部位透光率和干物质运转均高于普通条播;品种间全生育期耗水量差异不大,缩小幅间距至18 cm的宽幅播种,耗水量降低10.8 mm,水分利用效率提高8.91%;不同基因型冬小麦产量差异不显著,长6359和陇鉴117分别通过扩大库容和提高单位面积穗数达到增产目的,品种和幅间距二因素互作对产量影响差异不显著,宽幅播种调节幅间距均能适应不同基因型冬小麦品种,幅间距缩小至18 cm时产量增加139.2 kg·hm -2。【结论】旱作冬小麦采用宽幅播种,幅间距为18 cm时,配套不同基因型冬小麦,产量和水分利用效率均可提高,耗水量无显著增加,为区域冬小麦宽幅播种技术配套新品种提供理论依据。

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为探讨耕作方式对新疆旱地农田土壤物理性质及小麦生长的影响,在免耕、传统耕作和深松3种耕作方式下,通过田间取样和室内烘干称重测得新疆旱地农田土壤容重、孔隙度、土壤含水量、土壤三相比值及小麦产量数据。结果表明：不同耕作方式下土壤容重、孔隙度、含水量、三相比R值和产量表现出一定差异。相比于免耕,传统耕作和深松降低了土壤容重,增加了土壤孔隙度、土壤含水量,改善了土壤三相比例,尤其深松处理土壤容重和孔隙度显著改善。小麦产量以深松处理最高,分别比传统耕作、免耕增加20.71%、24.28%。因此,深松有利于改善土壤结构、改良土壤物理性质,促进小麦产量提高。

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节水灌溉, 2020(5):77-82.

[本文引用: 1]

为了探明宽幅匀播条件下旱地冬小麦优质高效栽培技术，选用旱地冬小麦品种&ldquo;兰天26&rdquo;为试材，采用裂区试验设计。主区为施肥量，设高、中、低3 个施肥水平（N：120、150、180 kg/hm2；P2O5：90、105、120 kg/hm2），钾肥用量恒定（K2O：60 kg/hm2）。副区设4个种植密度（190、230、270、310 kg/hm2），研究了不同施肥量和种植密度对宽幅匀播旱地冬小麦产量、品质与水分利用效率的影响。试验结果表明，施肥量和种植密度均显著影响宽幅匀播旱地冬小麦产量及产量构成因素。有效穗数主要受肥料水平的影响，而穗粒数和千粒重对密度反应敏感。施肥量F120～F150、种植密度D190～D270范围内，产量随施肥量和种植密度的增加而增加；当施肥量超过F150、种植密度大于D270时产量下降。研究结果还表明，F120～F150和D270～D310组合，品质产量协同提高；在F120～F180范围内，随着施肥水平的逐步提高，水分利用效率分别提高了48.5%和24.8%，但提高率下降。综合考虑产量、品质和水分利用效率等因素，在本试验条件下，实现宽幅匀播旱地冬小麦高产、优质、节水的适宜施肥量为N 150 kg/hm2、P2O5 105 kg/hm2、K2O 60 kg/hm2，种植密度为270 kg/hm2。

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