秦 乐，王红光，李东晓，崔 帅，李瑞奇，李雁鸣

(河北农业大学/河北省作物生长调控重点实验室，河北保定 071000)



不同密度下超窄行距对冬小麦群体质量和产量的影响

秦 乐，王红光，李东晓，崔 帅，李瑞奇，李雁鸣

(河北农业大学/河北省作物生长调控重点实验室，河北保定 071000)

为明确超窄行距和种植密度对冬小麦群体质量和产量的影响，以小麦品种石麦18为材料，于2014-2015年度在河北省石家庄市藁城区进行了行距(7.5 cm、15 cm和13 cm+13 cm+13 cm+21 cm “四密一稀”)和密度(基本苗225万、300万和375万株·hm-2)二因素裂区试验。结果表明，相同密度下，各生育时期7.5 cm行距种植的小麦群体总茎(穗)数和干物质积累量最高，15 cm行距次之，“四密一稀”最低。各生育时期“四密一稀”种植的小麦LAI都最低，7.5 cm行距的LAI在拔节前显著高于15 cm行距，但在拔节以后15 cm行距的LAI高于7.5 cm行距。各生育时期3种行距条件下总茎数、干物质积累量和LAI都随密度的增加而增大。行距对单位面积穗数和穗粒数的影响均不显著；而15 cm行距的千粒重显著高于其他2种行距配置；15 cm和7.5 cm行距的籽粒产量显著高于“四密一稀”。密度对穗粒数和千粒重的影响不显著，而单位面积穗数和籽粒产量都随密度的增加而增加。15 cm行距、基本苗375万株·hm-2和7.5 cm行距、基本苗375万株·hm-2的2个处理组合下小麦籽粒产量较高，分别为9 647.2和9 598.4 kg·hm-2，是生产中适宜采用的2种组合。

冬小麦；行距；密度；群体性状；籽粒产量

行距配置和种植密度一直是小麦生产中重要的栽培措施。行距配置和种植密度通过调节植株的空间分布状态，影响作物群体结构等特征[1]。在目前海河平原(河北)冬小麦超高产栽培中[2]，优化行距配置与种植密度组合，对于群体与个体的协调发展、解决超高产与倒伏的矛盾具有重要意义。

种植密度决定了作物群体大小。密度适宜有利于缓冲个体与群体的矛盾，建立合理群体结构，协调产量构成因素的关系[3]。赵 竹等[4]研究认为，高密度有利于小麦干物质积累，籽粒产量在基本苗240万株·hm-2下最高。武兰芳等[5]的研究结果显示，在播种量为90～180 kg·hm-2的范围内，小麦群体总茎数和叶面积指数均随播种量的增加而增大。而房 琴等[6]在冬前光温条件较充足的年份研究表明，较低密度下小麦干物质积累量和籽粒产量较高。刘丽平等[1]则认为，开花后小麦的叶面积指数和干物质积累量随密度的增大呈现先升后降的趋势。

朱云集等[7]研究表明，在基本苗数相同的前提下，16.7 cm较窄行距的小麦冬前分蘖多,春季分蘖少，营养生长与生殖生长的矛盾小，成穗数、穗粒数较多；而23. 3 cm较宽行距的小麦后期群体较小,但粒重高；产量则以行距16.7 cm较高。孙宏勇等[8]研究表明，有效穗数和籽粒产量随行距减小而增加。Chen等[9]研究认为，与30 cm的宽行距比较，15 cm窄行距种植的小麦干物质更多，且产量更高。但朱统泉等[10]认为，窄行距不利于小麦有效穗的增加。武兰芳等[5]研究指出，在行距20～30 cm范围内，小麦叶面积和籽粒产量均随着行距的增加呈递增趋势。

虽然前人[1-10]已对行距配置和密度对冬小麦群体质量和产量的影响做了大量研究，但针对适宜密度的结论不一致，其原因可能与试验密度设置范围、品种、光温年型等因素有关，而行距的设置大多集中在10 cm以上。近年来，小麦生产水平不断提高。在高产条件下，水肥对小麦生产限制作用变小[11-12]，而光照条件则愈显重要[1]。就河北省而言，小麦生育早期积温不足，但较适合小株型品种种植，因为这类品种可通过提高种植密度来增加产量[2]。刘丽平等[1]通过3种行距并配合不同密度进行试验，结果表明，在相同密度条件下，减小行距的同时拉大株距，使植株的田间分布更为均匀，因此确定了15 cm等行距与每公顷300万株基本苗是河北平原实现小麦超高产的适宜行距和密度组合。但是，关于进一步缩小行距对小麦群体和个体生长发育和产量形成的影响及在生产中的可行性尚少有研究报道。赵晓坤等[13]研制出7.5 cm行距小麦播种机，为进行超窄行距与其他播种形式的比较研究提供了适宜的机具。为此，本研究设置了7.5 cm超窄等行距、15 cm等行距以及“四密一稀”(13 cm+13 cm+13 cm+21 cm)3种行距与不同密度组合处理，分析了超窄行距和密度对冬小麦群体质量和产量的影响，以期进一步优化行距配置与密度组合，为小麦高产、优质栽培提供理论依据。

1　材料与方法

1.1试验地基本情况

试验于2014-2015年在河北省石家庄市藁城区进行。试验地纬度为38°03′N，经度为114°53′E。该地属暖温带半湿润大陆性季风气候，年平均气温12.5 ℃，年平均降水量494 mm。土壤类型为壤质褐土。前茬玉米收获后将秸秆粉碎还田，施基肥前0～20 cm耕层土壤养分含量：有机质20.22 g·kg-1、全氮1.08 g·kg-1、碱解氮135.7 mg·kg-1、速效磷17.6 mg·kg-1、速效钾128.6 mg·kg-1。

1.2试验设计和实施

供试小麦品种为石麦18，该品种半冬性，分蘖力较强，株型紧凑，穗层整齐。试验采取二因素裂区设计。主区为行距(S)，设15 cm等行距(S1)、7.5 cm等行距(S2)和13 cm+13 cm+13 cm+21 cm(即“四密一稀”种植模式)(S3)3种模式。副区为密度(D)，设基本苗225万株·hm-2(D225)、300万株·hm-2(D300)和375 万株·hm-2(D375)3个水平。3次重复，共27个小区。小区面积110 m2(11 m×10 m)。

每公顷施N 240 kg、P2O5135 kg、K2O 150 kg和ZnSO42.5 kg，其中氮肥以5∶5比例分别作为底肥和拔节期追肥施用，磷肥、钾肥和锌肥均于整地前底施，磷肥用磷酸二铵(含N 18%、P2O546%)，剩余氮素用尿素(含N 46%)补齐，钾肥和锌肥用氯化钾(含K2O 60%)和硫酸锌。施底肥后旋耕3遍，最后一次旋耕后镇压。10月9日按试验设计播种、镇压、做畦。二叶一心期疏苗，使各小区基本苗与设计一致。

1.3测定项目和方法

1.3.1基本苗和总茎数调查

小麦开始分蘖时，每个小区定3个点，每个点范围为2行小麦1 m行长所占的区域。调查各点的株数，取3个点的平均数折算后作为该小区基本苗数。越冬前(气温稳定下降到3 ℃时)、起身期、拔节期、孕穗期、开花期及成熟期按同样方法定点调查总茎数或穗数。成熟期计算成穗率。

总成穗率=有效穗数/最高总茎数×100%

分蘖成穗率=(有效穗数-基本苗数)/(最高总茎数-基本苗数)×100%

分蘖穗比例=(有效穗数-基本苗数)/有效穗数×100%

1.3.2叶面积指数(LAI)测定

在越冬前、起身期、拔节期、孕穗期、开花期及开花后10 d、20 d，选取有代表性的植株30株，将全部绿叶取下。测量其中3株全部绿色叶片的长度和宽度，用每个叶片长度与宽度的乘积除以1.2计算叶面积，并求算3株的总叶面积(记为样叶面积)。然后将3株的绿叶和其余27株的绿叶单独烘干，分别称量3株绿叶干重和27株绿叶干重，再求出30株绿叶总干重，并计算LAI[14]：

LAI=样叶面积/样叶干重×绿叶总干重/30×基本苗×10-4

1.3.3干物质积累量测定

将植株地下部剪掉，置于105 ℃烘箱中杀青30 min，之后80 ℃烘干至恒重，冷却后称量，换算成单株干重，再根据基本苗计算每公顷干重。

1.3.4产量及其构成因素测定

收获前定点调查各小区穗数，换算成每公顷穗数。连续取20穗，统计穗粒数，取平均数作为穗粒数最终观测值。成熟期各小区收获5 m2脱粒，风干后称重，计算实际产量。

用各样点晒干的籽粒，按李雁鸣所述方法[14]测定千粒重。

1.4数据分析

采用Microsoft Excel 2003和SPSS version 19.0进行数据统计分析。

政府及相关行政部门要在社会舆论、认识价值及其作用和意义方面，对技能岗位的工种评价、劳动待遇、技术能量、技术价值、社会贡献等给予相应的、必要的政策支持和倾斜，让全社会了解高技能人才是推动经济社会发展不可或缺的重要力量，让劳动创造财富和技能创造价值的理念深入人心。 “要在学生中弘扬劳动精神，教育引导学生崇尚劳动、尊重劳动，懂得劳动最光荣、劳动最崇高、劳动最伟大、劳动最美丽的道理，长大后能够辛勤劳动、诚实劳动、创造性劳动”[5]。将弘扬工匠精神、扭转“重吏轻工”的认识偏差作为社会风气和人们意识与自觉行为的常态，营造“劳动光荣、技术可贵、创造伟大”的社会氛围。

2　结果与分析

2.1行距配置和密度对冬小麦群体动态的影响

由表1可见，生育期间各处理的小麦总茎数均呈单峰变化，在起身期达到最大值，之后随分蘖两极分化而下降。各生育时期同一种行距配置下总茎数表现为D375>D300>D225，且密度间差异显著。总成穗率、分蘖成穗率及分蘖穗比例均表现为D225>D300>D375，且密度间差异显著。这表明D225密度的个体与群体矛盾较小，单株营养面积较大，有利于分蘖成穗，但由于群体总茎数少，最终的成穗数较少。而D375虽然分蘖成穗率较低，但由于群体总茎数较多，最终获得了较多的穗数。

在同一时期相同密度下，总茎数、总成穗率和分蘖穗比例均以S2最多，表明在同一密度下缩小行距会拉大株间距，增大单株营养面积，有利于植株分蘖的发生，可提高分蘖成穗率。

从行距配置的主效应(表2)看，各生育时期的总茎数都以S1最高，S3最低，但只有拔节期和孕穗期不同行距配置间差异显著。不同行距配置间总成穗率、分蘖穗比例和分蘖成穗率的差异均不显著，但分蘖穗比例和分蘖成穗率以S2最高，总成穗率以S3最高。

从密度的主效应(表2)看，各生育时期小麦的总茎数都表现为D375>D300>D225，且不同密度间差异显著。随密度的增加，总成穗率逐渐降低，其中D225与D375差异显著。分蘖成穗率和分蘖穗比例也均随密度的增加而降低，且不同密度间差异显著。这表明，虽然D225分蘖成穗率较高，分蘖穗所占比例较大，但由于基本苗较低，总成穗数仍较低。而D375虽然分蘖成穗率较低，但由于基本苗较多，最终仍取得较高的总穗数。因此，在河北省的气候和生产条件下，仍以较高的基本苗容易取得达到高产的总穗数。

表1　不同行距和密度组合下小麦总茎(穗)数的变化动态和成穗率Table 1　Dynamics of amount of culms or spikes and spiking percentage of wheat under different treatments of row space and planting density

数字后面的小写字母不同表示不同处理间差异显著(P<0.05)。表3、5、7同

The different small letters following the data show significant difference among different treatments at 0.05 level. The same as in table 3,5 and 7

表2　行距和密度对小麦群体总茎(穗)数的主效应Table 2　Main effects of row space and planting density on the amount of population culms or spikes of wheat

数字后面的小写字母不同表示不同行距间或不同密度间差异显著(P<0.05)。表4、6、8同

The different small letters following the data show significant difference among different row spaces or different planting densities at 0.05 level. The same as in table 4,6 and 8

2.2行距配置和密度对冬小麦干物质积累的影响

小麦干物质积累量随生育进程的推进而增加(表3)。相同行距配置下，各时期干物质积累量均表现为D375>D300>D225。从越冬前到拔节期，D300与D225差异均显著。同一密度下，S2处理的干物质积累量高于S1和S3处理。这是由于同一密度下缩小行距后，株距拉大，减小了个体之间矛盾，进而有利于植株分蘖和干物质积累。

表3　不同行距和密度组合下小麦各生育时期的干物质积累量Table 3　Dry matter accumulation of wheat under different treatments of row space and planting density at various growing stages 　kg·hm-2

从行距主效应(表4)看，除起身期外，其余生育时期均以S2的干物质积累量最高，且越冬前、拔节和孕穗期与S1和S3差异显著，开花期与S3差异显著。除开花期外S1与S3差异都不显著。起身期和成熟期行距效应均不显著。

表4　行距和密度对冬小麦各生育时期干物质积累量的主效应Table 4　Main effects of row space and planting density on dry matter accumulation of wheat 　kg·hm-2

2.3行距配置和密度对冬小麦叶面积指数(LAI)的影响

由表5可见，小麦的LAI随生育进程呈单峰变化，在孕穗期达到最大。3种行距条件下小麦各生育时期的LAI都随密度的增加而增大。拔节前，相同密度下S2的LAI大于S1和S3。而在孕穗期后，相同密度下S1的LAI大于S2和S3。这可能是由于早期S2行距的群体增大迅速，总茎数多，LAI较大，而到中后期个体间矛盾突出，LAI下降迅速；而S1群体中个体分布较均匀，个体间竞争较小，后期LAI降低缓慢。

由行距配置的主效应(表6)看，越冬前至拔节期，S2的LAI显著高于S1和S3，S1与S3差异不显著。孕穗期3种行距配置间LAI差异都不显著，开花后S1显著高于S2和S3。这主要是由于在拔节前S2个体间分布较均匀，总茎数较多，增加了LAI，而拔节后S2群体过大，导致个体间竞争较激烈，下部叶片相互遮光，衰亡较早；S1个体间分布较均匀，后期个体竞争较小，拔节后LAI下降速度较缓；S3行间距较小，个体间矛盾较大，加上总茎数较少，所以其LAI一直处于较低水平。

由密度的主效应(表6)看，各生育时期小麦的LAI都随密度的增加而增大，D375与D225差异显著，D300与D375间除越冬期和孕穗期外其余时期差异显著。

表5　不同行距和密度组合下小麦各生育时期的叶面积指数(LAI)Table 5　LAI of wheat in different treatments of row space and planting density at various growing stages

表6　行距和密度对小麦LAI的主效应Table 6　Main effects of row space and planting density on LAI of wheat

2.4行距和密度对小麦产量及其构成的影响

由表7可见，处理间穗粒数差异都不显著。同一行距条件下，有效穗数随密度的增加而提高，穗粒数和千粒重则呈降低趋势，但密度间差异都不显著。同一密度下以S1的穗数最多，S3最少，但行距间差异多不显著。D225下S1的千粒重显著高于S2和S3；D300和D375下3种行距间千粒重差异都不显著。同一行距条件下小麦籽粒产量随密度的增加而提高。同一密度下S1的产量最高， S3最低。在D225和D300下S1和S2的产量显著高于S3，但S1与S2差异不显著；D375下则3种行距间产量差异都不显著。综合看来，15 cm行距(S1)与种植密度375万·hm-2(D375)的组合产量最高，为9 647.2 kg·hm-2。其次为7.5 cm(S2)行距与375万·hm-2密度组合，为9 598.4 kg·hm-2。

从行距和密度的主效应(表8)看，行距对穗数和穗粒数的影响均不显著，S1的千粒重和产量均高于S2和S3；穗数和产量均随密度的增加而显著增加，但穗粒数和千粒重对密度的响应不明显。说明行距和密度分别主要通过对千粒重和穗数的影响来改变小麦产量。

表7　不同行距和密度处理的小麦产量和产量构成因素Table 7　Yield and yield components of wheat in different treatments of row space and planting density

表8　行距和密度对小麦产量和产量构成因素的主效应Table 8　Main effect of row space and planting density on yield and yield components

3　讨 论

3.1关于密度对群体质量和产量的影响

前人研究表明，种植密度过小会导致小麦有效穗数少，过多则田间通风透光效果差，后期小麦病虫害严重，光能利用率低，最终难以获得高产[15-17]。刘丽平等[1]和胡焕焕等[18]研究认为，在一定范围内随密度的提高，小麦产量先增再减，群体总茎数、干物质积累量和叶面积指数也呈现同样的趋势。房 琴等[6]在冬前光温条件较充足的年份研究表明，较低密度的干物质积累量和产量较高。本研究中，在河北小麦生产中常见的密度范围(基本苗225万～375万株·hm-2)内，群体总茎数、干物质积累量和LAI都随密度的增加而增加，以基本苗最多的产量最高。在不同年份及与其他栽培措施组合条件下，小麦适宜的种植密度各有不同[1,6,18]。本研究中随密度的增加，小麦产量提高的原因可能有以下方面：

从群体数量看，每公顷最高总茎数1 300万～2 000万，每公顷成穗数720万～840万，是河北省实现小麦9 000 kg·hm-2以上超高产田的理想群体[19]。在本研究中，3个密度的每公顷最高总茎数都达到2 000万以上，但生育中后期茎蘖衰亡较多，成熟期只有D375的穗数达到了该要求。该密度下不仅穗数较多，而且穗粒数和千粒重与低密度处理的差异不显著，因此产量最高。

从LAI动态分析，小麦高密度下群体通风透光性差，不利于下部叶片的光合作用[10,20-21]，而且旗叶衰老较快[22]。而在本研究中，高密度的群体LAI不但在达到最大值(孕穗期)之前随密度的提高而增大，而且在之后仍然保持这种趋势，即高密度处理的LAI在后期并没有快速减小。较大的叶面积保证了籽粒灌浆中后期较高的光合物质生产能力，是高密度处理获得高产的生理基础之一。

从干物质积累的角度看，小麦干物质积累量随密度的增加而增加，但密度过大时干物质积累量有所下降[23]。然而本研究中各生育时期都以密度最小的D225干物质积累量最少，密度最大的D375最多。这主要是因为D375虽然群体总茎数较多，但并没有导致生长后期叶片过早衰老而使LAI急速下降，其LAI一直保持在较高的水平，促进了光合作用，有利于干物质积累。

3.2关于行距配置对群体质量和产量的影响

陈素英等[24]研究表明，行距从30 cm减小到7.5 cm，有利于小麦单位面积穗数的增加，而对穗粒数和千粒重的影响不显著，以致于行距越窄，产量越高。Chen等[9]研究认为，窄行距主要通过增加单位面积内的穗数而提高产量。然而也有研究发现，窄行距对小麦有效穗的增加不利[10]，籽粒产量随种植行距的增大而递增[5]。本研究中，7.5 cm行距种植的小麦产量略低于15 cm行距，但两者的差异不显著，“四密一稀”的产量则显著低于其他2种行距配置。从行距对产量构成因素的影响看，3种行距间穗数和穗粒数的差异都不显著，而千粒重则表现为15 cm行距显著高于其他2种行距配置。7.5 cm等行距的小麦单位面积穗数较多，而穗粒数和千粒重较低，因此籽粒产量低于15 cm。而15 cm行距的小麦单位面积穗数虽然较少，但穗粒数和千粒重较高。由于产量要素的协调，两种行距配置的产量相差不大。

综合本研究及以往研究结果可见，在黄淮麦区南部[5,10]一般以20 cm以上的较宽行距有利于产量提高，而处于黄淮麦区北部及北方冬麦区的河北省[1,8]则以15 cm的较窄行距更为有利。关于在河北麦区比15 cm更窄的行距是否更为适宜，也已经做过一些研究。孙宏勇等[8]研究表明，7.5 cm行距的小麦产量仅比15 cm增加27.78 kg·hm-2，差异不显著。李振丽[25]研究表明，12 cm 行距的小麦比15 cm显著减产。本研究中，7.5 cm行距比15 cm减产163.5 kg·hm-2，差异不显著。可见，比15 cm更窄的行距将导致减产或不显著的增产。因此，在河北省冬麦区的小麦行距仍以15 cm为宜。

3.3关于行距与密度的综合影响及最优组合

在以往进行的小麦行距配置与密度(基本苗或播种量)的2因素试验研究中，2个因素对小麦产量及其他主要性状都没有明显的交互效应[1,4-5,7,9]。本研究中行距与密度之间的交互作用同样不显著。因此，最适宜的行距与最适宜密度的组合即为最优方案，即15 cm行距与375万株·hm-2基本苗和7.5 cm行距与375万株·hm-2基本苗为2个最优组合。7.5 cm行距主要依靠提高单位面积穗数而增产，穗粒数和千粒重较低。而15 cm行距的产量构成因素较协调，最终也达到高产。

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Effect of Super-narrow Row Space on Population Quality and Grain Yield of Winter Wheat in Different Planting Densities

QIN Le,WANG Hongguang,LI Dongxiao,CUI Shuai,LI Ruiqi,LI Yanming

(College of Agronomy,Hebei Agricultural University/Key Laboratory of Crop Growth Regulation of Hebei Province,Baoding,Hebei 071000,China)

In order to clarify the effects of super-narrow row space and planting density on population quality and grain yield of winter wheat,a field experiment was carried out at Gaocheng Area of Shijiazhuang City,Hebei province,during 2014-2015,with a winter wheat cultivar,Shimai 18. The experiment was designed as split plot arrangement,with three row spaces as main plots (7.5 cm,15 cm,and 13 cm+13 cm+13 cm+ 21 cm unequal row space,which is locally called “One sparse in four rows”),and three planting densities as split plots (225,300 and 375 plants·m-2). The results showed that,under the same density,the culm (spike) amounts and dry matter accumulation of wheat planted in 7.5 cm row space were the highest at various growth stages,with those in 15 cm row space followed,and those in “One sparse in four rows” the lowest. The LAI of wheat planted in “One sparse in four rows” was the lowest in the three row spaces. And before jointing,the LAI of 7.5 cm row space was significantly higher than that of 15 cm row space. While after jointing,the LAI of 7.5 cm row space became lower than that of 15 cm row space. The culm (spike) amounts,dry matter accumulation and LAI at various growth stages under the three row spaces all increased with the increasing densities.The effects of row space on the spike amounts per unit area and grain amounts per spike were not significant. But the 1 000 grain weight of wheat of 15 cm row space was higher than those of other two row spaces. The grain yield of wheat in 15 cm and 7.5 cm row spaces were significantly higher than that in “One sparse in four rows”. The effects of planting densities on grain amounts per spike and 1 000 grain weight were not significant. But the spike amounts per unit area grain yield were significantly increased with the increasing densities. In the study,the two combinations of 15 cm row space+planting density 375 plants·m-2and 7.5 cm row space+planting density 375 plants·m-2obtained high yields,9 647.2 kg·hm-2and 9 598.4 kg·hm-2,respectively,were the two combinations appropriate to practice.

Winter wheat; Row space; Planting density; Population traits; Grain yield

时间：2016-05-10

2015-12-21

2016-01-28

国家科技支撑计划项目“粮食丰产科技工程”(2011BAD16B08)；国家小麦产业技术体系专项(CARS-3-2-3)

E-mail：joyqin1989@163.com

李雁鸣(E-mail: nxzwst@hebau.edu.cn， liym315@126.com)

S512.1；S311

A

1009-1041(2016)05-0659-09

网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1359.S.20160510.1625.036.html