水密调控对小麦产量及经济效益的影响

2023-05-19吴儒刚苏誉刘文海朱元刚张英霞范业泉张超

安徽农业科学 2023年7期

吴儒刚苏誉刘文海朱元刚张英霞范业泉张超

摘要以抗旱小麦新品种阳光18为试验材料，研究不同灌水次数和密度组合对小麦产量、产量构成因素及经济效益的影响，旨在丰富小麦新品种阳光18的高产高效栽培技术，为推广应用提供理论依据。结果表明，小麦产量随灌水次数的增加而增加。从群体动态来看，基本苗多的处理产量较高，但270万/hm2基本苗的处理略高于360万株/hm2基本苗的处理，表现最佳。从产量结果来看，W2T2组合（灌拔节水和灌浆水+270万株/hm2）产量最高，达到8 811.60 kg/hm2。从经济效益来看，W1T2组合（只灌拔节水+270万株/hm2）经济效益最高，达到6 661.13元/hm2。因此，从国家粮食安全的角度来看建议采用春季灌拔节水和灌浆水，播种量以基本苗270万株/hm2为宜；从农业收入的经济效益角度来看，建议采用春季灌1次拔节水、基本苗播种量270万株/hm2。

关键词水密调控；抗旱型小麦；籽粒产量；经济效益

中图分类号 S 512.1 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2023）07-0018-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.07.005

Effects of Water Density Regulation on Grain Yield and Economic Benefits of Wheat

WU Ru-gang， SU Yu， LIU Wen-hai et al

（Dezhou Academy of Agricultural Sciences， Dezhou， Shandong 253015）

Abstract In order to enrich the high-yield and high-efficiency cultivation technique rules of the new wheat variety Yangguang 18 and provide theoretical guidance for its popularization and application， the relationship between the combination of different irrigation frequency and density and wheat yield， three factors of yield formation and economic benefit was studied by using the new wheat variety Yangguang 18 as experimental material.The results showed that the more irrigation times， the higher the yield.The yield of 2 700 000 plants/hm2 basic seedlings was greater than those of other two treatments.And the population dynamics of 2 700 000 plants/hm2 basic seedlings was the best.In terms of different water-tight combinations， the yield of W2T2 treatment was the highest， reaching 8 811.60 kg/hm2.One-time irrigation and 270 000 plants/hm2 basic seedlings （W1T2） had the highest economic benefit， reaching 6 661.13 Yuan/hm2.One-time irrigation and 2 700 000 plants/hm2 basic seedlings had the highest economic benefit， reaching 6 661.13 Yuan/hm2.Thus， spring irrigation jointing water and grouting water were recommended from the perspective of national food security.The appropriate sowing amount for basic seedlings was 2 700 000 plants/hm2.From the perspective of economic benefit of agricultural income， we suggested to adopt the treatment of one-time irrigation in spring and 2 700 000 plants/hm2 sowing amount of basic seedlings.

Key words Water density regulation；Drought resistant wheat；Seed yield；Economic performance

作者簡介吴儒刚（1980—），男，山东临邑人，正高级农艺师，从事小麦育种及栽培研究。

收稿日期 2022-05-12；修回日期 2022-06-23

小麦作为我国，特别是北方人民的口粮作物，在饮食结构中的比例较高［1］，其高产、稳产关系着国家的粮食安全。水是农业生产的命脉，是关系着国计民生的基础性自然资源［2］。小麦农业用水较多，约占农业用水的70%，生育期内至少灌溉1～3次才能确保小麦稳产高产［3］。黄淮麦区是我国最大的小麦产区，时空、区域水资源匮乏，不能满足小麦用水需求，因此小麦持续增产压力较大，节约集约用水已成为黄淮麦区小麦稳产增产的必然选择［4］。小麦是分蘖作物，自身调节能力强，其产量并不与播种密度成正比［5］。因此，探索新育成品种高产高效合理群体［6］尤为重要。为此，李伟华等［7］通过对百农418不同密度下的群体动态、产量及农艺性状的研究，得出种植密度与产量呈抛物线函数关系。由海霞［8］认为，合理高效的群体，要求基本苗有一定的阈值，低于这个阈值时叶面积指数下降，造成空间浪费；高于这个阈值时，虽能形成超大群体，但后期群体郁闭，叶片老化加快，光照环境恶化，容易造成小麦倒伏，更易造成小麦减产。

近年来，随着城镇化进程的不断加快，农村青壮年劳动力向城镇集中［9］。小麦播种、收获、病虫害防治等农事活动的机械化、现代化已逐渐被接受。高效节水灌溉设备成本较高［10］，小农户投资能力有限，且局部地区存在土壤返盐现象［11］，“小白龙”灌溉方式仍然是广大农村灌溉的普遍方式。灌溉成本高且劳动力工资不断上涨，粮食收储价格却在低位震荡，导致小麦净收益下滑明显，极大挫伤了种粮生产者的积极性［12］，急需改善小麦水分管理方式［13］。

阳光18号为旱肥的小麦新品种，分蘖力强、成穗率高，王成超等［14］已研究了该品种适宜的种植密度，但是鲜见对灌水量同播种量的协调作用的研究。鉴于此，笔者对灌水量与播种量协调作用小麦产量和经济效益方面进行研究，从粮食安全和利润最大化2个方面进行协调，从而制定出最佳的小麦栽培技术措施，设置了 3个灌溉水平和 3 个播种量，以期筛选合理的种植密度和灌溉次數，为实现节水高产高效栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2019—2020年度在德州市德城区黄河涯镇黄河涯村德州市农科院试验基地进行。试验地土壤类型为壤土，0～20 cm耕层土壤中有机质含量15.7 g/kg，全氮含量1.02 g/kg，碱解氮含量80.2 mg/kg，速效磷含量67.4 mg/kg，速效钾含量103.6 mg/kg。玉米秸秆全部还田，并深翻掩埋25 cm土层以下；整地前10 d造墒，基肥种类和数量为：纯氮225 kg/hm2、 P2O5 90 kg/hm2和K2O 150 kg/hm2，拔节期追施纯氮150 kg/hm2，不灌水处理的追肥方式为开沟撒施并掩埋，只灌拔节水、灌拔节水和灌浆水处理的方式为随水撒施。

1.2 供试材料试验选取抗旱型小麦新品种阳光18为供试材料，该品种为半冬性，幼苗半匍匐，株型紧凑，叶色浓绿，叶片上冲，熟相好。生育期229 d，熟期与对照鲁麦21号相当；株高72.5 cm，穗纺锤形，长芒、白壳、白粒，籽粒硬质，越冬抗寒性较好，抗倒伏性较好。2018年由山东省农作物品种审定委员会审定，审定编号为鲁审麦20180027。

1.3 试验设计

试验采取二因素裂区设计，水分处理为主区，种植密度为副区。分别设置3个灌水处理：不灌水（W0处理）、只灌拔节水（W1处理）、灌拔节水和灌浆水（W2处理）；3个种植密度：180万株/hm2（T1处理）、270万株/hm2（T2处理）、360万株/hm2（T3处理）。

1.4 播种方式

使用小区精密播种机播种，随机排列，重复3次，小区面积为9.0 m2（6.0 m×1.5 m），行距0.2 m。田间管理同常规大田管理。播种时间为2019年10月12日，于2020年6月8日小区全部收获。

1.5 指标测定

1.5.1 产量及其构成因素的测定。成熟期每个小区随机选取2个能代表整体状况的1 m双行样段，调查总穗数，折算成穗数；随机选取30个单穗晒干，人工脱粒筛净后数粒仪计数总粒数，换算成单穗粒数；按小区全部收获筛净晒干至含水量13%时的籽粒产量计为小区产量；小区收获的籽粒中随机取500粒，2次重复，取平均值换算成千粒重。

1.5.2 经济效益的测定。根据试验小区产量以及不同处理所用的农用成本，计算其经济效益。

经济效益=产量效益 - 电费成本－人工成本 - 用种成本－综合成本。

1.6 数据处理采用 Excel 2007 软件进行数据整理；采用 DPS 7.05软件进行差异显著性分析（α=0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同水密调控处理对阳光18产量及其构成因素的影响小麦产量高低与灌水次数及种植密度密切相关［15］。灌水次数与种植密度及其互作对阳光 18 产量及其构成因素的影响见表1。由表1可知，在W0处理条件下，各密度处理的产量随着密度的增加而增加，但增幅降低；在W1、W2条件下，随着密度的增加，各处理产量出现先增加后减少的趋势。

方差分析（表2）结果显示，在该试验条件下，不同水分处理间、不同密度处理间差异均达到极显著水平，水分和密度的交互效应也达到极显著水平。

2.2 不同灌水、种植密度处理对阳光18产量及其构成因素的影响

穗数、单穗粒数和千粒重之间相互制约、相互联系，共同决定着小麦产量的高低。从表3可以看出，主处理，即不同灌水次数间产量及构成因素间有差异，穗数和产量均随灌水次数的增加呈上升趋势，W2和W1处理间单穗粒数差异不明显但明显高于W0处理，千粒重处理间差异不明显。副处理，即不同密度处理间的产量及其构成因素存在差异，以270万株/hm2密度处理的穗数最高，明显高于360万和180万株/hm2密度处理；单穗粒数随密度增加而下降，180万株/hm2密度处理明显高于360万株/hm2密度处理；千粒重随密度增加呈现下降趋势且处理间差异明显，由密度180万株/hm2增加至360万株/hm2时，各灌水处理均下降2.00 g左右；产量随密度增加而明显增加。

随着灌水次数的增加，阳光 18 产量表现为增加趋势，W1和W2处理的产量分别比W0处理增产35.74%、41.33%；随着种植密度的增加，阳光18产量表现为增加的趋势，270万和360万株/hm2基本苗处理比180万株/hm2基本苗处理分别增产 9.92%、12.43%。

2.3 不同组合处理对阳光18经济收益的影响

该试验条件下，小麦收益只计算小麦籽粒产量出售所获得的经济效益，小麦生产过程中的投入成本为地租、购买种子的数量、田间农事操作投入、肥料投入，其中田间农事操作包括旋地、播种、浇水、病虫害管理、收获，具体投入产出见表4。

从表4可以看出，在该试验条件下，种植小麦的成本投入差距主要体现在播种量成本和浇水所涉及的电费和人工成本，其中人工成本的比重最大，这也是目前黄淮麦区小农户小麦生产的难点问题。小麦纯收益超过6 000.00元/hm2的组合为W2T2、W1T2和W1T3，其中以小麦只灌拔节水、基本苗270万株/hm2组合（W1T2）处理的纯收益最高，达到6 661.13元/hm2，小麦纯收益最少的组合为小麦不浇水、基本苗为180万株/hm2的组合，其纯收益仅为469.81元/hm2。

从表5可以看出，主处理，即灌水次数的增加明显提高了产量收益，但人工成本的提高抵消了部分收入，所以导致W2和W1处理间纯收入差异不明显，但明显高于W0处理，纯收入分别比W0处理增加4 302.75和4 431.75元/hm2。副处理，即不同密度处理纯收入随密度增加而增加；与180万株/hm2处理相比，270万和360万株/hm2处理纯收入分别增加1 552.93和1 793.28元/hm2。

3 小结

小麦产量不仅与品种自身的特性有关，还与灌水次数、种植密度等栽培措施密切相关。辛秀竹等［16］认为，春季灌水次数与有效穗数无关；而郭振清等［17］则认为，减少灌水次数会导致穗数减少；高振贤等［18］也认为，春季灌水能提高穗数。该试验中，灌水次数与穗数呈正相关关系，这与郭振清等［17-18］的观点相一致。该试验结果表明，在一定范围内，增加密度提高产量的主要因素是穗数的增加，但是对穗粒数和千粒重的影响却存在不同意见。部分学者认为，增加种植密度会降低穗粒数，但是对千粒重影响不明显［19-20］；而于振文［21］研究表明，随着种植密度的升高，穗粒数增多，千粒重降低；朱云集等［22］则认为，增加种植密度，千粒重和穗粒数总体下降。该试验条件下，随着播种密度的增加，穗数相应增加，穗粒数和千粒重逐渐降低与朱云集等［22］的观点相一致。

农业生产倡导高产高效。小麦作为口粮作物，其产量关系国计民生、长治久安，同时还要保证小麦经营者的利益。目前，我国小麦种植正在集约化发展，土地面积逐步集中，大型机械化耕种收、水肥一体化、无人机病虫害防治等措施大大降低农业生产的成本。但是，仍有部分新型经营主体存在地块分散、水浇条件受限、现代高新技术无法施展的问题。笔者将农业灌水的劳动力成本单独核算，就是基于这类经营主体的劳动力成本越来越高，旨在呼吁国家出台相关政策，切实保障此类经营主体。

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