穴播方式对冬小麦产量及品质的影响

吴邦谟，董永利，海江波

(1.西北农林科技大学 农学院，陕西杨凌 712100；2.农业部西北黄土高原作物生理生态重点实验室，陕西杨凌 712100)

目前国内研究穴播对冬小麦影响的进展很少，尤其对冬小麦产量及其品质等研究的不是很多。因此，本试验以‘西农805’小麦为参试品种，采用不同的播种方式，在追施氮肥的条件下，研究能够使‘西农805’小麦形成壮苗并最终获得高产、高品质的播种方式，明确该播种方式对冬小麦产量和品质形成的影响，以期优化群体产量，提高关中区冬小麦的产量和品质，为制定优质高产的小麦群体提供指导方案，同时也为高效高产的穴播机研制提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2017-2018年在西北农林科技大学斗口小麦玉米试验示范站进行田间试验，土层肥力均匀，小麦新品种‘西农805’为供试材料。播种深度相同，底肥为含氮46.4%的尿素，含磷12%的P2O5，含钾24%的K2O均匀的施在各小区上。分别于3月(拔节期)、4月(开花期)追施氮肥。宽幅播行距25 cm，穴播、条播行距22 cm，穴距13.5 cm，设3次重复，其他同大田栽培管理，成熟后及时收获。试验各处理如表1表示。

1.2 测定项目及方法

选取长势均匀的1 m双行，标定样段，调查基本苗数。

干物质积累测定：在分蘖期开始测定，从各个小区随机选取长势一致相同的10株小麦，并将根部去掉，把地上部分的叶片、茎干、鞘、穗子进行分类烘干，在105 ℃下杀青0.5 h，调温到80 ℃下烘干至恒质量，分别称取小麦不同部位的干质量，求取平均值。

转运量(g)=开花期干质量-成熟期干质量；转运效率(%)=转运量/开花期干质量；贡献率(%)=转运量/粒质量

产量的测定：收获前在各小区随机选取1 m2的样本，收获、脱离、计产考种，重复3次；统计取该面积上的成穗数，记录并换算，重复3次取平均值；随机选取10株小麦，脱粒后抽500粒，测定籽粒的质量，重复3次，求取平均值，即为千粒质量。

品质的测定。体积质量：采用上海东方衡器厂的GGT-100型容重器测定；蛋白质质量分数、沉降值、硬度：采用瑞典Foss公司近红外谷物快速分析仪测定；湿面筋质量分数：采用手工洗面筋法测定，用2100型洗面筋仪测定。

表1 不同处理的组合Table 1 Various combinations

1.3 数据分析

采用Excel 2007进行制图及数据分析，采用SPSS 20.0进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同播种方式对冬小麦出苗的影响

播种方式影响冬小麦出苗状况。由表2可知，不同播种方式冬小麦出苗数存在显著差异，各处理间出苗数的大小表现为T1>T3>T2，由于播种方式不同，导致小麦籽粒在发芽期个体生长空间的不同。不同播种方式之间基本苗数呈显著差异，各处理间基本苗数的大小为T1>T3>T2，因此，出苗初期播种方式对小麦基本苗的形成有着不同的影响。

2.2 不同播种方式对旗叶叶面积的影响

冬小麦旗叶对其生长发育有着重要的调节作用。如图1所示，在追肥处理下叶面积大小依次为T3>T2>T1，T3、T2、T1处理的最值分别为27.39 cm2、27.71 cm2、26.88 cm2；在不追施氮肥下，叶面积大小依次为T3>T2>T1，T3、T2、T1各处理的最值分别为26.35 cm2、25.94 cm2、 25.36 cm2。追施氮肥与否，T3处理的旗叶叶面积值最大，T1处理的旗叶叶面积值在整个生育期基本都低于T3 、T2处理的旗叶叶面积值，追施氮肥增加了叶面积值，对T3处理下叶面积值的增加最为明显。

表2 不同播种方式下冬小麦出苗情况Table 2 Emergence about winter wheat of different sowing methods

注：同列不同小写字母表示在0.05水平差异显著，下表同。

Note：Lowercase letters mean significant differences at 0.05 level,the same below.

2.3 不同播种方式对地上部分干物质积累的 影响

如图2所示，小麦植株地上部分干物质积累呈“S”型曲线增长。在不同播种方式下，开花后 5～15 d，干物质积累增长比较缓慢，总量比较低，在15～20 d之间，干物质积累量开始快速增长，该生育期中基本达到最大值，20 d以后干物质增加量减少，基本保持平稳。在追施氮肥的条件下，不同播种方式的干物质积累量表现出不同的变化趋势，T3处理的干物质量增量变化最为明显，在15～20 d期间内增量最大，大于T1、T2处理。追施氮肥条件对T3处理干物质积累量的增加影响最为明显，不同处理的大小为T3>T2>T1。

2.4 不同播种方式对冬小麦产量和产量构成因素的影响

由表3可知，不同播种方式对冬小麦产量及其构成因素有显著影响。在不同播种方式下，小麦实际产量大小依次为T3>T2>T1，T3处理与T2处理相比增产12.7%，T3处理与T1处理相比增产12.9%。在追施氮肥条件下，T3处理实际产量更高，达7 430 kg·hm-2，穗粒数和千粒质量决定了理论产量，而忽略了小麦的生长空隙，实际产量以宽三行长3 m的面积计产。因此，实际产量与理论产量的差异表明冬小麦群体的密植状况。

图1 不同处理对旗叶叶面积的影响Fig.1 Effect of different treatments on flag leaf area

图2 不同处理对干物质积累的影响Fig.2 Effect of different treatments on dry matter accumulation

在不同播种方式下，各处理千粒质量、穗数与穗粒数之间无显著差异，T1、T2处理千粒质量基本相同；生物量间呈差异显著，T3处理与T1、T2处理间冬小麦生物量差异显著；T3处理与T1、T2处理间冬小麦的收获指数呈显著差异；不同播种方式对冬小麦生物量的影响不同，T3处理生物量最高。因此，穴播方式和追施氮肥有利于冬小麦高产的形成。

表3 不同播种方式下冬小麦的产量和产量构成因素Table 3 Yield and yield components about winter wheat of different sowing methods

2.5 各营养器官对小麦籽粒贡献率的影响

由表4可知，追施氮肥促进了各营养器官贮藏物质向籽粒转运，提高了转运率及转运效率。各营养器官向小麦籽粒转运量的大小为叶片>茎>鞘。在追施氮肥的条件下，叶片的干物质转运量大小为T3>T2>T1，各处理差异不显著；茎、鞘的干物质转运量大小为T3>T2>T1，且各处理差异显著。在不同播种方式的处理下，各营养器官干物质转运量大小为T3>T2>T1。因此，在追施氮肥下，T3处理各营养器官贮藏物质的转运量最高。

各营养器官的干物质转运率和贡献率呈显著差异性。在追施氮肥的条件下，各营养器官转运率表现为叶片>茎>鞘。在不同播种方式下，各处理营养器官对小麦籽粒的贡献率表现为叶片>茎>鞘，不同播种方式对籽粒贡献率的大小为 T3>T2>T1，说明灌浆速率大小决定了贡献率的大小。

表4 各营养器官花前干物质对籽粒贡献的影响Table 4 Effects of pre-flowering dry matter on grain contribution of various vegetative organs

注：同行不同小写字母表示在0.05水平下差异显著，下同。

Note：Different lowercase letters in the same row mean significant differences at 5% level,the same below.

2.6 不同播种方式对冬小麦品质的影响

2.6.1 籽粒湿面筋质量分数 面筋质量分数决定面团的弹性、柔软性和延展性，与蛋白质质量分数相关。由表5得出，不同播种方式的面筋质量分数之间呈显著性差异。在不追施氮肥条件下，不同播种方式的面筋质量分数大小为T3>T1>T2，且T3、T1处理的湿面筋质量分数相比T2处理的湿面筋质量分数都提高3.15%；在不同播种方式下，追施氮肥的湿面筋质量分数高于不追施氮肥的湿面筋质量分数。因此，穴播方式和追施氮肥增加了面筋质量分数。

2.6.2 籽粒沉淀值 沉淀值是蛋白质质与量的体现，沉降值越大，蛋白质的品质越高。表5所示，不同播种方式的沉降值之间没有显著性差异，其大小为T3>T1>T2；不同播种方式追施氮肥的沉降值大于不追施氮肥。因此，追施氮肥增加了沉降值。

2.6.3 籽粒体积质量 体积质量作为籽粒等级的评价指标，同时也是籽粒表观的综合反映。在不同播种方式下，T3、T2处理与T1处理的体积质量之间呈显著性差异，其大小为T3>T2>T1；追施氮肥降低了体积质量，但穴播方式增加了体积质量。

2.6.4 蛋白质质量分数 蛋白质质量分数是籽粒品质的重要指标。由表5可知，在追施氮肥条件下，不同播种方式的籽粒蛋白质质量分数之间无显著性差异，质量分数基本相同。追施氮肥的籽粒蛋白质质量分数高于不追施氮肥，所以追施氮肥有利于籽粒中氮素的积累，从而增加了蛋白质质量分数。

2.6.5 面团品质 小麦面粉的烘烤加工性能受籽粒硬度、稳定时间、拉伸面积、延伸度、最大拉伸阻力等品质的影响。如表6所示，不同播种方式之间的籽粒硬度、稳定时间、拉伸面积、最大拉伸阻力呈显著性差异。其中面团的稳定时间、拉伸面积、最大拉伸阻力的大小都为T3>T2>T1，籽粒的硬度大小表现为T3>T1>T2，面团延伸度大小基本一致。

2.6.6 产量与品质相关性分析 由表7可知，产量与湿面筋质量分数、沉降值、体积质量呈相关性显著，与籽粒蛋白质质量分数相关性不显著；湿面筋质量分数与体积质量和沉降值，沉降值和体积质量呈显著正相关。这表明，不同播种方式与追施氮肥可以改变冬小麦的产量和籽粒品质，但是蛋白质质量分数不受其影响。

表5 不同处理下冬小麦的籽粒品质Table 5 Grain quality of winter wheat in different treatmeats

表6 不同处理下冬小麦的面团品质Table 6 Guality of winter wheat dough in different treatments

表7 不同处理下冬小麦产量与籽粒品质的相关性分析Table 7 Correlative analysis between the grain yield and the quality characteristic parameter in different treatments

注：“*”表示在5%水平上显著相关。

Note:“*” mean significant correlation at 5% level.

由表8可知，小麦成熟期的产量与面团性状相关性分析表明，产量与延伸度、硬度与最大拉伸阻力、拉伸面积与最大拉伸阻力呈极显著正相关，与硬度、稳定时间、拉伸面积和最大拉伸阻力呈显著正相关，硬度与拉伸面积、稳定时间与延伸度、拉伸面积与延伸度、延伸度与最大拉伸阻力呈显著正相关。说明产量与最大拉伸阻力决定着小麦的加工品质，改善产量和最大拉伸阻力有利于提高小麦的加工品质。

表8 不同处理下冬小麦产量与面团品质的相关性分析Table 8 Correlation analysis between winter wheat yield and dough quality under different treatments

注：“*”、“**”分别表示在5%、1%水平上显著相关。

Note：“*”，“**” mean significant correlation at 5%，1% level.

3 结论与讨论

3.1 不同播种方式对冬小麦生育前期的影响

在冬小麦的生育进程中，它的出苗数，总茎数等表现均不相同，与Ghaffari等[1]研究结论一致。受不同播种方式的影响，小麦基本苗呈显著性差异。不同播种方式最终影响了冬小麦的群体质量，与Vincent等[2]研究结论一致。

3.2 不同播种方式对冬小麦地上部干物质积累的影响

各处理地上部干物质积累表现为“慢-快-慢”的增长方式，成熟期达到最大值，这与王永平等[3]的研究结论一致。在不追施氮肥条件下，T3处理的变化最大，成熟期T3处理的地上干物质积累大于T1、T2处理；灌浆后期追施氮肥使得各处理干物质积累达到最大值，成熟期T3处理的干物质积累小于T1处理，表明穴播方式对地上部干物质积累的增加量小于追施氮肥对其的增加量。但T3处理在干物质积累量不是最多的条件下，使小麦获得高产[4]。

3.3 不同播种方式对冬小麦产量及其构成因素的影响

腾树川等[5]研究表明，氮肥增加麦苗的长势，其产量与花前干物质转运和花后干物质积累相关[6]，不但取决于干物质的积累量，还取决于干物质的分配再转运[7]。宋任祥等[8]和蔡贵信等[9]研究表明，拔节期追施氮肥增加了穗数和千粒质量。有研究指出，追施氮肥可以使成穗数、穗粒数和产量增加，但却降低了千粒质量，小麦穗干质量与穗粒数呈极显著正相关[10-11]，这与本试验研究结论一致。因此，在冬小麦关键时期补充氮素营养，能增加穗部产量积累。研究表明，宽行播种方式可以增加小麦的千粒质量，且产量不会降低[12]，本试验研究结论与这一致。不同播种方式显著影响了小麦的产量及其构成因素[13]。本试验研究表明，在追施氮肥和穴播处理下，增加了干物质的转运量及转运效率，提高了再转运物质对籽粒的贡献率。在不同播种方式下，T3处理冬小麦产量最高，显著高于T1和T2处理，同时追施氮肥有利于增加小麦的产量。综上所述，追施氮肥和T3处理有利于小麦增产，产量高达7 430 kg·hm-2。

3.4 不同播种方式对冬小麦品质的影响

不同播种方式影响干物质吸收、积累与转运再分配，进而影响籽粒的品质[14-15]。本试验研究表明，增施氮肥增加了籽粒蛋白质质量分数、湿面筋质量分数、沉降值以及稳定时间，这与Wieser等[16]研究结论一致；同时调节了小麦植株生长发育，增加了氮的吸收，提高了籽粒中再转运来干物质的含氮量，与前人[17-18]研究结论一致。体积质量是品质的重要指标，是加工品质的综合反应[19]。它与籽粒的大小、质量、出粉率等性状有关，本试验研究结果表明，T3处理增加了籽粒的体积质量。

沉降值是蛋白质质与量的反映[20]，本试验研究表明，沉降值与蛋白质质量分数、稳定时间、面筋质量分数有显著的相关性。潘庆民等[21]研究表明，拔节期追施氮肥可以显著提高沉降值，这与本试验的研究结论基本一致。在不同播种方式和追肥下，蛋白质质量分数不呈显著差异性，可能受生态环境如积温、水分影响，导致研究结果存在差异性，这与前人[22-23]研究结论一致。