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栽培模式、施氮量和播种密度对冬小麦冠层及产量构成特征的影响

李小霞  
【摘要】: 本研究以黄土高原南部半湿润农田生态系统中等肥力土垫旱耕人为土为供试土壤,冬小麦品种小偃22为试验材料,采用裂区田间试验设计,于2004~2006年研究了栽培模式、施氮量和种植密度对小麦生育过程中绿叶面积动态变化、叶面积指数、籽粒产量、穗数、穗粒数、千粒重的影响,同时研究了不同试验因子对不同穗位穗粒数分布、不同穗位千粒重、不同粒级粒重所占比例等方面的影响,以期为黄土高原南部干湿润农田生态系统冬小麦高产高效种植提供一定理论依据。通过研究,获得以下主要结果: (1)从返青~成熟时期,小麦单株绿叶面积变化呈“低-高-低”的抛物线趋势,在挑旗期单株绿叶面积达到最大。栽培模式、施氮量和播种密度对小麦单株绿叶面积的影响不同,栽培模式仅对灌浆期以前的单株绿叶面积有显著的影响;增加施氮量水平均可极显著地增加不同生育期小麦单株绿叶面积;而除拔节期外,增加种植密度可导致小麦其它各生育时期单株绿叶面积显著或极显著地减小。从影响程度看,施氮量种植密度栽培模式。各栽培因素对单株绿叶面积存在一定的互作关系。 (2)不同栽培模式对小麦叶面积指数的影响存在明显差异,其中垄沟和覆草栽培模式下小麦叶面积指数最高,而补灌栽培模式最低。与常规栽培相比,垄沟、覆草、覆膜、补灌栽培模式的叶面指数分别增加32.1%、30.3%、15.3%和-11.7%。施氮量与叶面积指数的关系呈现先上升后下降的变化趋势,三个施氮水平中,以每公顷施氮120kg水平的叶面积指数最高。增加播种密度可显著提高叶面积指数,高密度时的叶面积指数比低密度增加25.7%。 (3)栽培模式、施氮量和种植密度对小麦穗粒数有显著或极显著的影响,三个试验因子的相互作用无论在两者之间或三者之间均不显著。进一步分析发现,在三个试验因子中,种植密度对穗粒数的影响程度最大(F=49.010**),其次是栽培模式(F=11.436**),施氮量的影响最小(F=3.371*)。在5种栽培模式中,垄沟栽培和地膜覆盖小麦穗粒数最大,其中垄沟栽培,比常规栽培穗粒数平均增加6~7粒/穗,增加率为14.5%,覆草和补灌栽培其穗粒数居于常规和垄沟栽培模式之间。小麦穗粒数随着施氮量增加而增加。高施氮量(240㎏/hm2)和中施氮量(120㎏/hm2)的小麦穗粒数分别比不施氮处理增加2.3粒/穗和2.2粒/穗,增长率为4.6%和4.5%,与不施氮处理差异显著,增加种植密度极显著地降低了冬小麦的穗粒数。 (4)栽培模式对上位和中位穗粒数存在极显著影响,对下位穗粒数的影响显著,说明栽培模式对穗粒数的分布影响较大,对上位和中位穗粒数的影响大于对下穗位的影响。施氮量只对上位穗粒数有显著影响,对其它两个部位穗粒数影响不大。种植密度对各穗位籽粒数的影响均达到极显著水平,对中穗位籽粒数的影响相对于其它穗位籽粒数更明显。3个试验因子相比较,种植密度对各穗位籽粒数的影响最大,其次是栽培模式,而施氮量的影响最小。各试验因子无论两者之间还是三者之间的相互作用均不显著。在5种栽培模式中,垄沟和覆膜栽培相对其他几种栽培模式各穗上位、中位籽粒数比较高。施氮水平只对小麦上位穗粒数影响显著,随施氮水平的增加,上位穗籽粒数呈增加趋势。增加种植密度极显著地降低了各穗位的籽粒数。 (5)不同栽培措施对各粒级小麦籽粒所占比例影响不同。其中栽培模式对中粒和小粒所占比例有显著影响,对大粒所占的比例影响不显著。施氮量和密度对各粒级所占比例影响差异均不显著。小粒比例最高的为垄沟栽培,最小的为补灌栽培。栽培模式对大粒的千粒重影响最大,不同栽培模式之间差异达到显著水平;而对中、小粒千粒重影响较小,不同栽培模式之间差异不显著。施氮量对大粒和中粒千粒重影响差异不显著,而对小粒千粒重影响差异显著,并随氮肥施用水平提高,小粒千粒重呈增加趋势。种植密度对大、中粒千粒重的影响差异不显著,而对小粒千粒重的影响差异显著,高密度栽培时小粒千粒重相对于低密度种植时有增大作用。 (6)不同试验因子对小麦穗粒重均有显著或极显著的影响。其中,种植密度的效应最大,其次是栽培模式,而施氮量对穗粒重的影响最小。试验因子无论是两两之间或三者之间的相互作用均不显著。在5种栽培模式中,垄沟和覆膜栽培模式的穗粒重相对较高,常规栽培模式最低。随着施氮水平的提高,冬小麦穗粒重呈现先增加后减少的趋势。增加种植密度极显著地降低了穗粒重。与常规栽培模式相比较,垄沟、覆膜、覆草、补灌栽培模式的籽粒产量分别增加了38.0%、20.11%、7.8%和-11.7%,其中,垄沟和覆膜栽培模式的增产作用十分明显。随着施氮量的增加,小麦籽粒产量也在增加,当施氮量为120kg/hm2时籽粒产量最高,为6994 kg/hm2,施氮量达到240kg/hm2时产量有所下降。低密和高密两个种植密度下的产量分别为6121和6562kg/hm2,高密度处理较低密度处理增产7.2%。而垄沟栽培模式为本地区首选小麦栽培模式。该栽培模式主要是通过增加叶面积指数而增加穗粒数从而实现增产。 综合来看,本试验所设试验因子对旱作小麦单株绿叶面积、叶面积指数、籽粒产量、穗粒数、穗粒重及其分布均有一定的影响,而对千粒重的影响较小。在栽培模式中,垄沟栽培和覆膜栽培的作用相对较为突出,尤其是在增产作用上。提高施氮水平可明显增加绿叶面积、叶面积指数、穗粒数、穗粒重和籽粒产量,但过高施氮对小麦产量性状有负向作用或不明显的正向作用。增加种植密度对小麦有增产效应,但其会显著降低穗粒数和穗粒重,因而其增产作用主要是来自于群体的扩大,即通过增加穗数来实现。


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