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张锋，张志文，梁雪齐，王德胜，陈国栋，吴全忠，翟云龙
(塔里木大学农学院，新疆 阿拉尔 843300)
小麦是我国主要的粮食作物，2019年小麦产量占我国粮食总产量的20.12%[1]。在种植面积有限情况下，通过提高单产实现小麦总产增加就对其栽培技术提出更高要求。种植密度是影响小麦群体建成和高产稳产的重要因素[2-4]。种植密度过小，小麦的个体优势明显，个体间竞争压力小，但导致光能利用率低和水分散失严重；
密度过大，行内单株生长空间小、竞争激烈，虽有利于群体穗数增加，却不利于通风，后期病虫害严重。因此，合理的种植密度是构建优良群体结构的关键。
多年来，小麦一般以条播种植为主，但此播种方式会造成种子分布不均匀。匀播是一项栽培新技术，与常规条播相比，更能促进小麦对光热资源的充分利用。因此，研究匀播种植，对南疆冬小麦高效生产具有重要的实际意义。常旭虹[5]、赵凯男[6]等的研究表明，匀播更有利于构建高质量小麦群体，单株生长空间均匀，能提高分蘖成穗率，继而实现高产。秦乐等[7]通过改变株行配置发现，条播冬小麦缩小行距表现出明显的增产作用。种植密度会显著影响小麦植株个体生长、同化物的积累分配及产量形成。张金汕[8]、陈宏[9]等研究认为，种植密度会影响小麦干物质的转运。田中伟等[10]认为小麦贮藏物质在不同器官分配的比例会直接影响干物质的转运效率。可以看出，前人对匀播条件下冬小麦干物质积累的研究尚少。本试验以大穗型品种新冬50号和多穗型品种桑塔木4号为材料，在南疆匀播条件下研究种植密度对冬小麦植株干物质积累转运、群体动态、产量构成因素的影响，以期为不同穗型冬小麦在南疆的栽培管理提供理论指导。
1.1 试验地概况
试验于2020—2021年在位于新疆阿拉尔市的塔里木大学农学试验站进行。试验区雨量稀少，年均降水量40.1～82.5 mm。试验地为壤质土，有机质含量11.8 g/kg、碱解氮31.2 mg/kg、有效磷20.5 mg/kg和速效钾118 mg/kg。前茬作物为大豆。整地前施用有机肥3 480 kg/hm2和复合肥(N、P、K含量分别为19%、20%、6%)375 kg/hm2作基肥。
1.2 试验设计与田间管理
试验采用裂区设计，重复3次。品种(V)为主区，密度(D)为副区。品种为大穗型新冬50号(V1)和多穗型桑塔木4号(V2)；
副区共设5个密度，分别为123万株/hm2(D123)、156万株/hm2(D156)、204万株/hm2(D204)、278万株/hm2(D278)和400万株/hm2(D400)。
采用匀播种植方式(即株距行距相等)。小区面积24 m2。于2020年10月2日人工拉线点播，2021年6月25日收获。追肥随水同施，其它管理同大田。
1.3 测定项目与方法
1.3.1 冬小麦群体茎蘖动态 于三叶期，每小区选取长势均匀的1 m双行小麦作为定点区域进行群体茎蘖动态调查。调查时期分别为越冬期、返青期、拔节期、孕穗期、开花期和成熟期。茎蘖成穗率(%)＝完熟期茎蘖数/拔节期茎蘖数×100。
1.3.2 干物质积累 于越冬期、返青期、拔节期、孕穗期、开花期和成熟期每小区取10株长势均匀的单株，去除根部，花前地上部花后分成茎、叶片、叶鞘、穗等部分置于烘箱105℃杀青30 min，再80℃烘干至恒重后称重，取平均值计算干物质积累量，并按田中伟[10]、李欣欣[11]等的方法计算营养器官干物质转运量、转运率、对籽粒的贡献率和花后干物质积累及其对籽粒的贡献率等指标。
1.3.3 产量及其构成因素 小麦成熟后各小区选取3个1 m2样方计数有效穗数，实收脱粒后计产。随机选取1 000粒测千粒重，重复3次。每小区随机选取20株进行室内考种，计算穗粒数。
1.4 数据处理与分析
采用Microsoft Excel 2019整理数据，用DPS 7.05软件进行数据分析。
2.1 种植密度对匀播冬小麦群体动态的影响
分析不同密度下冬小麦茎蘖动态可知，两种类型(指大穗型和多穗型，下同)冬小麦各生育期茎蘖数均表现为D400＞D278＞D204＞D156＞D123，即随着种植密度增加，两种类型冬小麦分蘖数均呈增加趋势(表1)。越冬期分蘖增加迅速，两种类型冬小麦群体茎蘖数均在D400密度下最多，各密度间差异显著；
拔节期群体茎蘖数达到最大值，多穗型品种群体总茎蘖数更高；
拔节期后两种类型冬小麦各生育期茎蘖数开始下降，降幅表现为D400＞D278＞D204＞D156＞D123。表明随着种植密度增加，小麦单株生长空间受限，多穗型冬小麦无效分蘖退化较快。两种类型品种茎蘖成穗率均在D123密度下最高，D400密度下最低，说明密度过大不利于单株分蘖成穗，适当增加株行距、降低密度，能促进分蘖，有利于冬小麦茎蘖成穗。
表1 不同种植密度下匀播冬小麦茎蘖动态
2.2 种植密度对匀播冬小麦干物质积累的影响
对冬小麦群体干物质积累量进行分析表明，随着生育期推进，不同种植密度下冬小麦干物质积累量均呈上升趋势(表2)。越冬期，大穗型品种新冬50号和多穗型品种桑塔木4号在D400密度下干物质积累量最高，分别为1 640.00 kg/hm2和1 086.67 kg/hm2，均显著高于其它处理；
D123密度处理干物质积累量最低，仅分别为1 023.98 kg/hm2和547.35 kg/hm2。越冬期至拔节期，随种植密度增加，群体干物质积累量逐渐增加，两种类型品种均在D400密度下达到最大值。孕穗期至成熟期，种植密度与冬小麦群体干物质积累量间的关系发生变化:大穗型品种在D278密度下干物质积累量最高，D123密度下最低；
多穗型品种则在D156密度下干物质积累量最高，D400密度下最低。孕穗期至成熟期，大穗型品种D123密度下的干物质积累量较D278密度分别减少25.29%、31.41%和36.38%；
多穗型品种D400密度下的干物质积累量较D156密度分别减少15.22%、14.83%和19.10%。两种类型品种在孕穗期至成熟期干物质积累量随密度增加均呈现先增加后降低趋势，说明冬小麦干物质积累量不会随密度的增加而持续增加。
表2 不同种植密度下冬小麦群体干物质积累动态 (kg/hm2)
2.3 种植密度对匀播冬小麦花后不同器官干物质积累的影响
由表3可以看出，开花期两种类型冬小麦不同器官的干物质积累量均以茎秆最高，叶片和叶鞘稍低。新冬50号叶片干物质积累量在D123密度下最高，D400密度下最低，处理间差异显著；
茎秆和叶鞘干物质积累量随密度减小而增大，除D204与D278密度下差异不显著外，其它处理均达到显著水平。开花期桑塔木4号各营养器官干物质积累量均在D123密度下最高，D400密度下最低。表明种植密度增加不利于单株干物质积累。
表3 不同种植密度下冬小麦开花期与成熟期各器官干物质积累量 (g/株)
与开花期相比，成熟期两种类型冬小麦叶片、茎秆、叶鞘的干物质积累量均有所下降；
成熟期穗部干物质积累量增加较为明显，均以D123密度下最高，D400密度下最低，且桑塔木4号各密度处理间达到显著水平。说明适当降低种植密度，有利于增进桑塔木4号穗部干物质的积累。
2.4 种植密度对匀播冬小麦产量及其构成因素的影响
由表4可以看出，两种类型冬小麦的穗粒数和千粒重随种植密度增加而减小，产量则随种植密度增加呈先增后降趋势，有效穗数均在D400密度下达到最大。新冬50号穗粒数在D123密度下最多，不同种植密度处理间差异达到显著水平，千粒重差异也大多显著。桑塔木4号千粒重在不同种植密度间差异显著，说明密度对其千粒重影响较大。新冬50号籽粒产量在D278密度下最高，达9 468.92 kg/hm2，D123密度下最低，为7 799.34 kg/hm2，较D123密度增产21.41%；
桑塔木4号产量在D156密度下最高，达9 638.23 kg/hm2，D400密度下最低，为7 567.13 kg/hm2，较D400密度增产27.37%。
表4 不同种植密度下冬小麦产量及其构成因素
2.5 种植密度对匀播冬小麦花前及花后干物质再分配的影响
由表5可知，随种植密度增加，开花前冬小麦叶片、茎秆和叶鞘的干物质转运量和转运率有下降趋势；
营养器官干物质转运量以茎秆最高，叶片其次；
转运率则以叶片最高，穗轴和颖壳最低，不同类型冬小麦的表现趋势基本一致。新冬50号各密度处理开花前营养器官贮藏干物质对籽粒的贡献率在24.85%～34.35%之间，桑塔木4号的贡献率在28.61%～34.05%之间；
新冬50号花后光合同化物对籽粒的贡献率在65.65%～75.15%之间，桑塔木4号的贡献率在65.96%～71.39%之间，表明花前营养器官干物质对籽粒的贡献率较低，花后的贡献率更高。大穗型品种花后光合同化物对籽粒的贡献率在D278密度下达到最大，为75.15%，多穗型品种在D156密度下贡献率达到最大，为71.39%，且随种植密度降低呈先增大后减小趋势。表明适宜的种植密度有利于提高花后营养器官贮藏干物质对籽粒的贡献率。
表5 种植密度对冬小麦花前贮藏干物质转运和花后光合同化物积累的影响
合理的群体结构是冬小麦高产优质的基础，分蘖是群体建成的重要指标之一[12]。本试验中成熟期冬小麦的单株分蘖成穗数随着密度的增大而逐渐减少，这与苏玉环[13]、房琴[14]等的研究结果一致。訾妍等[15]研究表明，随密度增大，小麦群体茎蘖数增加，分蘖成穗率下降，影响高产。种植密度会影响冬小麦的个体生长发育，低密度处理下冬小麦可通过单株分蘖潜力，缩小群体水平的差异[16]。密度过大会导致冬小麦单株分蘖数及分蘖成穗率降低。本试验中，两种类型(大穗型和多穗型)冬小麦在D123密度下成熟期平均单株分蘖成穗率均最高，无效茎蘖少，但因群体基数小，最终不能获得高产。小麦高产栽培中，种植密度应与小麦品种的分蘖特性相结合，以确定最佳的种植密度。
产量形成的基础源于干物质积累。吕广德等[17]研究表明，增加种植密度会提高拔节前的干物质积累量及比例。本试验中，越冬期至拔节期冬小麦干物质积累量随种植密度的增加而增加，且拔节前干物质积累及生长速率的增加可提高群体质量。干物质的转运效率和转运能力对产量的提高至关重要，冬小麦籽粒产量少部分来自花前干物质的转运[18]，2/3来自花后光合产物的积累[19]。本试验中，成熟期籽粒干物质大部分来自花后功能叶片的光合产物积累，这与屈会娟[20]、胡卫丽[21]等的研究结果一致。增加种植密度能显著增加小麦的群体干物质积累，但种植密度过大却不利于花后干物质积累[22-24]。前人对匀播冬小麦不同器官干物质积累量及对籽粒的贡献率研究较少。本研究表明，匀播冬小麦花后光合同化物质对籽粒的贡献率达65%以上，说明小麦籽粒产量主要来自花后干物质积累。适宜种植密度能提高花后营养器官干物质对籽粒的贡献率，有利于籽粒的充分灌浆，以此实现高产。
种植密度会影响小麦的有效穗数、穗粒数、千粒重等指标。王竟绍等[25]研究表明，密度超过300万株/hm2基本苗后，成穗数增加有限，每穗结实小穗数明显减少。本研究表明，匀播冬小麦种植密度增加会使有效穗数增多，但穗粒数显著下降，这与刘莹等[26]的研究结果一致。大穗型品种在D123密度处理下，穗粒数、千粒重较高，但其分蘖能力相对较弱，导致群体较小，往往不易高产；
多穗型品种分蘖能力强，密度过高会导致无效分蘖增加，群体与个体矛盾加剧，产量构成因素不协调，也不能获得高产。大穗型品种应适当提高种植密度，发挥穗大粒多优势，通过提高群体穗数达到高产；
多穗型品种应适当降低种植密度，保证群体合理，发挥个体优势，维持相对稳定的穗粒数以达到高产。
本试验条件下，匀播冬小麦在D123密度时，茎蘖成穗率最高，无效分蘖少，大穗型品种成穗率为41.62%，多穗型品种成穗率为48.40%。两种类型品种(大穗型和多穗型)冬小麦开花期营养器官干物质转运量均以茎秆最高。大穗型品种在278万株/hm2密度下产量较高，多穗型品种在156万株/hm2密度下产量较高。种植密度与不同类型品种相协调是提高南疆冬小麦产量的重要途径。
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