3種耕作和播種方式對小麥群體建成和產量的影響

李紅軍 李建國

摘要為探討2BMXS-4/12智能免耕施肥覆蓋旋播機對小麥生長發育和產量的影響，采用3種耕作和播種方式對不同處理的小麥單株性狀、群體建成進行測定，分析了產量及其組成因素間的回歸和相關關系。結果表明，與傳統的耕作和播種方式相比，智能免耕施肥覆蓋旋播機能增加小麥株高、莖蘗數、主莖葉片數和次生根，可以獲取較高的籽粒產量、經濟效益、產出投入比和成本利潤率。智能免耕施肥覆蓋旋播機具有智能化程度高、簡單易行、省工省時省成本、提高經濟效益等優點，是值得大力推廣的一種機械和耕作播種方式，也符合河南省“十三五”重點推廣的小麥耕播技術規劃。

關鍵詞小麥;群體建成;產量;經濟效益

中圖分類號S512.1文獻標識碼A文章編號0517-6611（2020）15-0031-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.15.009

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Effects of Three Tillage and Seeding Methods on Population Formation and Yield of Wheat

LI Hongjun1，LI Jianguo2

（1.Foerhu Town Government， Changge， Henan 461500;2.Luohe Academy of Agricultural Sciences， Luohe， Henan 462300）

AbstractIn order to explore the effect of 2BMXS4/12 intelligent tillagefree fertilizing and mulching rotary seeder on the growth， development and yield of wheat， the individual character and population formation of wheat under different treatments were determined by using three tillage and seeding methods. And the regression and correlation between yield and its components factors were analyzed. The results showed that compared with the traditional tillage and seeding methods， the intelligent tillagefree fertilizing and mulching rotary seeder could ?increase plant height， tiller number， main stem leaves and secondary rooting of wheat. It could obtain higher grain yield， economic benefit， outputinput ratio and costprofit ratio. The intelligent tillagefree fertilizing and mulching rotary seeder had the advantages of highly intelligent， simple operation， effort， time and costsaving， as well as being able to boost economic benefit. It is a mechanical tillage and seeding method worthy of more extensive promotion. It also conforms to the wheat tillage and seeding technology plan popularized by the 13th FiveYear Plan in Henan.

Key wordsWheat;Population formation;Yield;Economic benefits

基金項目國家現代農業產業體系建設專項（CARS-3-2-26）。

作者簡介李紅軍（1970—），男，河南長葛人，技師，從事農業機械的示范推廣研究。*通信作者，研究員，從事農作物育種及栽培研究。

收稿日期2019-12-24

河南省是我國小麥的主產區，常年播種面積為486.67萬hm2，約占全國播種面積的1/4，年產量為2 860萬t，約占全國小麥總產量的24%，每年提供的商品小麥占全國的25%～30%，面積、總產和提供商品糧總量均占全國第一[1-2]。21世紀以來，河南省小麥的播種面積穩定在528.00萬～547.53萬hm2，總產3 082萬～3 550萬t[3]。2018年小麥播種面積達573.99萬hm2，總產3 602.85萬t 。年末擁有農業機械總動力9 858.82萬kW，拖拉機427.32萬臺，旋耕機3286萬臺，聯合收獲機16.06萬臺，播種機177.46萬臺。常年小麥機播率保持在98%以上[4]。2015年以前小麥生產的整地和播種主要是小型拖拉機耕耙，小型播種機播種;近年來逐步采用大型機械進行作業，并開始了免耕機械的推廣，但是起步晚、推廣速度慢。為深入了解免耕機械對小麥群體建成和產量的影響，筆者對不同耕作和播種方式進行了研究，以期為推廣免耕機械提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗地概況試驗于2018年在河南省許昌市佛耳湖鎮申莊村承包地進行，土壤質地砂壤土，地勢平坦，排灌方便，適宜機械化操作。土壤耕層有機質15.2 g/kg，堿解氮135.69 mg/kg，速效磷36.26 mg/kg，速效鉀167.8 mg/kg。前茬為大豆。肥料為三元復合肥，氮磷鉀配比為15%∶15%∶15%，施用量為750 kg/hm2。

1.2試驗材料供試品種為禾麥988。

1.3試驗設計

試驗共設3個處理，以當地傳統的耕作和播種方式（A?2處理）為對照。由于試驗是大型機械操作，故而試驗選用了大區設計，每個處理面積1.0 hm2。播量為187.5 kg/hm2。各處理的耕作和播種方式及主要指標見表1。

1.4指標測定

物候期和標準參照《河南小麥栽培學》及《農作物品種區域試驗技術規程 小麥》（NY/T 1301—2007）附錄A。

1.4.1群體和單株性狀的測定。每個處理隨機選擇3個點進行定點調查，每個調查點10 m×2 m（其中6行動態調查，4行單株考種），分別于齊苗后、越冬期、返青期、成熟期測量每個調查點的6行莖蘗數，折算出群體數量。同時在單株考種行連續取樣20株，分析株高、主莖葉片數、單株莖蘗數和次生根條數。

1.4.2產量及其構成要素的測定。籽粒產量于2019年6月5日機械全部收獲稱產，取樣去雜烘干考種，折合實際產量進行計算分析。在每個調查點隨機抽取20株測定穗粒數和千粒重，每個處理3個重復。

1.5數據處理

采用Microsoft Excel 2007和DPS 15.10軟件進行統計分析。

2結果與分析

2.1不同處理對小麥群體及其動態的影響

從表2可以看出，3種處理齊苗后的均勻度和整齊度基本一致，三者之間的基本苗差距不顯著。越冬期A?1處理的群體比對照A?2處理少22.97萬/hm2，達顯著差異，比A?3處理少52.23萬/hm2，達極顯著差異;A?2處理比A?3處理少29.25萬/hm2，達極顯著差異。隨著小麥的生長，根系利用水肥的能力變強，到返青期A?1處理的群體位居第2位，比A?2處理高190.69萬/hm2，與A?3處理的差距也縮小到104.50萬/hm2，A?2與A?3處理的差異達295.20萬/hm2，三者之間均達極顯著差異。成熟期，A?1和A?3處理成穗數的差異僅為8.89萬/hm2，基本持平，而與A?2處理的差異達到 36.54萬/hm2，A?2和A?3處理的成穗數差異為45.42萬/hm2，均達極顯著差異。

2.2不同處理對分蘗、株高、主莖葉片數及次生根的影響

由表3可知，不同處理對小麥的個體性狀影響也不同。在株高上，不同處理越冬期的順序為A?2處理>A?3處理>A?1處理，到了返青期和成熟期則變化為A?3處理>A?1處理>A?2處理。在單株莖蘗數上，不同處理越冬期和返青期的順序均為A?3處理>A?2處理>A?1處理，到成熟期變化為A?3處理>A?1處理>A?2處理。在主莖葉片數上，不同處理越冬期的順序為A?3處理>A?2處理>A?1處理，返青期和成熟期均為A?3處理>A?1處理>A?2處理。在次生根條數上，不同處理越冬期的順序為A?3處理>A?2處理>A?1處理，返青期和成熟期的順序均為A?3處理>A?1處理>A?2處理。

2.3不同處理對產量及其構成因素的影響

2.3.1對籽粒產量及成產要素的影響。從表4可以看出，不同處理的籽粒產量順序為A?3處理>A?1處理>A?2處理。以A?2處理的產量最低，比A?1處理和A?3處理分別低了1 205.38和1 359.20 kg/hm2，差異均達極顯著;而A?1處理雖然比A?3處理低了15386 kg/hm2，但兩者差異不顯著。A?1和A?3處理穗粒數差別僅為0.05粒/穗，基本持平;A?2處理與A?1、A?3處理的差異分別為293和2.98粒/穗，均達顯著差異。各處理間的千粒重順序為A?3處理>A?1處理>A?2處理，差異均不顯著。

2.3.2不同處理籽粒產量及其構成因素間的相關性。進一步對不同處理的籽粒產量和成產因素相關性進行分析，結果顯示3個處理的籽粒產量與成產3因素均存在線性關系，回

歸方程分別為：

在A?1處理中，籽粒產量與穗數和千粒重呈正相關且差異顯著，與穗粒數呈負相關。在A?2（CK）處理中，籽粒產量與穗粒數和千粒重呈正相關且差異顯著，與穗數呈負相關。在A?3處理中，籽粒產量與穗粒數呈正相關，與千粒重呈正相關且差異顯著，與穗數呈負相關。

從表5可以看出，A?1處理在產量構成上主要是通過較多的穗數和較高的千粒重而達到高產;A?2處理主要是有較大的穗子和較高的千粒重，從而影響籽粒產量;A?3處理主要是較大的穗子和較高的千粒重，從而達到較高的籽粒產量。

2.4不同處理的小麥生產成本及效益的影響

參考陳倩[5]和張書良等[6]方法，對不同處理的小麥生產成本，按照當地生產資料、機械費用和人工費用進行核算得表6。由表6可知，3個處理的材料費用相同，即三元復合肥2 100元/hm2，種子1 312.5元/hm2，農藥675元/hm2。生產服務費用中3個處理全部是大型收割機收獲750元/hm2，其他方面：A?1處理由于采用免耕一體機只有機播1 500元/hm2，A?2（CK）和A?3處理的施肥費用和播種費用相同，均為450元/hm2，A?2處理（CK）的耕地費用為450元/hm2，A?3處理為750元/hm2。人工成本按照當地80元/d計算，不同處理的播種、防治病蟲害和收獲的用工相同，均為1 200元/hm2。但是A?2（CK）和A?3處理增加了施肥用工480元/hm2。由表6可知，各處理的生產成本順序為A?3（7 942.5元/hm2）>A?1處理（7 537.5元/hm2）>A?2處理（CK）（7 417.5元/hm2）。

按照2019年河南省小麥收購保護價2.36元/kg，計算出產值、經濟效益、產出投入比和成本利潤率（表7）。

由表7可知，A?1處理的產值雖然不是最高，但由于成本低而在經濟效益、產出投入比和成本利潤率方面均居首位。 A?2處理（CK）雖然生產成本最低，但因為產量和產值也低，因此經濟效益、產出投入比和成本利潤率也最低。A?3處理雖然籽粒產量和產值高于其他2個處理，但由于生產成本高，造成經濟效益下降，產出投入比和成本利潤率反而低于A?1處理。

3討論

不同處理對小麥的分蘗、主莖葉片數和次生根的影響不同，使小麥群體建成和籽粒產量的成產因素結構也不一樣。小麥在出苗后主要依靠種子儲藏的養分進行生長，需要的養分量小，分蘗（三葉一心）開始后，養分需求量才逐漸加大。A?1處理肥料施用集中，小麥出苗后到越冬前，養分需要量小，種子儲藏和土壤蘊涵的養分基本能夠滿足小麥生長的需要，當分蘗開始以后根系伸長到肥料施用區域，有了充足的養分供給，使單株和群體性狀以及籽粒產量均超過A?2處理，呈先慢后快的趨勢。對照A?2處理采用當地傳統的耕作播種方式，因為機械動力不足、設備小、耕層淺、肥料分散使小麥根系發育不良，有效吸收養分的空間不足，導致單株性狀和群體先高后低，籽粒產量也最低，已經在河南中部小麥生產上逐步淘汰。A?3處理由于耕層深、肥料均勻，給根系提供了優良的生長環境，單株性狀和群體及籽粒產量均居于首位。但由于作業程序繁雜、成本高、勞動量大，在當前農村勞動力轉移和務農年齡增大的情況下，該處理將逐步萎縮退出主導地位。所以要河南中部獲得小麥高產，必須選擇適宜的耕作播種方式，從而有效改善小麥生長環境條件，培養健壯個體，形成強大根系，建成合理群體，獲得較高的籽粒產量和經濟效益。該結論與黃婷等[7]、韓賓等[8]的研究結果一致。

該試驗不同處理的成穗數、穗粒數和千粒重與籽粒產量均存在線性回歸，千粒重對籽粒產量的貢獻最大，3個處理均呈正相關且達顯著差異。單位面積的穗數和穗粒數在不同處理不一致，A?1處理中穗粒數和A?2、A?3處理中的成穗數與籽粒產量呈負相關。3因素間不同處理有不同的相關性。該研究結論與張書良等[6]、劉紅杰等[9]結果一致。

4結論

河南中南部智能免耕施肥覆蓋旋播機能顯著增加小麥的分蘗、主莖葉片數和次生根，進而建成合理的群體結構和成產因素，獲得較高的小麥籽粒產量。

就經濟效益而言，智能免耕施肥覆蓋旋播機的產值較高，經濟效益較好，投入產出比較大，成本利潤率較高。在生態效益方面，A?1處理智能化程度高，集粉碎、松土、開溝、施肥、播種等多個工序一次性完成，極大地提高了整地、施肥和播種效率，高度集成化聯合作業也減少了作業環節以及對土壤的壓實和破壞[10-11]，可以保護土壤，培肥地力，抑制水分蒸發，提高抗旱能力，減少養分流失，促進作物生長，提高產量和效益[12]，符合節水型農業和輕簡化技術的發展方向。

根據河南省“十三五”重點推廣的小麥耕播技術規劃[13]，河南小麥生產方式將完全轉變為機械為主，在推廣的同時也要注意該機型松土深度淺，不利于根系的生長和發育，后期有倒伏潛在風險;此外，施肥集中，距離麥苗較遠，使出苗后一段時間內麥苗生長慢，且多數地面免耕，這增加了地上雜草和地下害蟲的發生概率 [14]。此外，還要抓好農村機械維護人員的技術培訓，加快農業機械的推廣速度[15]。

參考文獻

[1] 王紹中，王志和，田云峰，等.河南省小麥產業發展與展望[J].河南農業科學，2004（7）：27-29.

[2] 葉優良，楊素勤，黃玉芳，等.河南省小麥生產發展與展望[J].中國農學通報，2007，23（1）：199-203.

[3] 盧峰.2017年河南小麥市場情況分析及2018年展望[J].現代面粉工業，2018（2）：40-43.

[4] 河南省統計局，國家統計局河南調查總隊.河南統計年鑒-2018[M].北京：中國統計出版社，2019：330-331.

[5] 陳倩.河南省商丘市小麥比較效益分析及小麥種業發展現狀與對策[D].楊凌：西北農林科技大學，2016：19-21.

[6] 張書良，劉彩云，張洪勇，等.茶樹菇菌渣作底肥對冬小麥生長發育和經濟效益的影響[J].安徽農業科學，2019，47（22）：18-20，46.

[7] 黃婷，杜小娟，劉成剛，等.不同機械播種方式對小麥產量和籽粒品質的效應[J].陜西農業科學，2018，64（10）：55-57.

[8] 韓賓，李增嘉，王蕓，等.土壤耕作及秸稈還田對冬小麥生長狀況及產量的影響[J].農業工程學報，2007，23（2）：48-53.

[9] 劉紅杰，朱培培，倪永靜，等.不同整地方式對小麥生長發育及產量性狀的影響[J].農業科技通訊，2014（5）：52-55.

[10] 王孝民.免耕播種機械的主要技術及發展方向[J].農機使用與維修，2019（2）：76.

[11] 劉丹，張鵬，陳欣.播種機械的發展趨勢及存在問題研究[J].江西農業，2018（22）：115-116.

[12] 岳俊芹，邵運輝，陳遠凱，等.不同播種方式對耕層土壤水分及冬小麥生理特性的影響[J].華北農學報，2006，21（5）：17-19.

[13] 農業部小麥專家指導組.中國小麥生產“十三五”發展規劃研究[M].北京：中國農業科學技術出版社，2017：83.

[14] 李新舉，張志國，鄧基先，等.免耕對土壤生態環境的影響[J].山東農業大學學報，1998，29（4）：520-526.

[15] 李紅軍.農機維修技術在農業機械使用中的應用[J].南方農機，2019，50（14）：56.