摘要：為明確黃淮海流域不同種植模式下冬小麥產(chǎn)量、干物質(zhì)積累、分配和轉(zhuǎn)運(yùn)的響應(yīng)及其生理機(jī)制，篩選適宜的種植模式以實(shí)現(xiàn)小麥高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。于2020—2022年冬小麥生長(zhǎng)季，采用衡觀35小麥品種為材料，設(shè)置小畦平作（SFP）、兩高四低（THFLP）、四高兩低（FHTLP）3種種植模式，分析不同種植模式下產(chǎn)量、干物質(zhì)積累量、干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量和葉面積指數(shù)等指標(biāo)差異，并對(duì)其進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果表明，THFLP處理下小麥產(chǎn)量、穗數(shù)和成熟期干物質(zhì)積累量均最高，較SFP和FHTLP，2020—2021年產(chǎn)量分別提高23.65%、13.20%，穗數(shù)分別提高34.78%、18.83%，成熟期干物質(zhì)總積累量分別提高45.89%、14.66%，葉面積指數(shù)分別提高66.69%、16.94%；2021—2022年產(chǎn)量分別提高24.21%、10.13%，穗數(shù)分別提高38.55%、21.38%，成熟期干物質(zhì)總積累量分別提高47.57%、13.64%，葉面積指數(shù)分別提高75.30%、14.74%。3種種植模式花后干物質(zhì)同化量對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率均高于花前營(yíng)養(yǎng)器官轉(zhuǎn)運(yùn)量對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率，且2年花后干物質(zhì)同化量對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率均以THFLP最高，與SFP、 FHTLP的差異均達(dá)到顯著水平。綜上，THFLP通過合理調(diào)整農(nóng)田微地形優(yōu)化小麥群體結(jié)構(gòu)，達(dá)到增大種植密度、葉面積指數(shù)和加強(qiáng)花后干物質(zhì)同化量的目的，以提高小麥干物質(zhì)積累量，最終顯著提高小麥產(chǎn)量，是井灌區(qū)較為理想的高產(chǎn)栽培模式。

關(guān)鍵詞：冬小麥；種植模式；產(chǎn)量；干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運(yùn)；穗數(shù)

中圖分類號(hào)：S512.1+10.4" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2024）14-0064-09

收稿日期：2023-10-09

基金項(xiàng)目：山東省科技特派員行動(dòng)計(jì)劃（編號(hào)：2020KJTPY057）；濱州市農(nóng)社領(lǐng)域科技創(chuàng)新政策引導(dǎo)計(jì)劃（編號(hào)：2023KTPY005）。

作者簡(jiǎn)介：周江明（1976—），男，山東濱州人，高級(jí)農(nóng)藝師，從事作物栽培生理研究。E-mail：18366833521@163.com。

通信作者：韓小偉，碩士，農(nóng)藝師，從事作物栽培生理研究。E-mail：506376089@qq.com。

小麥?zhǔn)鞘澜缟现匾募Z食作物，其產(chǎn)量?jī)H次于玉米位居世界第二。而我國(guó)又是世界上最大的小麥生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)，華北平原耕地面積約占全國(guó)總耕地面積的21％，其中冬小麥播種面積和產(chǎn)量約占全國(guó)的66%、75%［1-3］。同時(shí)，華北井灌區(qū)也是我國(guó)重要的糧食及蔬菜主產(chǎn)區(qū)之一，其生產(chǎn)穩(wěn)定性將直接影響我國(guó)的糧食安全。由于水資源缺乏，其農(nóng)業(yè)灌溉方式主要以井灌為主，目前，華北井灌區(qū)擁有灌溉機(jī)電井374.3萬眼，灌溉輻射范圍為1.067×107 hm2，占全國(guó)井灌面積的58.6%［4］。井灌區(qū)根據(jù)其灌溉特點(diǎn)使小麥、玉米種植方式多以小畦種植為主，畦面寬度可大致分為155、220、240、360 cm等規(guī)格，畦埂高和寬分別為20～25 cm和40～50 cm，其截面為三角形或梯形樣式，甚至多數(shù)地區(qū)采用 155 cm 規(guī)格的栽培方式，導(dǎo)致土地利用大幅下降，同時(shí)也加劇了農(nóng)作物病蟲草害的發(fā)生程度［5-6］。

干物質(zhì)作為光合作用積累的最終產(chǎn)物，是決定產(chǎn)量的基礎(chǔ)［7］。而植株花前干物質(zhì)積累和花后干物質(zhì)再轉(zhuǎn)運(yùn)是決定產(chǎn)量高低的本質(zhì)因素。關(guān)于小麥花前、花后干物質(zhì)積累及轉(zhuǎn)運(yùn)研究結(jié)論不盡相同，且大量研究表明花前干物質(zhì)積累對(duì)籽粒產(chǎn)量貢獻(xiàn)率較小，而產(chǎn)量提高主要來源于花后干物質(zhì)積累［7-9］；亦有研究認(rèn)為籽粒產(chǎn)量的形成是花前、花后共同作用的結(jié)果［10］。不同栽培方式、田間管理及環(huán)境等因素對(duì)植株花前干物質(zhì)積累和花后營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)再轉(zhuǎn)運(yùn)具有不同的調(diào)控作用［11-14］。前人關(guān)于小麥干物質(zhì)積累及轉(zhuǎn)運(yùn)主要集中于常規(guī)的栽培模式及田間管理等措施的研究，而對(duì)于高低畦新型栽培方式對(duì)小麥產(chǎn)量和干物質(zhì)影響鮮有報(bào)道，井灌區(qū)多采用小畦平作種植模式，由于畦埂較多導(dǎo)致土地利用率下降，探索新型種植模式也是突破產(chǎn)量瓶頸的有效途徑之一。鑒于此，本研究以井灌區(qū)小畦平作為基礎(chǔ)，設(shè)置高低畦種植模式，以此探明高低畦種植模式下小麥干物質(zhì)積累與再轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制，旨在打破井灌區(qū)產(chǎn)量壁壘，為小麥高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供新的耕作種植模式。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2020—2022年小麥季在山東省濱州市博興縣曹王鎮(zhèn)試驗(yàn)點(diǎn)（118°10′32″Ｅ，37°3′37″Ｎ）進(jìn)行，試驗(yàn)點(diǎn)位于華北平原冬小麥、夏玉米一年兩熟種植區(qū)，該區(qū)年均降水量為710.32 mm，年均氣溫為15.23 ℃。土壤為沙壤土，地勢(shì)平坦，肥力均勻。有機(jī)質(zhì)含量為14.1 g/kg、全氮含量為1.08 g/kg、堿解氮含量為57.89 mg/kg、速效磷含量為 18.67 mg/kg、速效鉀含量為160.57 mg/kg。兩茬小麥生長(zhǎng)階段每月平均降水量及平均氣溫見圖1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)置3個(gè)處理，分別為小畦平作種植模式（SFP）、兩高四低種植模式（THFLP）和四高兩低種植模式（FHTLP）（圖2）。小區(qū)面積為144 m2（12 m×12 m），3次重復(fù)。SFP中畦面總寬度為1.5 m，下口寬1 m，種植4行小麥，行距為25 cm；THFLP中高畦畦面寬42.5 cm，低畦上口寬107.5 cm，下口寬88 cm，高畦和低畦上分別種植2行和4行小麥，行距均為25 cm；FHTLP中高畦畦面寬88 cm，低畦上口寬62 cm，下口寬42.5 cm，高畦和低畦上分別種植4行和2行小麥，行距均為25 cm。

試驗(yàn)選用小麥品種衡觀35為供試材料，播種量為120 kg/hm2，第1個(gè)小麥季于2020年10月8日播種，2021年6月8日收獲，第2個(gè)小麥季于2021年10月6日播種，2022年6月7日收獲。純氮肥施用總量為225 kg/hm2，按比例6 ∶4分別于播期和拔節(jié)期施入，P2O5和K2O施用量均為120 kg/hm2，作基肥一次性施入。肥料品種采用尿素（N，46%）、過磷酸鈣（P2O5，18%）和硫酸鉀（K2O，50%）。SFP采用傳統(tǒng)大水漫灌，THFLP和FHTLP均為低畦漫灌，高畦滲透澆灌方式。其他田間管理措施同一般高產(chǎn)攻關(guān)田。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 植株干物質(zhì)和葉面積指數(shù)測(cè)定

分別于小麥開花期和成熟期，SFP選取20株樣品用于生物量測(cè)量，THFLP和FHTLP生產(chǎn)單元內(nèi)每行選取20株樣品用于生物量測(cè)量，開花期將樣品分為莖稈、葉片、穗3個(gè)部分，成熟期將樣品分為莖稈、葉片、穗 軸+ 穎殼、籽粒4個(gè)部分，將樣品于105 ℃殺青 0.5 h，70 ℃烘至恒重后稱其干物質(zhì)量。

1.3.2 植株葉面積指數(shù)測(cè)定

于小麥開花期，SFP選取20株樣品用于葉面積測(cè)量，THFLP和FHTLP生產(chǎn)單元內(nèi)每行選取20株樣品用于葉面積測(cè)量，葉面積測(cè)定采用長(zhǎng)寬系數(shù)法（長(zhǎng)×寬×0.83）。葉面積指數(shù)（LAI）計(jì)算公式為：LAI=取樣葉面積/取樣面積［15］。

1.3.3 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素測(cè)定

于小麥成熟期，SFP選取具有代表性的3.0 m2（2.0 m×1.5 m）樣方進(jìn)行收獲，THFLP和FHTLP選取具有代表性生產(chǎn)單元3.0 m2（2.0 m×1.5 m）進(jìn)行收獲，晾曬后進(jìn)行實(shí)收計(jì)產(chǎn)，并調(diào)查成穗數(shù)，按13%含水量折算其產(chǎn)量；SFP選取20穗進(jìn)行室內(nèi)考種，THFLP和FHTLP生產(chǎn)單元內(nèi)每行選取20穗進(jìn)行室內(nèi)考種，調(diào)查穗粒數(shù)和千粒重等指標(biāo)。

1.3.4 干物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)算公式

參照前人報(bào)道的方法［16］進(jìn)行計(jì)算：

花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量=開花期地上部干物質(zhì)積累量-成熟期地上部營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)積累量；

花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)效率=（開花期地上部干物質(zhì)積累量－成熟期地上部營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)積累量）/開花期地上部干物質(zhì)積累量×100%；

花后干物質(zhì)同化量=成熟期籽粒干重－花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量；

花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率=花前干物

質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量/成熟期籽粒干重×100%；

花后干物質(zhì)同化量對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率=花后干物質(zhì)同化量/成熟期籽粒干重×100%。

1.4 數(shù)據(jù)處理及分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2019進(jìn)行錄入，利用Origin 2021軟件繪制相關(guān)分析圖，并用SPSS 23.0軟件進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)（LSD法）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植模式對(duì)冬小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

2年試驗(yàn)結(jié)果（表1）一致表明，不同種植模式下產(chǎn)量和穗數(shù)均以THFLP最高，較SBF和FHTLP，2020—2021年產(chǎn)量分別提高23.65%、13.20%，穗數(shù)分別提高34.78%、18.83%，且均達(dá)到顯著水平；2021—2022年產(chǎn)量分別提高24.21%、10.13%，穗數(shù)分別提高38.55%、21.38%，且均達(dá)到顯著水平。相同年份不同種植模式下穗粒數(shù)及千粒重均以THFLP最低且均達(dá)到顯著水平，較SFP和FHTLP，2020—2021年穗粒數(shù)分別降低6.40%、3.06%，千粒重分別降低2.01%、1.76%；2021—2022年穗粒數(shù)分別降低5.46%、5.30%，千粒重分別降低5.21%、4.22%。

由方差分析結(jié)果（表1）可知，種植模式對(duì)產(chǎn)量、穗數(shù)、穗粒數(shù)及千粒重均表現(xiàn)為顯著性影響；年份對(duì)千粒重和穗粒數(shù)均表現(xiàn)為顯著性影響；種植模式與年份間交互作用對(duì)產(chǎn)量、穗數(shù)、穗粒數(shù)均未達(dá)到顯著影響。

2.2 不同種植模式對(duì)冬小麥地上部干物質(zhì)積累量的影響

由圖3可知，相同年份不同種植模式下開花期和成熟期小麥地上部干物質(zhì)總積累量均以THFLP處理最高，較SFP和FHTLP，2020—2021年開花期干物質(zhì)總積累量分別提高45.40%、1.40%，成熟期干物質(zhì)總積累量分別提高45.89%、14.66%，2021—2022年開花期干物質(zhì)總積累量分別提高48.61%、5.47%，成熟期干物質(zhì)總積累量分別提高47.57%、13.64%，2年結(jié)果一致表明，開花期THFLP與SFP干物質(zhì)總積累量差異達(dá)到極顯著水平，成熟期THFLP與SFP、FHTLP干物質(zhì)總積累量均達(dá)到顯著或極顯著水平。

相同年份同一種植模式下成熟期小麥各器官干物質(zhì)積累量均表現(xiàn)為：籽粒gt;莖gt;葉≈穗軸和穎殼，2020—2021年SFP、THFLP和FHTLP籽粒分配率分別為56.83%、48.18%、48.77%，2021—2022年SFP、THFLP和FHTLP籽粒分配率分別為57.01%、47.64%、48.51%。相同年份不同種植模式下，開花期莖、葉和穗干物質(zhì)積累量均以THFLP和FHTLP處理相對(duì)較高，且兩者間各器官干物質(zhì)積累量均無顯著性差異，與SFP處理下各器官干物質(zhì)積累量的差異均達(dá)到顯著水平；成熟期莖、葉、穗軸和穎殼、籽粒干物質(zhì)積累量均以THFLP最高，與FHTLP和SFP處理下各器官干物質(zhì)積累量的差異達(dá)到顯著水平。

2.3 種植結(jié)構(gòu)內(nèi)在因素（模式內(nèi)部構(gòu)成單元）對(duì)冬小麥地上部干物質(zhì)積累量的影響

由圖4可知，在2個(gè)生長(zhǎng)季，開花期每米單行小麥干物質(zhì)積累量均以THFLP-HP最高，較 THFLP-LP、FHTLP-LP、FHTLP-HP和SFP，2020—2021年干物質(zhì)積累量分別提高32.39%、11.55%、21.75%、2.99%；2021—2022年干物質(zhì)積累量分別提高32.44%、18.39%、29.04%、7.99%；且THFLP-HP與THFLP-LP、FHTLP-HP均呈顯著性差異。成熟期每米單行小麥干物質(zhì)積累量均以FHTLP-HP最低，相比THFLP-LP、THFLP-HP、FHTLP-LP和SFP，2020—2021年干物質(zhì)積累量分別降低14.60%、10.77%、13.27%、17.51%，且FHTLP-HP與SFP呈顯著性差異；2021—2022年干物質(zhì)積累量分別降低15.66%、11.88%、13.27%、15.28%，且FHTLP-HP與THFLP-LP、SFP均呈顯著性差異。相同年份不同種植方式下，開花期莖、葉和穗干物質(zhì)積累量均以THFLP-HP處理最高；成熟期莖、葉、穗軸和穎殼、籽粒干物質(zhì)積累量均以FHTLP-HP最低。

2.4 不同種植模式對(duì)冬小麥花前營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)及花后干物質(zhì)同化的影響

2年試驗(yàn)結(jié)果（表2）顯示，不同種植模式下花后干物質(zhì)同化量對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率均高于花前營(yíng)養(yǎng)器官轉(zhuǎn)運(yùn)量對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率；花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率為1.57%～18.67%，花后干物質(zhì)同化量對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率為81.33%～98.43%。營(yíng)養(yǎng)器官花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)效率和對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率均以THFLP最低，與SFP、 FHTLP差異均達(dá)到顯著水平。結(jié)果表明，營(yíng)養(yǎng)器官花后干物質(zhì)同化量和對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率均以THFLP最高，與SFP、FHTLP差異均達(dá)到顯著水平。

方差分析結(jié)果（表2）顯示，種植模式對(duì)營(yíng)養(yǎng)器官花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)效率、貢獻(xiàn)率和花后干物質(zhì)同化量、貢獻(xiàn)率均表現(xiàn)為顯著性影響；年份對(duì)營(yíng)養(yǎng)器官花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)量對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率和花后干物質(zhì)同化量對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率均表現(xiàn)為顯著性影響；種植模式和年份交互作用對(duì)各指標(biāo)均無顯著性影響。

2.5 不同種植模式對(duì)冬小麥開花期葉面積指數(shù)的影響

由圖5-a可知，2年葉面積指數(shù)均以THFLP處理最高，較SFP和FHTLP，2020—2021年葉面積指數(shù)分別提高66.69%和16.94%，與SFP和FHTLP差異達(dá)到極顯著水平；2021—2022年葉面積指數(shù)分別提高75.30%和14.74%，與SFP差異達(dá)到極顯著水平。2年試驗(yàn)結(jié)果（圖5-b）一致表明，THFLP-HP種植方式下每米單行冬小麥葉面積最高，較SFP、THFLP-LP、FHTLP-LP和FHTLP-HP，2020—2021年葉面積分別提高23.73%、16.76%、18.63%、35.62%，2021—2022年葉面積分別顯著提高42.89%、35.97%、26.04%、47.18%。

2.6 干物質(zhì)積累、運(yùn)轉(zhuǎn)、同化與葉面積指數(shù)及產(chǎn)量間關(guān)系

2個(gè)試驗(yàn)?zāi)甓?種不同種植模式下小麥各指標(biāo)間的相關(guān)性分析結(jié)果（圖6）表明，開花期干物質(zhì)積累量、成熟期干物質(zhì)積累量、花后干物質(zhì)同化量、穗數(shù)、穗粒數(shù)、產(chǎn)量均與葉面積指數(shù)呈顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.95、0.99、0.90、0.94、-0.82、0.96。開花期干物質(zhì)積累量、成熟期干物質(zhì)積累量、花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量、花后干物質(zhì)同化量、穗數(shù)、穗粒數(shù)均與產(chǎn)量呈顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.88、0.98、－0.83、0.97、0.98、-0.83。

3 討論

3.1 不同種植模式對(duì)冬小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

前人研究表明，小麥產(chǎn)量的形成受品種、耕作方式、土壤肥力及氣候條件等多因素共同影響［17-19］。其中耕作方式是通過優(yōu)化群體結(jié)構(gòu)、改變農(nóng)田微地形和改良土壤物理性狀等方式調(diào)整農(nóng)田小

氣候來促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育達(dá)到豐產(chǎn)增效的目的［20-22］。有研究認(rèn)為，壟作種植模式通過加高加厚活土層提高耕層溫度，促進(jìn)微生物生長(zhǎng)，加速土壤有機(jī)質(zhì)分解，激發(fā)農(nóng)作物對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收和利用；同時(shí)壟作種植模式下土壤的蓄水、保肥、通風(fēng)、透光、防澇、防旱能力均得到加強(qiáng)，利于壯苗形成，壟作種植模式較平作種植模式產(chǎn)量均有不同程度的提高［23-25］；而溝播種植模式通過優(yōu)化群體結(jié)構(gòu)增強(qiáng)小麥群體的光能截獲量、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率等指標(biāo)，同時(shí)溝播種植模式較平作種植模式具有較好的集雨保墑效果，提高土壤蓄水量，以此達(dá)到豐產(chǎn)增效的目的［26-27］。本研究結(jié)合井灌區(qū)多以小畦平作種植特點(diǎn)為突破口，探究新型栽培模式以優(yōu)化井灌區(qū)種植結(jié)構(gòu)，打破傳統(tǒng)模式限制突破產(chǎn)量壁壘。小畦平作種植模式土地利用率僅為2/3，為便于灌溉1/3土地起壟阻水，土地利用率降低導(dǎo)致小麥單位面積穗數(shù)相比河灌區(qū)顯著減少，且大面積裸露的畦埂易孳生病蟲草害，影響小麥生育期內(nèi)正常生長(zhǎng)發(fā)育?；趬抛骱蜏喜シN植模式的作用機(jī)制，再結(jié)合當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)種植模式，濱州市農(nóng)業(yè)科學(xué)院首創(chuàng)高低畦種植模式，此模式是將近似拱形或三角形的原畦埂平面調(diào)整為梯形平面，在不改變阻水效果的基礎(chǔ)上多播2行或4行小麥。

小麥單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)及千粒重是決定其產(chǎn)量的關(guān)鍵因素［28］。在本試驗(yàn)條件下，穗數(shù)、穗粒數(shù)與產(chǎn)量呈顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.98、-0.83。THFLP較SFP和FHTLP，2020—2021年產(chǎn)量分別提高23.65%、13.20%，2021—2022年產(chǎn)量分別提高24.21%、10.13%；THFLP的穗粒數(shù)和千粒重較其他2種模式低，穗粒數(shù)與單位面積穗數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，單位面積穗數(shù)較高是此模式下產(chǎn)量提高的主導(dǎo)因素，這與陳久月等的研究結(jié)果［29］基本一致。FHTLP處理下由于高畦種植面積相對(duì)較大增加了整地難度，易造成缺苗斷壟現(xiàn)象，同時(shí)高畦面積過大增強(qiáng)了土壤的散墑效果和低畦澆水不易滲透高畦等問題造成小麥減產(chǎn)，此結(jié)論有待進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證。

3.2 不同種植模式對(duì)冬小麥干物質(zhì)積累及轉(zhuǎn)運(yùn)的影響

植物通過光合作用形成同化物最終以干物質(zhì)形態(tài)呈現(xiàn)，干物質(zhì)是產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)［30］。干物質(zhì)積累量與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)關(guān)系［31］；與本研究結(jié)論基本一致，開花期干物質(zhì)積累量和成熟期干物質(zhì)積累量與產(chǎn)量呈顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為 0.88、0.98；不同種植模式對(duì)植株干物質(zhì)積累總量表現(xiàn)為不同程度的影響，開花期和成熟期THFLP處理下2年干物質(zhì)積累總量均最高，較SFP和FHTLP，2020—2021年開花期干物質(zhì)總積累量分別提高45.40%、1.40%，成熟期干物質(zhì)總積累量分別提高45.89%、14.66%，2021—2022年開花期干物質(zhì)總積累量分別提高48.61%、5.47%，成熟期干物質(zhì)總積累量分別提高47.57%和13.64%。在一定范圍內(nèi)，小麥干物質(zhì)積累量隨播種密度的增加而增加［32］。本研究表明，同樣1.5 m播種帶寬，高低畦種植模式較傳統(tǒng)小畦平作種植模式多播種2行小麥，增加小麥播種密度是提高干物質(zhì)積累量的主要因素。2種高低畦種植模式下開花期和成熟期干物質(zhì)積累量差異主要是由于每條播種帶內(nèi)冠層結(jié)構(gòu)的不同引起的。在2個(gè)生長(zhǎng)季，開花期每米單行小麥干物質(zhì)積累量均以THFLP-HP最高，較 THFLP-LP、FHTLP-LP和FHTLP-HP，2020—2021年干物質(zhì)積累量分別提高32.39%、11.55%、21.75%；2021—2022年干物質(zhì)積累量分別提高32.44%、18.39%、29.04%；成熟期每米單行小麥干物質(zhì)積累量均以FHTLP-HP最低，較THFLP-LP、THFLP-HP和FHTLP-LP，2020—2021年干物質(zhì)積累量分別降低14.60%、10.77%、13.27%；2021—2022年干物質(zhì)積累量分別降低15.66%、11.88%、13.27%。營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段THFLP處理下高畦上植株通風(fēng)、透光相對(duì)較好，有利于增強(qiáng)植株下部葉片光合能力，提高光能截獲量，充分發(fā)揮高畦邊行優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，故THFLP處理下高畦上小麥植株生長(zhǎng)較為旺盛，這與李升東等關(guān)于壟作研究的基本原理［33］基本一致；而FHTLP處理下由于高畦畦面較寬導(dǎo)致低畦水分不易側(cè)滲高畦，使得高畦植株產(chǎn)生干旱脅迫效應(yīng)阻礙小麥生長(zhǎng)發(fā)育，同時(shí)隨生育時(shí)期的推進(jìn)溫度不斷升高，高畦上太陽輻射較強(qiáng)增大了土壤散墑風(fēng)險(xiǎn)和植株蒸騰作用［34-35］。產(chǎn)量形成主要是源于花前營(yíng)養(yǎng)器官儲(chǔ)存物質(zhì)的再分配和花后干物質(zhì)同化量2個(gè)部分組成。常磊等研究認(rèn)為花前營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率為35.6%～54.9%，花后干物質(zhì)同化量對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率為45.0%［10］；但也有研究認(rèn)為花前營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率為57.04%～77.22%，花后干物質(zhì)同化量對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率為22.78%～42.96%［35］。本試驗(yàn)結(jié)果表明，花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量和花后干物質(zhì)同化量與產(chǎn)量呈顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為-0.83、0.97。不同種植模式主要以花后干物質(zhì)同化量對(duì)籽粒貢獻(xiàn)為主，花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率僅為1.57%～18.67%，花后干物質(zhì)同化量對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率為81.33%～98.43%。

3.3 不同種植模式對(duì)冬小麥葉面積及葉面積指數(shù)的影響

葉片是植物進(jìn)行光合作用最主要的器官。葉面積指數(shù)是評(píng)價(jià)植株長(zhǎng)勢(shì)、光能利用率和預(yù)測(cè)產(chǎn)量的重要指標(biāo)［36-37］。通過調(diào)節(jié)葉片著生狀態(tài)和伸展方向形成合理的冠層結(jié)構(gòu)，有利于植株吸收足夠光能來增強(qiáng)光合作用，繼而提高干物質(zhì)量和籽粒產(chǎn)量［38］。種植密度過高使其上部葉片生長(zhǎng)旺盛導(dǎo)致葉片相互遮蔽易造成中下部葉片光能利用率下降，影響作物整體光合作用能力［39］。合理的種植模式、肥料運(yùn)籌及品種均可優(yōu)化群體冠層結(jié)構(gòu)，以保障群體內(nèi)不同層次葉片受光程度趨于最優(yōu)化［20］。本試驗(yàn)結(jié)果表明，開花期干物質(zhì)積累量和成熟期干物質(zhì)積累量與葉面積指數(shù)呈極顯著相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.95、0.99。2年葉面積指數(shù)均以THFLP處理最高，較SFP和FHTLP，2020—2021年葉面積指數(shù)分別提高66.69%和16.94%；2021—2022年葉面積指數(shù)分別提高75.30%和14.74%。2種高低畦種植模式主要通過提高小麥種植密度來增大單位土地葉面積來增強(qiáng)群體光合效率；雖然高低畦栽培模式種植密度增大，加劇了葉片相互遮擋的風(fēng)險(xiǎn)，但以其獨(dú)特的波浪形地表結(jié)構(gòu)增大了太陽輻射截獲面積，同時(shí)調(diào)整群體冠層結(jié)構(gòu)形成條形風(fēng)道以改善通風(fēng)情況。FHTLP處理下高畦植株的干旱脅迫效應(yīng)是導(dǎo)致其葉面積指數(shù)相對(duì)較低的主要原因。

4 結(jié)論

2種高低畦模式相比小畦平作模式優(yōu)勢(shì)在于通過調(diào)整農(nóng)田微地形構(gòu)建波浪形地表結(jié)構(gòu)，達(dá)到化畦埂為耕地的目的，以此增大單位土地面積上播種密度；植株高低搭配形成獨(dú)特的冠層結(jié)構(gòu)增大了太陽輻射截獲量，同時(shí)形成的條形風(fēng)道以改善冠層內(nèi)部通風(fēng)情況。FHTLP相比THFLP弊端在于高畦面積較大增加了整地難度，易造成缺苗斷壟現(xiàn)象；同時(shí)高畦太陽輻射量的增大加劇了土壤散墑效果、植株蒸騰作用和低畦澆水不易滲透高畦等問題，使得高畦上的小麥易產(chǎn)生干旱脅迫效應(yīng)影響植株正常生長(zhǎng)發(fā)育。THFLP通過合理增大種植密度、葉面積指數(shù)、光合輻射量、冠層進(jìn)風(fēng)量和加強(qiáng)花后干物質(zhì)同化量和來提高小麥干物質(zhì)積累量，最終顯著提高小麥產(chǎn)量。

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