趙志偉，吳 強，李 琦，高飛雁，董晉源，張永平

(內蒙古農業(yè)大學農學院，內蒙古呼和浩特 010019)

近年來，內蒙古自治區(qū)河套灌區(qū)依托“天賦河套”區(qū)域公共品牌，以提質增效為目標，不斷探索有機小麥栽培模式。有機小麥生產中雜草通常是重要的威脅因素，嚴重制約有機小麥產量持續(xù)提升[1-2]。有機農業(yè)禁止使用除草劑、化肥、生長調節(jié)劑等化工合成品[3-4]，導致有機農田的雜草種群數(shù)量與種類相對較多，使作物減產較為嚴重[5-6]。有機農業(yè)雜草控制手段主要有農業(yè)防治、生物防治、生態(tài)防治和物理機械防治等[7]，其中，通過調整田間種子播撒面積是最簡單、最有效的農業(yè)防治技術之一。該技術能夠增加小麥單株營養(yǎng)面積，促進個體發(fā)育，增強對光的截獲能力[8-12]，從而影響小麥-雜草、雜草-雜草之間競爭關系，通過改變小麥和雜草的植株形態(tài)，調節(jié)小麥與雜草競爭水、光照、空間、養(yǎng)分等資源的能力。

前人在常規(guī)種植下關于播幅及行距對小麥群體構成、光能利用效率等研究較多[12-13]，而有關其對有機栽培條件下小麥個體發(fā)育、小麥-雜草之間競爭效應的研究則鮮有報道。本研究擬在有機栽培條件下，系統(tǒng)研究不同播種方式對有機小麥植株形態(tài)、產量形成、雜草生長和經濟效益的影響，以期明確有機麥田雜草防控的適宜播種方式，為建立河套灌區(qū)有機小麥控草高產栽培技術提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2019年在內蒙古巴彥淖爾市杭錦后旗尖子地烏拉河種植專業(yè)合作社有機試驗田進行，該有機試驗田已連續(xù)7年通過國家有機認證，在生產過程中未施化肥、農藥等化工物質，符合國家有機產品生產規(guī)程。試驗地土壤類型為壤土， 0～20 cm土壤基礎肥力為：有機質含量22.44 g·kg-1，堿解氮含量34.31 mg·kg-1，速效磷含量14.48 mg·kg-1，速效鉀含量241.7 mg·kg-1，pH 8.32。

1.2 試驗設計

試驗設覆膜穴播(FM，每膜8行，行距15 cm，穴距13 cm，每穴16粒左右)、寬幅16 cm條播(KF16，播種幅寬15 cm，幅距1 cm)、寬幅7 cm條播(KF7，播種幅寬5 cm，幅距2 cm)、窄幅窄行11 cm條播(ZF11；行距11 cm)、窄幅寬行15 cm條播(ZF15，行距15 cm)共5種播種方式。采用隨機區(qū)組排列，三次重復，共15個區(qū)組，每個小區(qū)面積為540 m2。播種日期為2019年3月9日，全部采用機械播種，播種量均為352.5 kg·hm-2。播種前底施有機肥2 820 kg·hm-2(由內蒙古潤澤源生物科技股份有限公司提供，該有機肥是以純羊糞腐熟而成，有機質≥50%)，全生育期不追肥。分別于分蘗至拔節(jié)期、抽穗期、灌漿期灌水3次，每次灌水900 m3·hm-2。前茬作物為有機小麥，其他管理措施同常規(guī)有機小麥。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 農藝性狀測定

小麥三葉期在每個小區(qū)取3個樣點，條播處理每個點取1 m行長樣段，計數(shù)樣段內苗數(shù)，根據(jù)播種行距計算基本苗；穴播處理每個點選取5穴，計數(shù)每穴苗數(shù)，根據(jù)播種行距和穴距計算基 本苗。

小麥開花期，采用SPAD-502(日本Minolta公司)測定旗葉相對葉綠素含量(SPAD值)，采用CIRAS-3光合儀(英國PP-System公司)測定旗葉凈光合速率。采用SS1 Sun Scan冠層分析儀(美國Eelta-T公司)測定葉面積指數(shù)。每小區(qū)取50 cm標記樣段3段，記錄株數(shù)和莖數(shù)，并從中隨機取20株，分別測量主莖高度、粗度及所有葉片的長度、寬度和面積。之后將全部樣段植株置于80 ℃烘箱烘干稱重。

1.3.2 測產及考種

小麥蠟熟末期，在每個小區(qū)取2 m2樣點，單獨收獲，統(tǒng)計總穗數(shù)。晾曬后使用機械脫粒并稱重，采用烘干法測定籽粒含水率，按含水率13%計算實際產量。同時在各小區(qū)取有代表性50 cm樣段進行考種，考察穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重。

1.3.3 田間雜草調查

小麥出苗后在每個小區(qū)標記5個1 m2樣方，分別于分蘗期、拔節(jié)期、灌漿期、成熟期調查雜草種類、雜草密度及其相對密度(小區(qū)中某種雜草的密度除以小區(qū)中所有雜草的密度)。每個小區(qū)另取3個1 m2樣方，將其中雜草植株分類，稱鮮重，然后置于80°烘箱中烘干稱重。

1.3.4 經濟效益分析

有機小麥經濟效益的相關指標采用以下公式計算：

產值=小麥產量×小麥價格(以當?shù)仄髽I(yè)有機小麥平均收購價格9元·kg-1為準)

成本=種子成本+施有機肥成本+灌水成本+田間管理成本(整地+播種+收割)+地膜成本

式中，種子價格為4.2元·kg-1；有機肥的價格為0.9元·kg-1；灌水成本為950元·hm-2；地膜成本為1100元·hm-2；整地成本為600 元·hm-2；播種成本為225元·hm-2；收割成本為 675元·hm-2。

純收益=產值-成本

產投比=產值/成本

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2019進行匯總、計算等基礎分析，使用SPSS Statistics 26.0進行方差分析和相關性分析。

2 結果與分析

2.1 不同播種方式對有機小麥開花期農藝性狀的影響

由表1可知，小麥旗葉面積、葉面積指數(shù)、干物質量、旗葉光合速率在處理間的變異系數(shù)較高，分別為16.1%、15.5%、14.8%和14.3%。方差分析表明，各處理間基本苗和旗葉寬差異不顯著。與ZF15處理相比，F(xiàn)M和KF16處理的株高、旗葉長、旗葉面積、單株葉面積、旗葉SPAD值、葉面積指數(shù)和干物質量均有不同程度提高，其中，F(xiàn)M處理的各指標均顯著高于ZF15處理。相關分析表明，旗葉長、旗葉面積、單株葉面積、旗葉SPAD、旗葉光合速率、葉面積指數(shù)、干物質量與有機小麥產量均呈顯著或極顯著正相關，說明保證較高的綠色葉面積和高光效群體結構是有機小麥獲得高產的關鍵。

表1 不同播種方式下有機小麥基本苗及開花期農藝性狀Table 1 Agronomic characteristics of organic wheat at flowering stage and basic seedlings under different planting methods

2.2 不同播種方式對有機小麥產量及其構成因素的影響

由表2可知，不同播種方式對有機小麥產量及其構成因素均有不同程度的影響。FM、KF16、ZF11、KF7處理的籽粒產量均顯著高于ZF15處理，各處理產量較ZF15處理依次提高了33.0%、 27.2%、21.5%、14.9%。FM處理的穗數(shù)顯著高于KF7、ZF11和ZF15處理，但與KF16處理差異不顯著。FM處理的穗粒數(shù)顯著高于其他處理。千粒重表現(xiàn)為KF16>FM>ZF11>ZF15>KF7。說明覆膜穴播和寬幅16 cm條播有助于改善小麥產量結構，促進有機小麥高產。

表2 不同播種方式下有機小麥產量及其構成因素Table 2 Organic wheat yield and its components under different planting methods

2.3 不同播種方式下有機小麥田雜草發(fā)生情況

2.3.1 雜草密度及相對密度差異

由表3可知，播種方式對雜草總密度的影響顯著，不同處理的雜草密度表現(xiàn)為ZF15>KF7>ZF11>KF16>FM，且各處理間差異均顯著。河套灌區(qū)有機小麥田中主要雜草為灰菜(Chenopodiumalbum)、萹蓄(PolygonumaviculareL.)和稗草(Echinochloacrusgalli(L.) Beauv.)，無論是密度還是相對密度，灰菜均大于籽粒莧和稗草，說明灰菜是河套灌區(qū)有機麥田的優(yōu)勢雜草?；也撕妥蚜Ｇ{密度均以ZF15處理最高，F(xiàn)M處理最低。不同處理對雜草相對密度的影響不同，KF7處理的灰菜相對密度最高，為 88.3%；ZF15處理的籽粒莧相對密度最高，為 17.0%；FM處理的稗草相對密度最高，為24.1%。這表明不同播種方式對不同雜草的抑制效果不同。

表3 不同播種方式下有機小麥田主要雜草密度及相對密度Table 3 Density and relative density of main weeds in organic wheat fields under different planting methods

2.3.2 雜草重差異

由表4可知，小麥各生育時期，不同處理下麥田中灰菜的干重、鮮重都明顯大于籽粒莧和稗草，進一步說明灰菜是有機麥田的優(yōu)勢雜草。在小麥分蘗期和成熟期，ZF15處理的灰菜、籽粒莧和稗草的干重、鮮重均顯著高于其他處理。小麥拔節(jié)期，ZF15、ZF11和KF7處理的各雜草干重、鮮重均顯著高于FM處理。小麥灌漿期，ZF11處理的灰菜干重、鮮重和ZF15處理的籽粒莧、稗草的干重、鮮重均顯著高于其他處理。說明覆膜穴播和寬幅16 cm條播能明顯降低雜草對資源的競爭能力，進而有效抑制雜草生長。

表4 不同播種方式下有機麥田各生育時期雜草的干重和鮮重Table 4 Biomass of main weeds in organic wheat fields at different growth stages under different planting methods g·m-2

2.3.3 小麥各生育時期雜草生物量差異

隨著小麥生育進程推進，不同播種方式下雜草總干物質量總體呈上升趨勢，但不同處理間雜草干物質積累速度存在明顯差異(表5)。從小麥苗期到成熟期，ZF15處理雜草干物質積累速度最快，平均每天積累量為3.56 g·m-2，而FM處理雜草干物質積累速度最慢，平均每天積累量為 0.67 g·m-2。小麥各生育時期的雜草干物質量均表現(xiàn)為ZF15>KF7>ZF11>KF16>FM處理，其中小麥成熟期FM、KF16、ZF11、KF7處理的雜草生物量較ZF15處理分別降低了81.4%、73.9%、64.4%、54..9%。相關分析表明，小麥不同生育時期雜草生物量與有機小麥產量呈顯著或極顯著負相關。

表5 不同播種方式下有機麥田各生育時期雜草總干物質量變化Table 5 Total biomass of weeds in organic wheat fields at different growth stages under different planting methods g·m-2

2.4 不同種植方式下經濟效益比較

由表6可知，不同播種方式下產值高低表現(xiàn)為FM>KF16>ZF11>KF7>ZF15，F(xiàn)M處理因增加了地膜成本導致其投入明顯大于其他處理，但其純收益仍表現(xiàn)最高，達27 819.1元·hm-2。FM、KF16、ZF11和KF7處理的純收益較ZF15處理分別增加了7 680.4元·hm-2、7 246.7 元·hm-2、5 728元·hm-2和3 981.1 元·hm-2。KF16處理的產投比顯著高于其他處理，但其純經濟效益與FM處理無顯著差異。

3 討 論

LAI是描述作物群體受光結構的重要參數(shù)。種子播撒面積大可顯著改善小麥個體發(fā)育，進而影響小麥群體LAI，促進小麥群體對光能的利用。有研究表明，寬幅播種的小麥出苗均勻，苗帶整齊，利于構建合理群體結構[14]、增加小麥葉面積指數(shù)，提高光截獲能力[15-16]，提高光能利用效率[17-18]。本研究中，與窄幅寬行15 cm條播相比，覆膜穴播和寬幅16 cm條播的小麥開花期多數(shù)植株形態(tài)指標(株高、旗葉長、旗葉面積、單株葉面積)、光合生理指標(旗葉SPAD、凈光合速率)和群體指標(葉面積指數(shù)、干物質重量)均有不同程度提高。可見，覆膜穴播和寬幅播種下小麥個體發(fā)育良好，這是有機小麥獲得高產的基礎。

有機小麥生產中，禁止使用化肥及生長調節(jié)劑等化工產品，因此，通過構建合理小麥群體，統(tǒng)籌協(xié)調單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重是有機小麥高產的重要途徑。呂 鵬等[19]認為，寬幅播種可通過構建合理群體提高后期小麥干物質積累量，進而協(xié)調穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重，最終提高小麥籽粒產量。初金鵬等[20]認為，與常規(guī)條播相比，寬幅播種可提高小麥分蘗數(shù)和成穗率，進而提高小麥籽粒產量。本研究中，覆膜穴播和寬幅16 cm條播的產量較窄幅寬行15 cm條播產量分別增加了33.0%和27.2%。從產量構成因素看，覆膜穴播的穗數(shù)和穗粒數(shù)顯著高于其他處理，寬幅16 cm條播的千粒重顯著高于其他處理，這與覆膜穴播和寬幅播種條件下小麥出苗均勻，個體發(fā)育良好，有利于分蘗發(fā)生和成穗密不可分。

通過構建高質量小麥群體，增加小麥競爭優(yōu)勢是有機農業(yè)中抑制雜草的重要手段。本研究表明，覆膜穴播和寬幅16 cm條播小麥各生育時期的雜草總密度和雜草總干物質量顯著低于窄幅寬行15 cm條播，且寬幅7 cm條播和窄幅窄行11 cm條播的雜草干物質積累速度也明顯低于窄幅寬行15 cm條播。說明，覆膜穴播和寬幅播種明顯增強了小麥對地上、地下資源的競爭能力，進而降低雜草發(fā)生密度及雜草干物質量，促進有機小麥籽粒產量的提高。

高經濟效益是調動農民種糧積極性的關鍵。本試驗表明，覆膜穴播小麥的產值和純收益最大，但由于增加了地膜成本，導致產投比僅比窄幅寬行15 cm條播高出14.1%，而寬幅16 cm條播小麥因成本低，純收益高，產投比也顯著高于其他處理，實現(xiàn)了經濟效益最大化。

4 結 論

寬幅16 cm條播和覆膜穴播方式均能促進有機小麥生長發(fā)育、降低雜草密度及干物質量、提高小麥籽粒產量、增加有機小麥經濟效益，適宜在河套灌區(qū)推廣應用。