全 文 ：中国生态农业学报 2014年 1月 第 22卷 第 1期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Jan. 2014, 22(1): 31−36


* 国家重点基础研究发展计划(973计划)课题(2005CB121106)和国家科技支撑计划课题(2013BAD05B03)资助
武兰芳, 研究方向为农田生产力形成与资源环境关系, 农田生态与区域农业可持续发展。E-mail: wulf@igsnrr.ac.cn
收稿日期: 2013−06−06 接受日期: 2013-09-29
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2014.30568
不同播量与行距对小麦产量与辐射截获利用的影响*
武兰芳 欧阳竹
(中国科学院地理科学与资源研究所 生态系统网络观测与模拟重点实验室 禹城试验站 北京 100101)
摘 要 在田间试验条件下, 设置了 3个播种量(6 kg·667m−2、9 kg·667m−2和 12 kg·667m−2)和 3个种植行距(20 cm、
25 cm和 30 cm)共 9个处理。通过测定小麦群体生长动态、辐射截获量和籽粒产量, 研究分析不同行距和播种
量对小麦产量形成和辐射利用效率的影响。结果表明: 群体总茎数和叶面积指数表现为随播种量增大而增加；
在相同播种量下, 尽管 20 cm行距的小麦分蘖数最高, 但其有效成穗数却最低; 叶面积指数与群体总茎数变化
动态一致, 而叶日积却表现为随行距和播量加大而增加。在相同播种量下, 籽粒产量和辐射利用效率均随着种
植行距增加呈递增趋势变化, 在 3个播种量下表现趋势一致。行距由 20 cm增加到 25 cm和 30 cm, 籽粒产量平均
增加 81.62 g·m−2和 162.53 g·m−2, 截获辐射利用效率平均增加 0.18%和 0.35%。产量和截获辐射利用率在行距
间的差异均达到极显著水平, 而播种量之间没有表现出显著差异, 播种量和行距之间也没有明显互作效应。由
此说明: 调整行距对产量的影响作用大于调整播种量对产量的影响作用。因此, 在水肥条件较好的黄淮海平原
区小麦生产中, 把传统种植行距 15~20 cm调整为 25~30 cm, 播种量在常规播种量的基础上适量增加, 可以提
高小麦单产与辐射资源利用潜力。
关键词 籽粒产量 辐射利用效率 播种量 种植行距 小麦
中图分类号: S35 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2014)01-0031-06
Effects of row spacing and seeding rate on radiation use efficiency
and grain yield of wheat
WU Lanfang, OU-YANG Zhu
(Yucheng Comprehensive Experimental Station, Key Laboratory of Ecosystem Network Observation and Modeling, Institute of
Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China)
Abstract This study investigated the effects of row spacing (RS) and sowing rate (SR) on vegetative growth, radiation use
efficiency (RUE) and grain yield of winter wheat. A field experiment was carried out in 2007−2008 at the Yucheng Comprehensive
Experimental Station of Chinese Academy of Sciences, which is located in the North China Plain. The experiment included 9
treatments consisting of 3 row spacings and 3 sowing rates. The row spacings were 20 cm, 25 cm and 30 cm whereas the sowing rate
were 6 kg·667m−2, 9 kg·667m−2 and 12 kg·667m−2. The treatments were laid out in a randomized complete block design with three
replicates. Plots were 6 m long and 8 m wide and border rows were excluded from sampling to eliminate edge effects. Plant stem
density, leaf area index were determined at seedling, jointing, booting, flowering, filling, milky-ripe and harvest stages, grain yield
and yield compliments were determined at harvest stage. The intercepted radiation was measured from reviving to maturity stage.
The results showed that row spacing had greater effect on winter wheat growth than sowing rate. Furthermore, there was no
significant interaction between row spacing and sowing rate. The change trend in plant stem density varied within row spacing and
was constant within sowing rates. Although the most tillers per plant was under row spacing of 20 cm, the spike rate of tillers was the
least. The change in leaf area index (LAI) was the same as that in plant stem density. However, leaf area duration (LAD) increased
with both widening row spacing from 20 cm to 30 cm and increasing sowing rate from 6 kg·667m−2 to 12 kg·667m−2. Grain yield and
radiation use efficiency (RUE) increased significantly with widening row spacing under the same sowing rate, which was strongly
correlated with stem density. Average grain yield increased by 81.62 g·m−2 and 162.53 g·m−2 as row spacing increased from 20 cm to
25 cm and 30 cm. Meanwhile average RUE increased by 0.18% and 0.35% as row spacing increased from 20 cm to 25 cm and 30 cm.
32 中国生态农业学报 2014 第 22卷


Sowing rate slightly affected grain yield and RUE. Moreover, there was no obvious interaction effect of row spacing by sowing rate
on grain yield and RUE. The results indicated that row spacing generally had a greater effect on wheat vegetative growth, grain yield
and RUE than sowing rate. It was therefore strongly suggested to change from the conventional row spacing of 15−20 cm to the more
efficient row spacing of 25−30 cm of wheat production and good field conditions in the North China Plain. Sowing rate also
increased appropriately on the basis over conventional rates, which increased grain yield and RUE of wheat.
Keywords Grain yield; Radiation use efficiency; Sowing rate; Row spacing; Wheat
(Received Jun. 6, 2013; accepted Sep. 29, 2013)
合理的群体结构是有效截获太阳辐射、提高光
能利用、获得高产的重要基础。通过改变作物群体
结构促使冠层内的太阳辐射分布得到改善, 提高不
同部位叶片的光合作用效率是进一步提高作物产量
潜力的重要途径[1]。田间植株最理想的状况是能够
等距离排列, 达到均等地利用植物生长资源并消除
植株与植株间的干扰与竞争[2]。陈雨海等[3]研究表明,
均匀分布群体比不均匀群体具有较高的光截获率 ,
降低密度、大小行种植都可以减少群体上层光截获
比重, 增加群体下层光截获比重; 随着群体光截获
量的增加, 光转化效率降低, 从而使群体光能利用
率降低, 小麦产量下降。因此, 维持一定的漏光损失
量, 对小麦高产有利, 在光合有效辐射(PAR)反射率
为 4%、漏光损失率 4%、截获率 92%时, 获得最高
的小麦产量[3]。作物品种、种植密度及其与肥、水
的相互作用, 是作物形成最佳群体冠层结构、影响
干物质积累和产量形成的重要因素[2,4−6]。
特别是播种量和种植行距是影响麦类作物群体
形成的两个重要因素, 在不同地区不同耕作方式等
条件下具有不同作用效果。Lafond[7]在加拿大进行的
田间试验表明, 硬质小麦和大麦在免耕种植条件下
30 cm行距比 10 cm行距分别增产 5.8%和 2.4%; 而
在常规耕作条件下, 种植行距从 10 cm增加到 30 cm,
对小麦和大麦的成穗数、穗粒数、粒重及产量均没
有产生影响[8]。另有研究表明在美国半干旱地区, 硬
质小麦在 15 cm行距种植的产量却明显高于 30 cm
行距的产量[2]。以上两个地区小麦籽粒产量均随着
播种量的增加而增加, 但是, 行距和播种量之间却
没有明显的互作效应[2,7−9]。在地中海灌溉条件下, 大
部分品种在 400~500 株·m−2种植密度下可获得最高产
量, 这一密度高于欧洲非地中海地区和美国推荐的正
常密度, 可能是因为地中海地区小麦品种分蘖力较
弱, 加之适宜的冬季温度加快了小麦各阶段的发育
进程[10]。Kleemann和 Gill[11]研究了澳大利亚旱地春小
麦在免耕种植条件下 18 cm、36 cm和 54 cm 3个行距
的产量及其水分利用效率, 结果表明行距从 18 cm 增
加到 36 cm籽粒产量下降 5%~8%, 行距从 36 cm增加
到 54 cm籽粒产量进一步下降了 12%~20%。其试验结果
说明, 行距大于 36 cm对于小麦获得高产是不可取的。
黄淮海平原是我国小麦主产区, 生产中小麦的
种植行距惯常为 15~20 cm、以 20 cm居多, 播种量
惯常为 150 kg·hm−2 以上, 通常高于品种的推荐密
度。现代培育的小麦品种多具有分蘖力强的特性 ,
加之实际生产中水肥充足供应与地力提升, 在群体
达到分蘖高峰至生长后期, 田间通常因通风透光不
良而造成下部叶片枯黄早衰。因此, 本研究旨在探
讨目前生产上大面积推广使用的代表性小麦品种在
不同播量和行距种植条件下, 小麦群体形成过程与
冠层辐射截获、干物质积累分配与光能利用效率的
关系, 为充分发挥现代小麦品种增产潜力, 有效利
用太阳辐射资源, 推进小麦种植群体结构优化设计
等提供理论参考。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验于2007—2008年于中国科学院禹城综合试
验站(山东省禹城市, 北纬36º57′N, 东经116º36′E)进
行, 地貌类型为冲积平原, 土壤以潮土和盐化潮土
为主, 属于暖温带半湿润季风气候区, 多年平均温度
13.1 , ℃ 年平均降水量593.2 mm, 主要集中于7—9月。
播种前试验地土壤0~20 cm土层养分状况为: 土壤有
机质16.8 g·kg−1, 全氮、全磷和全钾分别是1.10 g·kg−1、
2.4 g·kg−1和22.1 g·kg−1, 碱解氮110.47 mg·kg−1, 速效磷
53.19 mg·kg−1, 速效钾251.95 mg·kg−1, 土壤pH为8.13。
1.2 试验设计与田间管理
试验设置低、中、高3个播种量分别为: 6 kg·667m−2、
9 kg·667m−2和 12 kg·667m−2, 分别用 SR6、 SR9和
SR12表示; 在每个播种量下又分别设置3个种植行
距分别是: 20 cm、25 cm和30 cm, 分别用RS20、RS25
和RS30表示。共9个处理, 田间小区种植, 3次重复,
随机排列, 小区面积为6 m×8 m。前茬为玉米, 玉米
秸秆经秸秆还田机切碎直接还田, 播种前进行旋耕
镇压, 播种方式为人工开沟撒种条播。生长期间灌
水、施肥等田间管理措施与当地大田常规方式相同。
供试小麦品种为‘济麦22’, 为当地生产中主栽品种。
1.3 测定项目与分析方法
生长特性测定: 在苗期、拔节期、孕穗期、开
第 1期 武兰芳等: 不同播量与行距对小麦产量与辐射截获利用的影响 33


花期、灌浆期、乳熟期和成熟期, 每个小区随机选
取一个点量取20 cm行长, 首先调查记录下总茎数,
随后用Li-Cor2000叶面积仪测定叶面积 , 计算叶面
积指数, 然后把茎、叶和穗分别在100 ℃杀青2 h后,
80 ℃烘干至恒重, 称重记录各部分干物质重量。
单株最大分蘖数=拔节期总茎数/基本苗 (1)
分蘖成穗率=(单株分蘖成穗数/单株最大分蘖数)×
100% (2)
叶面积指数(LAI)=单茎叶面积×单位面积总茎
数/单位面积 (3)
辐射截获测定: 从小麦返青25 d后开始, 每10 d
左右选择在晴天状况下于上午10: 30—11: 30, 利用
Sunscan 冠层分析仪, 将其探杆置于冠层中绿叶下
方, 每个小区平行于行向的方向, 在行内和行中各测
5次(共10次)取平均值, 同时利用与探杆相连接的太
阳辐射传感器置于冠层上方测定冠层顶部的辐射。
辐射截获率=[(冠层顶部辐射−冠层内绿叶下方
辐射)/冠层顶部辐射]×100% (4)
辐射截获量=太阳总辐射×辐射截获率 (5)
(截获)辐射利用效率=(籽粒产量×能量系数/截获
辐射累加量)×100% (6)
返青至成熟期的辐射截获量为逐日截获太阳辐
射累加量。籽粒产量测定方法为, 成熟时收获每个小
区中间3行, 人工脱粒晾晒风干至恒重后称重计产。
1.4 数据分析
数据差异显著性等统计分析利用SPSS 19.0, 图
形绘制采用Origin 8.5。
2 结果与分析
2.1 小麦群体动态与形成
小麦群体总茎数在返青后开始增加, 到拔节后
期(出苗后145 d左右)或孕穗期(出苗后160 d左右)达
到高峰, 之后开始下降, 至灌浆期(出苗后175 d左右)
达到基本稳定。不同行距之间比较表现为: 群体总
茎数在拔节期为RS20显著高于RS25和RS30, 挑旗
孕穗(出苗后150 d左右)后RS30则显著高于RS20和
RS25, 在3个播种量下表现出一致趋势 ; 播种量之
间比较表现为无论行距宽窄, 群体总茎数随着播种
量的增加而明显增加。在孕穗至成熟期 (出苗后
160~200 d左右), 群体总茎数达到基本稳定时, 3个
播种量条件下RS30的群体总茎数分别比RS20和RS25
高104.4~115.0个·m−2、82.0~186.2个·m−2和87.2~133.9
个·m−2(图1)。
进一步比较分析最高分蘖数和分蘖成穗率可知,
RS20与RS25和RS30相比, 虽拔节期总茎数较多, 却
多为弱小分蘖, 后期消亡也多, 致使单株最高分蘖数

图 1 不同播量和行距条件下小麦群体总茎数变化动态
Fig. 1 Changes of total stem number of wheat under different
sowing rates and row spacing
SR6、SR9、SR12分别表示播种量为 6 kg·667m−2、9 kg·667m−2
和 12 kg·667m−2, RS20、RS25、RS30分别表示种植行距为 20 cm、
25 cm和 30 cm, 下同。SR6, SR9, SR12 represent sowing rate of
6 kg·667m−2, 9 kg·667m−2 and 12 kg·667m−2 respectively; RS20,
RS25, RS30 represent row spacing of 20 cm, 25 cm and 30 cm. The
same below.

表现为RS20显著高于RS25和RS30, 并且随播种量
增大呈明显下降趋势(图2), 但各处理的分蘖成穗率
基本上为50%左右。差异显著性检验表明, 虽然小麦
分蘖成穗率在行距和播量之间没有表现出显著性差
异, 却呈现为RS20略低于RS25和RS30(图2和表1)。
由此可知 , RS20无效分蘖显著高于RS25和RS30,
RS25和RS30之间没有显著差异, 行距和播量之间没
有明显互作效应。由此说明, 不同行距对小麦群体
生长动态及形成具有显著影响。
由图3可知, 叶面积指数(LAI)最大值出现在孕
穗期(出苗后160 d左右), 各处理之间的动态变化与
总茎数动态变化基本一致。只有在拔节期(出苗后
145 d左右)时 , 因总茎数表现为RS20高于RS25和
RS30, 叶面积指数也表现为RS20高于RS25和RS30;
34 中国生态农业学报 2014 第 22卷



图 2 不同播量和行距条件下小麦单株最高分蘖数和分蘖成穗率
Fig. 2 Most tillers number per plant and spike rate of tiller of wheat under different sowing rates and row spacing
表 1 不同播量和行距条件下小麦主要性状差异显著性检验结果
Table 1 Test results of difference significance for main straits of wheat under different sowing rates and row spacing
项目 Item 最高分蘖数
Most tiller number
分蘖成穗率
Spike rate of tiller
叶日积
Leaf area duration
辐射利用效率
Radiation use efficiency
籽粒产量
Grain yield
播量 Sowing rate (SR) 0.000 0.782 0.000 0.971 0.187
行距 Row spacing (RS) 0.000 0.367 0.006 0.002 0.007
播量行距 SR×RS 0.916 0.662 0.988 0.994 0.932

图 3 不同播量和行距条件下小麦群体叶面积指数变化动态
Fig. 3 Changes of leaf area index of wheat under different sowing rates and row spacing
但是, 因为在孕穗期RS20的总茎数仍在减少, 叶面
积指数也呈现为RS20低于RS25和RS30。所以, 从孕
穗期到成熟期(出苗后200 d左右)叶面积指数总体表
现为RS30最高、RS20最低。通过积分进一步计算获
得的叶日积如图4所示, 从拔节到成熟期间, 叶日积
表现为 : 随着行距增大而增加 , 在3个播种量下
RS30比RS25和RS20分别高13.06~19.96、11.24~18.06
和11.93~24.49。差异显著性检验表明, 3个播种量之
间和3个行距之间的差异均达到极显著水平 , 而播
种量和行距之间没有表现出明显的互作效应。这说
明播种量和行距对叶面积指数具有显著影响。
2.2 辐射截获与利用效率
从小麦返青后至成熟期(出苗后200 d左右)所测
得的群体冠层绿叶对光合有效辐射的截获率如图5
所示。从图5可以看出, 只有在低播种量(SR6)条件下
时, RS25和RS30与RS20相比冠层对光合有效辐射的

图 4 不同播量和行距条件下小麦群体从拔节到成熟期
间叶日积
Fig. 4 Leaf area duration of wheat from jointing to ma-
turity under different sowing rates and row spacing
截获率有明显下降, 这一阶段所截获的太阳辐射总
量比RS20减少85.3~86.6 MJ·m−2; 而在中(SR9)、高
(SR12)播种量条件下, 3个行距种植的小麦冠层对光
第 1期 武兰芳等: 不同播量与行距对小麦产量与辐射截获利用的影响 35



图 5 不同播量和行距条件下小麦返青到成熟辐射截获率的变化
Fig. 5 Changes of intercepted radiation from reviving to maturity of wheat under different sowing rates and row spacing
合有效的截获率没有明显差异, 同期截获的太阳辐射
总量为1 030.0 MJ·m−2, 为同期太阳总辐射的76.74%。
在产量形成过程中, 不同处理条件下, 小麦对
返青至成熟期所截获的太阳辐射利用效率随着行距
增大而增加, 3个播种量下表现出相同趋势, 行距由
20 cm增加到 25 cm和 30 cm, 辐射利用效率由平均
为 1.1%左右提高到 1.3%和 1.5%左右(图 6); 经统计
学差异显著性检验表明, RS20与 RS25和 RS30之间
的差异均达到极显著水平, RS25 与 RS30 之间的差
异没有达到显著水平。3 个播种量之间无显著差异,
播种量和行距之间也无明显互作效应(表 1)。以上说
明, 不同行距种植处理主要通过影响小麦群体结构
和产量形成, 进一步对太阳辐射利用效率产生了显
著影响。
2.3 小麦产量
小麦成熟时籽粒产量在不同处理间表现出明显
差异(图 6)。籽粒产量随着种植行距的增加而递增,
在 3个播种量下表现趋势一致, 行距由 20 cm增加到
25 cm和 30 cm时, 籽粒产量平均增加 81.62 g·m−2和
162.53 g·m−2; 特别在中播量(SR9)条件下, 籽粒产量的
增产幅度分别达到 110.19 g·m−2和 213.17 g·m−2。统计
学差异显著性检验表明, RS30 与 RS20 的产量差异
达显著水平, 但播种量之间差异不显著, 播种量和
行距之间无明显互作效应(图 6 和表 1)。
表 2 表明, 小麦产量构成因素之间表现了很好
的互补关系, 总体上, 随着播种量增加和行距增大,

图 6 不同播量和行距条件下小麦截获太阳辐射利用效率和小麦籽粒产量
Fig. 6 Radiation use efficiency and grain yield of wheat under different sowing rates and row spacing
表 2 小麦产量与其构成因素之间的相关性
Table 2 Correlation of yield and yield components of wheat
籽粒产量
Grain yield
单位面积有效穗数
Spikes per unit area
穗粒数
Grain number per spike
千粒重
1000-grain weight
籽粒产量 Grain yield 1.000 0.866** −0.158 0.245
单位面积有效穗数 Spikes per unit area 0.866** 1.000 −0.604** −0.044
穗粒数 Grain number per spike −0.158 −0.604** 1.000 0.324*
千粒重 1000-grain weight 0.245 −0.044 0.324* 1.000
*和**分别表示相关性达到 0.05和 0.01显著水平。* and ** indicate significant correlation at 0.05 and 0.01 levels, respectively.
36 中国生态农业学报 2014 第 22卷


单位面积有效成穗数均呈现显著增加, 籽粒产量与
单位面积成穗数呈极显著正相关关系, 而与穗粒数
和千粒重没有显著相关关系。由此进一步说明, 行
距对产量形成的影响主要对有效成穗数影响的结果,
有效穗数随行距增加而显著增加, 而穗粒数却没有
随行距增加呈显著下降, 所以籽粒产量随行距增加
表现为显著增加 ; 播种量对产量形成无显著影响 ,
主要是因为有效成穗数虽然随着播种量增加而显著
增加, 穗粒数却随行距增加而显著下降, 二者作用
正好相反, 正负作用相互抵消。
3 讨论与结论
本试验研究表明, 在播种量相同条件下, 小麦籽粒
产量表现为30 cm和25 cm行距种植显著高于20 cm行距
种植, 太阳辐射利用效率也是30 cm和25 cm行距极
显著高于20 cm行距, 这主要归因于在30 cm行距条
件下小麦生长形成群体过程中, 与20 cm行距种植
相比其无效分蘖较少而有效成穗数较高, 籽粒产量
又与有效成穗数呈极显著正相关的结果。这一结果
与一些学者的研究结果不完全一致。如Chen等[2]研
究得出15 cm行距与30 cm行距相比产量较高, 主要
是归因于15 cm行距种植时的分蘖较高, 因而成穗
数也较多。Lafond和Derksen[8]研究认为, 种植行距
从10 cm增加到30 cm, 对小麦和大麦的成穗数、穗粒
数和粒重及产量均没有产生影响。Teich等[9]较早研
究表明, 在同等播种量下窄行距并没有表现出明显
的增产作用, 随着播种量增加而增产的结果主要是
源于单位面积穗数的增加。以上这些研究说明种植
密度和种植行距影响小麦籽粒产量及产量构成因素,
但是 , 其影响作用的大小却随环境不同而发生变
化。本研究结果在籽粒产量表现上, 行距与播种量
之间没有明显互作效应, 这一结果与其他学者研究
结果基本相同[2,7−8]。有学者认为, 尽管播种量对产
量的影响低于播种期, 但是, 对于小黑麦和软质白
春小麦还是需要较高的播种量以获得高产, 因为一
些作物通常表现为在低播种量下产量显著降低, 而
在高播种量下产量却不会显著下降[12]。
本试验结果表明: 单位面积小麦籽粒产量在种
植行距为 30 cm、播种量为 9 kg·667m−2条件下为最
高, 达到 546.3 kg·667m−2; 对所截获的辐射利用效
率也以种植行距为 30 cm时最高, 达到 1.46%, 3个
播种量基本一致。由此认为: 在黄淮海平原区小麦
生产区, 调整行距对产量的影响效应大于调整播种
量对产量的增产效应, 建议该地区小麦生产中调整
小麦的传统种植行距由 15~20 cm增加到 25~30 cm,
播种量在常规播种量基础上适量增加, 可以有效提
高小麦单产与辐射资源利用潜力。
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