密度與行距配置對(duì)春谷子農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響

杜艷偉，趙晉鋒，王高鴻，李顏方，趙根有，閻曉光

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院谷子研究所，山西長(zhǎng)治046011）

谷子是禾本科狗尾草屬一年生疏叢型草本植物，具有抗旱耐瘠、水分利用效率高、適應(yīng)性廣的特點(diǎn)，在目前旱作生態(tài)農(nóng)業(yè)中具有重要的作用[1]。目前全國(guó)谷子播種面積約200萬(wàn)hm2，主要集中在我國(guó)北方的河北、山西、內(nèi)蒙古、黑龍江、遼寧、吉林、陜西、河南和山東等干旱和半干旱地區(qū)。山西省丘陵山地居多，是全國(guó)嚴(yán)重缺水省份之一，谷子抗旱、耐瘠的特性在山西具有不可替代的重要性，近年隨著山西雜糧產(chǎn)業(yè)振興計(jì)劃的實(shí)施和農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，全省谷子生產(chǎn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)明顯。

增加種植密度是提高作物單產(chǎn)水平的重要措施[2-4]，但隨種植密度增加，植株群體冠層蔭蔽，生育后期倒伏和病蟲(chóng)害增加，成為限制作物群體光溫資源有效利用及產(chǎn)量提高的主要原因之一[5]。目前關(guān)于不同栽培方式對(duì)作物群體結(jié)構(gòu)和產(chǎn)量形成的影響，前人已作了許多研究。朱元?jiǎng)偟萚6]研究表明，適當(dāng)縮小行距、擴(kuò)大株距有利于夏播谷子高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，行株距30 cm×5.6 cm處理的群體具有較理想的產(chǎn)量構(gòu)成因子，行株距搭配合理，群體空間分布適宜，產(chǎn)量構(gòu)成因素協(xié)調(diào)，產(chǎn)量顯著提高。CHARLES等[7]在氮肥施用、密度及行距配置對(duì)玉米產(chǎn)量的影響研究中得出，在種植密度為6.18萬(wàn)株/hm2的基礎(chǔ)上降低行距配置，且行距配置對(duì)玉米產(chǎn)量的影響比密度對(duì)玉米產(chǎn)量的影響要大。不同玉米品種在寬窄行種植模式下表現(xiàn)不同。杜天慶等[8]研究認(rèn)為，在密度為8.25萬(wàn)株/hm2時(shí)，強(qiáng)盛51與大豐26在66.6 cm＋33.3 cm寬窄行配置模式下產(chǎn)量最高，而大豐26采用50cm＋50cm等行距種植產(chǎn)量最高。孫淑娟等[9]研究表明，冬小麥行株距分布較均勻的14 cm×3.5 cm處理產(chǎn)量最高，能夠明顯改善近地面的微氣候狀況。趙雙進(jìn)等[10-11]研究指出，縮小行距、擴(kuò)大株距使植株分布更均勻合理，有利于改善單株生育狀況，提高單株生產(chǎn)力，有利于大豆產(chǎn)量潛力的表達(dá)。通過(guò)調(diào)整密度和行距配置，能有效改善作物群體的結(jié)構(gòu)，合理的群體構(gòu)成能增強(qiáng)作物群體的通風(fēng)透光，有效防止了光照不足帶來(lái)的光能損失，從而使作物群體能夠更加有效地利用光能，提高光能的利用率，增加作物的葉面積指數(shù)和干物質(zhì)積累，減少病蟲(chóng)害和倒伏的發(fā)生，最終使作物的產(chǎn)量和品質(zhì)得到顯著提高[12]。

本研究以長(zhǎng)農(nóng)35為研究對(duì)象，通過(guò)不同種植密度和行距配置構(gòu)建差異群體分布，測(cè)定了11個(gè)產(chǎn)量相關(guān)性狀，采用多重分析探討不同密度和行距配置對(duì)春播谷子產(chǎn)量及相關(guān)性狀的影響，以期為春谷子高產(chǎn)高效栽培提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2016年5—10月在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院谷子研究所試驗(yàn)田進(jìn)行（東經(jīng) 113°15′，北緯 36°12′），土壤質(zhì)地為褐土，播種前試驗(yàn)田0～40 cm土層土壤養(yǎng)分含量為：有機(jī)質(zhì)14.25 g/kg，全氮0.48 g/kg，速效磷16.13 mg/kg，速效鉀98.65 mg/kg。土壤容重1.23 g/cm3，pH值為7.6，屬中等肥力水平，前茬作物為玉米。谷子播前統(tǒng)一施底肥N 225 kg/hm2，P2O5150 kg/hm2，K2O 150 kg/hm2。其他管理措施同普通大田。

1.2 試驗(yàn)材料

供試谷子品種為長(zhǎng)農(nóng)35。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用二因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)（區(qū)組內(nèi)無(wú)重復(fù)），設(shè)行距（A）和密度（B）2個(gè)因素，行距設(shè)2個(gè)水平，分別為：A1.寬窄行種植，20 cm＋40 cm；A2.等行距種植，30 cm＋30 cm。密度設(shè)4個(gè)水平，分別為：B1.2.0 萬(wàn)株 /hm2；B2.2.5 萬(wàn)株 /hm2；B3.3.0 萬(wàn)株 /hm2；B4.3.5萬(wàn)株/hm2。每個(gè)處理重復(fù)2次，共16個(gè)處理組合。小區(qū)長(zhǎng)5 m、寬4 m，小區(qū)面積20 m2，出苗后4～5葉期定苗到所需密度，試驗(yàn)小區(qū)四周設(shè)有保護(hù)行，2016年5月14日播種，10月9日收獲，其他管理措施同普通大田。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

谷子成熟期每個(gè)小區(qū)選取10株有代表性的植株進(jìn)行室內(nèi)考種，考查性狀包括株高、莖粗、穗長(zhǎng)、穗粗、莖節(jié)數(shù)、單穗質(zhì)量、單穗粒質(zhì)量、千粒質(zhì)量、出谷率，并測(cè)定小區(qū)產(chǎn)量。倒伏率統(tǒng)計(jì)在谷子開(kāi)花期前隨機(jī)將500株谷子掛牌標(biāo)記，在籽粒蠟熟期對(duì)標(biāo)記的谷子進(jìn)行觀察，記錄倒伏株數(shù)，計(jì)算倒伏率。

1.5 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Excel 2007和SPSS 18.0軟件進(jìn)行分析處理，采用LSD法進(jìn)行處理間差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 密度和行距配置對(duì)春播谷子產(chǎn)量及主要農(nóng)藝性狀的影響

產(chǎn)量交互作用的方差分析表明，春播谷子產(chǎn)量在不同的行距配置（A）和種植密度（B）間均存在顯著性差異，行距配置和種植密度互作也存在顯著性差異（表1）。說(shuō)明行距配置、種植密度及二者互作對(duì)春播谷子產(chǎn)量都有顯著性影響。因此，可進(jìn)一步對(duì)2個(gè)因素下的主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行多重比較。

表1 不同種植方式對(duì)春谷子產(chǎn)量的交互作用

從表2可以看出，寬窄行種植（A1）和等行距種植（A2）的春播谷子，隨著種植密度的增加，株高、穗數(shù)、倒伏率和產(chǎn)量均呈增加趨勢(shì)；莖粗和穗粗由粗變細(xì)，穗長(zhǎng)由長(zhǎng)變短，單穗質(zhì)量、單穗粒質(zhì)量和千粒質(zhì)量由重變輕，出谷率由大變小。同一密度下，不同的配置方式對(duì)春谷子株高、莖粗、穗長(zhǎng)、穗粗、出谷率、千粒質(zhì)量和穗數(shù)無(wú)顯著影響，但各處理之間的單穗質(zhì)量、單穗粒質(zhì)量、倒伏率和產(chǎn)量存在顯著差異，其中，同密度條件下，寬窄行種植的單穗質(zhì)量和單穗粒質(zhì)量最大，倒伏率低于等行距。寬窄行種植（A1）的春谷子產(chǎn)量均高于等行距種植（A2），4種密度條件下分別提高0.59%，2.74%，4.01%和1.80%。且在B3處理下達(dá)到最高產(chǎn)量（4 903.50 kg/hm2）。所以，同密度條件下，寬窄行種植模式更有利于谷子群體產(chǎn)量的提高。

表2 不同種植方式下春谷子產(chǎn)量及主要農(nóng)藝性狀的多重比較

2.2 密度和行距配置下春播谷子產(chǎn)量及主要農(nóng)藝性狀間相關(guān)性分析

從表3可以看出，其中，產(chǎn)量與出谷率、千粒質(zhì)量和穗數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與單穗粒質(zhì)量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.663，0.860，0.800和0.549，與株高、莖粗、穗長(zhǎng)、穗粗和倒伏率呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為 -0.807，-0.833，-0.781，-0.685和-0.624；千粒質(zhì)量與莖粗、穗長(zhǎng)、穗粗、單穗質(zhì)量、單穗粒質(zhì)量和出谷率呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為 0.907，0.878，0.913，0.676，0.853 和 0.882，與株高呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.950；穗質(zhì)量與穗長(zhǎng)和穗粗呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.638和0.753，與莖粗呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.517，與株高呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.739；倒伏率與莖粗、穗長(zhǎng)、穗粗、單穗質(zhì)量、單穗粒質(zhì)量、出谷率和千粒質(zhì)量呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為 -0.851，-0.807，-0.944，-0.673，-0.863，-0.911 和-0.868，與株高和穗數(shù)呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.880和0.888。

表3 春谷子產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀間相關(guān)性分析

3 結(jié)論

要把谷子生產(chǎn)潛力發(fā)揮到最大，就要在其生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中調(diào)解好個(gè)體與群體之間的矛盾，使群體內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)達(dá)到最小，這樣更有利于對(duì)光、溫、水、肥等條件的充分利用，形成最佳群體冠層結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到最優(yōu)的產(chǎn)量構(gòu)成。

目前，有關(guān)禾本科作物寬窄行配置對(duì)產(chǎn)量及相關(guān)性狀的影響，前人開(kāi)展了諸多研究，朱元?jiǎng)偟萚6]研究表明，在相同密度條件下，適當(dāng)縮小行距、擴(kuò)大株距有利于谷子個(gè)體生長(zhǎng)粗壯，干物質(zhì)積累量高，有利于提高產(chǎn)量。童有才等[13]研究不同寬窄行及播種密度對(duì)產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明，弘大8號(hào)的最佳寬窄行行距和密度組合是：寬行80 cm、窄行40 cm，密度為7.95萬(wàn)株/hm2，產(chǎn)量最高，且不同寬窄行處理的產(chǎn)量差異達(dá)極顯著水平。他認(rèn)為在種植密度較大的條件下，實(shí)行寬窄行種植可增產(chǎn)。閆川等[14]研究認(rèn)為，合理加大行距可以使植株形態(tài)特征得到改善，使群體中后期的生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到最大，從而達(dá)到水稻高產(chǎn)的目的，而且行距對(duì)植株抗倒伏能力和產(chǎn)量的影響顯著，行株距在30 cm×13.3 cm時(shí)，植株抗倒伏能力和產(chǎn)量水平最高。趙甘霖等[15]研究高梁寬窄行和等行距栽培條件對(duì)產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明，寬窄行種植模式比等行距平均增產(chǎn)7%～11%，增產(chǎn)達(dá)極顯著水平；同一密度下，隨著寬行的增大，產(chǎn)量呈逐步下降趨勢(shì)。

產(chǎn)量交互作用的方差分析表明，不同的行距配置和種植密度對(duì)春播谷子的產(chǎn)量均存在顯著性差異，行距配置和種植密度互作也存在顯著性差異，說(shuō)明合理的行距配置、種植密度對(duì)提高春播谷子產(chǎn)量有顯著性影響。從不同密度和行距配置下谷子產(chǎn)量及主要農(nóng)藝性狀間的相關(guān)性分析結(jié)果得出，產(chǎn)量與出谷率、千粒質(zhì)量和穗數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與單穗粒質(zhì)量呈顯著正相關(guān)，與株高、莖粗、穗長(zhǎng)、穗粗和倒伏率呈極顯著負(fù)相關(guān)。

本研究表明，寬窄行種植（20 cm＋40 cm）條件下，春谷子產(chǎn)量均高于等行距種植（30 cm＋30 cm），在4種密度條件下產(chǎn)量分別提高0.59%，2.74%，4.01%和1.80%，密度在3萬(wàn)株/hm2條件下產(chǎn)量達(dá)到最高，為4 903.50 kg/hm2。研究表明，同密度條件下，寬窄行種植模式更有利于谷子群體產(chǎn)量的提高。本研究?jī)H對(duì)試驗(yàn)產(chǎn)量進(jìn)行了考察，寬窄行栽培條件下，增產(chǎn)機(jī)制、生長(zhǎng)特性等方面有待進(jìn)一步研究。