施氮量與種植密度互作對苦蕎黑豐一號生長及產(chǎn)量的影響

田再芳，靳建剛

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院右玉農(nóng)業(yè)試驗站，山西右玉 037200）

隨著生活水平的提高，人們的保健意識越來越強，苦蕎（Fagopyrum tataricum L.）作為極具保健價值的糧食作物日益受到消費者的喜愛[1]?？嗍w具有生育期短、耐冷涼、耐瘠薄、適應(yīng)性強等特性，在山西省旱作地區(qū)具有明顯的地區(qū)優(yōu)勢和生產(chǎn)優(yōu)勢。右玉縣位于山西省北部，屬大陸性季風(fēng)氣候，具有半干旱氣候特征，春、夏季短而少雨多晴，秋季天氣溫涼且晝夜溫差較大，冬季長且寒冷干燥，適宜種植苦蕎。目前，右玉縣苦蕎種植面積超過4 000 hm2。因此，苦蕎產(chǎn)量的提高能夠幫助當(dāng)?shù)剞r(nóng)民實現(xiàn)增產(chǎn)增收。

研究表明，合理的施氮水平和種植密度是實現(xiàn)作物高產(chǎn)的重要前提，前人研究多針對小麥[2]、玉米[3]等作物。在蕎麥的高產(chǎn)栽培技術(shù)方面，前人已有不少的研究，包括播種期、播量等對蕎麥生長發(fā)育、農(nóng)藝性狀、品質(zhì)及產(chǎn)量等的影響[4-5]，認為播期與作物產(chǎn)量形成有密切的關(guān)系。李春花等[6]、黃凱豐等[7]的研究結(jié)果表明，播期推遲對苦蕎的生育期有明顯影響，且播期提前或推遲均會降低產(chǎn)量；而楊明君等[8]研究認為，晉北地區(qū)無霜期短，應(yīng)適時早播，以利于結(jié)實，增加產(chǎn)量。趙萍等[9]關(guān)于蕎麥高產(chǎn)栽培最佳配方的研究認為，生育期長的晚熟品種，播種量為90 萬株/hm2、施磷酸二銨300 kg/hm2為基肥是高產(chǎn)栽培的最佳組合配方。另有學(xué)者對不同種植密度下蕎麥的產(chǎn)量及相關(guān)性狀進行了研究，結(jié)果顯示，在30 萬～120 萬株/hm2種植密度范圍內(nèi)，蕎麥產(chǎn)量隨密度增加而增加，當(dāng)密度增加到150 萬株/hm2時，產(chǎn)量則有所降低。馬祥等[10]研究認為，隨著施氮量的增加，蕎麥在產(chǎn)量和品質(zhì)上均表現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，在施氮量為90 kg/hm2時為最佳施氮量。

目前，關(guān)于苦蕎施氮量與種植密度互作模式的研究較少，且在苦蕎的栽培過程中，施肥、密度等因素對其產(chǎn)量有較大的影響，不同地區(qū)因氣候條件、土壤環(huán)境差異較大，對苦蕎的栽培技術(shù)也提出了不同的要求。因此，本試驗選擇山西省右玉縣種植面積最大的苦蕎品種黑豐一號為供試材料，在大田生產(chǎn)條件下，研究不同施氮量和種植密度互作對苦蕎生長及產(chǎn)量的影響，旨在為右玉縣苦蕎生產(chǎn)選擇最佳的施氮量和密度互作模式。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試苦蕎品種為黑豐一號。

1.2 試驗方法

試驗于2018年在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院右玉農(nóng)業(yè)試驗站試驗基地進行。試驗地地勢平坦，肥力中等，灌溉方便，土質(zhì)為沙壤土，前茬作物為馬鈴薯，試驗田土壤養(yǎng)分基本狀況見表1?？嗍w生育期間總降水量為524.1 mm。試驗采用二因素裂區(qū)設(shè)計，以施氮量為主區(qū)，設(shè)施純氮75、120 kg/hm22 個水平，分別用N1、N2 表示；以播種密度為副區(qū)，設(shè)60 萬、90 萬、120 萬株/hm23 個水平，分別用M1、M2、M3 表示，共6 個處理，重復(fù)3 次，田間隨機排列，小區(qū)面積為20 m2。2018年5月22日整地施肥，基肥是腐熟的羊糞，施用量為30 t/hm2。5月24日播種，人工開溝條播。6月23日第1 次中耕，7月20日第2 次中耕。試驗期間不進行追肥，同一管理措施均在同一天內(nèi)完成。

1.3 測定項目

物候期觀測包括出苗期、開花期、成熟期。地上部農(nóng)藝性狀包括株高、主莖分枝數(shù)，每小區(qū)隨機選取10 株長勢均勻的植株進行測定。成熟后按小區(qū)收獲，測定其倒伏率。風(fēng)干后測定籽粒實際產(chǎn)量。土壤水分利用率按照如下公式計算[11]：

WUE=Y/ETα

式中，WUE 為水分利用率［kg/（hm2·mm）］，Y 為籽粒產(chǎn)量（kg/hm2），ETα為作物生育期間實際耗水量（mm）。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Excel 2003、SPSS 21.0 進行分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施氮量和種植密度互作對苦蕎黑豐一號物候期的影響

由表2 可知，不同施氮量處理對黑豐一號的物候期產(chǎn)生了一定的影響，但總體影響并不大，僅有1 d 的差異，6 個不同處理對苦蕎黑豐一號的生育天數(shù)影響不明顯。

表2 不同施氮量和種植密度互作苦蕎黑豐一號的物候期

2.2 不同施氮量和種植密度互作對苦蕎黑豐一號地上部農(nóng)藝性狀的影響

由表3 可知，從株高來看，施純氮75 kg/hm2水平下，株高隨著種植密度的增加而增加，120 萬株/hm2種植密度下，株高達到了最高，分別比60 萬、90 萬株/hm2增加了3.28%、2.58%。施純氮120 kg/hm2水平下，株高隨著種植密度的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，120 萬株/hm2種植密度下，株高最低，為116.87 cm。6個處理間差異不顯著（P＞0.05）。

從主莖分枝數(shù)來看，雙因素互作綜合比較，6 個處理下以施純氮75 kg/hm2、種植密度為90 萬株/hm2的組合最多，為13.90 個；施純氮120 kg/hm2、種植密度為120 萬株/hm2的組合次之，為13.60 個。施純氮75 kg/hm2水平下，3 個處理間差異不顯著（P＞0.05）；施純氮120 kg/hm2水平下，3 個處理間差異不顯著（P＞0.05）。

對于倒伏率而言，同一施氮水平下，無論低氮還是高氮處理，隨著種植密度的增加，植株的倒伏率均呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢。在施純氮75 kg/hm2處理下，120 萬株/hm2倒伏率最低，為3.83%，90 萬株/hm2倒伏率最高，為6.97%，相差3.14 個百分點；3 個處理間差異未達到顯著水平（P＞0.05）。在施純氮120 kg/hm2處理下，90 萬株/hm2倒伏率最高，為3.80%，120 萬株/hm2倒伏率最低，為1.74%，相差2.06 個百分點；3 個處理間差異未達到顯著水平（P＞0.05）。同一種植密度相比較，隨著施氮量的增加，倒伏率均呈下降趨勢。其中，施純氮120 kg/hm2、種植密度為60 萬株/hm2的組合與施純氮75 kg/hm2、種植密度為60 萬株/hm2的組合相比，倒伏率降低3.10 個百分點；施純氮120 kg/hm2、種植密度為90 萬株/hm2的組合與施純氮75 kg/hm2、種植密度為90 萬株/hm2的組合相比，倒伏率降低3.17 個百分點；施純氮120 kg/hm2、種植密度為120 萬株/hm2的組合與施純氮75 kg/hm2、種植密度為120 萬株/hm2的組合相比，倒伏率降低2.09 個百分點。所有處理下，施純氮120 kg/hm2、種植密度為120 萬株/hm2的組合倒伏率最低，為1.74%，6 個處理間差異不顯著（P＞0.05）。

表3 不同施氮量和種植密度互作苦蕎黑豐一號地上部農(nóng)藝性狀

2.3 不同施氮量和種植密度互作對苦蕎黑豐一號土壤水分利用率的影響

由圖1 可知，施純氮120 kg/hm2、種植密度為120 萬株/hm2處理土壤水分利用率最高，為2.70 kg（/hm2·mm），施純氮75 kg/hm2、種植密度為120 萬株/hm2處理其次，為2.63 kg（/hm2·mm），施純氮120 kg/hm2、種植密度為60 萬株/hm2處理最低，為2.17 kg（/hm2·mm）。同一施氮水平相比較，無論是低氮處理還是高氮處理，隨著種植密度的增加，黑豐一號的土壤水分利用率均在增加。在施純氮75 kg/hm2條件下，種植密度為120 萬株/hm2時土壤水分利用率最高，比60 萬株/hm2增加了15.86%，比90 萬株/hm2增加了11.91%；120 萬株/hm2處理與60 萬、90 萬株/hm2處理相比差異均達到顯著水平（P＜0.05），90 萬株/hm2處理與60 萬株/hm2處理間差異不顯著（P＞0.05）。在施純氮120 kg/hm2條件下，種植密度為120 萬株/hm2處理時土壤水分利用率依然 最 高，120 萬 株/hm2比60 萬 株/hm2增 加 了24.42%，比90 萬株/hm2增加了10.20%；120 萬株/hm2處理與60 萬、90 萬株/hm2處理相比均達到顯著水平（P＜0.05），90 萬株/hm2與60 萬株/hm2處理間差異不顯著（P＞0.05）。

同一種植密度相比較，除60 萬株/hm2密度下，施純氮120 kg/hm2處理下土壤水分利用率相較施純氮75 kg/hm2降低了4.41%外，另外2 個種植密度90 萬、120 萬株/hm2，均隨著施氮量的增加，土壤水分利用率也有所增加，施純氮120 kg/hm2、種植密度為90 萬株/hm2的組合比施純氮75 kg/hm2、種植密度為90 萬株/hm2的組合增加了4.26%，施純氮120 kg/hm2、種植密度為120 萬株/hm2的組合比施純氮75 kg/hm2、種植密度為120 萬株/hm2的組合增加了2.66%。

試驗結(jié)果表明，施純氮120 kg/hm2、種植密度為120 萬株/hm2處理下，黑豐一號土壤水分利用率最高；而無論是施純氮75 kg/hm2水平還是施純氮120 kg/hm2水平，黑豐一號土壤水分利用率均表現(xiàn)為120 萬株/hm2>90 萬株/hm2>60 萬株/hm2，即2 個施氮水平下，種植密度為120 萬株/hm2時土壤水分利用率最高。

2.4 不同施氮量和種植密度互作對苦蕎黑豐一號產(chǎn)量的影響

由圖2 可知，6 個處理下黑豐一號產(chǎn)量表現(xiàn)為：施純氮75 kg/hm2、種植密度為60 萬株/hm2的組合產(chǎn)量為1 304.07 kg/hm2，施純氮75 kg/hm2、種植密度為90 萬株/hm2的組合產(chǎn)量為1 330.07 kg/hm2，施純氮75 kg/hm2、種植密度為120 萬株/hm2的組合產(chǎn)量為1 494.07 kg/hm2；施純氮120 kg/hm2、種植密度為60 萬株/hm2的組合產(chǎn)量最低，為1 230.06 kg/hm2，施純氮120 kg/hm2、種植密度為90 萬株/hm2的組合產(chǎn)量為1 384.07 kg/hm2，施純氮120 kg/hm2、種植密度為120 萬株/hm2的組合產(chǎn)量最高，為1 504.08 kg/hm2。

同一施氮水平相比較，無論是低氮處理還是高氮處理，隨著種植密度的增加，黑豐一號的產(chǎn)量也在增加。在施純氮75 kg/hm2條件下，90 萬株/hm2比60 萬株/hm2產(chǎn)量增加了1.99%，120 萬株/hm2比60 萬株/hm2產(chǎn)量增加了14.57%，120 萬株/hm2比90 萬株/hm2產(chǎn)量增加了12.33%；120 萬株/hm2與60萬、90 萬株/hm2處理相比差異均達到顯著水平（P＜0.05），90 萬株/hm2與60 萬株/hm2處理間差異不顯著（P＞0.05）。在施純氮120 kg/hm2處理下，90 萬株/hm2比60 萬株/hm2產(chǎn)量增加了12.52%，120 萬株/hm2比60 萬株/hm2產(chǎn)量增加了22.28%，120 萬株/hm2比90 萬株/hm2產(chǎn)量增加了8.67%；120 萬株/hm2與60 萬、90 萬株/hm2處理間差異均達到顯著水平（P＜0.05），90 萬株/hm2與60 萬株/hm2處理間差異不顯著（P＞0.05）。

同一種植密度相比較，除60 萬株/hm2密度下，施純氮120 kg/hm2產(chǎn)量比施純氮75 kg/hm2降低了5.68%外，另外2 個種植密度90 萬、120 萬株/hm2，均隨著施氮量的增加，產(chǎn)量也有所增加，施純氮120 kg/hm2、種植密度為90 萬株/hm2的組合比施純氮75 kg/hm2、種植密度為90 萬株/hm2的組合產(chǎn)量增加了4.06%，施純氮120 kg/hm2、種植密度為120 萬株/hm2的組合比施純氮75 kg/hm2、種植密度為120 萬株/hm2的組合產(chǎn)量增加了0.67%。

試驗結(jié)果表明，施純氮120 kg/hm2、種植密度為120 萬株/hm2處理下，黑豐一號產(chǎn)量最高；而無論是施純氮75 kg/hm2水平還是施純氮120 kg/hm2水平，黑豐一號產(chǎn)量均表現(xiàn)為120 萬株/hm2>90 萬株/hm2>60 萬株/hm2，即2 個施氮水平下，種植密度為120 萬株/hm2時產(chǎn)量最高。

3 討論與結(jié)論

本試驗2 個施氮水平、3 個種植密度條件下，苦蕎黑豐一號的株高、主莖分枝數(shù)和倒伏率3 個性狀各處理之間差異均未達到顯著水平（P＞0.05）。隨著施氮量的增加，氮肥能夠促進作物地上部的生長，使其吸收更多陽光從而促進光合作用的進行[12-13]。隨著種植密度的提高，作物單株對光溫肥水等資源的爭奪加劇，利于單株的生長，故而株高較高，在75 kg/hm2施氮量時，植株莖稈細弱、徒長，容易倒伏，從而造成減產(chǎn)。而施氮量和種植密度的增加，更利于群體生長，一定程度上緩解了植株的徒長和倒伏，降低了倒伏率，提高了作物產(chǎn)量，該結(jié)果與前人研究結(jié)果一致[3]。在試驗所設(shè)的6 個處理中，以施純氮120 kg/hm2、種植密度為120 萬株/hm2的處理苦蕎植株倒伏率最低。

隨著種植密度的增加，黑豐一號的土壤水分利用率也在增加。在施純氮75、120 kg/hm2條件下，土壤水分利用率均表現(xiàn)為120 萬株/hm2>90 萬株/hm2>60 萬株/hm2，即2 個施氮水平下，種植密度為120 萬株/hm2時土壤水分利用率最高；120 萬株/hm2與60 萬、90 萬株/hm2處理相比差異均達到顯著水平（P＜0.05），90 萬株/hm2與60 萬株/hm2處理間差異不顯著（P＞0.05）。所有處理下，以施純氮120 kg/hm2、種植密度為120 萬株/hm2的組合土壤水分利用率最高。表明隨著施氮量和種植密度的增加，土壤水分利用率也在增加，該結(jié)果與在燕麥上的研究結(jié)果相似[14]。因此，在灌水有限的地區(qū)，可通過適量增施氮肥來彌補水分不足造成的苦蕎減產(chǎn)。

氮肥和種植密度作為重要的栽培因素，與作物的產(chǎn)量有著密切聯(lián)系。研究表明，適宜的施氮量和合理的種植密度互作能夠促進作物的生長發(fā)育，提高產(chǎn)量[15-16]。對于合理施氮量的研究目前學(xué)者們得出的結(jié)論不一，多數(shù)研究者提出苦蕎的最佳施肥量為N（75.62 kg/hm2）、P（24.00 kg/hm2）、K（17.21 kg/hm2），種植密度為135 萬株/hm2時可獲得較高產(chǎn)量[10，17-19]。前人研究認為，施氮量與種植密度對作物產(chǎn)量的影響呈拋物線關(guān)系[20-21]。本試驗與其結(jié)果不同，這可能與土壤自身肥力水平及種植地區(qū)生態(tài)環(huán)境不同有關(guān)，且本次試驗的施氮量限定范圍較窄，從而未能找到苦蕎產(chǎn)量的峰值點，只呈現(xiàn)出逐步增長的趨勢；且在氮肥的2 個水平下，種植密度120 萬株/hm2處理苦蕎的產(chǎn)量與60 萬、90 萬株/hm2處理差異均達到顯著水平（P＜0.05），90 萬株/hm2與60 萬株/hm2處理間差異不顯著（P＞0.05）。這也是下次試驗的方向，可以考慮設(shè)置更寬范圍的氮肥水平，以尋找到最適合當(dāng)?shù)乜嗍w黑豐一號生長的氮肥施用量，以實現(xiàn)高產(chǎn)。

本試驗結(jié)果表明，施純氮120 kg/hm2與75 kg/hm2相比較，120 kg/hm2處理苦蕎產(chǎn)量明顯較高；種植密度為120 萬株/hm2時，產(chǎn)量與60 萬株/hm2、90 萬株/hm22 個密度水平相比明顯偏高，并且差異均達到顯著水平（P＜0.05）。本試驗條件下，以施氮量120 kg/hm2、種植密度為120 萬株/hm2處理，苦蕎黑豐一號能獲得較高的產(chǎn)量與較好的農(nóng)藝性狀，產(chǎn)量可達1 504.08 kg/hm2。

本試驗僅限于對地上部農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量進行了測定，未對氮素利用率進行研究，今后可以進一步研究施氮量與密度互作效應(yīng)及其機制，以便尋求較佳的苦蕎生產(chǎn)施氮量與密度互作栽培模式。