種植密度與施肥量對(duì)白城地區(qū)苦蕎農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響

李春花，加央多拉，王春龍，田娟，孫墨可，董玉迪，郭來(lái)春，魏黎明，程微娜，李玉明，尹桂芳，任長(zhǎng)忠?

(1 白城市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，吉林白城 137000；2 汪清縣天橋嶺鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，吉林汪清 133204；3 云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)與種質(zhì)資源研究所/云南省農(nóng)業(yè)生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)部西南作物基因資源與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，昆明 650205)

苦蕎(Fagopyrum tataricumGaertn.) 是蓼科(Polygonaceae)蕎麥屬(FagopyrumMill)雙子葉植物[1]。其營(yíng)養(yǎng)豐富，富含蛋白質(zhì)、脂肪、礦物質(zhì)元素、維生素以及生物類黃酮，對(duì)預(yù)防糖尿病、降血壓、血脂及抗氧化、衰老、改善亞健康狀態(tài)等具有良好的效果[2－5]，被譽(yù)為“人類理想的功能性食物源”。近年來(lái)，隨著人們健康觀念的增強(qiáng)，苦蕎的保健和藥用價(jià)值逐漸被認(rèn)可，在膳食結(jié)構(gòu)改善中備受青睞，因此苦蕎的開發(fā)潛力巨大，原料市場(chǎng)對(duì)其需求量日益增加[6－9]。同時(shí)，由于苦蕎生產(chǎn)和加工投資少、見效快，是現(xiàn)代農(nóng)村發(fā)展鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的一條有效途徑[10－13]。但由于人們認(rèn)為苦蕎具有耐貧瘠的特點(diǎn)，在生產(chǎn)中管理粗放，導(dǎo)致產(chǎn)量不高，無(wú)法滿足市場(chǎng)需求[14，15]。因此，加強(qiáng)對(duì)苦蕎生產(chǎn)技術(shù)的研究，提高生產(chǎn)效益和效率，增強(qiáng)農(nóng)戶種植苦蕎的積極性，對(duì)推動(dòng)苦蕎特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

從栽培角度來(lái)看，肥料及種植密度是作物生產(chǎn)中最關(guān)鍵的因素。在苦蕎栽培技術(shù)中，密度是協(xié)調(diào)個(gè)體和群體的最有效措施，而肥料則為苦蕎個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育提供養(yǎng)分，因此密度和肥料是影響苦蕎產(chǎn)量的關(guān)鍵因素[16]。前人研究表明，適宜的播種量對(duì)提高產(chǎn)量具有重要意義，播種密度過(guò)大或過(guò)小，都導(dǎo)致優(yōu)良品種的增產(chǎn)潛力難以充分發(fā)揮。伍浩天等[17]研究表明，隨著播種量的增加，總株數(shù)增加，單株粒數(shù)和千粒質(zhì)量減少，產(chǎn)量先增后減。靳建剛等[18]研究表明，當(dāng)密度達(dá)到一定程度后，隨密度的增加產(chǎn)量反而下降，密度為105 萬(wàn)株/hm2時(shí)產(chǎn)量最高，達(dá)1 964.0 kg/hm2。萬(wàn)麗英[19]研究表明，在每公頃播種75 萬(wàn)～120 萬(wàn)株范圍內(nèi)，隨密度的增加產(chǎn)量逐漸增加，超過(guò)此范圍則相反。向達(dá)兵等[20]研究表明，隨種植密度的增大，產(chǎn)量先升后降，種植密度為90萬(wàn)～120 萬(wàn)株/hm2時(shí)群體產(chǎn)量增加。肥料被稱為“作物的糧食”，是作物增產(chǎn)的基礎(chǔ)。氮肥可促進(jìn)植物莖葉的生長(zhǎng)，磷能促進(jìn)植物根系生長(zhǎng)及碳水化合物的合成和運(yùn)載，而鉀促使植物的莖稈增粗、抗倒伏能力增強(qiáng)，因此合理施肥有利于產(chǎn)量的增加[21]。李偉等[22]研究發(fā)現(xiàn)，在單位面積株數(shù)一定的情況下，作物的產(chǎn)量與單株粒數(shù)和單株產(chǎn)量有關(guān)，而單株產(chǎn)量與作物籽粒的充實(shí)度密切相關(guān)。宋毓雪等[23]研究表明，適宜的肥料配比能一定程度地提高蕎麥的充實(shí)度和產(chǎn)量。提高產(chǎn)量需依賴光合產(chǎn)物的更多積累，即干物質(zhì)積累越多，籽粒產(chǎn)量越高[24]。張偉麗等[25]認(rèn)為，適宜的氮磷鉀處理顯著提高了苦蕎干物質(zhì)的積累與分配，進(jìn)一步驗(yàn)證了植株?duì)I養(yǎng)器官中同化物質(zhì)向籽粒運(yùn)轉(zhuǎn)和分配的增多，促進(jìn)了苦蕎籽粒產(chǎn)量提高。伍浩天等[17]認(rèn)為，隨播種量、施肥量的增加，倒伏級(jí)別和倒伏率都增大，而倒伏性又是造成蕎麥減產(chǎn)的主要原因[26，27]，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致減產(chǎn)50%以上[20，26]。因此，合理的群體密度和適宜的施肥量對(duì)提高苦蕎產(chǎn)量具有重要的作用。

前人對(duì)苦蕎的種植密度及施肥技術(shù)進(jìn)行了大量研究，篩選出了不同地區(qū)最佳種植密度和施肥量。但白城地區(qū)苦蕎種植研究較晚，目前關(guān)于不同種植密度和施肥量對(duì)苦蕎農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響未見報(bào)道。本研究設(shè)置密度與肥料雙因子試驗(yàn)，研究不同施肥量和種植密度對(duì)苦蕎農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響，以篩選出苦蕎最佳的種植密度和施肥量，為白城地區(qū)的苦蕎大田生產(chǎn)提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試苦蕎品種為WK－2016，由貴州省威寧縣山地特色農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所培育而成。肥料為湖南開門子肥業(yè)有限公司提供的總養(yǎng)分≥45%的高濃度硫酸鉀復(fù)合肥，N∶P2O5∶K2O 為15∶15∶15。

1.2 試驗(yàn)地情況

試驗(yàn)在吉林省白城市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地進(jìn)行。該地海拔155.4 m，45°37′N，122°47′E，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均降水量為399.9 mm，無(wú)霜期144 d。試驗(yàn)地地勢(shì)平整，土壤肥力相同，前茬作物為高粱。該地土壤類型為淡黑鈣土，耕層土壤(0～20 cm)含有機(jī)質(zhì)24 g/kg、礦質(zhì)氮142.4 mg/kg、有效磷15.2 mg/kg、速效鉀69.7 mg/kg，pH 值7.5。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)和方法

試驗(yàn)設(shè)置密度(M)和肥料(F)2 個(gè)因素。密度設(shè)4 個(gè)水平:M1(75 萬(wàn)株/hm2)、M2(100 萬(wàn)株/hm2)、M3(125 萬(wàn)株/hm2)、M4(150 萬(wàn)株/hm2)；肥料設(shè)5 個(gè)水平:F0(無(wú)施肥)、F1(100 kg/hm2)、F2(200 kg/hm2)、F3(300 kg/hm2)、F4(400 kg/hm2)。采用隨機(jī)區(qū)組排列，20 個(gè)處理，重復(fù)3 次，共60 個(gè)小區(qū)，5 行區(qū)，行距為60 cm，小區(qū)面積為9 m2(3 m×3 m)。2020 年7 月8 日播種，條播。施肥采用一次性基施方式，在苦蕎生育過(guò)程中不再追肥。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目

苦蕎農(nóng)藝性狀的調(diào)查是在70%～85%的籽粒成熟時(shí)進(jìn)行，在每個(gè)小區(qū)的中間條帶隨機(jī)取樣10 株，調(diào)查單株株高、主莖節(jié)數(shù)、分枝數(shù)、莖粗，之后單株收獲，風(fēng)干2 周以后測(cè)定株粒數(shù)、單株產(chǎn)量、千粒質(zhì)量和小區(qū)產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

田間調(diào)查的基本數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2007 軟件進(jìn)行整理，用JMP 9.0.2 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 施肥量對(duì)苦蕎農(nóng)藝性狀的影響

利用多重比較法(Turkey)對(duì)不同種植密度下不同施肥量處理之間各農(nóng)藝性狀的差異進(jìn)行顯著性分析(表1)，結(jié)果表明，在各種植密度條件下，株高隨施肥量的增加而增加，F(xiàn)0 的表現(xiàn)值顯著小于F1、F2、F3、F4 的表現(xiàn)值，F(xiàn)4 的表現(xiàn)值顯著大于其他各施肥水平；主莖節(jié)數(shù)和分枝數(shù)在不同施肥量間沒(méi)有顯著性差異；莖粗在M1 和M2 種植密度下F3 和F4 與F1 和F2，F(xiàn)0 和其他施肥量之間存在顯著性差異，在M3 種植密度下F0 和F1 顯著小于F2、F3 和F4，M4 種植密度下F0、F1 和F2 顯著小于F3 和F4，且隨施肥量的增加而增加；株粒數(shù)、單株產(chǎn)量和千粒質(zhì)量在各種植密度下隨施肥量的增大先增后減，并且株粒數(shù)和單株產(chǎn)量以施肥量處理F2 最大，且與其他施肥量處理有顯著差異，千粒質(zhì)量以F2 和F3 最大，且與其他施肥量處理有顯著差異。

表1 不同處理的苦蕎農(nóng)藝性狀Table 1 Agronomic characters of tartary buckwheat under different treatments

2.2 種植密度對(duì)苦蕎農(nóng)藝性狀的影響

利用多重比較法(Turkey)對(duì)不同施肥量下種植密度處理之間苦蕎的各農(nóng)藝性狀的差異進(jìn)行顯著性分析發(fā)現(xiàn)，在各施肥量條件下株高隨種植密度的增加而增加，且最小種植密度M1 和最大種植密度M4之間都有顯著差異；主莖節(jié)數(shù)、分枝數(shù)和千粒質(zhì)量在不同種植密度間沒(méi)有顯著性差異；莖粗隨種植密度的增加而減小，且F0 和F1 間沒(méi)有顯著性差異，與F4 存在顯著性差異；株粒數(shù)和單株產(chǎn)量隨種植密度的增大而減少，在種植密度為M1 時(shí)最大，且與其他種植密度有顯著差異。

2.3 種植密度和施肥量互作對(duì)苦蕎農(nóng)藝性狀的影響

利用多重比較法(Turkey)對(duì)施肥量和種植密度的互作間各農(nóng)藝性狀的差異進(jìn)行顯著性分析(表2)可見，M4F4 處理株高最高，其次為M3F4、M4F3、M4F2、M2F4、M3F3、M3F2、M1F4，顯著高于M1F0、M2F0、M3F0、M4F0、M1F1、M2F1、M1F2、M1F3 處理的株高，其中M1F0 的株高最低；在主莖節(jié)數(shù)和分枝數(shù)中各處理間沒(méi)有顯著性差異；M1F4、M1F3、M2F4處理的莖粗顯著大于其他處理；株粒數(shù)為M1F2 處理顯著大于其他處理，而M4F4 處理顯著小于其他處理；單株產(chǎn)量和千粒質(zhì)量M1F2 處理顯著大于其他處理，而M4F0 處理顯著小于其他處理。

表2 種植密度和施肥量互作的苦蕎農(nóng)藝性狀Table 2 Agronomic characters of tartary buckwheat interacted with planting density and fertilization rate

2.4 施肥量和種植密度對(duì)苦蕎產(chǎn)量的影響

利用Turkey 多重比較法進(jìn)行不同施肥量間、種植密度間以及施肥量×種植密度互作間產(chǎn)量的差異進(jìn)行顯著性分析，結(jié)果見表3、4。由表可見，在M1種植密度條件下，隨施肥量的增加產(chǎn)量顯著增加，F(xiàn)4 施肥量處理產(chǎn)量最大；在M2、M3 和M4 種植密度條件下，隨著施肥量的增加產(chǎn)量先增后減，M2 種植密度處理下F3 的產(chǎn)量顯著高于其他種植密度處理，M3 和M4 種植密度處理下，F(xiàn)2 的產(chǎn)量顯著大于其他施肥量處理。由表3 可見，在F0 施肥量條件下，隨種植密度的增加產(chǎn)量顯著增加，M4 種植密度處理產(chǎn)量最大；在F1 施肥量條件下，產(chǎn)量也隨種植密度的增加而增加，M3 和M4 種植密度間產(chǎn)量沒(méi)有顯著性差異，但均顯著大于M1 和M2；在F2、F3 和F4 施肥量條件下，隨種植密度的增加產(chǎn)量先增后減，F(xiàn)2 施肥量條件下M2 和M3 的產(chǎn)量顯著大于M1和M4，F(xiàn)3 和F4 施肥量條件下M2 的產(chǎn)量顯著大于其他種植密度的產(chǎn)量。由表4 可見，M2F3、M2F2、M3F2、M4F2、M3F3、M2F4 的產(chǎn)量較高，M1F2、M4F4、M2F1、M1F1、M2F0、M1F0 的產(chǎn)量較低，其中處理M2F3 的產(chǎn)量最高，為2 186 kg/hm2，處理M1F0 的產(chǎn)量最低，為1 265 kg/hm2。

表3 不同處理的苦蕎產(chǎn)量Table 3 The yield of tartary buckwheat under different treatments kg·hm－2

表4 種植密度和施肥量互作下的苦蕎產(chǎn)量差異分析結(jié)果Table 4 The results of difference analysis of tartary buckwheat yield with interaction of planting density and fertilization rate kg·hm－2

3 討論

肥料是作物生長(zhǎng)的重要營(yíng)養(yǎng)元素，適宜的種植密度也是不可或缺的，這2 個(gè)因素共同影響苦蕎產(chǎn)量。關(guān)于施肥量和密度對(duì)苦蕎產(chǎn)量影響的研究已有不少報(bào)道。趙衛(wèi)敏等[28]、穆蘭海等[29]、趙萍等[30]認(rèn)為，苦蕎產(chǎn)量隨施肥量的增加先增后降，這與本研究中M2、M3、M4 種植密度下的結(jié)果一致，而M1 種植密度下產(chǎn)量隨施肥量的增加而增加。此結(jié)果表明，在低種植密度下可通過(guò)適當(dāng)增施肥料來(lái)增產(chǎn)，而在高種植密度下要選擇適宜的施肥量，這樣既能提高苦蕎產(chǎn)量，又能減少肥料浪費(fèi)。關(guān)于種植密度與產(chǎn)量的關(guān)系，李春花等[31]認(rèn)為，苦蕎產(chǎn)量隨種植密度的增加而增加，這與本研究中F0 和F1 施肥量條件下結(jié)果一致，表明不施肥或低施肥的情況下要獲得高產(chǎn)，可增加種植密度。張茜等[32]、王慧等[33]、萬(wàn)麗英[34]認(rèn)為，苦蕎產(chǎn)量隨種植密度的增加呈先增后降，這與本研究中F2、F3 和F4 施肥量條件下的結(jié)果一致，表明肥料用量充足時(shí)高種植密度會(huì)影響苦蕎的群體結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致產(chǎn)量下降。劉榮甫等[35]認(rèn)為，江蘇地區(qū)蘇蕎2 號(hào)春播高產(chǎn)栽培的最適種植密度為150萬(wàn)株/hm2，高效復(fù)合肥的最佳施肥量為375 kg/hm2，而本研究的最適種植密度為100 萬(wàn)株/hm2，高效復(fù)合肥的最佳施肥量為300 kg/hm2，表明蕎麥適宜的種植密度和施肥量與蕎麥種類、品種、生態(tài)環(huán)境有很大的關(guān)系。因此，選擇適宜當(dāng)?shù)氐姆N植密度和施肥量對(duì)獲得蕎麥高產(chǎn)具有重要意義。

張偉麗等[25]和穆蘭海等[29]認(rèn)為，苦蕎單株粒數(shù)、單株產(chǎn)量、千粒質(zhì)量隨氮、磷肥施用量的增加而先增后降，隨鉀肥施用量的增加而增加。本研究結(jié)果也表明，在同一種植密度下株粒數(shù)、單株產(chǎn)量、千粒質(zhì)量隨施肥量的增加而先增后降。張茜等[32]認(rèn)為，苦蕎株高隨種植密度的增加而增加，分枝數(shù)隨種植密度的增加而減少；王慧等[33]認(rèn)為，苦蕎分枝數(shù)、單株粒數(shù)、單株產(chǎn)量與種植密度呈極顯著負(fù)相關(guān)，主莖節(jié)數(shù)隨密度的增加先減后增，而種植密度對(duì)株高和千粒質(zhì)量的影響不顯著；萬(wàn)麗英[34]研究發(fā)現(xiàn)，貴州地區(qū)苦蕎的單株粒數(shù)、分枝數(shù)、千粒質(zhì)量均隨種植密度的增加而下降。本研究結(jié)果表明，苦蕎株高隨種植密度的增加而增加，莖粗、株粒數(shù)和單株產(chǎn)量隨種植密度的增加而減少，而種植密度對(duì)主莖節(jié)數(shù)、分枝數(shù)和千粒質(zhì)量的影響不明顯，這與前人的研究結(jié)果有差異，可能是由于環(huán)境及品種等不同所致。本研究結(jié)果還表明，低密度低肥時(shí)苦蕎株高最低，高密度高肥時(shí)株高最高，并且株粒數(shù)、單株產(chǎn)量、千粒質(zhì)量等產(chǎn)量構(gòu)成因素以M1F2 最高、M4F0 最小?？梢娺m宜的種植密度和施肥量是建立苦蕎良好群體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，生產(chǎn)中要將其綜合配套，才能獲得高產(chǎn)。

4 結(jié)論

種植密度及施肥量互作對(duì)苦蕎農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量有較大影響。本試驗(yàn)種植密度及施肥量處理中苦蕎產(chǎn)量最高的組合為M2F3，即白城地區(qū)苦蕎最適種植密度為100 萬(wàn)株/hm2，復(fù)合肥最佳施用量為300 kg/hm2。