密度與行距配置對春谷子農藝性狀及產量的影響

杜艷偉，趙晉鋒，王高鴻，李顏方，趙根有，閻曉光

（山西省農業科學院谷子研究所，山西長治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、適應性廣的特點，在目前旱作生態農業中具有重要的作用[1]。目前全國谷子播種面積約200萬hm2，主要集中在我國北方的河北、山西、內蒙古、黑龍江、遼寧、吉林、陜西、河南和山東等干旱和半干旱地區。山西省丘陵山地居多，是全國嚴重缺水省份之一，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業振興計劃的實施和農業供給側結構性改革，全省谷子生產增長態勢明顯。

增加種植密度是提高作物單產水平的重要措施[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害增加，成為限制作物群體光溫資源有效利用及產量提高的主要原因之一[5]。目前關于不同栽培方式對作物群體結構和產量形成的影響，前人已作了許多研究。朱元剛等[6]研究表明，適當縮小行距、擴大株距有利于夏播谷子高產穩產，行株距30 cm×5.6 cm處理的群體具有較理想的產量構成因子，行株距搭配合理，群體空間分布適宜，產量構成因素協調，產量顯著提高。CHARLES等[7]在氮肥施用、密度及行距配置對玉米產量的影響研究中得出，在種植密度為6.18萬株/hm2的基礎上降低行距配置，且行距配置對玉米產量的影響比密度對玉米產量的影響要大。不同玉米品種在寬窄行種植模式下表現不同。杜天慶等[8]研究認為，在密度為8.25萬株/hm2時，強盛51與大豐26在66.6 cm＋33.3 cm寬窄行配置模式下產量最高，而大豐26采用50cm＋50cm等行距種植產量最高。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處理產量最高，能夠明顯改善近地面的微氣候狀況。趙雙進等[10-11]研究指出，縮小行距、擴大株距使植株分布更均勻合理，有利于改善單株生育狀況，提高單株生產力，有利于大豆產量潛力的表達。通過調整密度和行距配置，能有效改善作物群體的結構，合理的群體構成能增強作物群體的通風透光，有效防止了光照不足帶來的光能損失，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和干物質積累，減少病蟲害和倒伏的發生，最終使作物的產量和品質得到顯著提高[12]。

本研究以長農35為研究對象，通過不同種植密度和行距配置構建差異群體分布，測定了11個產量相關性狀，采用多重分析探討不同密度和行距配置對春播谷子產量及相關性狀的影響，以期為春谷子高產高效栽培提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗于2016年5—10月在山西省農業科學院谷子研究所試驗田進行（東經 113°15′，北緯 36°12′），土壤質地為褐土，播種前試驗田0～40 cm土層土壤養分含量為：有機質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 試驗材料

供試谷子品種為長農35。

1.3 試驗設計

試驗采用二因素隨機區組設計（區組內無重復），設行距（A）和密度（B）2個因素，行距設2個水平，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4個水平，分別為：B1.2.0 萬株 /hm2；B2.2.5 萬株 /hm2；B3.3.0 萬株 /hm2；B4.3.5萬株/hm2。每個處理重復2次，共16個處理組合。小區長5 m、寬4 m，小區面積20 m2，出苗后4～5葉期定苗到所需密度，試驗小區四周設有保護行，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 測定項目及方法

谷子成熟期每個小區選取10株有代表性的植株進行室內考種，考查性狀包括株高、莖粗、穗長、穗粗、莖節數、單穗質量、單穗粒質量、千粒質量、出谷率，并測定小區產量。倒伏率統計在谷子開花期前隨機將500株谷子掛牌標記，在籽粒蠟熟期對標記的谷子進行觀察，記錄倒伏株數，計算倒伏率。

1.5 數據分析

數據采用Excel 2007和SPSS 18.0軟件進行分析處理，采用LSD法進行處理間差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 密度和行距配置對春播谷子產量及主要農藝性狀的影響

產量交互作用的方差分析表明，春播谷子產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）。說明行距配置、種植密度及二者互作對春播谷子產量都有顯著性影響。因此，可進一步對2個因素下的主要農藝性狀進行多重比較。

表1 不同種植方式對春谷子產量的交互作用

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、倒伏率和產量均呈增加趨勢；莖粗和穗粗由粗變細，穗長由長變短，單穗質量、單穗粒質量和千粒質量由重變輕，出谷率由大變小。同一密度下，不同的配置方式對春谷子株高、莖粗、穗長、穗粗、出谷率、千粒質量和穗數無顯著影響，但各處理之間的單穗質量、單穗粒質量、倒伏率和產量存在顯著差異，其中，同密度條件下，寬窄行種植的單穗質量和單穗粒質量最大，倒伏率低于等行距。寬窄行種植（A1）的春谷子產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處理下達到最高產量（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量的提高。

表2 不同種植方式下春谷子產量及主要農藝性狀的多重比較

2.2 密度和行距配置下春播谷子產量及主要農藝性狀間相關性分析

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

表3 春谷子產量與主要農藝性狀間相關性分析

3 結論

要把谷子生產潛力發揮到最大，就要在其生長發育過程中調解好個體與群體之間的矛盾，使群體內部競爭達到最小，這樣更有利于對光、溫、水、肥等條件的充分利用，形成最佳群體冠層結構，從而達到最優的產量構成。

目前，有關禾本科作物寬窄行配置對產量及相關性狀的影響，前人開展了諸多研究，朱元剛等[6]研究表明，在相同密度條件下，適當縮小行距、擴大株距有利于谷子個體生長粗壯，干物質積累量高，有利于提高產量。童有才等[13]研究不同寬窄行及播種密度對產量的影響，結果表明，弘大8號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7.95萬株/hm2，產量最高，且不同寬窄行處理的產量差異達極顯著水平。他認為在種植密度較大的條件下，實行寬窄行種植可增產。閆川等[14]研究認為，合理加大行距可以使植株形態特征得到改善，使群體中后期的生產優勢發揮到最大，從而達到水稻高產的目的，而且行距對植株抗倒伏能力和產量的影響顯著，行株距在30 cm×13.3 cm時，植株抗倒伏能力和產量水平最高。趙甘霖等[15]研究高梁寬窄行和等行距栽培條件對產量的影響，結果表明，寬窄行種植模式比等行距平均增產7%～11%，增產達極顯著水平；同一密度下，隨著寬行的增大，產量呈逐步下降趨勢。

產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春播谷子的產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，說明合理的行距配置、種植密度對提高春播谷子產量有顯著性影響。從不同密度和行距配置下谷子產量及主要農藝性狀間的相關性分析結果得出，產量與出谷率、千粒質量和穗數呈極顯著正相關，與單穗粒質量呈顯著正相關，與株高、莖粗、穗長、穗粗和倒伏率呈極顯著負相關。

本研究表明，寬窄行種植（20 cm＋40 cm）條件下，春谷子產量均高于等行距種植（30 cm＋30 cm），在4種密度條件下產量分別提高0.59%，2.74%，4.01%和1.80%，密度在3萬株/hm2條件下產量達到最高，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量的提高。本研究僅對試驗產量進行了考察，寬窄行栽培條件下，增產機制、生長特性等方面有待進一步研究。