覆膜穴播條件下種植密度對不同分蘗力糜子品種產(chǎn)量的影響

董立，李海權(quán)，降彥苗，劉亞男，李琳，劉秀麗，耿玲玲，韓小潔，劉國慶*

（1.河北省農(nóng)林科學(xué)院谷子研究所/國家谷子改良中心/ 河北省雜糧研究實驗室，河北 石家莊 050035；2.蔚縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，河北 蔚縣 075700）

糜子起源于我國，是北方旱區(qū)的主要作物之一[1，2]。其具有抗旱、耐貧瘠、耐鹽堿、生育期短等特性，在我國旱區(qū)種植業(yè)調(diào)整和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要作用[3]。

糜子產(chǎn)量潛力的發(fā)揮受諸多因素如品種、氣候、栽培措施等影響[4～7]，其中群體密度是影響糜子生長發(fā)育、農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀的主要因素之一。合理的群體密度有利于單株分蘗數(shù)、群體穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重的協(xié)調(diào)發(fā)展，是構(gòu)建糜子合理群體結(jié)構(gòu)的必要條件[8，9]。群體密度過低，會導(dǎo)致單位面積穗數(shù)不足，造成子粒產(chǎn)量不高；而密度過高，則會使植株個體變?nèi)酰菀壮霈F(xiàn)倒伏，造成子粒產(chǎn)量降低。只有適宜的群體密度，才能發(fā)揮優(yōu)良品種的生產(chǎn)潛力，實現(xiàn)高產(chǎn)。

對于馴化程度比較低、品種間分蘗力差異大的糜子而言，群體密度受種植密度和分蘗力的直接影響。針對不同分蘗力的品種，通過控制種植密度構(gòu)建適宜的群體密度，是發(fā)揮糜子品種高產(chǎn)潛力的關(guān)鍵。近幾年，有關(guān)糜子群體密度與產(chǎn)量之間的關(guān)系研究，主要集中在對單一品種不同栽培模式下行距、穴距、留苗密度等群體密度影響因子對農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀的影響方面[10～12]。而對不同分蘗力糜子品種合理群體密度需求規(guī)律及其與產(chǎn)量的關(guān)系尚未見報道。本研究以目前主產(chǎn)區(qū)糜子覆膜種植的新模式——全膜雙壟溝穴播技術(shù)為基礎(chǔ)，以分蘗能力不同的3 個糜子品種為試材，研究覆膜穴播條件下不同種植密度對糜子單株分蘗數(shù)、成穗率、抗倒伏性和產(chǎn)量的影響，以期探索糜子群體密度與分蘗和產(chǎn)量的關(guān)系，明確不同分蘗力品種在全膜雙壟溝穴播條件下的最佳栽培模式和種植密度，最大程度地發(fā)揮不同類型糜子品種的高產(chǎn)潛力。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

參試糜子品種為冀黍3 號[13]、冀黍2 號和二紫稈，其分蘗能力明顯不同。冀黍3 號、冀黍2 號均由河北省農(nóng)林科學(xué)院谷子研究所育成，其中，冀黍3 號分蘗力弱，平均單株分蘗0.8 個，抗倒伏能力強；冀黍2號分蘗力中等，平均單株分蘗2.7 個，抗旱能力突出；二紫稈為優(yōu)質(zhì)地方品種，分蘗力強，平均單株分蘗5.2 個。所有試材均由河北省農(nóng)林科學(xué)院谷子研究所保存并提供。

所用地膜為幅寬120 cm、厚0.01 mm 的普通地膜。播種機械為2MBG-1/4 型鋪膜播種機，由定西市三牛農(nóng)機制造有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設(shè)計 采用二因素裂區(qū)試驗設(shè)計，其中，主處理為穴距（H），設(shè)16（H1）、20（H2）和27 cm（H3）3 個水平；副處理為每穴留苗數(shù)（S），設(shè)2（S1）、3（S2）、4（S3）和5 株/穴（S4）4 個水平。本研究共設(shè)12 個組合處理，糜子的種植密度為16.0 萬～66.7 萬株/hm2（表1）。

表1 不同穴距與每穴留苗數(shù)組合處理的糜子種植密度Table 1 Planting densities of proso millet with differentcombinations of hole spacing and plants per hole

2019 年6 月10 日采用全覆膜雙壟溝方式機械播種糜子，膜上穴播2 行，行距45cm，膜與膜間距55cm。小區(qū)面積15 m2（寬3 m×行長5 m），3 幅6 行，隨機排列，4 次重復(fù)。糜子播前整地時，一次性施入磷酸二銨375 kg/hm2和尿素300 kg/hm2做基肥；播種量9 kg/hm2，確保出苗后每穴苗數(shù)超過5 株；3～5 葉期，按照試驗設(shè)計要求留苗。其他田間管理措施一致。9 月29 日收獲。

1.2.2 測定項目與方法

1.2.2.1 糜子群體動態(tài)調(diào)查。每小區(qū)均選定1.5 m2樣方進(jìn)行指標(biāo)調(diào)查。3 葉期至抽穗期，每5 d 調(diào)查1 次單株分蘗數(shù)。測產(chǎn)時，拔出定點樣方內(nèi)的植株，調(diào)查每株成穗數(shù)。計算分蘗成穗率（單株成穗數(shù)/單株分蘗數(shù)×100%）。

1.2.2.2 糜子產(chǎn)量。收獲期，按照產(chǎn)量測定要求進(jìn)行測產(chǎn)。

1.2.2.3 抗倒性評價。糜子成熟前，目測各小區(qū)的倒伏程度、倒伏面積、倒伏后的恢復(fù)情況以及對產(chǎn)量的影響。根據(jù)糜子抗倒性評價標(biāo)準(zhǔn)（表2），將倒伏性分為5 級。以每個品種倒伏最嚴(yán)重的重復(fù)為準(zhǔn)。

表2 糜子抗倒性評價標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Evaluation standard of lodging resistance of proso millet

1.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析 利用Excel 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理以及圖表制作；利用SPSS 20.0 統(tǒng)計分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，采用Tukey 法進(jìn)行多重比較，在α=0.05水平比較各處理的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 種植密度對不同分蘗力糜子品種分蘗及成穗的影響

多重比較結(jié)果顯示，種植密度對每個糜子品種的單個分蘗數(shù)、單個成穗數(shù)和分蘗成穗率均有顯著影響（表3），且不同品種的單株分蘗數(shù)、單株成穗數(shù)和分蘗成穗率差異均達(dá)到了極顯著水平（表4）。

表3 種植密度對參試糜子品種分蘗及成穗的影響Table 3 Effects of planting density on tillering and earring of proso millet varieties tested

表4 不同糜子品種分蘗及成穗的多重比較Table 4 Multiple comparisons of tillering and earing among 3 proso millet varieties

相同種植密度下，3 個品種的單株成穗數(shù)和分蘗成穗率順序總體趨勢為二紫稈＞冀黍2 號＞冀黍3 號，與其分蘗力的強弱順序一致。隨著種植密度的的增大，參試糜子品種的單株分蘗數(shù)、單株成穗數(shù)和分蘗成穗率總體上均呈降低趨勢，表明稀植有利于糜子分蘗與成穗。在最低種植密度（H3S1）處理下，弱分蘗力品種冀黍3 號的單株分蘗數(shù)、單株成穗數(shù)、分蘗成穗率分別為1.0 個、2.0 個和98.3%，較其最高種植密度（H1S4）處理的指標(biāo)值（0.3 個、1.3 個、81.6%）分別增加0.7 個、0.7 個和16.7 百分點；中等分蘗力品種冀黍2 號的單株分蘗數(shù)、單株成穗數(shù)、分蘗成穗率分別為2.7 個、3.6 個和94.8%，較其H1S4處理的指標(biāo)值（1.7 個、2.3 個和73.4%）分別增加1.0 個、1.3 個和21.4 百分點；強分蘗力品種二紫稈的單株分蘗數(shù)、單株成穗數(shù)、分蘗成穗率分別為4.2 個、5.0 個和86.2%，較其H1S4處理的指標(biāo)值（3.0 個、3.8 個、68.9%）分別增加1.2 個、1.2 個和17.3 百分點。可以看出，種植密度對中等分蘗力品種冀黍2 號和強分蘗力品種二紫稈單株分蘗數(shù)、單株成穗數(shù)和分蘗成穗率的影響明顯大于對弱分蘗力品種冀黍3 號的影響。弱分蘗力品種冀黍3 號的分蘗能力弱，單株分蘗數(shù)變異小，單株分蘗數(shù)受種植密度影響較小，其最低和最高種植密度下的分蘗成穗率均顯著高于其他2 個品種。

2.2 種植密度對不同分蘗力糜子品種產(chǎn)量和抗倒性的影響

隨著種植密度的增大，參試糜子品種的單位面積穗數(shù)均呈增加趨勢；但由于受分蘗能力不同的影響，不同糜子品種的單位面積穗數(shù)增加量差異較大（表5）。試驗種植密度下，弱分蘗力品種冀黍3 號的單位面積穗數(shù)為31.5 萬～88.9 萬個/hm2，極差57.4 萬個/hm2，變化幅度最小；中等分蘗力品種冀黍2 號的單位面積穗數(shù)為57.6 萬～153.4 萬個/hm2，極差95.8 萬個/hm2，變化幅度中等；強分蘗力品種二紫稈的單位面積穗數(shù)為79.5 萬～255.7 萬個/hm2，極差176.2 萬個/hm2，變化幅度最大。

表5 不同種植密度對參試糜子品種倒伏等級和產(chǎn)量的影響Table 5 Effects of different planting densities on lodging resistance and yield of 3 proso millet varieties tested

對12 個處理的糜子倒伏等級評價結(jié)果進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，不同分蘗力品種的抗倒性存在顯著差異，各處理的倒伏評價等級與種植密度關(guān)系密切，總體來看，群體密度越大，抗倒性越差。倒伏嚴(yán)重影響糜子產(chǎn)量。在一定密度范圍內(nèi)，不同分蘗力糜子品種的產(chǎn)量均隨種植密度的增大而增加，這個密度范圍與倒伏造成的產(chǎn)量損失程度密切相關(guān)。弱分蘗力品種冀黍3 號抗倒性突出，在本試驗所設(shè)的12個處理中倒伏等級評價均為1 級，產(chǎn)量隨著種植密度和單位面積穗數(shù)的增大而增加。中等分蘗力品種冀黍2 號和強分蘗力品種二紫稈的群體抗倒伏能力與種植密度呈負(fù)相關(guān)，倒伏評價等級隨種植密度的增大呈上升趨勢。另外，這2 個品種在倒伏等級為1 級的處理中，種植密度分別為16.0 萬～26.7 萬株/hm2（冀黍2 號） 和16.0 萬～20.0 萬株/hm2（二紫稈）的情況下，產(chǎn)量隨種植密度和單位面積穗數(shù)的增大而增加；而在倒伏等級≥2 級的處理中，產(chǎn)量增加與種植密度相關(guān)性較差，但從整體趨勢上看，產(chǎn)量隨著倒伏評價等級的升高而降低，倒伏越嚴(yán)重，產(chǎn)量越低。

綜合以上分析可以得出，種植密度可以通過影響產(chǎn)量的直接構(gòu)成因素——單位面積穗數(shù)和間接因素——群體倒伏等級而對不同分蘗力糜子品種的產(chǎn)量產(chǎn)生影響。不同分蘗力的品種，最高產(chǎn)量的覆膜穴播栽培模式和種植密度不同。弱分蘗力品種冀黍3 號在H1S4處理下產(chǎn)量最高，為4.4 t/hm2，且顯著＞其他處理，此時種植密度為66.7 萬株/hm2；中等分蘗力品種冀黍2號在H1S1處理下產(chǎn)量最高，為4.1 t/hm2，且顯著＞其他處理，此時種植密度為26.7 萬株/hm2；強分蘗力品種二紫稈在H2S1處理下產(chǎn)量最高，為3.7 t/hm2，且顯著＞其他處理，此時種植密度為20.0 萬株/hm2。表明覆膜穴播條件下，弱分蘗力品種冀黍3 號的最適種植密度為66.7 萬株/hm2，最佳栽培模式為穴距16cm、留苗5 株/穴；中等分蘗力品種冀黍2 號的最適種植密度為26.7萬株/hm2，最佳栽培模式為穴距16 cm、留苗2 株/穴；強分蘗力品種二紫稈的最適種植密度為20.0 萬株/hm2，最佳栽培模式為穴距20 cm、留苗2 株/穴。

3 結(jié)論與討論

群體密度是影響作物產(chǎn)量的重要因素，合理的群體密度可以通過調(diào)節(jié)單株分蘗數(shù)量、成穗率、抗倒伏性、結(jié)實性等實現(xiàn)品種高產(chǎn)量潛力的發(fā)揮[14～19]。對于分蘗性較強的糜子而言，種植密度和分蘗力是影響群體密度的重要因素。不同分蘗能力的糜子品種，獲得高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)的群體密度要求不同，因此，應(yīng)針對糜子的分蘗能力，通過控制種植密度構(gòu)建適宜的群體密度是發(fā)揮糜子品種高產(chǎn)潛力的關(guān)鍵。本試驗以弱分蘗力品種冀黍3 號、中等分蘗力品種冀黍2 號和強分蘗力品種二紫稈為試驗材料，在覆膜穴播條件下通過調(diào)整穴距和每穴留苗數(shù)，研究了種植密度對不同分蘗能力糜子品種產(chǎn)量的影響，并獲得了3 個糜子品種覆膜穴播的最佳栽培模式和種植密度。冀黍3 號是河北省農(nóng)林科學(xué)院谷子研究所通過雁黍11 誘變培育的弱分蘗力品種，田間生產(chǎn)單株分蘗一般為0～1 個，最多2 個；在本試驗中，其單株分蘗數(shù)為0.3～1.0 個，覆膜穴播的最佳栽培模式為穴距16 cm、留苗5株/穴，此時種植密度為66.7 萬株/hm2，產(chǎn)量為4.4 t/hm2。冀黍2 號是由抗旱資源Z230 通過EMS 誘變選育獲得的中等分蘗力品種，田間生產(chǎn)單株分蘗一般為2～4 個；在本試驗中，其單株分蘗數(shù)為2.3～3.6 個，覆膜穴播的最佳栽培模式為穴距16 cm、留苗2 株/穴，此時種植密度為26.7 萬株/hm2，產(chǎn)量為4.1 t/hm2。二紫稈為河北省北部地區(qū)廣泛種植的農(nóng)家品種，分蘗能力強，田間生產(chǎn)單株分蘗一般為4～6 個，干旱和稀植情況下單株分蘗可達(dá)10 個以上；在本試驗中，其單株分蘗數(shù)為3.8～5.0 個，覆膜穴播的最佳栽培模式為穴距20 cm、留苗2 株/穴，此時種植密度20.0 萬株/hm2，產(chǎn)量為3.7 t/hm2。對3 個糜子品種的分蘗及成穗進(jìn)行了多重比較，結(jié)果顯示，不同品種的單株分蘗數(shù)、單株成穗數(shù)和分蘗成穗率差異均達(dá)到了極顯著水平。因此，以這3 個分蘗力不同的糜子品種為代表研究群體密度對糜子產(chǎn)量的影響，具有很強的代表性，可為弱、中等和強分蘗力糜子品種覆膜穴播高產(chǎn)技術(shù)開發(fā)提供參考。

另外，由試驗結(jié)果所揭示的種植密度、產(chǎn)量、倒伏等級三者之間的關(guān)系可以看出，因種植密度不同而導(dǎo)致的糜子群體抗倒伏性能的差異是影響糜子獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵因素。因此，對于因倒伏能力差而困擾產(chǎn)業(yè)發(fā)展的糜子而言，抗倒伏育種應(yīng)作為當(dāng)前糜子高產(chǎn)育種的重要方向。而弱分蘗力品種，由于分蘗少，分蘗生育進(jìn)度與主莖接近，成穗率和結(jié)實率均較高，莖稈抗倒伏能力強，因此，弱分蘗力可以作為糜子高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)品種培育的重要育種指標(biāo)。

糜子為我國北方地區(qū)的特色作物，在陜西、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古、山西、河北的干旱和半干旱地區(qū)廣泛種植[1～3]。地膜覆蓋具有節(jié)水保墑作用，是糜子種植的重要栽培方式。而全膜雙壟溝栽培技術(shù)是在傳統(tǒng)地膜覆蓋種植模式上發(fā)展起來的一項新技術(shù)，具有抑制蒸發(fā)、壟面積流、膜下積溫等特點，能夠達(dá)到蓄水保墑、集雨抗旱、提高水肥利用率的效果[20]，是糜子種植較適宜的栽培模式之一。本研究通過全膜雙壟溝穴播種植密度試驗，明確了不同分蘗力品種全膜雙壟溝穴播栽培的最適穴距和留苗密度，為糜子全膜雙壟溝栽培技術(shù)以及冀黍2 號、冀黍3 號優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)品種的推廣奠定了基礎(chǔ)。