播期和密度对强分蘖谷子书香1号农艺性状和产量的影响

杨延兵 秦岭 陈二影

摘要：

以弱分蘖品种济谷19为对照，研究留苗密度和播期对强分蘖谷子书香1号分蘖和产量等相关性状的影响。结果表明：4月30日春播，书香1号留苗密度（本试验均指666.7m2密度，下同）1.5万、2.5万、3.5万、4.5万株时，单株分蘖成穗分别是2.30、1.90、1.37、1.35个；随留苗密度增加，单株分蘖数减少，群体成穗和产量增加，留苗密度2.5万、3.5万、4.5万株时产量显著高于1.5万株，留苗密度4.5万株产量最高。6月26日夏播，书香1号分蘖成穗能力显著降低，留苗密度1.5万、2.5万株时单株分蘖成穗0.80、0.46个，密度3.5万、4.5万株时基本没有分蘖成穗。书香1号分蘖茎的株高、穗长、穗粗、穗粒重等性状都明显低于主茎相应性状。4种密度下强分蘖品种书香1号产量都低于济谷19，留苗密度4.5万株时济谷19春播单产（666.7m2产量，下同）315.7 kg、夏播单产471.2 kg，比书香1号产量高7.05%、25.3%。总之，强分蘖谷子品种分蘖成穗能力和密度、播期密切相关，留苗密度增加，单株分蘖成穗数降低，播期早分蘖成穗数多，播期推迟分蘖成穗数减少；不同留苗密度间产量差异显著，分蘖性谷子群体有一定的自身调节能力；主茎成穗对强分蘖谷子产量的形成起主要作用。强分蘖性品种书香1号产量水平显著低于弱分蘖品种济谷19，生产上应当重视弱或不分蘖谷子。

关键词：谷子；播期；密度；分蘖

中图分类号：S515.042文献标识号：A文章编号：1001-4942（2016）08-0034-04

AbstractWith the foxtail millet cultivar Jigu 19 with low tillering capacity as contrast， we studied the effects of plant density and sowing date on tillering and yield correlated characters of Shuxiang 1 with high-tillering capacity. The results showed that the effective tillers per plant of spring-sowed （April 30） Shuxiang 1 were 2.30， 1.90， 1.37 and 1.35 respectively when the plant density were 15 thousand， 25 thousand， 35 thousand and 45 thousand plants per 666.7m2 respectively. With the increase of plant density， the effective tillers per plant decreased， but the population spikes and yield increased. The yield was the highest at 45 thousand plants per 666.7m2， and the lowest at 15 thousand plants per 666.7m2 which was significantly lower than the other density treatments. The tillering capacity of summer-sowed Shuxiang 1 was greatly reduced compared with spring-sowed one， and the effective tillers per plant were 0.80 and 0.46 at the density of 15 thousand and 25 thousand plants per 666.7m2 respectively， while there were no effective tillers at the density of 35 thousand and 45 thousand plants per 666.7m2. The plant height， spike length， spike diameter and grain weight per spike of tiller stem were significantly lower than those of the main stem in Shuxiang 1. The yield of Shuxiang 1 was lower than that of Jigu 19 under the four plant densities. At the density of 45 thousand plants per 666.7m2， the yields of Jigu 19 were 315.7 and 471.2 kg per 666.7m2 respectively under spring sowing and summer sowing respectively， which increased by 7.05% （P>0.05） and 25.3% （P<0.05） respectively compared to Shuxiang 1. In conclusion， the ear bearing capacity of tillers was closely correlated with plant density and sowing date in high-tillering foxtail millet varieties； the effective tillers per plant decreased with the increase of plant density and the postponement of sowing date. The yield was significantly different between different plant densities； the population of high-tillering varieties had certain self adjusting ability， and the ear bearing of main stem played a key role in the formation of yield. The yield of Shuxiang 1 with high-tillering capacity was significantly lower than that of Jigu 19 with lower-tillering capacity， so we should pay more attention to varieties with fewer or no tillers in production of foxtail millet.

KeywordsFoxtail millet； Sowing date； Plant density； Tiller

谷子精播简化栽培技术通过控制播种量、应用除草剂实现谷子少间苗或免间苗、少除草或不除草，大大降低劳动强度，节约劳动成本，促进谷子规模化生产[1-3]。但由于谷子精播简化栽培在实际操作中受整地质量、土壤墒情、播种质量等多方面因素的影响，容易出现缺苗断垄等现象，影响谷子产量。多数谷子品种独秆成穗形成产量，生产上也有少量强分蘖性谷子品种应用的报道[4，5]。小麦、水稻主要依靠分蘖形成产量，对其分蘖特性及相关因素研究较多[6，7]，与其不同，有关谷子分蘖及相关影响因素的研究鲜有报道。本研究以强分蘖性谷子品种书香1号为试材，研究不同留苗密度、播期对其分蘖特性及产量性状的影响，并以弱分蘖品种济谷19为对照，探讨强分蘖性品种在谷子精播简化栽培生产上应用的可能性。

1材料与方法

1.1试验材料

强分蘖品种：书香1号；弱分蘖品种：济谷19。

1.2试验方法

试验于2015年在山东省农业科学院作物研究所济南试验基地进行，分春播和夏播种植，试验设计相同。小区行长5 m，行距0.5 m，6行区，小区面积15 m2。书香1号留苗密度分别为1.5万、2.5万、3.5万、4.5万株，济谷19留苗密度4.5万株共5个处理。随机区组设计，重复4次。成熟时每小区取样10株调查单株分蘖成穗数，分别测量主茎和分蘖茎株高、穗长、穗粗、穗粒重、出米率、千粒重等农艺性状，小区全区收获计产。春播时间为4月30日，8月18日收获；6月26日夏播，9月28日收获。其它管理措施同大田。

1.3数据统计分析与作图

应用Microsoft Excel 2010 以及IBM SPSS Statistics 20 对所得数据统计分析。用Graphpad Prismb 6软件作图。

2结果与分析

2.1春播条件下密度对谷子农艺性状的影响

由表1可以看出，春播条件下两个品种间单株分蘖成穗数差异显著，济谷19少有分蘖成穗，株高、穗长显著高于书香1号。书香1号表现出一定的分蘖能力，不同留苗密度间分蘖成穗数存在显著差异，随留苗密度升高，单株分蘖成穗数显著下降：留苗密度1.5万株时，单株最大分蘖成穗数5个，平均2.3个；当留苗密度达到3.5万、4.5万株时，平均分蘖成穗数分别为1.37、1.35个，说明当留苗密度达到一定程度时，分蘖性品种的分蘖成穗下降，谷子对自身群体大小有一定的调节能力。不同密度之间书香1号主茎株高、穗长、穗粗、千粒重、出米率差异不显著；穗粒重有显著差异，随留苗密度增加而下降，密度1.5万株时穗粒重显著高于其它密度处理的穗粒重。书香1号分蘖茎株高、穗长、穗粗、穗粒重、千粒重、出米率差异不显著。主茎株高、穗长、穗粗、穗粒重都高于分蘖茎相应性状，尤其是穗粒重，主茎4种密度处理下平均为6.69 g，而分蘖茎单穗粒重仅为3.59 g，说明主茎穗对产量的贡献明显高于分蘖穗，占主要地位（图1）。

2.2夏播条件下密度对谷子农艺性状的影响

由表2可以看出，夏播条件下，济谷19没有分蘖成穗，株高明显高于书香1号。书香1号在留苗密度为1.5万、2.5万株时有一定的分蘖成穗，单株分蘖成穗仅有0.80、0.46个；留苗密度达到3.5万、4.5万株时基本没有形成有效分蘖。4种密度下书香1号主茎株高差异不显著，穗长、穗粗、穗粒重存在显著差异，总体表现出随密度升高而降低，说明夏播条件下书香1号分蘖成穗减少，谷子自我调节主要表现为对主茎穗的调节，和春播条件下相似。出米率、千粒重差异不显著。1.5万、2.5万株留苗密度下主茎株高、穗长、穗粗、穗粒重明显高于分蘖茎相应形状，主茎穗千粒重也略高于分蘖穗，主茎穗对分蘖穗有明显优势。

2.3春播、夏播条件下密度对谷子产量的影响

不同留苗密度春、夏播条件下书香1号产量都表现为相似的变化趋势，都随密度增加产量升高（图2），密度4.5万株时产量最高，春播、夏播单产分别是294.9、376.2 kg。1.5万株留苗密度下单产最低，分别为253.7、303.7 kg，显著低于2.5万、3.5万、4.5万株单产，说明1.5万株留苗密度下虽然分蘖成穗较高，但分蘖成穗不能弥补群体不足对产量的影响。4种留苗密度条件下书香1号夏播产量都显著高于春播产量，主要因为早春播植株个体发育受到一定影响，春播条件下的株高、穗长、穗粗、穗粒重明显低于夏播条件。弱分蘖品种济谷19也是如此，春播单产315.7 kg，夏播单产471.2 kg， 春播比夏播产量低33.0%，两个品种过早春播对谷子生长不利。留苗密度4.5万株，春、夏播济谷19产量都明显高于书香1号（图3），一定程度上说明强分蘖品种在产量潜力上低于弱分蘖品种。

3讨论与结论

春播条件下，强分蘖品种书香1号随留苗密度增大，单株分蘖穗减少，对群体大小有一定的调节能力；夏播条件下，分蘖成穗能力和春播相比显著下降，留苗密度3.5万株以上时，很少有分蘖成穗。谷子分蘖强弱和播期、密度关系密切，密度小，播期早，分蘖数大，播期推迟，分蘖数减少，和分蘖性玉米有一定差异[8]。对分蘖品种而言，主茎穗粒重远大于分蘖穗粒重，主茎成穗对产量贡献表现出比分蘖穗明显的优势。谷子分蘖成穗能力总体较弱，和小麦、水稻明显不同，缺苗时强分蘖品种依靠分蘖成穗对产量有一定的弥补作用，但如果密度过小，产量仍然会降低。几种密度条件下的强分蘖谷子品种书香1号产量显著低于一定密度下的弱分蘖品种济谷19，一方面分蘖是对养分的消耗，也可能是品种生产潜力的差异。这为强分蘖谷子品种在生产上利用精播简化栽培带来一定的问题。一是谷子分蘖受栽培条件、气候影响较大，不宜控制；分蘖性谷子产量水平潜力不一定比弱分蘖品种高，这也可能为什么生产上绝大多数谷子品种分蘖弱多主茎成穗的原因。谷子分蘖减少是人类长期选择驯化的结果[9， 10]，选择弱分蘖品种是谷子育种发展的主要方向，而有分蘖能力谷子品种作为补充。

通过本试验可以看出，同一密度下（4.5万株）分蘖性品种书香1号早春种植与弱分蘖的高产谷子品种济谷19产量差异小（减产7.05%），而且有较高的分蘖成穗率，早春播种可以考虑选用分蘖性品种，可在一定程度上弥补缺苗的风险。而夏播条件下分蘖性品种书香1号比弱分蘖品种济谷19大幅度减产（减产25.3%），不宜选用分蘖性谷子品种。

本研究春播时间在谷雨之后的4月30日，无论强分蘖品种书香1号还是弱分蘖品种济谷19，春播种植产量水平都低于夏播种植。播期早，谷子植株营养体总体较小，不能充分发挥品种的增产潜力。对于多数分蘖弱的品种，早播条件下也可能有少量分蘖发生，但分蘖成穗很低，造成无效蘖，是对养分的无效消耗，这也可能是早播谷子产量水平较低的原因之一。华北夏谷区谷子生育期相对较短，播种早常造成成熟期赶在8月份的雨季，谷子成熟后不能及时收获，造成穗发芽或粒发霉，严重影响谷子产量和品质。从产量和品质以及光热资源的有效利用总体考虑，我们认为华北夏谷区谷子不应过早播种。

参考文献：

[1]

程汝宏，师志刚，刘正理，等. 谷子简化栽培技术研究进展与发展方向[J]. 河北农业科学，2010，14（11）：1-4，18.

[2]杨延兵，高凤菊，秦岭，等. 穴播与条播对夏谷产量及相关性状的影响[J]. 山东农业科学，2011（10）：36-38.

[3]杨延兵，秦岭，高凤菊，等. 穴距与单穴株数对夏谷产量及相关性状的影响[J]. 山东农业科学，2012，44（10）：58-60.

[4]张振林. 强分蘖、超高产谷子金谷二号及栽培技术[J]. 农业科技与信息，2003（1）：11.

[5]程汝宏，刘正理. 谷子育种中几个主要性状选育方法的探讨[J]. 华北农学报，2003，18（S1）：145-149.

[6]李杰，张洪程，龚金龙，等. 稻麦两熟地区不同栽培方式超级稻分蘖特性及其与群体生产力的关系[J]. 作物学报，2011，37（2）：309-320.

[7]王抄抄，孔雷蕾，李妹娟，等. 分蘖期控水处理对超级稻产量和生理特性的影响[J]. 华北农学报，2015，30（5）：146-152.

[8]王如芳，张吉旺，吕鹏，等. 多分蘖玉米分蘖发生规律及密度和播期的影响[J]. 作物学报，2012，38（2）：322-332.

[9]Doust A N，Devos K M，Gadberry M D，et al. Genetic control of branching in foxtail millet[J]. Proc. Natl. Acad. Sci. USA，2004，101（24）：9045-9050.

[10]Jia G，Huang X，Zhi H，et al. A haplotype map of genomic variations and genome-wide association studies of agronomic traits in foxtail millet （Setaria italica） [J]. Nat. Genet.， 2013，45（8）：957-961.