密度与行距配置对春谷子农艺性状及产量的影响

杜艳伟，赵晋锋，王高鸿，李颜方，赵根有，阎晓光

（山西省农业科学院谷子研究所，山西长治046011）

谷子是禾本科狗尾草属一年生疏丛型草本植物，具有抗旱耐瘠、水分利用效率高、适应性广的特点，在目前旱作生态农业中具有重要的作用[1]。目前全国谷子播种面积约200万hm2，主要集中在我国北方的河北、山西、内蒙古、黑龙江、辽宁、吉林、陕西、河南和山东等干旱和半干旱地区。山西省丘陵山地居多，是全国严重缺水省份之一，谷子抗旱、耐瘠的特性在山西具有不可替代的重要性，近年随着山西杂粮产业振兴计划的实施和农业供给侧结构性改革，全省谷子生产增长态势明显。

增加种植密度是提高作物单产水平的重要措施[2-4]，但随种植密度增加，植株群体冠层荫蔽，生育后期倒伏和病虫害增加，成为限制作物群体光温资源有效利用及产量提高的主要原因之一[5]。目前关于不同栽培方式对作物群体结构和产量形成的影响，前人已作了许多研究。朱元刚等[6]研究表明，适当缩小行距、扩大株距有利于夏播谷子高产稳产，行株距30 cm×5.6 cm处理的群体具有较理想的产量构成因子，行株距搭配合理，群体空间分布适宜，产量构成因素协调，产量显著提高。CHARLES等[7]在氮肥施用、密度及行距配置对玉米产量的影响研究中得出，在种植密度为6.18万株/hm2的基础上降低行距配置，且行距配置对玉米产量的影响比密度对玉米产量的影响要大。不同玉米品种在宽窄行种植模式下表现不同。杜天庆等[8]研究认为，在密度为8.25万株/hm2时，强盛51与大丰26在66.6 cm＋33.3 cm宽窄行配置模式下产量最高，而大丰26采用50cm＋50cm等行距种植产量最高。孙淑娟等[9]研究表明，冬小麦行株距分布较均匀的14 cm×3.5 cm处理产量最高，能够明显改善近地面的微气候状况。赵双进等[10-11]研究指出，缩小行距、扩大株距使植株分布更均匀合理，有利于改善单株生育状况，提高单株生产力，有利于大豆产量潜力的表达。通过调整密度和行距配置，能有效改善作物群体的结构，合理的群体构成能增强作物群体的通风透光，有效防止了光照不足带来的光能损失，从而使作物群体能够更加有效地利用光能，提高光能的利用率，增加作物的叶面积指数和干物质积累，减少病虫害和倒伏的发生，最终使作物的产量和品质得到显著提高[12]。

本研究以长农35为研究对象，通过不同种植密度和行距配置构建差异群体分布，测定了11个产量相关性状，采用多重分析探讨不同密度和行距配置对春播谷子产量及相关性状的影响，以期为春谷子高产高效栽培提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于2016年5—10月在山西省农业科学院谷子研究所试验田进行（东经 113°15′，北纬 36°12′），土壤质地为褐土，播种前试验田0～40 cm土层土壤养分含量为：有机质14.25 g/kg，全氮0.48 g/kg，速效磷16.13 mg/kg，速效钾98.65 mg/kg。土壤容重1.23 g/cm3，pH值为7.6，属中等肥力水平，前茬作物为玉米。谷子播前统一施底肥N 225 kg/hm2，P2O5150 kg/hm2，K2O 150 kg/hm2。其他管理措施同普通大田。

1.2 试验材料

供试谷子品种为长农35。

1.3 试验设计

试验采用二因素随机区组设计（区组内无重复），设行距（A）和密度（B）2个因素，行距设2个水平，分别为：A1.宽窄行种植，20 cm＋40 cm；A2.等行距种植，30 cm＋30 cm。密度设4个水平，分别为：B1.2.0 万株 /hm2；B2.2.5 万株 /hm2；B3.3.0 万株 /hm2；B4.3.5万株/hm2。每个处理重复2次，共16个处理组合。小区长5 m、宽4 m，小区面积20 m2，出苗后4～5叶期定苗到所需密度，试验小区四周设有保护行，2016年5月14日播种，10月9日收获，其他管理措施同普通大田。

1.4 测定项目及方法

谷子成熟期每个小区选取10株有代表性的植株进行室内考种，考查性状包括株高、茎粗、穗长、穗粗、茎节数、单穗质量、单穗粒质量、千粒质量、出谷率，并测定小区产量。倒伏率统计在谷子开花期前随机将500株谷子挂牌标记，在籽粒蜡熟期对标记的谷子进行观察，记录倒伏株数，计算倒伏率。

1.5 数据分析

数据采用Excel 2007和SPSS 18.0软件进行分析处理，采用LSD法进行处理间差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 密度和行距配置对春播谷子产量及主要农艺性状的影响

产量交互作用的方差分析表明，春播谷子产量在不同的行距配置（A）和种植密度（B）间均存在显著性差异，行距配置和种植密度互作也存在显著性差异（表1）。说明行距配置、种植密度及二者互作对春播谷子产量都有显著性影响。因此，可进一步对2个因素下的主要农艺性状进行多重比较。

表1 不同种植方式对春谷子产量的交互作用

从表2可以看出，宽窄行种植（A1）和等行距种植（A2）的春播谷子，随着种植密度的增加，株高、穗数、倒伏率和产量均呈增加趋势；茎粗和穗粗由粗变细，穗长由长变短，单穗质量、单穗粒质量和千粒质量由重变轻，出谷率由大变小。同一密度下，不同的配置方式对春谷子株高、茎粗、穗长、穗粗、出谷率、千粒质量和穗数无显著影响，但各处理之间的单穗质量、单穗粒质量、倒伏率和产量存在显著差异，其中，同密度条件下，宽窄行种植的单穗质量和单穗粒质量最大，倒伏率低于等行距。宽窄行种植（A1）的春谷子产量均高于等行距种植（A2），4种密度条件下分别提高0.59%，2.74%，4.01%和1.80%。且在B3处理下达到最高产量（4 903.50 kg/hm2）。所以，同密度条件下，宽窄行种植模式更有利于谷子群体产量的提高。

表2 不同种植方式下春谷子产量及主要农艺性状的多重比较

2.2 密度和行距配置下春播谷子产量及主要农艺性状间相关性分析

从表3可以看出，其中，产量与出谷率、千粒质量和穗数呈极显著正相关，与单穗粒质量呈显著正相关，相关系数分别为0.663，0.860，0.800和0.549，与株高、茎粗、穗长、穗粗和倒伏率呈极显著负相关，相关系数分别为 -0.807，-0.833，-0.781，-0.685和-0.624；千粒质量与茎粗、穗长、穗粗、单穗质量、单穗粒质量和出谷率呈极显著正相关，相关系数分别为 0.907，0.878，0.913，0.676，0.853 和 0.882，与株高呈极显著负相关，相关系数为-0.950；穗质量与穗长和穗粗呈极显著正相关，相关系数分别为0.638和0.753，与茎粗呈显著正相关，相关系数为0.517，与株高呈极显著负相关，相关系数为-0.739；倒伏率与茎粗、穗长、穗粗、单穗质量、单穗粒质量、出谷率和千粒质量呈极显著负相关，相关系数分别为 -0.851，-0.807，-0.944，-0.673，-0.863，-0.911 和-0.868，与株高和穗数呈极显著正相关，相关系数分别为0.880和0.888。

表3 春谷子产量与主要农艺性状间相关性分析

3 结论

要把谷子生产潜力发挥到最大，就要在其生长发育过程中调解好个体与群体之间的矛盾，使群体内部竞争达到最小，这样更有利于对光、温、水、肥等条件的充分利用，形成最佳群体冠层结构，从而达到最优的产量构成。

目前，有关禾本科作物宽窄行配置对产量及相关性状的影响，前人开展了诸多研究，朱元刚等[6]研究表明，在相同密度条件下，适当缩小行距、扩大株距有利于谷子个体生长粗壮，干物质积累量高，有利于提高产量。童有才等[13]研究不同宽窄行及播种密度对产量的影响，结果表明，弘大8号的最佳宽窄行行距和密度组合是：宽行80 cm、窄行40 cm，密度为7.95万株/hm2，产量最高，且不同宽窄行处理的产量差异达极显著水平。他认为在种植密度较大的条件下，实行宽窄行种植可增产。闫川等[14]研究认为，合理加大行距可以使植株形态特征得到改善，使群体中后期的生产优势发挥到最大，从而达到水稻高产的目的，而且行距对植株抗倒伏能力和产量的影响显著，行株距在30 cm×13.3 cm时，植株抗倒伏能力和产量水平最高。赵甘霖等[15]研究高梁宽窄行和等行距栽培条件对产量的影响，结果表明，宽窄行种植模式比等行距平均增产7%～11%，增产达极显著水平；同一密度下，随着宽行的增大，产量呈逐步下降趋势。

产量交互作用的方差分析表明，不同的行距配置和种植密度对春播谷子的产量均存在显著性差异，行距配置和种植密度互作也存在显著性差异，说明合理的行距配置、种植密度对提高春播谷子产量有显著性影响。从不同密度和行距配置下谷子产量及主要农艺性状间的相关性分析结果得出，产量与出谷率、千粒质量和穗数呈极显著正相关，与单穗粒质量呈显著正相关，与株高、茎粗、穗长、穗粗和倒伏率呈极显著负相关。

本研究表明，宽窄行种植（20 cm＋40 cm）条件下，春谷子产量均高于等行距种植（30 cm＋30 cm），在4种密度条件下产量分别提高0.59%，2.74%，4.01%和1.80%，密度在3万株/hm2条件下产量达到最高，为4 903.50 kg/hm2。研究表明，同密度条件下，宽窄行种植模式更有利于谷子群体产量的提高。本研究仅对试验产量进行了考察，宽窄行栽培条件下，增产机制、生长特性等方面有待进一步研究。