黄学芳,黄明镜,刘化涛,赵聪,王娟玲

作物杂志 2018, 34 (4): 106-113. DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2018.04.018

摘要（204）

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在地膜覆盖穴播条件下,选用张杂谷5号为材料,设4.95万、7.50万、15.00万穴/hm ² 3个单位面积穴数水平与1、2、3、4苗/穴4个每穴留苗数水平,共12个密度处理,研究不同降水年型和群体密度对谷子分蘖成穗及产量的影响。结果表明：张杂谷5号产量与群体密度的关系表现为“线性加平台”方式;4.75万~11.97万苗/hm ²范围内,产量随密度增加呈线性方式增加;13.56万~47.25万苗/hm ²很宽的密度范围内,产量对密度的响应表现不敏感,在一个窄幅平台内波动。群体密度相差9.88~10.59倍,张杂谷5号单位面积穗数、穗粒数和千粒重分别相差2.58~3.87倍、2.06~3.00倍、1.03~1.05倍。随群体密度的增加,张杂谷5号每苗分蘖数、每苗成穗数、分蘖成穗率相应减少,密度最高的处理较密度最低的处理,每苗的分蘖数、每苗穗数和分蘖成穗率分别减少2.3~5.2个、2.8~4.9个和37.2~47.7个百分点;群体密度相同时,增加单位面积穴数比增加每穴留苗数能形成更多的分蘖数和穗数。偏丰水年张杂谷5号子粒产量比干旱年高20.3%,原因是单位面积穗数和千粒重的显著增加。偏丰水年,张杂谷5号产量以7.5万穴/hm ²和4苗/穴的组合处理最高,较其他处理高3.9%~27.1%;干旱年,产量以15万穴/hm ²和1苗/穴的组合处理最高,较其他处理高0.1%~30.5%,而7.5万穴/hm ²和4苗/穴的组合处理产量次之。

在地膜覆盖穴播条件下,选用张杂谷5号为材料,设4.95万、7.50万、15.00万穴/hm 2 3个单位面积穴数水平与1、2、3、4苗/穴4个每穴留苗数水平,共12个密度处理,研究不同降水年型和群体密度对谷子分蘖成穗及产量的影响。结果表明：张杂谷5号产量与群体密度的关系表现为“线性加平台”方式;4.75万~11.97万苗/hm 2范围内,产量随密度增加呈线性方式增加;13.56万~47.25万苗/hm 2很宽的密度范围内,产量对密度的响应表现不敏感,在一个窄幅平台内波动。群体密度相差9.88~10.59倍,张杂谷5号单位面积穗数、穗粒数和千粒重分别相差2.58~3.87倍、2.06~3.00倍、1.03~1.05倍。随群体密度的增加,张杂谷5号每苗分蘖数、每苗成穗数、分蘖成穗率相应减少,密度最高的处理较密度最低的处理,每苗的分蘖数、每苗穗数和分蘖成穗率分别减少2.3~5.2个、2.8~4.9个和37.2~47.7个百分点;群体密度相同时,增加单位面积穴数比增加每穴留苗数能形成更多的分蘖数和穗数。偏丰水年张杂谷5号子粒产量比干旱年高20.3%,原因是单位面积穗数和千粒重的显著增加。偏丰水年,张杂谷5号产量以7.5万穴/hm 2和4苗/穴的组合处理最高,较其他处理高3.9%~27.1%;干旱年,产量以15万穴/hm 2和1苗/穴的组合处理最高,较其他处理高0.1%~30.5%,而7.5万穴/hm 2和4苗/穴的组合处理产量次之。

由表5可看出,随群体密度的增加,张杂谷5号每苗分蘖数、每苗成穗数、分蘖成穗率相应减少。干旱年份,群体密度最高的T3S4处理,张杂谷5号每苗的分蘖数、每苗穗数和分蘖成穗率分别为1.2个、1.6个和50.6%;群体密度最低的T1S1处理,每苗的分蘖数、每苗穗数和分蘖成穗率分别为3.5个、4.4个和98.3%,较T3S4处理每苗的分蘖增加2.3个、每苗的穗数增加2.8个、分蘖成穗率增加了47.7个百分点。在偏丰水年,群体密度最高的T3S4处理,张杂谷5号每苗的分蘖数、每苗穗数和分蘖成穗率分别为1.6个、1.8个和46.6%,与干旱年份相比差异不大;群体密度最低的T1S1处理,每苗的分蘖数、穗数分别为6.8、6.7个,与干旱年份相比明显增加;T1S1处理较T3S4处理每苗的分蘖数增加了5.2个、每苗的穗数增加了4.9个,与干旱年份相比每苗的分蘖数和穗数变化更大。可见,群体密度的变化显著影响了张杂谷5号的每苗分蘖数及成穗数。

从表5可以发现,T1S3、T2S2和T3S1处理之间,群体密度基本相同,但单位面积穴数和每穴留苗数的不同造成了各处理间每苗分蘖数和穗数的差异。干旱年,T1S3、T2S2和T3S1处理每苗的分蘖数分别为2.0、2.5、3.1个,T3S1处理与T1S3、T2S2处理之间差异显著,但T1S3、T2S2处理之间差异不显著;T1S3、T2S2和T3S1处理每苗的穗数分别为2.5、2.9、3.5个,同样T3S1处理与T1S3、T2S2处理之间差异也达到了显著水平。偏丰水年,T1S3、T2S2和T3S1处理每苗的分蘖数之间差异达到了显著水平,但3个处理每苗的穗数有差异但不显著。从数据的变化可以看出,群体密度保持不变的情况下,2种降水年型每苗的分蘖数和穗数随单位面积穴数的增多而增加。说明群体密度相同时,可以通过增加单位面积穴数来提高单位面积的分蘖数和穗数。

密度是影响产量的重要因素,合理的种植密度可以发挥出品种的产量潜力,但不同类型的谷子品种其获得稳产或高产的留苗密度及范围大小应有所不同。本试验结果表明,在覆膜穴播条件下,张杂谷5号的产量先随群体密度的增加而增加,但密度达到一定值后,在留苗密度很宽的范围内（13.56万~47.25万苗/hm2）,产量表现出很好的稳定性,而且在2种降水年型,除产量有所差别外,表现形式基本一样,用“线性加平台”方式来描述更合适。张杂谷5号适宜的留苗密度范围远远大于以往多数谷子品种的适宜留苗密度。适宜留苗密度的高低及范围大小,除了和地力、种植方式、播种时期、施肥等因素有关外,主要与品种特性有关。如郭瑞锋等[19]研究认为大同29号适宜种植密度为33.0万~42.0万株/hm2;栾素荣等[20]研究认为常规种谷子适宜留苗密度为37.5万~45.0万株/hm2;刘恩魁等[21]研究指出春播冀谷19适宜留苗密度为52.5万~67.5万株/hm2,冀谷31适宜留苗密度为60.0万~67.5万株/hm2;刘正理等[22]研究指出靠群体夺高产的耐密品种冀谷14号,其适宜留苗密度82.5万~90.0万株/hm2时,而耐密品种豫谷5号适宜留苗密度在67.5万~75.0万株/hm2。一般来说,密度和产量的关系呈二次抛物线形式,适宜的留苗密度范围很窄的情况下,可能更适合用二次曲线模型来模拟,郭瑞锋等[19]的研究表明二次曲线模型是描述大同29号留苗密度与产量之间关系的最优模型。

单位面积穗数、穗粒数和粒重的乘积决定了谷子产量的高低,协调好这三者之间关系,有利于获得较佳产量。适宜的留苗密度范围越大,说明品种的自我协调能力越强,稳产性也越好。本试验认为,覆膜穴播条件下,张杂谷5号适宜留苗密度范围大主要是因为其有分蘖成穗能力强的特点。试验结果表明,在留苗密度相差9.88~10.59倍情况下,张杂谷5号通过分蘖成穗,大大缩小了低留苗密度与高留苗密度处理之间的单位面积穗数,两者之间差异缩小到2.58~3.87倍,弥补了低密度条件下单位面积穗数不足造成的减产。在缩小单位面积穗数差异基础上,张杂谷5号通过协调穗粒数和粒重之间的关系,又进一步提高了自我调节能力。本试验条件下,谷子单位面积穗数与穗粒数高度负相关（r=-0.97）,也与千粒重高度负相关（r=-0.81~-0.91）,单位面积穗数增加,穗粒数和千粒重减少,相反,单位面积穗数减少,穗粒数和千粒重增加,这种自我协调的作用使张杂谷5号在较宽的留苗密度范围内表现出很好的稳产性。可以说,张杂谷5号通过较强的分蘖成穗能力应对群体密度的变化,表现出稳产高产的特点。杨延兵等[23]的研究认为,强分蘖性品种产量水平显著低于弱分蘖性品种,生产上应当重视弱或不分蘖谷子。但韩浩坤等[15]的研究认为张杂谷系列谷子品种在产量上与常规谷子晋谷21有显著差异,增产幅度达32.08%~55.72%,樊修武等[24]的研究也证实了张杂谷5号的产量极显著高于常规谷子晋谷33号。杨艳君等[25]的研究认为杂交谷产量高的主要原因是其在拔节期和灌浆期的光合性能高于常规谷。

谷子地膜覆盖栽培由于具有增温保墒增产增收效果,已成为北方旱农区域谷子生产的一项新技术[26,27],其中覆膜穴播就是一种较好的种植方式,与膜际条播相比增产明显[5],且更容易实现简化栽培[28]。穴播条件下可以通过增加单位面积穴数或增加每穴留苗数来达到适宜的留苗密度,但2种方式对张杂谷5号的分蘖数和单位面积穗数的影响有差异。试验结果表明留苗密度基本一样时,偏丰水年张杂谷5号产量更高,其主要原因是单位面积穗数多,可见保证或提高单位面积的穗数对谷子产量增加非常重要。本试验研究认为,相同留苗密度,增加单位面积穴数方式比增加每穴留苗数方式,单位面积能形成更多的穗数,这是因为增加每穴留苗数较增加单位面积穴数来说加剧了谷子个体之间的竞争,导致谷子分蘖和单位面积穗数的减少。因此从增加单位面积穗数的角度看,应该优先考虑增加单位面积的穴数去实现谷子的稳产和高产,但从生产实际出发,还要考虑栽培的简化性。众所周知,间苗是谷子生产中的实际问题。留苗密度相同时,如果增加单位面积穴数,每穴留苗数就会减少,就需要人工间苗实现技术的种植密度,反之,适当的减少单位面积穴数,每穴留苗数就会增加,就可以实现少间苗甚至不间苗,就可以实现技术的简化栽培,因此覆膜穴播谷子时,应该综合考虑多方面因素去选择单位面积穴数和每穴留苗数组合方式。单从本试验的产量看,张杂谷5号15万穴/hm2、每穴留1苗的穴播方式在干旱年产量最高,但在生产实际中需要人工间苗才能实现;而7.5万穴/hm2、每穴留4苗的穴播方式,不仅在偏丰水年产量最高,而且在干旱年产量与最高产量的处理相当,最主要的是此穴播方式在生产中可以实现少间苗甚至不间苗,容易实现谷子的简化栽培。综合分析认为,7.5万穴/hm2、每穴留4苗是张杂谷5号地膜覆盖栽培较佳的穴播种植方式。