要 为了发掘晋北地区黍子生产潜力,在晋北干旱半干旱生态条件下,研究了不同种植行距（行距25、30、35cm）和不同种植密度（50万、75万、105万、135万、150万株/hm²）组合处理对黍子产量和生长的影响。结果表明：在15组处理中,A₂B₃处理的产量构成因素值均最高,与其他处理间差异明显;黍子各个生长时期群体叶面积指数也以A₂B₃处理组合最高,成熟期A₂B₃处理叶面积指数虽较抽穗期有所降低,但在各处理组合中仍为最高值;成熟期A₃B₂和A₃B₃处理干物质积累总量表现相对较高,分别为13.17和13.18g。通过灰色关联度综合分析,A₂B₃（行距30cm,密度105万株/hm²）、A₃B₃（行距35cm,密度105万株/hm²）、A₂B₂（行距30cm,密度75万株/hm²）3个处理组合最适宜在晋北地区推广。

黍子（Panicum miliaceum L.）是禾本科黍属的一个栽培种,“五谷”之一。黍子在我国粮食生产中虽属小宗作物,却具有明显的地区优势和生产优势。在北方干旱区,从农业到畜牧业,从自然资源利用到发展地方经济,黍子是主要粮食作物,在国民经济中占有一定的地位。同时它具有很高的营养价值和一定的药用价值^[1]。山西是黍子生产的主产区,据统计,2014年山西省黍子种植面积15万hm²,2015年黍子种植面积达到17.5万hm²,到2016年黍子种植面积增加到20万hm^2[2]。近年来,随着人们生活水平的提高,膳食结构的改变,黍子作为小宗杂粮在平衡膳食营养中作用越来越大,消费需求越来越高。但是,由于传统的耕作方式和黍子品种单一、混杂,管理粗放,栽培技术落后,制约着山西糜黍产业的发展。因此,提高黍子产量和品质是亟待解决的重要科学任务,不断探索研究晋北干旱半干旱地区糜黍高产栽培技术措施,创建晋北地区糜黍高产高效种植技术模式,对促进当地糜黍增产和农民增收具有重大意义。

近年来,许多学者在黍子的高产栽培技术方面进行了大量的相关研究^{[3,4,5,6,7,8]},其中杨如达等^[4]种植密度对糜子生长发育及产量影响的研究结果在生产应用中取得了良好的成果。本研究基于晋北干旱半干旱地区的生态条件,开展了不同种植行距（行距25、30、35cm）与不同种植密度（50万、75万、105万、135万、150万株/hm²）对黍子品种产量和品质影响的研究,以期为晋北干旱半干旱地区在种植方式、合理密植及糜黍品种生产潜力的挖掘、创建优化栽培技术等方面提供科学依据。

供试的黍子品种为“晋黍9号”,是晋北地区主栽品种,由山西省农业科学院高寒区作物研究所提供。

试验设于山西省朔州市毛皂乡山西农业科学院高寒区作物研究所试验基地,位于东经112°34′~114°34′,北纬39°03′~40°44′,海拔1 040m,年平均气温7℃~9℃,年降水量45mm左右,无霜期140d左右,地处北方农牧交错区,属大陆性季风气候,农业区划为中温带干旱区。试验基地土壤类型为轻壤偏沙,耕层土壤（0~20cm）有机质含量10.89g/kg,碱解氮含量43.11mg/kg,速效钾含量104.23mg/kg,有效磷含量7.97mg/kg。

试验于2016年6月5日和2017年6月10日分别播种进行。试验按照裂区设计,种植行距为主处理,设置3个水平,即A₁：25cm、A₂：30cm、A₃：35cm,播种密度为副处理,设置5个水平,即B₁：50万株/hm²、B₂：75万株/hm²、B₃：105万株/hm²、B₄：135万株/hm²、B₅：150万株/hm²,随机区组设计（表1）,每组3个重复,共45个小区,小区面积为2.6m×5.0m。播前进行精细耙耱镇压,平整后人工开沟条播,播种深度约2~3cm,株距为10cm。试验期间各小区统一管理,播种前进行灌溉增加底墒,苗期撒施尿素375kg/hm²。于2016、2017年黍子不同生育期进行取样,对各项指标进行测定。

在收获时随机取15株考种,测定其株高、穗长、茎基粗、有效分蘖数;自然风干后,测量穗重、穗粒重、千粒重、单株重,并在收获后对小区进行测产^[4];在不同生育期,分别测定叶面积指数、干物质积累量和产量收获指数等,测定方法参照杨吉顺等^[9]。

将各指标2016和2017年的平均值利用Microsoft Excel 2009和SPSS 22.0软件进行方差分析和灰色关联度分析。

依据灰色关联度理论^[4],将15个处理组合的9个性状视为一个整体,应用灰色关联度分析法进行综合评价,处理组合以X表示,性状以k表示,各处理组合X在性状k处的值构成比较数列X_k,X₀为构建的理想处理组合。基于灰色系统关联度理论的权重决策法,并结合育种和生产实际经验,选用株高、穗长、茎基粗、单穗重、穗粒重、千粒重、叶面积指数、穗干重、子粒产量等9个指标进行权重综合评价,利用公式（1）、（2）、（3）、（4）计算关联系数、等权关联度和加权关联度等^[10]。

(1)

(2)$等权关联度R_{i}=\frac{1}{N}\sum_{k=1}^{N} \xi_{i}(k)$

(3)$权重 W_{i}=\frac{R_{i}}{\sum R_{i}}$

(4)$加权关联度 R_{i}^{l}=\frac{1}{N}\sum_{k=1}^{N} \xi_{i}(k)·W_{i}$

由表2可知,在各处理组合中以A₃B₅处理的株高最高,达到153.69cm,其次为A₂B₅和A₁B₅处理,三者之间差异不显著,但A₃B₅处理与其他处理间差异显著,说明株高受到种植密度影响的作用较大;各处理穗长以A₂B₃处理的值最高,为36.19cm,其次为A₃B₃、A₃B₂和A₁B₃处理,分别为35.49、34.98和34.68cm,4个处理间差异不显著;各处理茎基粗以处理A₂B₃的值最高,为0.81cm;单穗重和穗粒重均以A₂B₃处理的值最高,分别为12.57和10.89g,均与其他处理间差异显著;千粒重以A₂B₃、A₃B₃和A₂B₂等3个处理的值最高,但三者之间差异不显著。

由图1可知,黍子群体叶面积指数从苗期到抽穗期呈直线上升趋势,抽穗期至成熟期其增长趋势变缓,甚至部分处理出现下降趋势。随着生育期的延长,相同时期不同处理组合间叶面积指数差值呈先增加后减小的趋势,最大差值均出现在拔节期至抽穗期,最小差值均出现在抽穗期至成熟期。在苗期以A₂B₃处理的叶面积指数最高,达到6.2;拔节期A₂B₃和A₁B₃处理显著高于其他处理,与苗期相比,增幅分别到达645.5%和593.5%;抽穗期,处理A₂B₃、A₂B₂、A₁B₃和A₃B₃的叶面积指数最高,4个处理间差异不显著,但与其他处理组合间差异显著,与拔节期相比,增幅分别为97.7%、172.4%、90.2%和157.1%;至成熟期,A₂B₃处理的叶面积指数虽较抽穗期有所降低,但在各处理组合中仍为最高值,达到80。

由表3可知,在黍子营养生长期内干物质积累量一直表现为茎>叶,抽穗至成熟的生殖生长期内,子粒干物质积累量迅速增加,干物质积累量表现为穗>茎>叶。黍子苗期干物质积累量较小,其中叶干物质积累量明显低于茎;拔节期茎、叶干物质积累量迅速增加,与苗期相比,茎干物质积累量增加3.02倍以上,叶干物质积累量增加3.18倍以上,其中,A₂B₁处理茎干物质积累量增加最快,是苗期的5.19倍,而A₁B₁处理叶干物质积累量增加最快,是苗期的7.40倍;抽穗期茎、叶干物质积累量继续增加,A₂B₂、A₂B₃处理茎、叶干物质积累量相对较高,茎、叶干物质积累总量分别为4.09和4.05g;成熟期茎、叶、穗干物质积累总量均达到最大值,A₃B₂和A₃B₃处理干物质积累总量相对较高,分别为13.17和13.18g。

由表4可知,2016-2017年,15组不同处理组合的子粒产量和收获指数的变化趋势基本一致。2016年,以A₂B₃处理的子粒产量最高,为3 655.67kg/hm²,与A₁B₂、A₁B₃、A₂B₂、A₃B₂和A₃B₃处理间差异不显著,但与其他处理间差异显著;2016年收获指数在31.95%~50.80%范围内变化,以A₂B₃处理的收获指数最高,为50.80%,A₃B₅处理的收获指数最低,仅为31.95%,二者之间差异显著。2017年也以A₂B₃处理的子粒产量和收获指数值最高,分别为3 812.96kg/hm²和53.39%,其中,A₂B₃处理的收获指数与其他处理间差异显著。

根据灰色关联度理论,将15个处理组合的9个测定指标性状视为一个整体,将这9个指标在2016和2017年的平均值进行灰色关联度分析,关联度值越大,表明该处理组合与最优指标集的相似程度越高,反之则差异越大。本研究中分辨系数ρ取值为0.5。

利用公式（2）计算各处理组合的等权关联度,结果（表5）表明,处理A₂B₃的等权关联度值最大,为0.9127,综合性状最好,为最优处理组合;处理A₁B₅的等权关联度值最小,为0.5218,综合表现最差。通常在各性状指标具有同等重要性的前提下,等权关联度才能直接用于评价各处理组合的优劣,而实际上,各性状特征值的重要性并不相同^[4],因此,本研究进一步利用公式（3）计算出各指标相对应的权重,再通过公式（4）计算各处理组合的加权关联度（表5）。

由表5可见,加权关联分析结果与等权关联分析结果基本一致,即综合表现最好的3个处理组合依次为A₂B₃、A₃B₃、A₂B₂;综合表现最差的3个处理组合依次为A₁B₅、A₂B₅、A₁B₄。

黍子产量是由单位面积的穗数、穗粒数和粒重的乘积构成。单位面积的穗数主要反映群体密度,穗粒数和粒重的乘积为穗粒重,反映群体内个体的发育状态^[11]。构成黍子产量各因素之间具有相互影响、相互制约的作用,只有黍子群体结构趋于合理,使群体与个体发育达到最大限度的统一,黍子才能获得丰产。在相同的生态条件下,以适当的行株距,创建一个能够充分利用光能和地力,获得较高稳产量的群体结构^[12,13,14]。其中,种植行距是协调不同密度条件下个体通风受光条件、营养状况,并最终作用于产量的主要因素之一^[12],合理的行距可扩大光合面积,增加中部冠层的透光率,增大叶面积指数,充分利用不同层次的光资源。本试验结果表明,密度越大植株越高大,主要进行营养生长,而密度降低时,植株将营养分配至生殖生长,子粒产量越大;综合15组处理结果发现,A₂B₃处理的产量构成因素的值均最高,与其他处理间差异明显。

许多学者研究认为,采用适宜的种植方式,可增大群体受光面积,减小植株间的互相遮挡,从而提高群体光合作用^[13],同时宽行距种植方式能降低植物的呼吸消耗^[14],从而更有利于植株地上部的干物质积累。本研究中,黍子群体叶面积指数从苗期到抽穗期呈直线上升趋势,抽穗期至成熟期其增长趋势变缓,甚至部分处理出现下降趋势,综合各个时期的叶面积值可以发现,A₂B₃处理组合的值均最高,成熟期A₂B₃处理的叶面积指数虽较抽穗期有所降低,但在各处理组合中仍为最高值,达到80。成熟期,茎、叶、穗干物质积累总量均达到最大值,A₃B₂和A₃B₃处理干物质积累总量相对较高,分别为13.17和13.18g,可以看出,行距增大有利于干物质的积累,这与其他学者的研究结果^[14,15,16]一致。

要获得高产稳产,就必须使个体、群体和环境协调达到最优化^[15,16,17]。通过合理的行距配置和密度调节,充分发挥黍子个体发育潜力,使黍子群体与个体得到协调发展,提高黍子群体产量。在本试验条件下,A₂B₃（行距30cm,密度105万株/hm²）、A₃B₃（行距35cm,密度105万株/hm²）、A₂B₂（行距30cm,密度75万株/hm²）3个处理组合是最适宜在晋北地区推广的组合模式。