苦荞（Fagopyrum tataricum）属于蓼科（Polygonaceae）荞麦属（Fagopyrum Mill.）一年生双子叶植物[1]。苦荞的籽粒较小，种皮也较厚，其籽粒略微带苦味[2]。Sharma等[3]发现野生苦荞主要分布在西藏东部、四川西部以及云南西北部，因此认为现有的苦荞栽培种也发源于此。苦荞籽粒富含蛋白质、生物类黄酮、纤维素及18种氨基酸等多种成分，是谷类中唯一集“七大营养要素”于一身的作物[4]。苦荞营养丰富又具有药用价值，对糖尿病、高血压和高血脂等病人有辅助治疗作用，具有食药兼用作物特性[5]。近年来，苦荞产品越来越受到人们的喜爱，市场对苦荞的需求日益增大[6-
栽培技术对作物产量及品质的提高有重要影响。播种方式是调控作物生长的重要栽培技术[9-10]；播种方式包括条播、穴播和撒播等，不同的播种方式可以改变作物的群体结构，进而影响其生长发育，最终影响产量及品质，作物最适的播种方式受其遗传特性及栽培环境共同影响[11-12]。苦荞作为一种耐贫瘠作物，对于边角地和斜坡地等地块均具有良好的适应性，通常认为不施肥也可使苦荞正常生长，但不施肥处理的苦荞产量偏低，大大降低了农户种植苦荞的热情。研究[13-14]表明施肥对荞麦生产具有重要的意义，且肥料单施并不利于荞麦产量的增加，应提倡多种肥料复合使用。施肥处理的苦荞产量显著高于不施肥处理[15]，苦荞的产量会随氮、磷和钾肥施用量的增加而呈现先增加后下降的趋势。荞麦在现蕾开花后需要大量的养分，而此时的土壤养分供应能力较低，故应施追肥来补充一定的养分，供荞麦后续的生长[16]。
本研究设计播种方式及肥料运筹互作试验，通过分析互作效应对苦荞产量、籽粒品质和肥料利用率的影响，探明最适合苦荞的播种方式以及与之相匹配的适宜肥料配比，以期充分发挥播种方式及肥料运筹的增产提效作用，为实现产量、品质和肥料利用率在更高水平上的协同提高提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验于2021年2月至2022年6月在重庆市合川区西南大学合川试验基地（30°0′4″ N，106°7′51″ E）进行，该地属亚热带季风气候，海拔204 m，年均气温16~23 ℃，年降水量800 mm。试验地土质为沙壤土，2年土壤养分含量见表1。
表1 试验地土壤基础肥力
Table 1
| 年份 Year | pH | 全氮 Total nitrogen (mg/kg) | 全磷 Total phosphorus (mg/kg) | 全钾 Total potassium (g/kg) | 速效钾 Available potassium (mg/kg) | 速效磷 Available phosphorus (mg/kg) | 碱解氮 Alkaline hydrolyzable nitrogen (mg/kg) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2021 | 7.63 | 632.98 | 485.43 | 1.75 | 165.47 | 53.87 | 60.93 |
| 2022 | 7.85 | 657.22 | 479.55 | 1.86 | 167.35 | 56.45 | 61.76 |
1.2 试验材料
供试材料为酉荞5号，为2020年秋季新收种子，由重庆市荞麦产业体系创新团队提供，适合在重庆市推广种植。
1.3 试验设计
试验采用随机区组试验设计。设置3种播种方式：条播（A1）、穴播（A2）和撒播（A3）；5种施肥模式：基追比1:1（B1）、基追比2:1（B2）、基追比3:1（B3）、只施基肥不施追肥处理（对照，CK1）及不施肥处理（空白对照，CK0）。试验共15个处理，3次重复，分别于2021年2月26日及2022年2月27日播种，基本苗为90万株/hm2，每小区面积为6.67 m2，每小区5行，行长4.00 m，行距0.33 m，区组间隔0.50 m。施用肥料为总养分≥45%的高浓度硫酸钾复合肥（含N 15%、P2O5 15%和K2O 15%），施肥总量为450 kg/hm2。
1.4 测定项目与方法
1.4.1 产量及其构成因素
于成熟期在每个小区取10株长势一致且未倒伏的植株，测定单株粒数、单株粒重及籽粒千粒重；待籽粒70%~80%成熟时按小区单收测产，折合成单位面积产量。
1.4.2 籽粒品质
采用分光光度法[17]测定籽粒芦丁含量。称取0.5 g籽粒粉样放入25 mL消化管中，用0.5 mL纯水浸湿粉样，再加入2.0 g（硫酸钾:硫酸铜=10:1）混合催化剂和10.0 mL浓硫酸，将其摇匀，使用海能SH420F型石墨消解仪（山东）消煮，采用两段式加热，先将温度调到220 ℃加热20 min，再将温度调到420 ℃加热60 min，消煮液变为青绿色即可。待冷却后转移至50 mL容量瓶中，用蒸馏水定容，最后用凯氏定氮仪测定籽粒蛋白质含量。参考汪连爱[18]的方法测定苦荞淀粉含量；采用蒽酮比色法测定总淀粉含量；采用双光束双波长分光光度法测定直链淀粉含量；支链淀粉含量（%）=总淀粉含量（%）-直链淀粉含量（%）。每个处理3次重复。
1.4.3 肥料利用率
苦荞籽粒全氮与籽粒蛋白含量的测定方法一致；参考吴康红[19]的方法测定植株全氮、全磷和全钾，籽粒全磷和全钾的测定方法与植株一致。计算公式：单位面积氮/磷/钾素吸收率=单位面积籽粒产量×籽粒养分含量+单位面积植株干重×植株养分含量；氮/磷/钾肥利用率（%）=（施肥区植株养分吸收量-不施肥区植株养分吸收量）/施肥量×100。
1.5 数据处理
采用Excel 2019进行数据整理及作表，用Origin 2021作图，用SPSS 25.0进行数据统计分析，采用一般线性模型进行分析，采用LSD法检测显著性。
2 结果与分析
2.1 播种方式及肥料运筹对产量及其构成因素的影响
不同播种方式处理下，苦荞产量表现为A2>A1>A3，除2022年各处理的千粒重存在显著差异外，2021和2022年的产量及其构成因素均无显著差异（表2）。由图1可知，A3处理下2022年苦荞的千粒重大于A1和A2处理。不同肥料运筹下苦荞产量及其构成因素均呈极显著差异。2021和2022年的苦荞产量、单株粒数及单株粒重均以B2处理最大，且施追肥的处理均高于CK1处理；而苦荞的千粒重在2021年最大值出现在CK0处理，2022年最大值出现在CK1处理。不同播种方式及肥料运筹互作下苦荞的产量及其构成因素均呈极显著差异；15个处理间在2年试验中产量、单株粒数及单株粒重的最大值均出现在A2×B2处理（1848.27 kg/hm2、379.86粒和7.29 g），而千粒重最大值为20.57 g（A1×CK0处理）。
表2 播种方式及肥料运筹互作对苦荞产量及其构成因素的影响
Table 2
| 年份 Year | 处理 Treatment | 产量 Yield (kg/hm2) | 单株粒数 Grain number per plant | 单株粒重 Grain weight per plant (g) | 千粒重 1000-grain weight (g) |
|---|---|---|---|---|---|
| 2021 | A1×CK0 | 1224.13±3.16h | 243.00±1.15g | 5.08±0.04g | 20.90±0.07a |
| A1×CK1 | 1546.39±4.29ef | 294.33±2.03f | 6.07±0.06e | 20.61±0.24abc | |
| A1×B1 | 1673.99±3.76bc | 323.75±5.55cd | 6.38±0.09cd | 19.71±0.52defg | |
| A1×B2 | 1836.19±1.91a | 363.00±2.89a | 7.00±0.11a | 19.27±0.28fg | |
| A1×B3 | 1652.10±5.63cd | 320.11±5.60cd | 6.59±0.20bc | 20.60±0.05abc | |
| A2×CK0 | 1333.50±3.95g | 256.00±2.89g | 5.44±0.02f | 20.75±0.29ab | |
| A2×CK1 | 1580.15±4.08cde | 297.10±1.76f | 6.17±0.05de | 20.77±0.08ab | |
| A2×B1 | 1754.88±3.48ab | 334.50±4.33bc | 6.69±0.36b | 19.98±0.61cde | |
| A2×B2 | 1841.05±4.67a | 367.33±2.33a | 7.00±0.08a | 19.05±0.03g | |
| A2×B3 | 1783.69±3.62a | 340.83±4.70b | 6.80±0.24ab | 19.94±0.21cdef | |
| A3×CK0 | 1230.18±3.58h | 241.33±1.54g | 4.96±0.02g | 20.54±0.31abc | |
| A3×CK1 | 1523.08±4.38f | 292.33±2.33f | 5.92±0.07e | 20.25±0.25abcd | |
| A3×B1 | 1675.49±1.89bc | 317.50±4.14de | 6.38±0.13cd | 20.12±0.85bcd | |
| A3×B2 | 1837.50±2.12a | 361.30±2.10a | 7.01±0.17a | 19.42±0.31efg | |
| A3×B3 | 1612.50±5.18def | 304.17±1.30ef | 6.14±0.23de | 20.21±0.42abcd | |
| 2022 | A1×CK0 | 1153.79±3.76fg | 232.78±3.48f | 4.71±0.17fg | 20.24±0.44abcd |
| A1×CK1 | 1365.81±4.75cd | 274.45±4.24de | 5.57±0.06cd | 20.32±0.34abcd | |
| A1×B1 | 1433.82±2.21c | 290.00±3.51d | 5.85±0.16c | 20.18±0.31abcd | |
| A1×B2 | 1787.30±1.91ab | 376.72±4.01ab | 7.30±0.16ab | 19.37±0.30efg | |
| A1×B3 | 1679.27±5.33b | 349.67±1.09c | 6.85±0.36b | 19.63±0.63defg | |
| A2×CK0 | 1246.52±5.76ef | 257.17±3.02e | 5.09±0.25ef | 19.78±0.05bcdefg | |
| A2×CK1 | 1434.11±5.49c | 286.11±3.95d | 5.85±0.11c | 20.46±0.26abc | |
| A2×B1 | 1839.62±0.45a | 392.00±4.95a | 7.51±0.36a | 19.15±0.19g | |
| A2×B2 | 1855.49±5.35a | 392.39±2.34a | 7.57±0.32a | 19.31±0.25fg | |
| A2×B3 | 1438.23±3.44c | 300.33±2.08d | 5.87±0.02c | 19.55±0.16defg | |
| A3×CK0 | 1116.06±2.13g | 227.11±5.32f | 4.56±0.18g | 20.08±0.74abcdef | |
| A3×CK1 | 1306.18±3.02de | 258.78±1.47e | 5.33±0.02de | 20.61±0.19a | |
| A3×B1 | 1415.47±6.27cd | 281.33±3.01de | 5.78±0.48cd | 20.52±0.62ab | |
| A3×B2 | 1773.43±6.95ab | 360.17±2.16bc | 7.24±0.05ab | 20.12±0.71abcde | |
| A3×B3 | 1404.40±6.66cd | 290.78±2.78d | 5.73±0.47cd | 19.71±0.12cdefg |
不同小写字母表示在P < 0.05水平差异显著，下同。
Different lowercase letters indicate significant differences at P < 0.05 level, the same below.
图1
图1
播种方式和肥料运筹对苦荞产量及其构成因素的影响
不同小写字母表示在P < 0.05水平差异显著，下同。
Fig.1
Effects of sowing methods and fertilizer managements on the yield and its components of tartary buckwheat
Different lowercase letters indicate significant differences at P < 0.05 level, the same below.
在肥料配比为B1、B2和CK1处理下，苦荞的产量、单株粒数及单株粒重均表现为A2>A1>A3，产量的最大值分别为1797.25、1848.27和1507.13 kg/hm2，较A1和A3下B1处理分别增产15.66%和16.29%，较B2处理分别增产2.02%和2.37%，较CK1处理分别增产3.50%和6.54%。在肥料配比为B3处理下，苦荞的产量、单株粒数及单株粒重呈现A1>A2>A3，产量最大值为1665.69 kg/hm2，较A1和A3分别增产3.40%和10.42%。在A1处理下，苦荞的产量、单株粒数及单株粒重均表现为B2>B3>B1>CK1>CK0；而在A2和A3处理下，均表现为B2>B1>B3>CK1>CK0，3种播种方式施追肥处理下的产量、单株粒数和千粒重均显著高于CK1处理，且施肥处理下的产量均高于CK0处理。在肥料配比为B1和B2处理下，苦荞的千粒重均表现为A3>A1>A2，B3处理表现为A1>A3>A2，CK1处理表现为A2>A1>A3。在A1和A2处理下，苦荞的千粒重均呈现CK1>B3>B1>B2，而在A3处理下呈现CK1>B1>B3>B2。
综上，A2及追肥处理主要通过提高苦荞的单株粒数来提高产量，且B2处理对产量的提高效果最为显著。
2.2 播种方式及肥料运筹对籽粒品质的影响
除2022年的直链淀粉含量外，不同播种方式下苦荞籽粒品质均无显著差异，2022年的直链淀粉含量最大值为14.40%，出现在A2处理（表3）。在不同肥料运筹处理下，除2021年籽粒芦丁含量无显著差异及2022年芦丁含量呈显著差异外，其他指标均呈极显著差异。2022年籽粒芦丁含量最大值为1.046 mg/g（B1）；籽粒蛋白质及直链淀粉含量最大值分别为9.91%和14.75%，均出现在B2处理；籽粒总淀粉含量最大值为68.48%（B1），而支链淀粉含量最大值为54.03%（CK1）。不同播种方式及肥料运筹互作下，苦荞籽粒品质除了芦丁含量无显著差异外，其他指标均呈极显著差异。苦荞籽粒蛋白质含量及直链淀粉含量最大值分别为10.06%和14.88%，均出现在A1×B2处理；而苦荞籽粒总淀粉含量及支链淀粉含量最大值分别为72.07%和58.54%，均出现在A3×CK1处理（表4）。
表3 不同处理对苦荞籽粒品质的影响
Table 3
| 处理 Treatment | 芦丁含量 Rutin content (mg/g) | 蛋白质含量 Protein content (%) | 总淀粉含量 Total starch content (%) | 直链淀粉含量 Amylose content (%) | 支链淀粉含量 Amylopectin content (%) | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2021 | 2022 | 2021 | 2022 | 2021 | 2022 | 2021 | 2022 | 2021 | 2022 | |||||
| A1 | 0.99a | 1.02a | 9.17a | 9.68a | 64.10b | 63.64a | 14.33a | 13.87ab | 49.31a | 49.77a | ||||
| A2 | 1.01a | 1.02a | 9.23a | 9.45a | 63.49b | 62.94a | 14.23a | 14.40a | 48.71a | 48.53a | ||||
| A3 | 0.99a | 1.02a | 9.00a | 9.25a | 68.61a | 64.87a | 14.29a | 13.69b | 50.58a | 51.18a | ||||
| CK0 | 0.98a | 0.98b | 8.23d | 8.54c | 57.15b | 52.40b | 14.00bc | 13.24c | 38.63b | 39.16b | ||||
| CK1 | 0.99a | 1.00ab | 9.01c | 9.01b | 67.73a | 67.98a | 13.84c | 13.84bc | 53.91a | 54.14a | ||||
| B1 | 1.00a | 1.05a | 9.41b | 9.88a | 69.46a | 67.49a | 14.41ab | 14.12ab | 53.08a | 53.37a | ||||
| B2 | 1.01a | 1.02ab | 9.73a | 10.08a | 66.20a | 66.17a | 14.76a | 14.73a | 51.41a | 51.44a | ||||
| B3 | 0.98a | 1.01ab | 9.28b | 9.80a | 66.46a | 65.03a | 14.40ab | 13.99b | 50.62a | 51.03a | ||||
| A | ns | ns | ns | ns | ns | ns | ns | * | ns | ns | ||||
| B | ns | * | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ||||
| A×B | ns | ns | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ||||
“*”和“**”分别表示在P < 0.05和P < 0.01水平差异显著，“ns”表示无显著差异。
“*”and“**”indicate significant differences at P < 0.05 and P < 0.01 levels, respectively,“ns”indicates no significant difference.
表4 播种方式与肥料运筹互作对苦荞籽粒品质的影响
Table 4
| 年份 Year | 处理 Treatment | 芦丁含量 Rutin content (mg/g) | 蛋白质含量 Protein content (%) | 总淀粉含量 Total starch content (%) | 直链淀粉含量 Amylose content (%) | 支链淀粉含量 Amylopectin content (%) | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2021 | A1×CK0 | 0.97±0.01ab | 8.22±0.12f | 50.60±2.28d | 13.93±0.71b | 35.72±1.35g | |||||
| A1×CK1 | 0.99±0.01ab | 9.13±0.35cde | 66.28±1.30abc | 14.14±0.49ab | 51.92±2.58bcd | ||||||
| A1×B1 | 0.99±0.04ab | 9.43±0.39bcd | 71.61±0.25a | 14.23±0.13ab | 55.41±0.73ab | ||||||
| A1×B2 | 1.01±0.04ab | 9.71±0.06ab | 63.58±0.84bc | 14.94±0.17a | 48.26±3.85d | ||||||
| A1×B3 | 0.99±0.01ab | 9.36±0.04bcd | 68.45±2.74abc | 14.40±0.19ab | 55.23±1.83ab | ||||||
| A2×CK0 | 1.00±0.02ab | 8.35±0.30f | 55.25±0.50d | 13.69±0.55b | 40.47±0.68ef | ||||||
| A2×CK1 | 1.01±0.06ab | 9.00±0.04de | 65.18±1.25abc | 14.05±0.56ab | 51.41±0.83bcd | ||||||
| A2×B1 | 1.02±0.05ab | 9.54±0.05bc | 69.80±1.63ab | 14.43±0.34ab | 54.36±2.33ab | ||||||
| A2×B2 | 1.05±0.06a | 9.95±0.28a | 64.93±1.97bc | 14.41±0.56ab | 53.15±4.03bc | ||||||
| A2×B3 | 0.94±0.11b | 9.32±0.41bcde | 62.28±1.94c | 14.56±0.78ab | 44.15±0.48e | ||||||
| A3×CK0 | 0.99±0.06ab | 8.13±0.14f | 65.61±2.45abc | 13.68±0.56b | 39.71±0.35fg | ||||||
| A3×CK1 | 0.97±0.01ab | 8.89±0.16e | 71.72±0.29a | 14.02±0.6ab | 58.41±2.78a | ||||||
| A3×B1 | 0.99±0.03ab | 9.26±0.06cde | 66.96±0.86abc | 14.57±0.42ab | 49.46±2.13cd | ||||||
| A3×B2 | 0.98±0.02ab | 9.53±0.12bc | 70.08±3.62ab | 14.93±0.39a | 52.81±2.64bcd | ||||||
| A3×B3 | 1.01±0.03ab | 9.16±0.36cde | 68.66±3.04abc | 14.26±0.34ab | 52.49±4.36bcd | ||||||
| 2022 | A1×CK0 | 0.98±0.01bcd | 8.92±0.81efg | 49.65±0.40g | 13.06±0.42d | 36.60±1.11f | |||||
| A1×CK1 | 1.05±0.07abc | 9.26±0.40cde | 66.07±0.38bcd | 13.81±0.75bcd | 52.25±3.02bcd | ||||||
| A1×B1 | 1.05±0.02ab | 9.74±0.04bcd | 69.64±2.27ab | 13.97±0.93abcd | 55.67±0.83ab | ||||||
| A1×B2 | 0.99±0.03abcd | 10.45±0.04a | 63.20±1.11d | 14.81±0.42ab | 48.39±3.74d | ||||||
| A1×B3 | 1.02±0.04abcd | 10.05±0.58ab | 69.63±1.49ab | 13.71±0.22bcd | 55.92±1.71ab | ||||||
| A2×CK0 | 1.00±0.04abcd | 8.26±0.13g | 54.15±0.09f | 13.36±1.19cd | 40.80±1.34ef | ||||||
| A2×CK1 | 0.99±0.04abcd | 9.06±0.14def | 65.46±1.15bcd | 13.97±0.13abcd | 51.49±1.02bcd | ||||||
| A2×B1 | 1.06±0.03a | 10.10±0.07ab | 68.80±2.00ab | 15.02±0.80a | 53.78±2.05bc | ||||||
| A2×B2 | 1.03±0.06abcd | 10.15±0.40ab | 67.56±0.32bcd | 14.96±0.24a | 52.60±3.35bcd | ||||||
| A2×B3 | 1.00±0.04abcd | 9.69±0.32bcd | 58.71±0.55e | 14.71±0.22ab | 44.00±0.77e | ||||||
| A3×CK0 | 0.97±0.02cd | 8.45±0.32fg | 53.38±0.12fg | 13.31±0.01d | 40.08±0.21ef | ||||||
| A3×CK1 | 0.97±0.02d | 8.72±0.58efg | 72.42±1.35a | 13.75±0.23bcd | 58.67±2.39a | ||||||
| A3×B1 | 1.02±0.05abcd | 9.79±0.13abc | 64.03±1.30cd | 13.38±0.07cd | 50.66±2.4cd | ||||||
| A3×B2 | 1.04±0.05abc | 9.63±0.27bcd | 67.75±2.71bc | 14.43±0.31abc | 53.31±2.56bc | ||||||
| A3×B3 | 1.02±0.03abcd | 9.68±0.26bcd | 66.75±1.44bcd | 13.56±0.85cd | 53.19±5.09bc | ||||||
B1处理的籽粒蛋白质及直链淀粉含量最大值均出现在A2处理，分别为9.82%和14.73%，而总淀粉和支链淀粉含量最大值分别为70.63%和55.54%，均出现在A1处理。B2处理下籽粒蛋白质含量和直链淀粉含量的最大值均出现在A1处理，分别为10.06%和14.88%；而总淀粉和支链淀粉含量的最大值分别为68.92%和53.06%，均出现在A3处理。B3处理的籽粒蛋白质、总淀粉和支链淀粉含量最大值分别为9.68%、69.04%和55.58%，均出现在A1处理，而直链淀粉含量最大值为14.64%（A2处理）。CK1处理的籽粒蛋白质含量最大值为9.20%（A1处理），直链淀粉含量最大值为14.01%（A2处理）；而总淀粉和支链淀粉含量最大值分别为72.07%和58.54%，均出现在A3处理。
播种方式相同的条件下，施肥处理的籽粒品质均高于CK0处理。在A1处理下，籽粒蛋白质含量及直链淀粉含量的最大值均出现在B2处理，而总淀粉含量的最大值出现在B1处理，支链淀粉含量最大值出现在B3处理。在A2处理下，籽粒蛋白质含量最大值出现在B2处理，而总淀粉、直链淀粉及支链淀粉含量最大值均出现在B1处理。在A3处理下，苦荞籽粒蛋白质及直链淀粉含量最大值均出现在B2处理，而总淀粉和支链淀粉含量最大值均出现在CK1处理。
综上，不同播种方式下苦荞籽粒品质的无显著差异；施追肥可以显著提高苦荞的蛋白质及直链淀粉含量，且相较于CK0处理，施肥处理下的苦荞籽粒品质均有显著提高。
2.3 播种方式及肥料运筹对肥料利用率的影响
图2
图2
播种方式和肥料运筹对苦荞氮、磷、钾吸收率的影响
Fig.2
Effects of sowing methods and fertilizer managements on the fertilizer absorption rate of tartary buckwheat
表5 播种方式和肥料运筹互作对苦荞氮、磷、钾素吸收率的影响
Table 5
| 处理 Treatment | 氮素吸收率Nitrogen absorption rate | 磷素吸收率Phosphorus absorption rate | 钾素吸收率Potassium absorption rate | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2021 | 2022 | 2021 | 2022 | 2021 | 2022 | |||
| A1×CK0 | 23.11±0.15h | 21.32±0.98g | 7.47±0.37e | 5.91±0.13h | 25.99±0.47f | 16.41±0.32h | ||
| A1×CK1 | 32.78±0.33f | 25.88±0.79e | 11.03±0.19c | 9.26±0.43f | 29.61±0.49de | 20.14±0.78g | ||
| A1×B1 | 34.74±1.08de | 28.95±0.61c | 12.60±0.46b | 10.71±0.59e | 30.87±1.60bcd | 23.32±0.72cd | ||
| A1×B2 | 40.54±0.27ab | 37.64±0.45a | 15.35±0.15a | 14.97±0.33ab | 33.08±1.21a | 26.19±0.48a | ||
| A1×B3 | 35.64±0.67d | 33.63±0.91b | 12.74±0.36b | 13.15±0.78c | 31.35±0.99abcd | 23.94±1.93bc | ||
| A2×CK0 | 24.46±0.66h | 20.54±0.52g | 8.84±0.66d | 6.98±0.46g | 24.97±0.42f | 16.16±0.76h | ||
| A2×CK1 | 29.75±0.56g | 26.42±0.20de | 11.12±0.35c | 9.27±0.33f | 26.67±0.99f | 21.38±0.48efg | ||
| A2×B1 | 37.64±0.84c | 35.43±1.03b | 12.71±0.54b | 13.19±0.78c | 29.52±0.32de | 23.84±1.67bc | ||
| A2×B2 | 42.10±0.40a | 38.25±0.97a | 14.62±0.74a | 15.34±0.74a | 31.58±0.34abc | 26.51±1.26a | ||
| A2×B3 | 38.75±1.19bc | 29.94±0.55c | 13.26±0.41b | 11.66±0.08d | 29.64±1.35de | 23.48±0.84cd | ||
| A3×CK0 | 24.42±0.35h | 19.94±0.64g | 7.95±0.57e | 6.50±0.18gh | 26.15±0.36f | 16.43±0.67h | ||
| A3×CK1 | 29.98±0.11g | 23.84±0.70f | 10.67±0.17c | 8.82±0.24f | 28.88±0.26e | 20.69±0.65fg | ||
| A3×B1 | 33.17±0.29ef | 28.29±0.48cd | 12.59±0.29b | 10.53±0.51e | 32.65±2.14ab | 22.10±0.46def | ||
| A3×B2 | 39.70±0.76b | 34.07±0.14b | 15.16±0.23a | 14.23±0.14ab | 32.54±0.35ab | 25.30±0.20ab | ||
| A3×B3 | 35.07±0.53de | 29.08±0.60c | 12.60±0.44b | 11.22±0.76de | 30.42±1.57cde | 22.98±0.58cde | ||
在相同肥料运筹时，B1和B2处理下的氮素吸收率表现为A2>A1>A3，最大值分别为40.18%和36.54%；B3和CK1处理的氮素吸收率表现为A1>A2>A3，最大值分别为34.64%和29.33%；B1和CK1处理的磷素吸收率表现为A2>A1>A3，最大值分别为12.95%和10.20%；B2和B3处理的磷素吸收率表现为A1>A2>A3，最大值分别为15.16%和12.95%。B1处理的钾素吸收率表现为A2>A1>A3，最大值为27.38%。B2处理的钾素吸收率表现为A1>A2>A3，最大值为29.64%。B3和CK1处理的钾素吸收率表现为A1>A3>A2，最大值分别为27.65%和24.88%。在相同播种方式时，施追肥处理的氮、磷和钾吸收率均显著高于CK1处理。在A1处理下，氮素、磷素及钾素吸收率均呈B2>B3>B1>CK1。在A2处理下，氮素、磷素及钾素吸收率均呈B2>B1>B3>CK1。在A3处理下，氮素和磷素吸收率均呈B2>B3>B1>CK1，而钾素吸收率为B2>B1>B3>CK1。
综上，A1和A2处理下苦荞的氮、磷和钾吸收率均高于A3处理，但差异不显著；不同肥料运筹处理对吸收率存在极显著影响，施肥处理的吸收率均高于CK0处理，B2处理最高。
表6 播种方式和肥料运筹互作对苦荞肥料利用率的影响
Table 6
| 处理 Treatment | 氮肥利用率 Nitrogen fertilizer utilization rate | 磷肥利用率 Phosphorus fertilizer utilization rate | 钾肥利用率 Potassium fertilizer utilization rate | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2021 | 2022 | 2021 | 2022 | 2021 | 2022 | |||
| A1×CK1 | 21.48±0.73fg | 10.12±1.75g | 7.91±0.42f | 7.45±0.95f | 6.69±0.91def | 8.29±1.74g | ||
| A1×B1 | 25.84±2.39def | 16.94±1.36ef | 11.40±1.02bcd | 10.68±1.30e | 9.03±2.97bcde | 15.35±1.60cde | ||
| A1×B2 | 38.72±0.60a | 36.25±0.99ab | 17.51±0.32a | 20.14±0.74a | 13.13±2.24a | 21.74±1.07a | ||
| A1×B3 | 27.83±1.48cde | 27.35±2.01c | 11.72±0.80bc | 16.09±1.72c | 9.91±1.84abcd | 16.74±4.29bc | ||
| A2×CK1 | 11.76±1.24h | 13.06±0.44fg | 5.06±0.77g | 5.09±0.73g | 3.15±1.83f | 11.60±1.08efg | ||
| A2×B1 | 29.30±1.85cd | 33.09±2.28b | 8.60±1.19ef | 13.80±1.73d | 8.42±0.59bcde | 17.07±3.72bc | ||
| A2×B2 | 39.21±0.89a | 39.34±2.15a | 12.83±1.64b | 18.58±1.64ab | 12.25±0.64ab | 22.99±2.80a | ||
| A2×B3 | 31.76±2.65bc | 20.88±1.22de | 9.81±0.91de | 10.40±0.18e | 8.65±2.50bcde | 16.26±1.88bcd | ||
| A3×CK1 | 12.36±0.25h | 10.16±1.56g | 6.06±0.38g | 5.17±0.54g | 5.05±0.49ef | 9.46±1.45fg | ||
| A3×B1 | 19.46±0.66g | 20.05±1.06de | 10.32±0.65cd | 8.96±1.13ef | 12.03±3.97ab | 12.59±1.03def | ||
| A3×B2 | 33.96±1.67b | 32.91±0.30b | 16.04±0.51a | 17.19±0.32bc | 11.83±0.65abc | 19.71±0.44ab | ||
| A3×B3 | 23.66±1.18efg | 21.81±1.34d | 10.34±0.97cd | 10.48±1.70e | 7.90±2.90cde | 14.55±1.29cde | ||
图3
图3
播种方式和肥料运筹对苦荞肥料利用率的影响
Fig.3
Effects of sowing methods and fertilizer managements on fertilizer utilization efficiency of tartary buckwheat
在相同肥料运筹下，B1和B2处理的氮肥利用率为A2>A1>A3，最大值分别为31.20%和39.28%。B3和CK1处理的氮肥利用率为A1>A2>A3，最大值分别为27.59%和15.80%。B1处理的磷肥利用率为A2>A1>A3，最大值为11.20%。B2、B3和CK1处理的磷肥利用率为A1>A3>A2，最大值分别为18.83%、13.91%和7.68%。B1处理的钾肥利用率为A2>A3>A1，最大值为12.75%。B2处理的钾肥利用率为A2>A1>A3，最大值为17.62%。B3和CK1处理的钾肥利用率为A1>A2>A3，最大值分别为13.33%和7.49%。在A1处理下，氮、磷和钾肥利用率均呈现B2>B3>B1>CK1。在A2处理下，氮、磷和钾肥利用率均呈现B2>B1>B3>CK1。在A3处理下，氮肥和磷肥利用率均呈现B2>B3>B1>CK1，而钾肥利用率为B2>B1>B3>CK1。
综上，不同播种方式处理下，氮肥和钾肥利用率均表现为A1和A2处理略高于A3处理；施追肥处理下的肥料利用率均显著高于CK1处理，说明施追肥对提高苦荞肥料利用率的效果显著。
3 讨论
3.1 播种方式及肥料运筹对产量的影响
苦荞产量受单株粒数、单株粒重及千粒重的影响。本研究中A2处理下苦荞的产量最高，这与吴邦谟[20]研究播种方式和氮肥追施对冬小麦生育特性、产量及品质影响的结果一致。杨军学等[21]研究播种方式及密度互作对糜子群体冠层和产量的影响，发现穴播较传统条播能够形成更加优质的冠层结构，从而提高产量。周传猛等[22]研究播种方式对水稻的影响，发现播种方式会影响有效穗数等产量构成因素，从而影响产量。本研究表明，A2处理改善了苦荞的群体结构，保证了干物质的转运量，同时也保证了成熟期干物质的积累，从而提高了产量。段玉婷等[23]研究表明合理的肥料运筹能够提高水稻的结实率，从而提高单株粒数以达到高产。刘博等[24]发现适量增施磷肥可缓解大豆苗期弱光胁迫对磷素与干物质积累的影响，促进产量增加。本研究结果显示，3种基追肥配比能够促进苦荞籽粒灌浆，从而提高籽粒的单株粒数和单株粒重，以达到高产；且A2×B2处理下的增产效果最明显，2021年产量达到1837.50 kg/hm2，2022年产量达到1855.49 kg/hm2，表明A2较A1和A3处理更适合苦荞的生长。但是人工穴播在田间实际操作中较条播更难实施，耗费的人力较大，因此在荞麦播种中常选择条播。
3.2 播种方式及肥料运筹对籽粒品质影响
随着生活水平的提高，人们对各方面的品质要求也在提高，籽粒品质逐步成为当代研究的热点。苦荞的品质主要看其籽粒芦丁、蛋白质和淀粉含量。前人[10,25]研究发现播种方式会影响小麦籽粒蛋白质含量，且对冬小麦穴播处理较宽幅播和条播更利于籽粒中蛋白质的积累；董飞等[26]研究表明，播种方式对冬小麦籽粒蛋白质含量表现为条播>撒播。本研究结果表明，播种方式对苦荞籽粒蛋白质含量的影响不显著，且A2相较于A3处理其籽粒蛋白质含量较高，这与祁皓天等[10]和董飞等[26]的结果一致。总淀粉包含直链淀粉和支链淀粉，播种方式对其的影响可能存在差异。朱新开等[27]研究表明，不同播种方式处理下小麦籽粒直链淀粉含量为稻田撒播处理最大，而支链淀粉和总淀粉含量最大值在稻田套播处理。本研究表明，在不同播种方式处理下，总淀粉、直链和支链淀粉含量均无显著差异，这一结果与祁皓天等[10]的结果一致。本研究发现，苦荞籽粒的总淀粉含量及支链淀粉含量最大值均出现在A3处理，而直链淀粉含量的最大值出现在A1和A2处理，这与朱新开等[27]的研究结果相反，可能是因为供试材料或种植条件差异，小麦在稻田下生长与本试验地的土质不同，需要进一步研究。
3.3 播种方式及肥料运筹对肥料利用率的影响
肥料利用率是指当季作物吸收营养元素的数量与施肥营养元素总量的百分比。影响肥料利用率的因素很多，常见的有施肥种类、施肥量、施肥时期、土壤性质、种植密度和耕作方式等[31-
4 结论
在相同施肥条件下，A2处理的苦荞产量最高（1610.72 kg/hm2），分别比A1和A3处理增产4.91%和8.14%。在相同播种方式条件下，B2处理的产量最高（1821.83 kg/hm2），比CK1处理增产24.84%，且各施追肥处理的产量均显著高于CK1处理；播种方式及肥料运筹均是通过影响单株粒数增产。不同播种方式对籽粒品质的影响无显著差异，但肥料运筹处理可显著影响籽粒品质，且施肥处理的籽粒品质显著高于CK0处理。A2处理的肥料利用率略高于A1和A3处理，肥料运筹处理对肥料利用率存在极显著影响，以B2处理的苦荞肥料利用率最高。
参考文献
Buckwheat germplasm in the world
中国荞麦属植物分类学的修订
DOI:10.13430/j.cnki.jpgr.20181210001
[本文引用: 1]
荞麦是一种蓼科(Polygonaceae family)荞麦属(Fagopyrum Mill)的古老作物，在全世界，尤其是东亚及东欧地区广泛种植。数千年以来，荞麦都是中国凉山等高海拔地区的主要粮食作物，其营养丰富，其中富含的芦丁等生物活性成分还具有抗氧化、抗肿瘤的功效。荞麦的栽培种甜荞和苦荞已经被广泛传播，但野生荞麦却只在特定区域分布。中国西南地区，包括四川，云南，贵州各省以及西藏自治区，是公认的世界荞麦属植物的起源中心，分布中心和多样化中心，荞麦种质资源非常丰富。目前已有文献报导的荞麦属植物超过 20 种，他们中的绝大多数已在中国西南地区被发现，该地区的地理环境非常复杂，孕育了极具多样性的野生荞麦资源。但截至目前，这些已报导的种还没有经过科学的归类，同种异名的现象比较严重，本研究团队从 2004 年至今，在中国西南地区进行了多年多次的野外考察和标本采集工作，并在室内进行花和果实的解剖观察，获得了大量的荞麦属植物分类学数据。基于这些数据和荞麦染色体数量分析，经馆藏标本和模式照片的对比，并综合国内外相关文献，本文对中国荞麦属植物进行了分类学修订，将产自中国的荞麦属28 个种归并为21个：即将Fagopyrum megaspartaniumQ. F. Chen，F. pilus Q. F. Chen 并入 F. cymosum (Trrev)Meisn 作为异名；F. pleioramosum Ohnishi，F. wenchuanense J.R.Shao 并入F. caudatum (Samuelsson) A. J. Li 作为异名；F. callianthum Ohnishi 并入 F.qiangcai D.Q.Ba 作为异名；F. zuogongense Q.F.Chen 并入 F. homotropicum Ohnishi 作为异名；F. longzhoushanense J.R.Shao 并入 F. pugense T.Yu 作为异名。重新制定了 21 个种的分种检索表。本文将有助于重新认识荞麦属植物的进化地位，并为后续进一步探究属中各个种的亲缘关系奠定了基础。
Microbial community structure and diversity as indicators for evaluating soil quality
Fractionation and characterization of tartary buckwheat flour proteins
DOI:10.1016/j.foodchem.2005.05.055 URL [本文引用: 1]
Progress of research on buckwheat forage and its application in the livestock and poultry industries
Effects of yeast polysaccharide on growth and flavonoid accumulation in Fagopyrum tataricum sprout cultures
DOI:10.3390/molecules171011335
URL
The purpose of this study was to investigate the effects of yeast polysaccharide (YPS) on growth and flavonoid accumulation in sprout cultures of Fagopyrum tataricum (tartary buckwheat). Without obvious change in the appearance of the sprouts, the exogenous YPS notably stimulated the production of functional metabolites in F. tataricum sprouts, and the stimulation effect was concentration-dependent. With 400 mg/L of YPS applied to the sprout cultures on day 6, the total rutin and quercentin content was effectively increased to 42.8 mg/gdw, or about 1.4-fold in comparison with the control of 31.2 mg/gdw. Feeding with 800 mg/L of YPS on day 9, the sprouts biomass was increased by about 8% compared to the control culture (0.99 gdw/100 sprouts versus 0.92 gdw/100 sprouts). Moreover, the present study revealed that the accumulation of these bioactive metabolites resulted from the stimulation of the phenylpropanoid pathway by YPS treatment. It could be an effective strategy for improving the functional quality of the F. tataricum sprouts provided with YPS.
Evaluation and utilization of nutrient function components in tartary buckwheat rice and tartary buckwheat powder processing
肥料运筹对双季杂交稻干物质积累及产量形成的影响
Hardness of winter wheat grown under widely different climatic conditions
Genotype and environment effects on quality characteristics of hard red winter wheat
Chemistry of gluten proteins
DOI:10.1016/j.fm.2006.07.004
PMID:17008153
[本文引用: 2]
Gluten proteins play a key role in determining the unique baking quality of wheat by conferring water absorption capacity, cohesivity, viscosity and elasticity on dough. Gluten proteins can be divided into two main fractions according to their solubility in aqueous alcohols: the soluble gliadins and the insoluble glutenins. Both fractions consist of numerous, partially closely related protein components characterized by high glutamine and proline contents. Gliadins are mainly monomeric proteins with molecular weights (MWs) around 28,000-55,000 and can be classified according to their different primary structures into the alpha/beta-, gamma- and omega-type. Disulphide bonds are either absent or present as intrachain crosslinks. The glutenin fraction comprises aggregated proteins linked by interchain disulphide bonds; they have a varying size ranging from about 500,000 to more than 10 million. After reduction of disulphide bonds, the resulting glutenin subunits show a solubility in aqueous alcohols similar to gliadins. Based on primary structure, glutenin subunits have been divided into the high-molecular-weight (HMW) subunits (MW=67,000-88,000) and low-molecular-weight (LMW) subunits (MW=32,000-35,000). Each gluten protein type consists or two or three different structural domains; one of them contains unique repetitive sequences rich in glutamine and proline. Native glutenins are composed of a backbone formed by HMW subunit polymers and of LMW subunit polymers branched off from HMW subunits. Non-covalent bonds such as hydrogen bonds, ionic bonds and hydrophobic bonds are important for the aggregation of gliadins and glutenins and implicate structure and physical properties of dough.
不同播期冬小麦氮素出籽效率与氮素利用及转运的相关性
DOI:10.13287/j.1001-9332.201904.005
[本文引用: 1]
为探讨不同播期冬小麦氮素出籽效率与氮素利用及转运的关系,在2014—2016年2个生长季,比较了不同播期(S<sub>1</sub>:9月24日;S<sub>2</sub>:10月1日;S<sub>3</sub>:10月8日;S<sub>4</sub>:10月15日;S<sub>5</sub>:10月22日)冬小麦氮素出籽效率、氮素利用和转运的差异及相互间的关系.结果表明: 籽粒产量和单位面积粒数在不同播期处理间未发生显著差异.推迟播期降低了地上部氮素积累量和穗部氮素积累量,从而降低了氮素吸收效率,但明显提高了氮素利用效率和氮素出籽效率.氮素出籽效率与氮素利用效率呈正相关,而与氮素吸收效率呈负相关,与氮素利用率无显著相关关系.氮素营养指数随播期推迟趋于最佳状态,与氮素出籽效率的改善展现出同步性.推迟播期显著降低了花前营养器官氮素转移量和花后氮素积累量,但明显改善了花前营养器官氮素转运效率.氮素出籽效率与氮素转运效率之间存在正相关关系,说明氮素转运效率的改善一定程度上有利于穗部氮素生产籽粒能力的提升.综合来看,适当推迟播期减少了氮素吸收,但提高了氮素利用效率和氮素出籽效率,改善了氮素供应状态.研究结果为本地区冬小麦生产中氮素减施增效的实施提供了理论依据.
Delayed sowing can increase lodging resistance while maintaining grain yield and nitrogen use efficiency in winter wheat
DOI:10.1016/j.cj.2017.05.003 URL
Modeling the effects of irrigation management scenarios on winter wheat yield and water use indicators in response to climate variations and water delivery systems
宽幅播种对强筋小麦籽粒产量、品质和氮素吸收利用的影响
DOI:10.3724/SP.J.1006.2022.11012
[本文引用: 2]
宽幅播种与适宜种植密度合理组配能够提高小麦籽粒产量和氮素利用率。然而, 在协同改善产量和氮素利用率的同时, 宽幅播种对籽粒品质有何影响未见报道。本研究于2018—2019和2019—2020连续2个生长季, 选用藁优5766、济麦44、泰山27、洲元9369等4个强筋小麦品种, 设置宽幅播种和常规条播2种播种方式, 研究了宽幅播种对强筋小麦籽粒产量、品质和氮素吸收利用的影响。结果表明, 宽幅播种条件下, 主要得益于单位面积穗数的增加, 4个强筋小麦品种的单位面积粒数平均增加13.16%, 籽粒产量相应提高13.39%。与此同时, 宽幅播种强化了整个生育期特别是花后氮素的吸收, 整个生育期小麦植株氮素积累量平均增幅为10.29%, 花后氮素吸收量平均增幅为36.83%, 进而提高了氮素吸收效率和氮素利用率, 平均增幅分别为12.73%、13.39%。整个生育期特别是花后氮素吸收的增加, 保障了籽粒氮素供应, 提高了单位面积籽粒氮积累量, 且其提高幅度(平均增幅为13.38%)与单位面积粒数(平均增幅为13.16%)和籽粒产量(平均增幅为13.39%)的提高幅度相近, 籽粒单粒含氮量和蛋白质含量得以保持不变, 籽粒蛋白质构成和籽粒品质保持稳定。综上所述, 宽幅播种在提高强筋小麦籽粒产量和氮素利用率的同时, 能够通过优化产量形成过程与氮素吸收转运过程的耦合匹配, 保持良好的籽粒品质。
宽幅播种对冬小麦‘泰农18’产量和氮素利用率的影响
DOI:10.13287/j.1001-9332.201808.027
[本文引用: 1]
为阐明小麦宽幅播种的增产增效效应,于2015—2016年小麦生育季在泰安、兖州试验点分别采用宽幅播种和常规条播两种播种方式,研究了播种方式对冬小麦‘泰农18’产量和氮素吸收利用的影响.结果表明: 播种方式、试验点及两者的互作效应显著影响冬小麦产量、氮素利用率及其相关指标.在两试验点,相对于常规条播,宽幅播种均可通过提高单株与群体分蘖数和单株成穗数来提高单位面积穗数,实现增产,在泰安、兖州点分别增产22.5%和15.4%;宽幅播种均可通过促进小麦氮素吸收积累、提高氮素吸收效率来提高氮素利用率,在泰安、兖州点氮素吸收效率分别提高27.7%和17.5%,氮素利用率分别提高22.5%和15.4%.泰安点宽幅播种的增效效应尤为显著.生产上采用宽幅播种方式可有效提高冬小麦产量和氮素利用率,实现小麦高产高效栽培.
Effects of long-term nitrogen, phosphorus, and potassium fertilization on cassava yield and plant nutrient composition in north Vietnam
DOI:10.1081/PLN-120003374 URL [本文引用: 1]
Strategies for overcoming low agronomic nitrogen use efficiency in irrigated rice systems in China
DOI:10.1016/j.fcr.2005.05.004 URL [本文引用: 1]
