种植密度和行距对荞麦田杂草及荞麦产量的影响

李春花， 孙道旺， 何成兴， 王艳青， 卢文洁， 尹桂芳， 肖 卿， 王莉花

(1.云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所/云南省农业生物技术重点实验室/农业部西南作物基因资源与种质创制重点实验室，云南昆明 650205；2.云南省农业科学院农业环境资源研究所，云南昆明 650205； 3.云南省农业科学院科研管理处，云南昆明 650205)

荞麦含有丰富的营养成分和其他谷物不含的生物类黄酮等生物活性成分，作为保健食品越来越受到人们的欢迎[1-2]，市场发展前景广阔[3]。云南省苦荞种植面积居全国第一，栽培历史悠久。然而随着种植年限的增长，田间杂草成为影响荞麦产量的主要因素之一。

荞麦田杂草与荞麦争水、肥、光能等，会严重降低荞麦的产量和品质[4-5]。有的杂草种子含有毒素，可直接毒害人、畜[4-5]，有些杂草是病虫害的中间寄主，潜伏在越冬的场所，给病虫害的传播创造了条件[6-8]。机械或人工除草是荞麦田除草的传统方法[9-11]，但机械除草方法首先要选择适于机械化作业的种植地区，而云南省荞麦主要种植在高寒山区，大部分种植荞麦的地区不适宜机械化除草作业，所以荞麦田以人工除草为主，大面积的人工除草费时费力、成本高，很难达到高效率的荞麦生产。

随着除草剂研究和应用的不断兴起，农作物中化学除草剂的应用日益被广大农民所接受。但长期使用化学除草剂容易造成杂草抗药性、环境污染及除草剂残毒等问题日益严峻[12-13]。此外，在除草剂的施用过程中，由于选药和施用不当等原因，每年都会导致药害现象发生，给农作物的生产造成一定的经济损失。荞麦在植物分类中属于杂草的一种，荞麦田化学除草剂的施用容易引起荞麦药害，效果不佳[14]。许多学者提倡在农田杂草治理策略上进行综合管理，尽量使用对环境友好的生物、生态措施治理杂草，从而替代化学除草剂的使用[15-17]。

农田杂草群落的组成直接受农业栽培措施的影响，我国对杂草群落影响因素的研究中关于种植方法的较多[18-22]。因此，本研究通过小区试验探讨播种密度和行距对杂草的控制效果以及对荞麦农艺性状和产量的影响，为找到合理的种植密度和行距以控制杂草并提高荞麦产量等提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地情况

本研究在云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所的荞麦试验基地安宁市现街镇甸心村进行。该地区土壤肥力中等，pH值中等，前茬为玉米，海拔为1 887 m，纬度为24°45′N，经度为102°25′E。田间以马唐[Digitariasanguinalis(Linn.) Scop.]、辣子草(GalinsogaparuifloraCav.)为主，还有稗草[Echinochloacrusgalli(L.) Beauv.]、三叶鬼针草(HerbaBidentisPilosae)、田旋花(Convolvulusarvensis)、灰灰菜(ChenopodiumalbumLinn.)、籽粒苋[Sorghumbicolor(L.)]、苍耳(FructusXanthii)、酢浆草(OxaliscorniculataL.)、繁缕(ElatinetriandraSchkuhr)、铁苋菜(AcalyphaaustralisLinn.)、牵牛花[Pharbitishederaea(L.) Choisy]等24种杂草。

1.2 试验设计

试验以4种不同种植行距和3种不同种植密度进行。行距分别设为A1(20 cm)、A2(30 cm)、A3(40 cm)、A4(50 cm)；密度分别设为B1(95万株/hm2)、B2(145万株/hm2)、B3(195万株/hm2)。其中，A3和B1处理为常规种植行距和密度[23-25]。采用随机区组排列，重复3次，5行区，小区面积分别为 5.0、7.5、10.0、12.5 m2，2017年7月7日进行播种，试验材料为云荞3号。

1.3 研究方法

1.3.1 调查取样方法 荞麦开花期调查杂草，采用1 m×1 m的样方，每个小区按对角线3点取样，调查杂草的种类、数量和地上部生物量。杂草鉴定参照《中国杂草志》[26]。荞麦农艺性状和产量的调查是在籽粒70%～80%成熟时进行的，并在每个小区的中间条带随机取样10株，调查单株的株高、主茎节数、一级分枝数、茎粗之后，对每个小区进行单独收获，风干2周以后测定株粒数、株粒质量、千粒质量和小区产量。

1.3.2 数据处理 采用JMP9.0.2和Excel数据处理软件进行试验数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 种植密度和行距对杂草数量及鲜质量的影响

对不同种植密度和行距下杂草数量及鲜质量进行方差分析，结果见表1。由表1可以看出，杂草数量和鲜质量在密度间、行距间和密度×行距的互作中都达到极显著水平(P<0.01)。利用Tukey的多重比较法进行相同密度下不同行距杂草株数及鲜质量的差异显著性分析，结果见表2。在同一密度中随着行距的增大杂草株数和鲜质量也在增加。当种植密度为B1(常规种植密度)时种植行距A3(常规种植行距)的杂草数量(434.3株)比A1(264.3株)、A2(277.0株)分别多64.32%、56.79%，比A4(534.7株)少18.78%；种植行距A3的鲜质量(3 676.3 g)比A1(2 232.0 g)、A2(2 280.7 g)分别多64.71%、61.19%，比A4(4 241.7 g)少 13.33%。当种植密度为B2时种植行距A3(常规种植行距)的杂草数(354.0株)比A1(224.0株)、A2(344.7株)分别多58.04%、2.70%，比A4(411.0株)少13.87%；种植行距A3的鲜质量(3 429.7 g)比A1(2 143.3 g)、A2(3 317.7 g)分别多60.02%、3.38%，比A4(3 838.7 g)少 10.65%。当种植密度为B3时种植行距A3(常规种植行距)的杂草数(245.3株)比A1(164.7株)、A2(244.0株)分别多48.94%、0.53%，比A4(323.0株)少24.06%；种植行距A3的鲜质量(2 673.3 g)比A1(1 949.7 g)、A2(2 156.3 g)分别多37.11%、23.98%，比A4(3 596.0 g)少25.66%。

表1 不同密度和行距对杂草数量及鲜质量的方差分析

2.2 种植密度和行距对荞麦各农艺性状的影响

对不同种植密度和行距下的荞麦各农艺性状进行方差分析，并利用Tukey的多重比较法进行同一密度下的不同行距及同一行距下的不同密度对荞麦各农艺性状影响的差异显著性分析。由表3可知，在同一行距下的不同密度间有的性状有明显差异有的性状没有明显差异；在同一密度下不同行距间除了密度B2和B3的分枝数和主茎节数以外行距A1和A4间基本存在显著性差异，而有些行距间没有显著性差异。千粒质量、株粒数和株粒质量等产量相关性状随着行距的增加逐渐增大。株粒质量在同一行距下密度为B2时高于B1和B3。株粒质量中，当行距为A1时，B2(14.85 g)比B1(13.43 g)、B3(13.65 g)分别增加10.57%、8.79%；当行距为A2时，B2(15.48 g)比B1(15.34 g)、B3(14.43 g)分别增加0.91%、7.28%；当行距为A3时，B2(18.32 g)比B1(17.32 g)、B3(17.26 g)分别增加5.77%、6.14%；当行距为A4时，B2(19.27 g)比B1(18.69 g)、B3(18.76 g)分别增加3.10%、2.72%。

2.3 种植密度和行距对荞麦产量的影响

利用Tukey的多重比较法对不同种植密度和行距下的荞麦产量进行显著性分析。由表4可知，荞麦产量除在密度B1下行距A1和A2之间、密度B2下行距A3和A4之间、密度B3下行距A3和A4之间无极显著差异以外，各密度下的行距间都存在极显著差异。并且在同一密度下随着行距的增大产量也增加，行距为A4时产量最大，B1、B2、B3分别为2 374.3、2 608.0、2 598.3 kg/hm2。在同一行距下密度B2的产量高于其他密度，行距为A1时B2(2 294.3 kg/hm2)分别比B1(1 936.7 kg/hm2)、B3(2 146.7 kg/hm2)增产18.46%、6.88%；行距为A2时B2(2 487.3 kg/hm2)分别比B1(1 952.3 kg/hm2)、B3(2 288.0 kg/hm2)增产 27.40%、8.71%；行距为A3时B2(2 596.7 kg/hm2)分别比B1(2 258.0 kg/hm2)、B3(2 517.3 kg/hm2)增产15.00%、3.15%；行距为A4时B2(2 608.0 kg/hm2)分别比B1(2 374.3 kg/hm2)、B3(2 598.3 kg/hm2)增产9.84%、0.37%，详见图1。

表2 相同种植密度下不同行距对杂草株数和鲜质量影响的差异显著性多重比较

注：同列数据不同小写字母表示同一密度不同行距间差异极显著(P<0.01)。下表同。

表3 不同种植密度和行距对荞麦各农艺性状的影响

表4 不同密度下行距对荞麦产量差异显著性多重比较

注：同一列数据后不同小写字母表示差异极显著(P<0.01)。

3 结论与讨论

农田草害一直是阻碍农业生产快速发展的重要因素，据统计每年因杂草危害造成的农作物减产为9.7%，全世界达2亿t[27]。利用作物竞争优势的方法进行杂草管理，可以提高作物产量，是一种有效的方法，适用于大规模的农业保护生产系统[28-30]。通过种植相互之间有竞争力的作物种类或不同品种、增加种植密度、缩小种植行距、改变不同行向等方法，可以增强作物之间的竞争力，从而增加株高、提高干物质积累量、增加叶面积、增加营养物质吸收和根系生长及化感作用来减少杂草的生物量和繁殖力[29]。

本研究通过种植密度和行距来进行杂草管理。结果表明，在同一密度中随着行距的增大，杂草株数和鲜质量也在增加，在同一行距中随着密度的增加，杂草数量和鲜质量在减少。这与朱文达等的增加作物种植密度，导致作物与杂草之间的中间竞争加剧、杂草的生产资源减少，杂草的发生量减小的研究结果[15，21，31]一致。另外本研究结果还表明，与常规种植密度B1(95万株/hm2)相比，增加到一定量的荞麦种植密度为B2(145万株/hm2)既能达到抑制杂草效果又能提高荞麦产量，但种植密度过大至B3(195万株/hm2)时，会导致荞麦千粒质量、株粒数、株粒质量等产量相关性状的表现值下降，本试验在同一行距下以种植密度B2(145万株/hm2)时产量最高，这与李春花等之前的研究结果[32]一致，也证实了在云南地区适合的播种密度是145万株/hm2。并且在种植密度为B2时行距A3(40 cm)产量与A4(50 cm)产量没有显著差异，但抑制杂草效果方面，行距A3(40 cm)显著大于行距A4(50 cm)，因此，适当的种植密度和行距是保证产量增加的关键，也是有效控制杂草生长发育的关键。另外，在实际生产上，应根据荞麦品种类型，因地制宜地确定适宜的种植密度和行距，以利于高产稳产，达到农业控制杂草和提高产量的目的。