覆膜穴播条件下种植密度对不同分蘖力糜子品种产量的影响

董立，李海权，降彦苗，刘亚男，李琳，刘秀丽，耿玲玲，韩小洁，刘国庆*

（1.河北省农林科学院谷子研究所/国家谷子改良中心/ 河北省杂粮研究实验室，河北 石家庄 050035；2.蔚县农业农村局，河北 蔚县 075700）

糜子起源于我国，是北方旱区的主要作物之一[1，2]。其具有抗旱、耐贫瘠、耐盐碱、生育期短等特性，在我国旱区种植业调整和经济发展中具有重要作用[3]。

糜子产量潜力的发挥受诸多因素如品种、气候、栽培措施等影响[4～7]，其中群体密度是影响糜子生长发育、农艺性状和产量性状的主要因素之一。合理的群体密度有利于单株分蘖数、群体穗数、穗粒数和千粒重的协调发展，是构建糜子合理群体结构的必要条件[8，9]。群体密度过低，会导致单位面积穗数不足，造成子粒产量不高；而密度过高，则会使植株个体变弱，容易出现倒伏，造成子粒产量降低。只有适宜的群体密度，才能发挥优良品种的生产潜力，实现高产。

对于驯化程度比较低、品种间分蘖力差异大的糜子而言，群体密度受种植密度和分蘖力的直接影响。针对不同分蘖力的品种，通过控制种植密度构建适宜的群体密度，是发挥糜子品种高产潜力的关键。近几年，有关糜子群体密度与产量之间的关系研究，主要集中在对单一品种不同栽培模式下行距、穴距、留苗密度等群体密度影响因子对农艺性状和产量性状的影响方面[10～12]。而对不同分蘖力糜子品种合理群体密度需求规律及其与产量的关系尚未见报道。本研究以目前主产区糜子覆膜种植的新模式——全膜双垄沟穴播技术为基础，以分蘖能力不同的3 个糜子品种为试材，研究覆膜穴播条件下不同种植密度对糜子单株分蘖数、成穗率、抗倒伏性和产量的影响，以期探索糜子群体密度与分蘖和产量的关系，明确不同分蘖力品种在全膜双垄沟穴播条件下的最佳栽培模式和种植密度，最大程度地发挥不同类型糜子品种的高产潜力。

1 材料与方法

1.1 试验材料

参试糜子品种为冀黍3 号[13]、冀黍2 号和二紫秆，其分蘖能力明显不同。冀黍3 号、冀黍2 号均由河北省农林科学院谷子研究所育成，其中，冀黍3 号分蘖力弱，平均单株分蘖0.8 个，抗倒伏能力强；冀黍2号分蘖力中等，平均单株分蘖2.7 个，抗旱能力突出；二紫秆为优质地方品种，分蘖力强，平均单株分蘖5.2 个。所有试材均由河北省农林科学院谷子研究所保存并提供。

所用地膜为幅宽120 cm、厚0.01 mm 的普通地膜。播种机械为2MBG-1/4 型铺膜播种机，由定西市三牛农机制造有限公司生产。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 采用二因素裂区试验设计，其中，主处理为穴距（H），设16（H1）、20（H2）和27 cm（H3）3 个水平；副处理为每穴留苗数（S），设2（S1）、3（S2）、4（S3）和5 株/穴（S4）4 个水平。本研究共设12 个组合处理，糜子的种植密度为16.0 万～66.7 万株/hm2（表1）。

表1 不同穴距与每穴留苗数组合处理的糜子种植密度Table 1 Planting densities of proso millet with differentcombinations of hole spacing and plants per hole

2019 年6 月10 日采用全覆膜双垄沟方式机械播种糜子，膜上穴播2 行，行距45cm，膜与膜间距55cm。小区面积15 m2（宽3 m×行长5 m），3 幅6 行，随机排列，4 次重复。糜子播前整地时，一次性施入磷酸二铵375 kg/hm2和尿素300 kg/hm2做基肥；播种量9 kg/hm2，确保出苗后每穴苗数超过5 株；3～5 叶期，按照试验设计要求留苗。其他田间管理措施一致。9 月29 日收获。

1.2.2 测定项目与方法

1.2.2.1 糜子群体动态调查。每小区均选定1.5 m2样方进行指标调查。3 叶期至抽穗期，每5 d 调查1 次单株分蘖数。测产时，拔出定点样方内的植株，调查每株成穗数。计算分蘖成穗率（单株成穗数/单株分蘖数×100%）。

1.2.2.2 糜子产量。收获期，按照产量测定要求进行测产。

1.2.2.3 抗倒性评价。糜子成熟前，目测各小区的倒伏程度、倒伏面积、倒伏后的恢复情况以及对产量的影响。根据糜子抗倒性评价标准（表2），将倒伏性分为5 级。以每个品种倒伏最严重的重复为准。

表2 糜子抗倒性评价标准Table 2 Evaluation standard of lodging resistance of proso millet

1.2.3 数据统计分析 利用Excel 软件进行数据整理以及图表制作；利用SPSS 20.0 统计分析软件进行数据统计分析，采用Tukey 法进行多重比较，在α=0.05水平比较各处理的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 种植密度对不同分蘖力糜子品种分蘖及成穗的影响

多重比较结果显示，种植密度对每个糜子品种的单个分蘖数、单个成穗数和分蘖成穗率均有显著影响（表3），且不同品种的单株分蘖数、单株成穗数和分蘖成穗率差异均达到了极显著水平（表4）。

表3 种植密度对参试糜子品种分蘖及成穗的影响Table 3 Effects of planting density on tillering and earring of proso millet varieties tested

表4 不同糜子品种分蘖及成穗的多重比较Table 4 Multiple comparisons of tillering and earing among 3 proso millet varieties

相同种植密度下，3 个品种的单株成穗数和分蘖成穗率顺序总体趋势为二紫秆＞冀黍2 号＞冀黍3 号，与其分蘖力的强弱顺序一致。随着种植密度的的增大，参试糜子品种的单株分蘖数、单株成穗数和分蘖成穗率总体上均呈降低趋势，表明稀植有利于糜子分蘖与成穗。在最低种植密度（H3S1）处理下，弱分蘖力品种冀黍3 号的单株分蘖数、单株成穗数、分蘖成穗率分别为1.0 个、2.0 个和98.3%，较其最高种植密度（H1S4）处理的指标值（0.3 个、1.3 个、81.6%）分别增加0.7 个、0.7 个和16.7 百分点；中等分蘖力品种冀黍2 号的单株分蘖数、单株成穗数、分蘖成穗率分别为2.7 个、3.6 个和94.8%，较其H1S4处理的指标值（1.7 个、2.3 个和73.4%）分别增加1.0 个、1.3 个和21.4 百分点；强分蘖力品种二紫秆的单株分蘖数、单株成穗数、分蘖成穗率分别为4.2 个、5.0 个和86.2%，较其H1S4处理的指标值（3.0 个、3.8 个、68.9%）分别增加1.2 个、1.2 个和17.3 百分点。可以看出，种植密度对中等分蘖力品种冀黍2 号和强分蘖力品种二紫秆单株分蘖数、单株成穗数和分蘖成穗率的影响明显大于对弱分蘖力品种冀黍3 号的影响。弱分蘖力品种冀黍3 号的分蘖能力弱，单株分蘖数变异小，单株分蘖数受种植密度影响较小，其最低和最高种植密度下的分蘖成穗率均显著高于其他2 个品种。

2.2 种植密度对不同分蘖力糜子品种产量和抗倒性的影响

随着种植密度的增大，参试糜子品种的单位面积穗数均呈增加趋势；但由于受分蘖能力不同的影响，不同糜子品种的单位面积穗数增加量差异较大（表5）。试验种植密度下，弱分蘖力品种冀黍3 号的单位面积穗数为31.5 万～88.9 万个/hm2，极差57.4 万个/hm2，变化幅度最小；中等分蘖力品种冀黍2 号的单位面积穗数为57.6 万～153.4 万个/hm2，极差95.8 万个/hm2，变化幅度中等；强分蘖力品种二紫秆的单位面积穗数为79.5 万～255.7 万个/hm2，极差176.2 万个/hm2，变化幅度最大。

表5 不同种植密度对参试糜子品种倒伏等级和产量的影响Table 5 Effects of different planting densities on lodging resistance and yield of 3 proso millet varieties tested

对12 个处理的糜子倒伏等级评价结果进行分析，结果显示，不同分蘖力品种的抗倒性存在显著差异，各处理的倒伏评价等级与种植密度关系密切，总体来看，群体密度越大，抗倒性越差。倒伏严重影响糜子产量。在一定密度范围内，不同分蘖力糜子品种的产量均随种植密度的增大而增加，这个密度范围与倒伏造成的产量损失程度密切相关。弱分蘖力品种冀黍3 号抗倒性突出，在本试验所设的12个处理中倒伏等级评价均为1 级，产量随着种植密度和单位面积穗数的增大而增加。中等分蘖力品种冀黍2 号和强分蘖力品种二紫秆的群体抗倒伏能力与种植密度呈负相关，倒伏评价等级随种植密度的增大呈上升趋势。另外，这2 个品种在倒伏等级为1 级的处理中，种植密度分别为16.0 万～26.7 万株/hm2（冀黍2 号） 和16.0 万～20.0 万株/hm2（二紫秆）的情况下，产量随种植密度和单位面积穗数的增大而增加；而在倒伏等级≥2 级的处理中，产量增加与种植密度相关性较差，但从整体趋势上看，产量随着倒伏评价等级的升高而降低，倒伏越严重，产量越低。

综合以上分析可以得出，种植密度可以通过影响产量的直接构成因素——单位面积穗数和间接因素——群体倒伏等级而对不同分蘖力糜子品种的产量产生影响。不同分蘖力的品种，最高产量的覆膜穴播栽培模式和种植密度不同。弱分蘖力品种冀黍3 号在H1S4处理下产量最高，为4.4 t/hm2，且显著＞其他处理，此时种植密度为66.7 万株/hm2；中等分蘖力品种冀黍2号在H1S1处理下产量最高，为4.1 t/hm2，且显著＞其他处理，此时种植密度为26.7 万株/hm2；强分蘖力品种二紫秆在H2S1处理下产量最高，为3.7 t/hm2，且显著＞其他处理，此时种植密度为20.0 万株/hm2。表明覆膜穴播条件下，弱分蘖力品种冀黍3 号的最适种植密度为66.7 万株/hm2，最佳栽培模式为穴距16cm、留苗5 株/穴；中等分蘖力品种冀黍2 号的最适种植密度为26.7万株/hm2，最佳栽培模式为穴距16 cm、留苗2 株/穴；强分蘖力品种二紫秆的最适种植密度为20.0 万株/hm2，最佳栽培模式为穴距20 cm、留苗2 株/穴。

3 结论与讨论

群体密度是影响作物产量的重要因素，合理的群体密度可以通过调节单株分蘖数量、成穗率、抗倒伏性、结实性等实现品种高产量潜力的发挥[14～19]。对于分蘖性较强的糜子而言，种植密度和分蘖力是影响群体密度的重要因素。不同分蘖能力的糜子品种，获得高产和稳产的群体密度要求不同，因此，应针对糜子的分蘖能力，通过控制种植密度构建适宜的群体密度是发挥糜子品种高产潜力的关键。本试验以弱分蘖力品种冀黍3 号、中等分蘖力品种冀黍2 号和强分蘖力品种二紫秆为试验材料，在覆膜穴播条件下通过调整穴距和每穴留苗数，研究了种植密度对不同分蘖能力糜子品种产量的影响，并获得了3 个糜子品种覆膜穴播的最佳栽培模式和种植密度。冀黍3 号是河北省农林科学院谷子研究所通过雁黍11 诱变培育的弱分蘖力品种，田间生产单株分蘖一般为0～1 个，最多2 个；在本试验中，其单株分蘖数为0.3～1.0 个，覆膜穴播的最佳栽培模式为穴距16 cm、留苗5株/穴，此时种植密度为66.7 万株/hm2，产量为4.4 t/hm2。冀黍2 号是由抗旱资源Z230 通过EMS 诱变选育获得的中等分蘖力品种，田间生产单株分蘖一般为2～4 个；在本试验中，其单株分蘖数为2.3～3.6 个，覆膜穴播的最佳栽培模式为穴距16 cm、留苗2 株/穴，此时种植密度为26.7 万株/hm2，产量为4.1 t/hm2。二紫秆为河北省北部地区广泛种植的农家品种，分蘖能力强，田间生产单株分蘖一般为4～6 个，干旱和稀植情况下单株分蘖可达10 个以上；在本试验中，其单株分蘖数为3.8～5.0 个，覆膜穴播的最佳栽培模式为穴距20 cm、留苗2 株/穴，此时种植密度20.0 万株/hm2，产量为3.7 t/hm2。对3 个糜子品种的分蘖及成穗进行了多重比较，结果显示，不同品种的单株分蘖数、单株成穗数和分蘖成穗率差异均达到了极显著水平。因此，以这3 个分蘖力不同的糜子品种为代表研究群体密度对糜子产量的影响，具有很强的代表性，可为弱、中等和强分蘖力糜子品种覆膜穴播高产技术开发提供参考。

另外，由试验结果所揭示的种植密度、产量、倒伏等级三者之间的关系可以看出，因种植密度不同而导致的糜子群体抗倒伏性能的差异是影响糜子获得高产的关键因素。因此，对于因倒伏能力差而困扰产业发展的糜子而言，抗倒伏育种应作为当前糜子高产育种的重要方向。而弱分蘖力品种，由于分蘖少，分蘖生育进度与主茎接近，成穗率和结实率均较高，茎秆抗倒伏能力强，因此，弱分蘖力可以作为糜子高产、稳产品种培育的重要育种指标。

糜子为我国北方地区的特色作物，在陕西、甘肃、宁夏、内蒙古、山西、河北的干旱和半干旱地区广泛种植[1～3]。地膜覆盖具有节水保墒作用，是糜子种植的重要栽培方式。而全膜双垄沟栽培技术是在传统地膜覆盖种植模式上发展起来的一项新技术，具有抑制蒸发、垄面积流、膜下积温等特点，能够达到蓄水保墒、集雨抗旱、提高水肥利用率的效果[20]，是糜子种植较适宜的栽培模式之一。本研究通过全膜双垄沟穴播种植密度试验，明确了不同分蘖力品种全膜双垄沟穴播栽培的最适穴距和留苗密度，为糜子全膜双垄沟栽培技术以及冀黍2 号、冀黍3 号优质高产品种的推广奠定了基础。