王彥輝，樊永強(qiáng)，苗兆豐，董亞南，劉勁哲，韓燕麗

（鄭州市農(nóng)林科學(xué)研究所，河南鄭州450005）

谷子（Setaria italicaBeauv）具有抗旱耐瘠、適應(yīng)性廣、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富等特點(diǎn)[1-2]，是我國(guó)重要的雜糧，被譽(yù)為雜糧之首。隨著人們生活水平的提高及平衡飲食的追求，谷子越來(lái)越來(lái)受到人們的青睞[3-4]。鄭谷3號(hào)為新推出糧用常規(guī)品種，由鄭州市農(nóng)林科學(xué)研究所選育，在生產(chǎn)示范中平均產(chǎn)量為6 486.3 kg/hm2，適宜在河南省夏谷區(qū)種植。種植密度可以影響谷子的產(chǎn)量，合理的種植密度可以改善群體內(nèi)的通風(fēng)透光情況、增加谷子干物質(zhì)積累[5-8]。郭瑞鋒等[9]研究認(rèn)為，谷子的產(chǎn)量隨種植密度的增大呈先上升后下降。劉紅霞等[10]研究表明，谷子的產(chǎn)量隨密度的上升呈拋物線形態(tài)，合理的密度可協(xié)調(diào)成穗率、穗粒數(shù)及千粒質(zhì)量之間的關(guān)系。謝貴寧等[11]研究表明，谷子產(chǎn)量與種植密度關(guān)系密切，合理密植能提高谷子光能利用率。目前，針對(duì)鄭谷3號(hào)的種植密度研究較少。

本試驗(yàn)通過(guò)研究鄭谷3號(hào)不同密度對(duì)其生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響，探索不同密度條件下夏谷植株的農(nóng)藝性狀、光合特性、產(chǎn)量性狀、生態(tài)性狀等變化，旨在為河南夏谷區(qū)鄭谷3號(hào)的高產(chǎn)栽培提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試谷子品種鄭谷3號(hào)是2011年鄭州市農(nóng)林科學(xué)研究所以安10-4172為母本、復(fù)532×M24為父本進(jìn)行雜交，對(duì)后代材料進(jìn)行多年定向選擇2018年育成的新品種。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)于2019年6—9月在鄭州市農(nóng)林科學(xué)研究所試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行。前茬為空白地，人工條播。播前旋耕并施基肥，施充分腐熟的農(nóng)家肥50 m3/hm2，其余田間管理根據(jù)當(dāng)?shù)卦耘鄺l件常規(guī)進(jìn)行，各小區(qū)的田間管理活動(dòng)完全一致，采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)。共設(shè)5個(gè)種植密度，處理1.40萬(wàn)株/hm2，處理2.50萬(wàn)株/hm2，處理3.60萬(wàn)株/hm2，處 理4.70萬(wàn)株/hm2，處理5.80萬(wàn)株/hm2。每個(gè)處理重復(fù)3次，每個(gè)小區(qū)種8行，行長(zhǎng)5 m，行間距0.4 m，小區(qū)面積3.2 m×5.0 m。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

在谷子開(kāi)花后7 d，在各個(gè)種植小區(qū)采用隨機(jī)取樣法，選取5株長(zhǎng)勢(shì)均勻、高度一致的健康植株，晴天10：00—12：00采用HM-GH20便攜式光合作用測(cè)定儀測(cè)定旗葉光合參數(shù)；用葉面積測(cè)量?jī)x（YMJ-B）測(cè)量葉面積，計(jì)算得到葉面積指數(shù)（LAI）；用葉綠素計(jì)（SPDA-502Plus）測(cè)量植株展開(kāi)葉的葉綠素值；透光率使用光照度傳感器（TP-PT-1）分別測(cè)量谷子底部和頂部的光照強(qiáng)度，計(jì)算透光率。

在谷子蠟熟末期，每小區(qū)按照5點(diǎn)取樣法，選取長(zhǎng)勢(shì)均勻、高度一致的5株健康谷子測(cè)定株高、莖粗（測(cè)量基部第三節(jié)）、穗長(zhǎng)、穗粗、單穗質(zhì)量、單穗粒質(zhì)量、千粒質(zhì)量。將樣品分為地上部分和地下部分，分別置于烘干箱內(nèi)烘干，測(cè)定莖干質(zhì)量（測(cè)量基部第三節(jié)）、地上部分、地下部分干質(zhì)量；在各試驗(yàn)小區(qū)選取中間種植行6行，測(cè)定其實(shí)際產(chǎn)量，折算成公頃產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用Microsoft Excel軟件和SPSS軟件進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和相關(guān)性分析，采用Duncan's檢驗(yàn)法進(jìn)行顯著性差異分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植密度對(duì)鄭谷3號(hào)的農(nóng)藝性狀的影響

由表1可知，隨著種植密度的增加，鄭谷3號(hào)的莖粗、莖干質(zhì)量、穗長(zhǎng)、穗粗、地下部分干質(zhì)量均呈逐漸減小的趨勢(shì)，其中，株高在各處理間差異不顯著，莖粗、莖干質(zhì)量、地下部分干質(zhì)量在各處理之間差異均顯著（P＜0.05），處理4、5的穗長(zhǎng)與處理1、2、3差異顯著（P＜0.05），處理3、4、5的穗粗與處理1、2差異顯著（P＜0.05）。

2.2 不同種植密度對(duì)鄭谷3號(hào)的經(jīng)濟(jì)性狀及倒伏率的影響

由表2可知，隨著種植密度的增加，鄭谷3號(hào)的單穗質(zhì)量、穗粒質(zhì)量、千粒質(zhì)量、成穗率等經(jīng)濟(jì)性狀均呈現(xiàn)逐漸減小趨勢(shì)，其中，成穗率在各個(gè)處理間差異不顯著，單穗質(zhì)量和穗粒質(zhì)量在各處理間差異均顯著（P＜0.05）；倒伏率隨著密度的增大逐漸增大，且各處理間差異均顯著（P＜0.05）；產(chǎn)量隨著密度的增加，先上升后下降，處理3產(chǎn)量最高，達(dá)到6 130 kg/hm2。

2.3 不同種植密度對(duì)鄭谷3號(hào)葉片的光合參數(shù)影響

由表3可知，隨著種植密度的增加，鄭谷3號(hào)葉片的胞間CO2濃度逐步上升，各處理間的胞間CO2濃度差異顯著（P＜0.05）；凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度等逐步下降，其中，葉片凈光合速率、蒸騰速率在處理2、3、4間差異不顯著，其他各處理間差異顯著，氣孔導(dǎo)度在處理1、2間差異不顯著，其他各處理間差異均顯著（P＜0.05）。

表3 不同種植密度對(duì)鄭谷3號(hào)葉片光合參數(shù)的影響

2.4 不同種植密度對(duì)鄭谷3號(hào)生態(tài)性狀的影響

由表4可知，隨著密度的增加，不同處理的葉面積指數(shù)逐步增加，透光率和地上部分干質(zhì)量逐步下降，葉綠素值先上升后下降。處理1、2、3的葉面積指數(shù)與處理4、5的葉面積指數(shù)差異顯著。處理3的葉綠素值最高。處理1、2的透光率與處理3、4、5的透光率差異顯著。處理1、2、3的地上部分干質(zhì)量與處理4、5差異顯著。

表4 不同種植密度對(duì)鄭谷3號(hào)生態(tài)性狀的影響

3 結(jié)論與討論

種植密度影響了谷子植株個(gè)體對(duì)水分、營(yíng)養(yǎng)和光照的吸收與利用[12-17]。莊云等[18]、王顯瑞等[19]研究認(rèn)為，不同種植密度下谷子的株高和密度呈正相關(guān)，但顏麗美等[20]研究表明，不同種植密度下谷子的株高和密度呈負(fù)相關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)，隨著密度增大，鄭谷3號(hào)的株高在各處理間無(wú)顯著差異，這可能是由于密度和生活環(huán)境差異對(duì)谷子的株高影響不同。另外，隨種植密度的增加，鄭谷3號(hào)的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度均逐漸減小，推測(cè)是因?yàn)殡S著密度的增加，葉面積指數(shù)上升，植株間的透光性降低，導(dǎo)致葉片光合作用下降，胞間CO2濃度上升。

合理密植是谷子高產(chǎn)的重要措施。本研究發(fā)現(xiàn)，種植密度越大，植株越瘦小，莖粗和莖干質(zhì)量越小，穗長(zhǎng)、穗粗、單穗質(zhì)量、穗粒質(zhì)量、千粒質(zhì)量也越小，同時(shí)倒伏風(fēng)險(xiǎn)上升。當(dāng)種植密度超過(guò)最佳密度后，由于植株群體過(guò)大，單株之間出現(xiàn)明顯的光、營(yíng)養(yǎng)、空間的競(jìng)爭(zhēng)，進(jìn)一步導(dǎo)致個(gè)體的發(fā)育受阻，通過(guò)增加密度已不能彌補(bǔ)單株產(chǎn)量的減少，因此，總產(chǎn)量降低，這與顏麗美等[20]和倪杏宇[21]的研究結(jié)果一致。

綜上所述，密度為40萬(wàn)～80萬(wàn)株/hm2時(shí)，隨著密度的上升，鄭谷3號(hào)產(chǎn)量先增加后降低；當(dāng)密度為60萬(wàn)株/hm2時(shí)，充分發(fā)揮了植株群體和個(gè)體的生長(zhǎng)潛能，產(chǎn)量達(dá)到最大，為6 130 kg/hm2。今后可進(jìn)一步探索最佳播期、提升田間水肥管理技術(shù)并通過(guò)噴施生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等手段獲得更高產(chǎn)量。