曹麗霞 周海濤 張新軍 石碧紅 張麗霞 李云霞 劉君馨 白 靜 趙世鋒
(張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,075000,河北張家口)
蕎麥屬蓼科(Polygonaceae)蕎麥屬(Fagopyrum)一年生或多年生雙子葉植物。蕎麥富含蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉、維生素、膳食纖維和鎂、鈣、鋅等礦質(zhì)元素等,還含有其他禾本科作物所不具有的生物黃酮類活性成分,有明顯降血糖、降血脂、增強(qiáng)免疫調(diào)節(jié)功能等作用及很高的營養(yǎng)價(jià)值和保健功效。蕎麥生育期短,耐旱、耐涼、耐瘠薄,在冀北冷涼區(qū)種植能獲得一定的效益,在過去是河北北部及壩上地區(qū)的主要糧食作物,但是沒有把蕎麥當(dāng)成是創(chuàng)匯商品和營養(yǎng)保健食品的優(yōu)質(zhì)原料。由于耕作模式原始粗放,缺乏系統(tǒng)的科學(xué)知識和栽培技術(shù),導(dǎo)致蕎麥產(chǎn)量整體偏低,效益較低。近年來,隨著對蕎麥營養(yǎng)保健功能及經(jīng)濟(jì)價(jià)值認(rèn)可度的提高,從“十二五”開始,蕎麥在全國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的地位也得到了迅速提升[1],河北張家口壩上地區(qū)種植蕎麥也由零星種植發(fā)展到企業(yè)大面積種植,并在康保地區(qū)成功舉辦了2屆“戀人花”蕎麥節(jié),極大促進(jìn)了當(dāng)?shù)厥w麥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但在蕎麥生產(chǎn)方面,由于種植年數(shù)少,經(jīng)驗(yàn)不足,技術(shù)規(guī)范等還有所欠缺,使當(dāng)?shù)仄贩N的增產(chǎn)潛力受到制約,所以要提高蕎麥產(chǎn)量,需在選育新品種的同時(shí)集成配套栽培技術(shù)。合理的種植密度在栽培技術(shù)中起到了關(guān)鍵作用[1-5]。有學(xué)者對蕎麥種植密度對其生理指標(biāo)、農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響進(jìn)行了相關(guān)研究[6-13],但均為云南、山西、寧夏、西藏、安徽、黑龍江等地,冀北壩上地區(qū)相關(guān)研究鮮有報(bào)道。本試驗(yàn)研究冀北地區(qū)不同播種量對甜蕎和苦蕎農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的影響,從而有效地指導(dǎo)生產(chǎn),為蕎麥增產(chǎn)增效提供有力的數(shù)據(jù)支撐。
試驗(yàn)于2018年5月14日和2019年5月19日在河北省張家口市張北縣五老二房子村試驗(yàn)基地進(jìn)行(41°09′ N,114°42′ E)。該地海拔 1450m;前茬作物馬鈴薯。土壤pH值8.75,有效氮含量中等(107.55mg/kg),有效磷缺乏(6.13mg/kg),有效鉀中等(127.20mg/kg),有機(jī)質(zhì)中等(24.19g/kg)。
2年的氣象數(shù)據(jù)見表1,2018和2019年的平均氣溫分別是15.3℃和14.9℃,差異不大,且2年的氣溫變化規(guī)律相同,均在 7月份達(dá)到最高溫。2年的降水量差別較大,2018總降水量較多,但多集中在7月份和8月份,降水量分布不均勻,蕎麥開花期降水較少,結(jié)實(shí)期降水較多,造成部分倒伏;2019年總降水量偏少,但降水分布較均勻。2年的日照時(shí)數(shù)分別是 1582.3h和 1517.2h,變異系數(shù)0.090,差異不大。
表1 2018-2019年氣象分析(4-9月份)Table 1 Meteorological analysis of 2018 and 2019 (April-September)
供試的2個(gè)品種為甜蕎品種冀甜蕎1號和苦蕎品種冀苦蕎1號,均為張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院首次在冀北地區(qū)育成的自主品種,優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗性強(qiáng)、適應(yīng)性廣、推廣潛力大,適合在河北壩上肥沃的平地、坡地、二陰灘地種植,以及內(nèi)蒙古、山西、甘肅等同類型地區(qū)種植。
1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 采用裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì),主區(qū)為品種;副區(qū)為播量。副區(qū)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),設(shè)置5個(gè)播種量,甜蕎播種量有效粒分別是60萬、90萬、120萬、150萬、180萬粒/hm2;苦蕎播種量有效粒分別是30萬、60萬、90萬、120萬、150萬粒/hm2。3次重復(fù)。小區(qū)面積14m2(7m×2m),5行區(qū),行距40cm,播幅8cm,播種密度與播量一致。生育期間中耕鋤草2次,成熟后及時(shí)收獲。
1.3.2 生育期觀測 每個(gè)小區(qū)進(jìn)行出苗期、現(xiàn)蕾期、開花期、結(jié)實(shí)期、成熟期觀測并記錄。
1.3.3 農(nóng)藝性狀及經(jīng)濟(jì)性狀 成熟期在每小區(qū)隨機(jī)拔取10株長勢均勻的蕎麥植株,參照《蕎麥種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[14]測定株高、主莖節(jié)數(shù)、主莖分枝數(shù)、花序數(shù),風(fēng)干后進(jìn)行室內(nèi)考種,測定單株粒數(shù)、單株粒重、千粒重等農(nóng)藝性狀,3次重復(fù)。
1.3.4 產(chǎn)量 成熟期對蕎麥進(jìn)行刈割,晴天晾曬1周后進(jìn)行脫粒,各小區(qū)單獨(dú)測產(chǎn)。
采用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),采用DPS進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)及方差分析。
由表2可知,株高、主莖節(jié)數(shù)、千粒重的變異系數(shù)較小,說明這3個(gè)性狀受播種量的影響較小。
表2 2018-2019不同播種量下各性狀總體特征Table 2 General characters of each trait under different sowing rates of 2018-2019
由表3可知,不同播種量對冀甜蕎1號的株高和主莖節(jié)數(shù)影響不大,對主莖分枝數(shù)和花序數(shù)都有一定影響。2年中主莖分枝數(shù)都是隨著播種量的增加而減少,播種量60萬粒/hm2與150萬、180萬粒/hm2的主莖分枝數(shù)差異顯著,播種量60萬~120萬粒/hm2間主莖分枝數(shù)差異不顯著?;ㄐ驍?shù)也是隨著播種量的增加而減少,播種量90萬~150萬粒/hm2時(shí)花序數(shù)差異均不顯著,播種量60萬粒/hm2與180萬粒/hm2時(shí)差異顯著。
表3 2018-2019年不同播種量對蕎麥形態(tài)性狀的影響Table 3 Effects of different sowing rates of buckwheat on morphological characters in 2018 and 2019
不同播種量對冀苦蕎 1號的主莖節(jié)數(shù)影響不大,對株高、主莖分枝數(shù)和花序數(shù)均有一定影響。從2年的結(jié)果看,播種量30萬~90萬粒/hm2時(shí)株高差異不顯著,與 150萬粒/hm2時(shí)的株高差異顯著;主莖分枝數(shù)和花序數(shù)均隨著播種量的增加逐漸減少,播種量30萬~120萬粒/hm2時(shí)差異均不顯著,但與播種量150萬粒/hm2差異均達(dá)顯著水平。
由表4可知,不同播種量對冀甜蕎1號的千粒重影響不大,對單株粒數(shù)、單株粒重和產(chǎn)量均有一定影響。2年的單株粒數(shù)、單株粒重和產(chǎn)量均呈先增后減的趨勢,在播種量120萬粒/hm2時(shí)各指標(biāo)達(dá)到最高值。單株粒數(shù)和單株粒重在播種量60萬~150萬粒/hm2時(shí)差異不顯著,與播種量180萬粒/hm2差異達(dá)到顯著水平。播種量120萬~150萬粒/hm2之間產(chǎn)量差異不顯著,播種量 120萬粒/hm2與 60萬~90萬粒/hm2時(shí)的產(chǎn)量達(dá)到了差異顯著水平。
表4 2018-2019年不同播種量對蕎麥產(chǎn)量性狀的影響Table 4 Effects of different sowing rates on yields of buckwheat varieties in 2018 and 2019
不同播種量對冀苦蕎1號的千粒重影響不大,對單株粒數(shù)、單株粒重和產(chǎn)量均有一定影響。2年中單株粒數(shù)、單株粒重和產(chǎn)量的總趨勢均呈先增后減的趨勢,播種量90萬粒/hm2時(shí)各指標(biāo)達(dá)到最高值。單株粒數(shù)和單株粒重在播種量30萬~90萬粒/hm2時(shí)差異不顯著,與播種量150萬粒/hm2差異達(dá)到顯著水平。播種量90萬~150萬粒/hm2間產(chǎn)量差異不顯著,播種量 90萬粒/hm2時(shí)最高,且與播種量 30萬~60萬粒/hm2均達(dá)到了差異顯著水平。
2.4.1 不同播種量下的產(chǎn)量 由圖1可見,2個(gè)品種的產(chǎn)量均隨著播種量的增加呈先增后減的趨勢,冀甜蕎1號在120萬粒/hm2時(shí)最高,冀苦蕎1號在90萬粒/hm2時(shí)產(chǎn)量最高,之后隨著播種量增加產(chǎn)量逐漸減少,但差異不顯著。苦蕎的產(chǎn)量明顯高于甜蕎。2019年的產(chǎn)量高于2018年的,主要是因?yàn)?018年成熟后期降雨較多,造成倒伏現(xiàn)象嚴(yán)重,影響產(chǎn)量。
圖1 2018-2019年不同播量下2個(gè)蕎麥品種的產(chǎn)量比較Fig.1 Comparison of yield of different sowing rates of two buckwheat varieties in 2018-2019
2.4.2 最高產(chǎn)量和最低產(chǎn)量比較 由圖2可知,對2018和2019年冀甜蕎1號和冀苦蕎1號的最高產(chǎn)量和最低產(chǎn)量分別作比較,冀苦蕎1號的產(chǎn)量均高于冀甜蕎1號產(chǎn)量,而且差異均達(dá)到了顯著水平。
圖2 2018-2019年2個(gè)蕎麥品種最高產(chǎn)量和最低產(chǎn)量比較Fig.2 Comparison of the highest and lowest yields of two buckwheat varieties in 2018-2019
由表5可知,冀甜蕎1號和冀苦蕎1號的播種量與株高、千粒重和產(chǎn)量呈正相關(guān),且株高和產(chǎn)量相關(guān)性差異達(dá)到了顯著水平,與主莖節(jié)數(shù)、主莖分枝數(shù)、花序數(shù)、單株粒數(shù)和單株粒重均呈負(fù)相關(guān),且主莖節(jié)數(shù)、主莖分枝數(shù)、花序數(shù)相關(guān)性達(dá)到了極顯著水平;所以控制播種量可以有效控制株高,便于機(jī)械化收割以及提高抗倒性。
表5 蕎麥播種量與各性狀的相關(guān)性分析Table 5 Correlation analysis between sowing rates and each trait
蕎麥在我國南北地區(qū)均有種植,選擇適合當(dāng)?shù)胤N植的品種,配套合理的栽培措施對提高蕎麥產(chǎn)量、促進(jìn)農(nóng)民增收起到至關(guān)重要的作用[6]。當(dāng)種植密度在適宜范圍內(nèi),蕎麥群體內(nèi)透光性和通風(fēng)性良好,個(gè)體干物質(zhì)積累較多,產(chǎn)量隨株數(shù)的增加而增加;而當(dāng)種植密度超過一定范圍,株數(shù)增加,群體內(nèi)通風(fēng)透光性差,導(dǎo)致個(gè)體干物質(zhì)積累少而使產(chǎn)量降低[7]。當(dāng)然,通過提高種植密度來獲得高產(chǎn)并非適應(yīng)于所有品種,還要綜合考慮該品種的特征特性、種植區(qū)域的生態(tài)氣候條件以及倒伏、干旱缺水、病蟲害等問題,選擇適宜的種植密度,才能發(fā)揮品種的最大產(chǎn)量優(yōu)勢[6,8]。
本試驗(yàn)表明,不同播種量對冀甜蕎1號的株高和主莖節(jié)數(shù)影響不大,對主莖分枝數(shù)和花序數(shù)都有一定影響,主莖分枝數(shù)和花序數(shù)都是隨著播種量的增加而減少。這與李春花等[6]、張艷軍等[7]、姜濤等[12]研究播種密度對甜蕎麥株高、主莖分枝數(shù)和主莖節(jié)數(shù)的影響不顯著結(jié)論一致;與姜述君等[13]所做的甜蕎試驗(yàn)吉烏1號在黑龍江西部地區(qū)的適宜種植密度試驗(yàn)結(jié)論有所不同,應(yīng)該是與播期和播量的互作有關(guān)。播種量與株高和產(chǎn)量呈正相關(guān),且相關(guān)性達(dá)到了顯著水平,與主莖節(jié)數(shù)、主莖分枝數(shù)和花序數(shù)均呈負(fù)相關(guān),且相關(guān)性達(dá)到了顯著水平;播種量與單株粒數(shù)和單株粒重均呈負(fù)相關(guān),但相關(guān)性不顯著。不同播種量對冀甜蕎1號單株粒數(shù)、單株粒重和產(chǎn)量的影響均隨播量增加呈先增后減的趨勢,在120萬粒/hm2播量下各指標(biāo)值達(dá)到最高,這與已有研究[12,15-17]的種植密度對蕎麥農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量有較大的影響以及產(chǎn)量隨著種植密度的增加呈先增加后下降的趨勢[10,18-21]結(jié)論相一致。
不同播種量對冀苦蕎1號的主莖分枝數(shù)和花序數(shù)均隨著播種量的增加逐漸減少,150萬粒/hm2播種量下最高且達(dá)到顯著水平;株高在150萬粒/hm2播種量下達(dá)到顯著水平;播種量與株高和產(chǎn)量呈正相關(guān),且相關(guān)性達(dá)到了顯著水平,與主莖節(jié)數(shù)、主莖分枝數(shù)、花序數(shù)均呈負(fù)相關(guān),且相關(guān)性達(dá)到了顯著水平;不同播種量對冀苦蕎1號的千粒重影響不大,對單株粒數(shù)、單株粒重和產(chǎn)量均有一定影響,單株粒數(shù)、單株粒重和產(chǎn)量的總趨勢均是先增后減,在90萬粒/hm2播量下各指標(biāo)值達(dá)到最高。這些結(jié)果與已有研究[22-26]的產(chǎn)量趨勢結(jié)果一致,但播種量有差異,與王慧等[9]和靳建剛等[15]對晉蕎麥 6號的密度試驗(yàn)結(jié)論有所不同,可能與品種和種植區(qū)域有關(guān)。
冀北地區(qū)不同播種量對甜蕎品種冀甜蕎1號的主莖分枝數(shù)、花序數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重以及產(chǎn)量都有一定影響,隨播種量增加,產(chǎn)量是先增后減,最經(jīng)濟(jì)的適宜播種量為120萬粒/hm2;不同播種量對苦蕎品種冀苦蕎1號的株高、主莖分枝數(shù)、花序數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重以及產(chǎn)量都有一定影響,隨播種量增加,產(chǎn)量是先增后減,最經(jīng)濟(jì)的適宜播種量為90萬粒/hm2。