游永亮,李 源,趙海明,武瑞鑫,劉貴波,翟蘭菊

(河北省農林科學院旱作農業(yè)研究所 河北省農作物抗旱研究重點實驗室，河北 衡水 053000)

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種植密度對飼用小黑麥、飼用黑麥種子生產性能的影響

游永亮,李 源,趙海明,武瑞鑫,劉貴波,翟蘭菊

(河北省農林科學院旱作農業(yè)研究所 河北省農作物抗旱研究重點實驗室，河北 衡水 053000)

為了明確飼用小黑麥(×TriticaleWittmack)和飼用黑麥(Secalecereale)在河北平原農區(qū)種子生產時的最佳種植密度，2014-2016年連續(xù)兩年在河北省衡水市護駕遲鎮(zhèn)設置每公頃60萬、110萬、160萬、210萬、260萬和310萬株的種植密度，探究其對飼用小黑麥和飼用黑麥種子生產性能的影響。結果表明,種植密度對飼用小黑麥和飼用黑麥種子生產影響較大，在不同種植密度下飼用小黑麥和飼用黑麥種子產量、畝穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重差異顯著，倒伏性差異明顯。在河北平原農區(qū)10月中上旬播種，飼用小黑麥和飼用黑麥種子生產適宜種植密度均為每公頃110萬株基本苗，相同條件下飼用黑麥可比飼用小黑麥適當減少播量，此時飼用小黑麥和飼用黑麥種子產量高，飼用小黑麥種子產量達到每公頃4 300 kg以上，飼用黑麥種子產量達到每公頃3 900 kg以上；倒伏輕，千粒重高，種子飽滿，商品性好。

飼用小黑麥；飼用黑麥；種植密度；種子產量；產量結構；生產性能；通徑分析

小黑麥(×TriticaleWittmack)是雜交新物種，由小麥(Triticumaestivum)和黑麥(Secalecereale)經過屬間雜交并應用染色體工程育種方法培育而成。小黑麥按照用途可分為糧用型、飼用型、糧飼兼用型[1]。飼用小黑麥是以飼用性狀為主要選育目標，通過定向培育而成，以全株收獲作為飼草利用的小黑麥品種。黑麥屬于禾本科，原產于中東和地中海地區(qū)，在20世紀90年代是俄羅斯等國家主要糧食作物[2]，20世紀80年代黑麥作為一種重要飼料作物被引入黃淮海區(qū)域在冬閑田種植利用。飼用小黑麥和飼用黑麥均能夠充分利用冬閑田種植，作為一種優(yōu)質高蛋白麥類青飼料作物被廣泛利用。

飼用黑麥種子生產方面的研究報道較少,相關學者通過播種期及水肥處理對冬牧70黑麥種子產量的研究認為，冬牧70種子產量均隨著播種期延遲而降低，同一播期下澆水比不澆水增產效果明顯；施肥表現(xiàn)增產，但增產效果與澆水有關[3]。糧用型小黑麥種子生產方面，在達吉斯坦共和國試驗結果表明小黑麥最佳種植密度為每公頃600萬粒[4];國內學者在貴州地區(qū)的試驗結果表明以每畝(667 m2)14萬粒播種量時籽粒產量最高[5];在哈爾濱地區(qū)的試驗結果表明種植密度為每公頃450萬株時產量結構比較協(xié)調，籽粒產量最高[6]。適當施肥降低種植密度，能夠促進籽粒產量的提高[7]。糧飼兼用型小黑麥籽粒產量方面，相關學者應用灰色關聯(lián)分析法分析糧飼兼用型小黑麥籽粒產量與各性狀的關聯(lián)度，結果顯示千粒重在6個性狀中權重最大[8]。另有學者認為，環(huán)境因素以及環(huán)境和基因互作對小黑麥種子產量的影響遠大于基因型，分別為基因型效應的25.9倍和2.1倍[9]。對飼用型小黑麥的研究主要集中在飼草產量方面[10-13]，部分研究還從籽粒品質[14]、籽粒產量構成因素[15]進行過比較分析。飼用小黑麥中早期刈割時種子產量僅為不刈割時的50%～65%[16]。小黑麥在N、P、K、有機肥配施條件下比單一施肥條件籽粒產量更高[17]。種植密度對飼用小黑麥和飼用黑麥種子產量的影響鮮見報道。由于飼用小黑麥以生產飼草為主，要求莖蘗多，生物量大，兼顧種子產量，而糧用型小黑麥以收獲籽粒為主，因此與糧用型小黑麥相比飼用型小黑麥一般植株高大，種子產量低，易倒伏。因此，飼用型小黑麥在種子生產中受到種植密度等因素的影響比糧用型小黑麥可能更明顯，鑒于此，研究種植密度對飼用小黑麥種子生產的影響十分必要。

本研究在河北平原農區(qū)通過分析種植密度對飼用小黑麥和飼用黑麥種子產量以及產量構成因素的影響，旨在明確河北平原農區(qū)飼用小黑麥和飼用黑麥種子生產最佳播種量，為飼用小黑麥和飼用黑麥種子生產提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在河北省農林科學院旱作農業(yè)研究所試驗站內進行。試驗地位于河北省深州市護駕遲鎮(zhèn)(115°42′ E、37°44′ N)，海拔20 m，全年平均降水量497.1 mm，其中70%的降水集中在7月-8月。年平均氣溫13.3 ℃，無霜期202 d。試驗地養(yǎng)分情況：全氮1.1 g·kg-1，有效磷32.3 mg·kg-1，速效鉀125.4 mg·kg-1，堿解氮62.8 mg·kg-1，有機質15.5 g·kg-1。

1.2 試驗品種

試驗品種為飼用小黑麥中飼1048和飼用黑麥冬牧70。中飼1048為中國農業(yè)科學院作物研究所培育，為國家草品種區(qū)域試驗對照種。冬牧70是從美國引進的飼用黑麥品種。兩個品種為目前海河平原區(qū)主推的飼用小黑麥、黑麥品種。

1.3 試驗方法

試驗于2014年10月至2016年7月在河北省農林科學院旱作農業(yè)研究所護駕遲試驗站進行了兩個周期。根據(jù)種子發(fā)芽率和千粒重，對出苗后分蘗前各小區(qū)實際基本苗進行統(tǒng)計，并參考董永琴等[5]關于糧用型小黑麥播種量，設置飼用小黑麥中飼1048和飼用黑麥冬牧70兩個品種各6個種植密度，種植密度分別為每公頃60萬、110萬、160萬、210萬、260萬和310萬株。試驗隨機區(qū)組設計，3次重復，共36個小區(qū)。小區(qū)面積3 m×5 m，試驗采取機播，播種時間分別為2014年10月9日和2015年10月13日，南北種植，每個小區(qū)15行，行長5 m，行距20 cm，播深3～5 cm。播前施復合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)750 kg·hm-2，返青期灌水一次，灌水量750 m3·hm-2，并隨灌水追施尿素300 kg·hm-2。

1.4 調查項目及方法

生育期：記載包括播種期、出苗期、拔節(jié)期、孕穗期、抽穗期、開花期和種子成熟期等各生育期。

株高：種子收獲前每小區(qū)隨機選取10株，分別測量地面至穗頂部的高度(不計芒長)，計算平均值；

倒伏性：種子收獲前按照無(0)、輕(25%)、中(30%)、重(50%)的四級調查標準進行。植株傾倒45°以上為倒伏。

籽粒產量：籽粒成熟后，每小區(qū)去掉邊行和各0.5 m行頭，剩余面積收獲籽粒后稱量各小區(qū)籽粒產量，計算每公頃籽粒產量。

基本苗：出苗后分蘗前調查，采取1 m雙行法，數(shù)其苗數(shù)，折算成“株·hm-2”表示，取兩年平均值。

最高莖數(shù)：拔節(jié)前分蘗數(shù)達到最高峰時調查，采取1 m雙行法，數(shù)其莖數(shù)，折算成“莖·hm-2”表示，取兩年平均值。

分蘗數(shù)=最高莖數(shù)/基本苗。

穗數(shù)：種子收獲前調查，采取1 m雙行法，統(tǒng)計有效穗數(shù)(穗粒數(shù)在5 粒以上者)，折算成“穗·hm-2”表示，取兩年平均值。

成穗率=穗數(shù)/最高莖數(shù)×100%。

穗粒數(shù)：每小區(qū)在種子成熟后隨機選取10個穗，記錄總粒數(shù)，取平均值，再取兩年平均值。

千粒重：種子收獲后每小區(qū)隨機數(shù)取1 000粒種子稱重，重復3次，取平均值。

1.5 數(shù)據(jù)處理

用SAS軟件數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對試驗數(shù)據(jù)進行方差分析，用DPS軟件對試驗數(shù)據(jù)進行通徑分析，用Excel 2003軟件進行表格制作。

2 結果與分析

2.1 不同種植密度下飼用小黑麥和飼用黑麥的生育期

對不同種植密度下飼用小黑麥和飼用黑麥連續(xù)兩年的生育期進行了調查(表1)。2014-2015年度和2015-2016年度飼用小黑麥和飼用黑麥播種時間分別為10月9日和10月13日。不同種植密度下飼用小黑麥和飼用黑麥的出苗期一致，隨著生育期的推進，從拔節(jié)期到開花期種植密度為每公頃60萬和110萬株的飼用小黑麥和飼用黑麥的生育期比每公頃160萬～310萬株的飼用小黑麥和飼用黑麥生育期推遲1～2 d，但成熟期一致。

2.2 不同種植密度對種子產量的影響

飼用小黑麥和飼用黑麥兩年平均種子產量在不同種植密度下差異顯著(表2)。隨著種植密度的增加，飼用小黑麥和飼用黑麥種子產量均先增加后降低，當種植密度為每公頃110萬株時種子產量最高，平均分別為4 340.71和3 913.07 kg·hm-2，顯著高于除每公頃160萬株外的其它種植密度(P<0.05)。

2.3 不同種植密度下飼用小黑麥和飼用黑麥種子產量構成要素分析

2.3.1 畝穗數(shù) 飼用小黑麥隨著種植密度增加，畝穗數(shù)基本呈現(xiàn)逐漸上升趨勢(表3)，每公頃260萬株的畝穗數(shù)最高，為每公頃325.16萬穗，當種植密度達到到每公頃310萬株處理時畝穗數(shù)略有下降。每公頃60萬株畝穗數(shù)顯著低于其它種植密度(P<0.05)，其它種植密度間無顯著差異(P>0.05)。飼用黑麥不同種植密度處理之間畝穗數(shù)的差異顯著。隨著種植密度增加，畝穗數(shù)整體呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，每公頃210萬株的畝穗數(shù)最高，為每公頃576.96萬穗，顯著高于除每公頃260萬株外的其余種植密度。

2.3.2 穗粒數(shù) 不同種植密度下飼用小黑麥和飼用黑麥穗粒數(shù)差異顯著(表3)，隨著種植密度增加飼用小黑麥和飼用黑麥的穗粒數(shù)均呈下降趨勢。飼用小黑麥在每公頃60萬株的穗粒數(shù)最多，為48.60個，顯著大于每公頃210萬、260萬和310萬株處理(P<0.05)，與每公頃110萬和160萬株處理差異不顯著(P>0.05)。飼用黑麥在每公頃60萬株時的穗粒數(shù)最多，為53.43個，顯著大于其它種植密度。

2.3.3 千粒重 不同種植密度下飼用小黑麥和飼用黑麥的千粒重差異顯著，且隨著種植密度增加千粒重整體呈現(xiàn)逐漸下降趨勢。飼用小黑麥在每公頃60萬株的種子千粒重最大，為48.68 g，與每公頃110萬和160萬株處理差異不顯著(P>0.05)，但顯著大于每公頃210萬、260萬和310萬株處理的種子千粒重(P<0.05)。飼用黑麥在每公頃60萬株處理的種子千粒重最大，為28.41 g，與每公頃110萬株處理差異不顯著，但顯著大于其它處理的種子千粒重。

2.3.4 種子產量構成要素通徑分析 畝穗數(shù)(X1)、穗粒數(shù)(X2)和千粒重(X3)種子產量構成要素對種子產量(Y)的通徑分析結果表明，畝穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重對飼用小黑麥種子產量的直接貢獻依次為穗粒數(shù)>畝穗數(shù)>千粒重，對飼用黑麥種子產量的直接貢獻依次為千粒重>穗粒數(shù)>畝穗數(shù)(表4)。飼用小黑麥的穗粒數(shù)與種子產量的相關系數(shù)為0.585 5，呈正相關關系，直接通徑系數(shù)為0.686 6，所起到的直接效應最大，說明穗粒數(shù)對飼用小黑麥種子產量起到重要作用；飼用黑麥的千粒重與種子產量的相關系數(shù)為0.838 4，呈正相關關系，直接通徑系數(shù)為0.484 3，所起到的直接效應最大，說明千粒重對飼用黑麥種子產量作用重大。

表2 不同種植密度下飼用小黑麥和飼用黑麥種子產量Table 2 Seed yield of ×Triticale Wittmack and Secale cereale in different planting densities

注：同列不同小寫字母表示不同種植密度下差異顯著(P<0.05)。下表同。

Note: Different lowercase letters within the same column indicate significant differences among different planting densities at the 0.05 level; similarly for the following tables.

表3 不同種植密度下飼用小黑麥和飼用黑麥畝穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重Table 3 The heading rate, kernel number per spike, thousand-seed weight of ×Triticale Wittmack and Secale cereale in different planting densities

表4 飼用小黑麥和飼用黑麥種子產量構成要素與種子產量的直接通徑分析Table 4 Path coefficient analysis between yield main components and seed yield of ×Triticale Wittmack and Secale cereale

2.4 最高莖數(shù)、分蘗數(shù)、成穗率、株高和倒伏性分析

飼用小黑麥最高莖數(shù)隨著種植密度增加呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，且不同種植密度下差異顯著(表5)。每公頃210萬株處理的最高莖數(shù)最大，為每公頃1 304.40萬個，與每公頃260萬和310萬株處理的最高莖數(shù)差異不顯著(P>0.05)，但顯著高于每公頃60萬、110萬和160萬株處理(P<0.05)。不同種植密度下飼用黑麥最高莖數(shù)與飼用小黑麥變化趨勢相同，隨著種植密度增加呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，但每公頃260萬株處理的最高莖數(shù)最大，為每公頃1 898.45萬個，顯著高于其它處理下的最高莖數(shù)。

飼用小黑麥和飼用黑麥分蘗數(shù)均隨著種植密度增加呈現(xiàn)逐漸減少趨勢(表5)，每公頃60萬株時飼用小黑麥和飼用黑麥分蘗數(shù)最多，分別為12.96和18.47 個，顯著高于其它種植密度下飼用小黑麥和飼用黑麥的分蘗數(shù)(P<0.05)，每公頃310萬株時飼用小黑麥和飼用黑麥分蘗數(shù)最少。

飼用小黑麥成穗率隨著種植密度增加呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢，最大值出現(xiàn)在每公頃60萬株時，為33.16%，顯著高于其它種植密度的成穗率(P<0.05)。飼用黑麥成穗率同樣在每公頃60萬株最高，為43.28%，顯著高于其它種植密度下的成穗率。

飼用小黑麥株高隨著種植密度增加呈現(xiàn)逐漸降低趨勢，且差異顯著。飼用小黑麥株高在每公頃60萬株處理時最高，達168.13 cm，顯著高于每公頃160萬～310萬株處理的株高(P<0.05)，但與每公頃110萬株處理的株高差異不顯著(P>0.05)。飼用黑麥株高在種植密度每公頃60萬～260萬株之間隨著播種密度增加呈逐漸降低趨勢，當種植密度達到每公頃310萬株時飼用黑麥株高略有上升，株高最大值出現(xiàn)在每公頃60萬株處理，為156.42 cm，顯著高于每公頃160萬～310萬株處理的株高，和每公頃110萬株處理的株高差異不顯著。

不同種植密度下飼用小黑麥和飼用黑麥的倒伏性不同(表5)，種植密度在每公頃60萬株時飼用小黑麥和飼用黑麥均沒有倒伏現(xiàn)象發(fā)生，當種植密度為每公頃110萬和160萬株時，飼用小黑麥出現(xiàn)輕微倒伏現(xiàn)象，當種植密度每公頃160萬株時，飼用黑麥出現(xiàn)中度倒伏，當種植密度達到每公頃210萬株以及以上時，飼用小黑麥和飼用黑麥均出現(xiàn)重度倒伏現(xiàn)象，且同等種植密度下飼用黑麥比飼用小黑麥倒伏更嚴重。

表5 不同種植密度下飼用小黑麥和飼用黑麥最高莖數(shù)、分蘗數(shù)、成穗率、株高和倒伏性Table 5 The max stem number, tiller number, productive tiller percentage, plant height, lodging resistance of ×Triticale Wittmack and Secale cereale in different planting densities

3 討論與結論

相關研究表明，多花黑麥草(Loliummultiflorum)種子生產應適當控制分蘗，減少無效分蘗以降低養(yǎng)分消耗和控制倒伏[18]。本研究飼用小黑麥在種植密度在每公頃210萬～310萬株時，最高莖數(shù)顯著高于種植密度為每公頃110萬～160萬株處理，但畝穗數(shù)差異不顯著，進一步證明了播種量過高時，群體急劇增加，因資源和空間限制，導致大部分分蘗成為無效分蘗，不能形成有效穗，從而影響種子產量，這與小黑麥東農96 026種植密度在每公頃450萬株時籽粒產量大于每公頃600萬株的結果一致[6]。而飼用小黑麥和飼用黑麥在種植密度過低時雖然能夠通過自身分蘗增加群體密度，但因自身分蘗潛力無法滿足群體需求，導致總莖數(shù)過低，畝穗數(shù)不足，從而影響到飼用小黑麥和飼用黑麥種子產量。

種植密度是影響麥類作物倒伏的重要因素之一，而倒伏進一步影響到種子產量。倒伏情況下作物光合作用降低，影響后期種子灌漿，導致作物種子粒數(shù)減少和籽粒千粒重降低，引起種子產量降低，而且造成收獲困難，對實際種子產量影響較大[18]。相關研究表明，小麥倒伏對千粒重的降低作用達到極顯著水平，比正常狀態(tài)平均下降17.77%[19]。另有研究表明，小麥灌漿中期倒伏，千粒重顯著降低，僅粒重降低一項就使產量降低15.74%以上，減產極顯著[20]。種植密度的大小顯著影響到作物的倒伏性，國內大量研究多有報道且結果一致，即隨著種植密度增加倒伏率增加[21]。麥類作物通過降低播量減小群體而有利于防止倒伏，并可通過分蘗來補償有效莖數(shù)，達到維持產量的目的。本研究顯示，當飼用小黑麥和飼用黑麥播種量為每公頃210萬株及以上時，均出現(xiàn)嚴重倒伏現(xiàn)象，千粒重顯著降低，種子產量明顯下降，和以上研究結果一致。因此，通過調節(jié)種植密度來提高飼用小黑麥和飼用黑麥種子產量是改善飼用小黑麥和飼用黑麥種子生產的一種重要途徑。

種植密度通過影響飼用小黑麥和飼用黑麥的畝穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重來間接影響其種子產量，而畝穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重對種子生產的貢獻大小并不相同。本研究結果顯示，當種植密度在每公頃60萬株時，飼用小黑麥和飼用黑麥畝穗數(shù)雖較低，但穗粒數(shù)和千粒重較高，種子產量反而高于每公頃210萬～310萬株處理。種植密度在每公頃110萬株時飼用小黑麥和飼用黑麥雖然畝穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重都不是最大值，但綜合三因素后其種子產量均高于其它種植密度處理，通徑分析結果進一步顯示，穗粒數(shù)對飼用小黑麥種子產量起到重要作用，而千粒重對飼用黑麥種子產量作用重大。即種植密度對飼用小黑麥和飼用黑麥種子產量是一個綜合影響結果，適宜種植密度下飼用小黑麥和飼用黑麥種子產量才能達到最大值，過高或過低均影響飼用小黑麥和飼用黑麥種子生產。

飼用小黑麥和飼用黑麥種子產量形成是一個長期復雜的過程，不僅受種植密度影響，還受到自身遺傳條件、栽培管理措施等方面的影響。本研究僅探討在河北平原農區(qū)10月中上旬播種情況下飼用小黑麥和飼用黑麥種子生產的適宜種植密度，沒有考慮不同播種時期、不同播種行距以及不同施肥灌溉條件等，也沒有進行種子質量、商品性測定，如種子色澤、大小、飽滿度、發(fā)芽勢等。下一步需開展相關試驗，找到飼用小黑麥和飼用黑麥在河北平原農區(qū)種子生產的最佳種植密度。

本研究表明，在河北平原農區(qū)10月中上旬播種情況下，飼用小黑麥和飼用黑麥種子生產適宜種植密度均為基本苗110萬株·hm-2，由于飼用黑麥分蘗能力強于飼用小黑麥，因此在相同條件下與飼用小黑麥相比飼用黑麥可適當減少播量。

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(責任編輯 張瑾)

Effect of planting density on ×TriticaleWittmack andSecalecerealeseed productivity

You Yong-liang, Li Yuan, Zhao Hai-ming, Wu Rui-xin, Liu Gui-bo, Zhai Lan-ju
(Dryland Farming Institute of Hebei Academy of Agricultural and Forestry Sciences, Key Lab oratory of Crop Drought Tolerance Research of Hebei Province, Hengshui 053000, China)

To determine the optimal planting density for ×TriticaleWittmack andSecalecerealeseed productivity in the Hebei Plain Farming Area, the effect of planting density was studied at Hujiachi Town, in Hengshui city, Hebei Province during 2014-2016. The results indicated that planting density significantly affected ×TriticaleWittmack andSecalecerealeseed production in various ways: seed yield, heading rate, kernel number per spike, thousand-seed weight and susceptibility to lodging. The optimal planting density of ×TriticaleWittmack andSecalecerealewas 1.1 million·ha-1basic seedling in October on the Hebei plain, and it would be appropriate to sow lessS.cerealewhen planted alone under the same conditions. Under optimal seeding density, the seed yield of ×TriticaleWittmack was more than 4 300 kg·ha-1and the seed yield ofS.cerealewas more than 3 900 kg·ha-1; and both species showed good performance with light lodging, high thousand-seed weight, full seed, and good commodity.

×TriticaleWittmack;Secalecereale; planting density; seed yield; yield component; production performance; path coefficient analysis

Liu Gui-bo E-mail:lgb2884@126.com

2017-01-04 接受日期：2017-04-26

河北省渤海糧倉科技示范工程項目；現(xiàn)代農業(yè)產業(yè)技術體系建設專項資金(CARS-35-24)；河北省科技廳科技支撐項目(14226335D)；河北省牧草產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟(16018)

游永亮(1982-)，男，山東東明人，助理研究員，碩士，主要從事飼用小黑麥、青貯玉米育種及配套栽培技術研究。 E-mail:yyl0012_2007@163.com

劉貴波(1965-)，男，河北武強人，研究員，碩士，主要從事牧草育種及栽培技術研究。E-mail:lgb2884@126.com

10.11829/j.issn.1001-0629.2017-0004

S816;S352.3

A

1001-0629(2017)07-1522-08

游永亮,李源,趙海明,武瑞鑫,劉貴波,翟蘭菊.種植密度對飼用小黑麥、飼用黑麥種子生產性能的影響.草業(yè)科學,2017,34(7)：1522-1529.

You Y L,Li Y,Zhao H M,Wu R X,Liu G B,Zhai L J.Effect of planting density on ×TriticaleWittmack andSecalecerealeseed productivity.Pratacultural Science，2017,34(7)：1522-1529.