种植密度对荞麦生理指标、农艺性状及产量的影响

2017-09-14常耀军母养秀张久盘穆兰海杜燕萍常克勤

湖北农业科学 2017年16期

常耀军++母养秀++张久盘++穆兰海++杜燕萍++常克勤

摘要：以荞麦（Fagopyrum esculentum Moench.）宁荞1号为试验材料，研究了不同种植密度对荞麦生理指标、农艺性状及产量的影响。结果表明，在干旱条件下，高密度加速了荞麦叶片叶绿素的分解和可溶性蛋白质含量的下降，降低了抗氧化酶SOD、POD、CAT的活性及加速了MDA含量的积累。在干旱条件下，低密度处理有利于荞麦单株粒数、单株粒重、千粒重及产量的增加。

关键词：荞麦（Fagopyrum esculentum Moench.）；种植密度；生理指标；农艺性状；产量

中图分类号：S517 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）16-3022-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.16.006

Effect of Planting Density on Physiological Indices， Agronomic Traits and Yield of Buckwheat

CHANG Yao-jun1，2，MU Yang-xiu3，ZHANG Jiu-pan3，MU Lan-hai3，DU Yan-ping3，CHANG Ke-qin3

（1.Key Laboratory for Meteorological Disaster Monitoring and Early Warning and Risk Management of Characteristic Agriculture in Arid Regions，CMA， Beijing 100081， China； 2.Ningxia Key Lab of Meteorological Disaster Prevention and reduction， Guyuan 756000， Ningxia， China； 3.Guyuan Branch， Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences， Guyuan 756000， Ningxia， China）

Abstract： Ning Qiao 1 was selected as the material of this experiment to study the effects of planting density on physiological indices， agronomic traits and yield of buckwheat. The results showed that high density resulted in a decrease of chlorophyll content， soluble protein content and activity of SOD， POD and CAT， and a speeding up of MDA accumulation under dry condition. Low density could effectively improve the grain number per plant， grain weight per plant， 1000-grain weight and yield in dry condition.

Key words： buckwheat（Fagopyrum esculentum Moench.）； planting density； physiological index； agronomic trait； yield

荞麥（Fagopyrum esculentum Moench.）是蓼科（Polygonaceae）荞麦属（Fag-pyrum）植物，是宁夏南部山区的主要粮食作物之一。种植密度是影响荞麦产量的一个重要因素。不同种植密度对荞麦产量的影响主要通过对与产量形成相关的农艺性状和生理指标的影响体现出来。罗瑶年等[1]研究指出，玉米种植密度的增加，导致群体内透光性减弱，促使叶片功能期缩短，衰老进程加快。胡萌[2]的研究指出，玉米随着密度增大，可溶性蛋白质含量呈下降趋势，MDA含量升高，SOD、POD活性均先升高后降低。于振文等[3]的研究表明，适当减少基本苗数，建立合理的群体结构，能有效提高小麦开花后植株的生理活性，延长叶片衰老速率缓降期，加强同化物的合成作用，提高粒重。王志和等[4]的研究表明，低密度处理有效减缓了小麦旗叶衰老，提高了千粒重和穗粒数，但种植密度要结合产量进行适宜组合，张荣萍等[5]的关于栽培密度对有色稻抽穗后剑叶一些衰老生理特性的影响研究，结果表明叶绿素含量、可溶性蛋白质含量和SOD活性均呈下降趋势，MDA含量呈上升趋势。综上所述，关于种植密度对作物生理特性及产量的影响在玉米[6-8]、糜子[9]、小麦[10，11]、水稻[12，13]等作物上均有研究，但关于种植密度对荞麦生理指标及相关关系的研究尚未见报道，本研究把种植密度、生理指标、农艺性状及产量结合起来，研究荞麦的最佳种植密度，以期为荞麦的高产高效栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试荞麦品种为宁荞1号，由宁夏农林科学院固原分院提供。

1.2 试验方法

试验于2016年6-9月在宁夏固原市原州区彭堡镇彭堡村燕麦荞麦试验基地进行，地块位于东经l06°9′，北纬36°5′，海拔1 660 m。试验采用随机区组试验设计，设置3个密度梯度，4万/667 m2（每行40株，株距5 cm）、6万/667 m2（每行60株，株距3.33 cm）、8万/667 m2（每行80株，株距2.5 cm）、依次记为T1、T2、T3，每个处理3次重复；播种方式为开沟条播，人工间苗定苗。小区面积10 m2（2.5 m×4.0 m），每个小区9短行，行距约33 cm，肥、水、病虫草害的管理按国家荞麦区域试验要求进行。endprint

待植株生长至始花期开始后，每隔7 d采样1次。分别在始花期后的1，8，15，22 d对荞麦植株叶片的叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性指标进行测定，每项3次重复取均值。

待植株成熟后，每个小区随机取样10株，考察株高、茎粗、主茎节数、有效分枝数、单株粒数、单株粒重、千粒重。然后分小区收获，脱粒、晾晒，称重。

1.3 测定项目与方法

叶绿素含量按照80%的丙酮浸提法测定[14]；可溶性蛋白质含量采用考马斯亮蓝G-250法测定[15]；SOD活性采用氮蓝四唑（NBT）光还原法[16]；POD活性采用愈创木酚法[16]；CAT活性采用紫外吸收法[16]；MDA含量采用硫代巴比妥酸（TBA）显色法测定[16]。

1.4 数据处理

试验数据采用Excel 2007进行初步处理，用SPSS16.0软件对不同处理进行LSD多重比较。

2 结果与分析

2.1 种植密度对荞麦生理指标的影响

2.1.1 种植密度对荞麦叶片叶绿素含量的影响由表1可以看出，在不同采样时间，叶绿素含量在不同密度处理间差异显著。在始花后1 d，T3处理的叶绿素含量显著高于T1和T2处理，分别高出33.1%和5.3%。随着生育进程的推进，在始花后22 d，结果恰好相反，T3处理的叶绿素含量显著低于T1和T2处理，分别低了10.7%和5.6%。说明始花期后，随着生育时间的延长，T3处理能显著加快叶绿素的分解。

2.1.2 种植密度对荞麦叶片可溶性蛋白质含量的影响由表1可以看出，开花初期，T3处理荞麦叶片可溶性蛋白质含量最低，在始花后1 d、始花后8 d、始花后15 d与T2和T1处理的可溶性蛋白质含量之间差异不显著，但随着生育时间的延长，在始花后22 d T3处理的可溶性蛋白质含量显著低于T1和T2处理。说明T3处理能使荞麦叶片蛋白质含量降低，加快荞麦植株的衰老。

2.1.3 种植密度对荞麦抗氧化酶活性的影响由表1可以看出，在采样期间，不同种植密度处理条件下，荞麦叶片的SOD活性均呈先上升后下降的趋势，不同密度对荞麦叶片的SOD活性的影响有显著差异。在始花后1 d，T2处理的SOD活性显著低于T1和T3处理，但随着生育进程的推进，在始花后22 d，T2处理的SOD活性显著高于T1和T3处理，同时T3处理的SOD活性最低，显著低于T1和T2处理。在采样期间，不同密度处理条件下，荞麦叶片的POD活性之间存在显著差异。随后有不同的表现，POD活性在始花后22 d上升，而CAT活性在始花后22 d下降。在始花后22 d，T3处理的POD活性显著低于T1处理，T3处理的CAT活性显著低于T1和T2处理。说明低密度T1处理能有效提高POD活性，延缓叶片的衰老。高密度T3处理能加速SOD，CAT活性的下降，促进植株衰老。

2.1.4 种植密度对丙二醛含量的影响由表1可知，不同种植密度处理下，荞麦叶片的MDA含量之间差异不显著，但从表1可以看出，在始花后1 d，T3处理的MDA含量低于T1和T2处理，但在采样的始花后22 d，T3处理的MDA含量却高于T1和T2处理。说明T3处理的MDA含量积累速度高于T1和T2处理。

2.2 种植密度对荞麦农艺性状及产量的影响

由表2可知，T3处理的荞麦株高显著低于T1和T2处理；T3处理的植株茎粗低于T1和T2处理，且与T1处理之间差异显著；T3处理的植株主莖节数，有效分枝数与T1和T2处理之间差异不显著；T3处理的植株单株粒数和单株粒重显著低于T1和T2处理；T3处理的植株千粒重低于T1和T2处理，且与T2处理之间差异显著；T3处理的产量低于T1和T2处理，三个处理产量之间差异不显著，但其中T2处理的产量最高。单株粒数、单株粒重、千粒重和产量均以T2最高，但与T1处理之间差异均不显著。说明高密度处理不利于单株粒数、单株粒重、千粒重和产量的增高。低密度处理有利于单株粒数、单株粒重、千粒重和产量的增加。

3 小结与讨论

3.1 种植密度对荞麦生理指标的影响

张永丽等[11]的研究表明，随着种植密度的增加，小麦旗叶的叶绿素含量，可溶性蛋白质含量不断下降，王德慧[9]的研究发现，两种糜子的SOD、POD活性随着种植密度增大而下降，MDA含量随着种植密度增大而上升，种植密度的增大加剧叶片的衰老。胡文河等[13]的研究表明，低密度栽培的水稻，可溶性蛋白质含量增加，叶片衰老延缓，千粒重提高。杜长玉等[17]的研究表明，随着播种密度的增加，大豆的生理指标和产量性状随之降低。本研究结果表明，随着播种密度的增加，荞麦叶片的叶绿素含量、可溶性蛋白质含量下降。同时高密度处理使荞麦叶片的保护酶活性下降，MDA含量积累加速，这与前人研究结果一致。

3.2 种植密度对荞麦农艺性状及产量的影响

种植密度对荞麦农艺性状和产量有较大的影响[18]。荞麦的产量随种植密度的增加呈先升高后降低的趋势[19，20]，姜涛等[21]的研究表明，种植密度对荞麦株高、主茎分枝数和主茎节数的影响不显著，但对产量构成因素单株粒重有显著影响。本研究表明种植密度对宁荞1号的单株粒数、单株粒重有显著影响，产量随着密度的增加呈先升高后降低的趋势，这与前人研究结果一致，但本研究结果表明密度对荞麦产量没有显著影响，这与汪灿等[19]的研究结果不一致，也许是不同地区的气候所致，本研究宁荞1号在生育期间一直处于干旱状态。在干旱条件下低密度处理有利于单株粒数、单株粒重、千粒重和产量的增加。

参考文献：

[1] 罗瑶年，张建华.种植密度对玉米叶片衰老的影响[J].玉米科学，1994（4）：23-25.endprint

[2] 胡萌.密度对春玉米光合与衰老生理及产量的影响[D].哈尔滨：东北农业大学，2009.

[3] 于振文，岳寿松，沈成国，等.不同密度对冬小麦开花后叶片衰老和粒重的影响[J].作物学报，1995，21（4）：412-418.

[4] 王志和，姜丽娜，李春喜，等.种植密度和植物生长调节剂对小麦衰老及产量构成的影响[J].作物杂志，2003（2）：15-17.

[5] 张荣萍，戴红燕，马均，等.栽培密度对有色稻抽穗后剑叶一些衰老生理特性的影响[J].西昌学院学报（自然科学版），2009， 23（3）：13-16.

[6] 马瑞霞，张爱芹，刘文成.种植密度对不同类型夏玉米生产力和主要生理指标的影响[J].中国农学通报，2006（5）：171-173.

[7] 陈树宾.不同密度下高油玉米生理特性及产量性状研究[D].北京：中国农业大学，2005.

[8] 马超，黄晓书，李鹏坤，等.种植密度对夏玉米果穗叶生理功能衰退的影响[J].玉米科学，2010（2）：50-53.

[9] 王德慧.不同种植密度下全覆膜对糜子产量、品质及其生理基础的影响[D].呼和浩特：内蒙古农业大学，2015.

[10] 郭天财，盛坤，冯伟，等.种植密度对两种穗型小麦品种分蘖期茎蘖生理特性的影响[J].西北植物学报，2009，29（2）：350-355.

[11] 张永丽，肖凯，李雁鸣.种植密度对杂种小麦C6-38/Py85-1旗叶光合特性和产量的调控效应及其生理机制[J].作物学报，2005，31（4）：498-505.