中国农业科学|西北农林科技大学农学院高金锋研究团队种植密度与施肥水平对甜荞光合特性、产量及抗倒伏的影响

荞麦属于蓼科（Polygonaceae）荞麦属（Fagopyrum）一年生双子叶植物，主要包含甜荞和苦荞 2 个栽培种，具有生育期短、抗旱和耐瘠薄 等特点，是备荒救灾、填闲补缺的优势作物。荞麦被称为药食同源作物，有较高的营养和药用价值，籽粒富含多种生物活性成分，如蛋白质、膳食纤维、维生素、类黄酮、芦丁、多酚等，是理想的保健食品， 对众多慢性疾病具有预防和治疗功能，例如降胆固醇、 降血糖、降血脂和抗炎等，这些益处增强了荞麦及其副产品作为功能性食品配方的潜力，并扩展了荞麦在农业、工业和制药方面的用途，而荞麦较低的产量， 在一定程度上限制了其发展。

种植密度和施肥水平是调控作物产量及相关农艺性状的关键栽培措施。增加密度可提高单位面积作物产量，但密度过高时，群体内部环境荫蔽，影响植株光合特性及光合产物的积累与转运，导致籽粒败育、灌浆不充实和倒伏等问题。 合理的施肥制度能提高作物的水分利用效率、养分吸收利用率和干物质积累量。肥料的偏重施用，通常会使群体生长环境通风透光变劣，降低光合效率和灌浆速率。施肥量过多会导致地上部生长过旺，基部节间过长，作物株高，以及茎秆重心高度增加，易引发倒伏，从而降低作物产量。合理密植和施肥，可优化群体结构，增加作物养分吸收利用率，提高作物抗倒伏性能，有利于实现作物高产。

近期，西北农林科技大学农学院/旱区作物逆境生理学国家重点实验室高金锋研究团队完成的题为“种植密度与施肥水平对甜荞光合特性、产量及抗倒伏的影响”的研究在《中国农业科学》2024年第57卷2期正式发表。

以等花柱甜荞新品种西农 D4103 为试验材料，黄土高原主栽品种西农 9976 为对照，采用双因素裂区设计，主因素为 2 个栽培密度，分别为 D1：90 万株/hm²、D2：135 万株/hm²；副因素为低、中、高 3 个施肥水平，分别为 F1（N：120、P₂O₅：76.8、K₂O：56.4 kg·hm^-2）、F2（N：180、P₂O₅：115.2、K₂O：84.6 kg·hm^-2）和 F3（N：240、P₂O₅：153.6、K₂O：112.8 kg·hm^-2），于 2021—2022 年在西北农林科技大学榆林小杂粮试验站进行。研究不同种植密度和施肥水平对甜荞群体冠层结构及光合特性、产量及产量构成因素、倒伏特性的变化规律。

种植密度与施肥水平对甜荞 PAR 及 LAI 的影响

种植密度与施肥水平对甜荞叶绿素相对含量的影响

种植密度与施肥水平对甜荞光合参数的影响

2 年大田试验表明，提高种植密度，使甜荞群体叶面积指数（LAI）显著增加，光合有效辐射（PAR）和相对叶绿素含量（SPAD）显著下降，并减弱了叶片光合能力。施肥显著提高了甜荞群体 LAI、SPAD 和光合能力，降低了 PAR，中肥水平较低肥水平的 LAI、SPAD、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr），平均增加 14.6%、6.7%、15.3%、15.2%和 16.6%，PAR 和胞间 CO2浓度（Ci）平均减少4.5%和6.7%。

种植密度与施肥水平对甜荞倒伏相关性状的影响

D2 较 D1 处理的株高、重心高度、第 2 节间长、倒伏率和倒伏指数平均增加9.6%、12.5%、24.7%、19.8%和 26.2%，而第 2 节间粗、充实度、抗折力和整 株鲜重减少13.1%、7.4%、18.3%和 8.5%。同等密度下增加施肥量，使甜荞株高、重心高度、第 2 节间长、整株鲜重、倒伏率和倒伏指数逐渐增加，第 2 节间粗、第 2 节间充实度、第 2 节间抗折力呈先增加后减小的趋势。提高种植密度和施肥水平，使甜荞产量显著增加，西农 D4103的产量在 D2F2处理下达最大值，较 D1F1增产 15.1%，较对照品种在同等施肥量下增产 17.0%。

本研究构建了合理的甜荞群体结构有利于增加群体受光面积，改善光合特性，降低田间倒伏率，从而提高产量。因此，黄土 高原地区等花柱甜荞品种西农 D4103 推荐种植密度为 135 万株/hm²，肥料施用量为中等施肥水平（N：180 kg·hm^-2、P₂O₅：115.2 kg·hm^-2、K₂O：84.6 kg·hm^-2）。

文章获得：陕西科技重点研发计划（2022NY-178）、国家自然科学基金（31671631）、陕西省小杂粮产业技术体系建设（NYKJ-2022-YL（XN）28） 的资助。

论文链接：

种植密度与施肥水平对甜荞光合特性、产量及抗倒伏的影响

引用本文：

雷新慧, 吴怡欣, 王家乐, 陶金才, 万晨茜, 王孟, 高小丽, 冯佰利, 高金锋. 种植密度与施肥水平对甜荞光合特性、产量及抗倒伏的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(2): 264-277.

LEI XinHui, WU YiXin, WANG JiaLe, TAO JinCai, WAN ChenXi, WANG Meng, GAO XiaoLi, FENG BaiLi, GAO JinFeng. Effects of Planting Density and Fertilization Level on Photosynthesis, Yield and Lodging Resistance of Common Buckwheat[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2024, 57(2): 264-277.