机播深度、播种量和施肥量对苦荞倒伏及产量的影响

doi:10.11686/cyxb2020048

摘要/Abstract

摘要：

为探明小型机械在丘陵山区播种苦荞的农机农技配套技术，以酉荞5号（中抗倒伏苦荞品种）为试验材料，于2016和2017年秋季，利用播种深度2（A₁）、3（A₂）和4 cm（A₃），播种量16.8（B₁）、33.6（B₂）和50.4 kg·hm^-2（B₃），施肥量150（C₁）、300（C₂）和450 kg·hm^-2（C₃）三因素三水平设计L₉3⁴正交试验，研究9个处理水平对苦荞倒伏和产量的影响。结果表明：对苦荞倒伏影响表现为播种深度>播种量>施肥量，随播种深度的增加，倒伏时期后移，3 cm播种深度苦荞倒伏级别和倒伏率最小；随播种量、施肥量的增加倒伏级别和倒伏率都增大。茎秆基部第二节间长度、茎粗、鲜重和抗折力从盛花期到成熟期逐渐增加，对茎秆基部第二节间茎粗、鲜重和抗折力的影响表现为播种量>播种深度>施肥量，随播种量的增加，第二节间茎粗、鲜重和抗折力逐渐减小，第二节间长度先减后增；播深对茎秆第二节间长度影响大于播量和施肥量，随播深的增加，第二节间茎粗、鲜重和抗折力先增后减，第二节间长度先减后增；随施肥量的增加，第二节间长度、直径、鲜重和抗折力逐渐增加。从盛花期到成熟期茎秆基部第二节间4-香豆酸辅酶A连接酶（4-coumarate：CoA ligase， 4CL）、苯丙氨酸解氨酶（phenylalanine ammonia-lyase，PAL）、肉桂醇脱氢酶（cinnamyl alcohol dehydrogenase，CAD）活性先升后降，木质素含量逐渐增加，对木质素含量、4CL、PAL、CAD酶活性的影响表现为播种量>播种深度>施肥量。对产量、单株粒数和总株数的影响表现为播种量>播种深度>施肥量，对千粒重的影响表现为播种量>施肥量>播种深度。随播种量的增加，总株数增加，单株粒数和千粒重减少，产量先增后减；随播种深度的增加，产量、单株粒数和总株数先升后降，千粒重先减后增；随施肥量的增加，总株数和产量差异不显著，单株粒数和千粒重显著增加。本试验条件下，丘陵山区苦荞小型机械播种A₂B₂C₃处理（3 cm播种深度、33.6 kg·hm^-2播种量和450 kg·hm^-2施肥量）最佳。

关键词: 机播, 苦荞, 抗倒伏, 产量

Abstract:

Tartary buckwheat （Fagopyrum tataricum） belongs to the Polygonaceae， and originated in the southwest of China， northern India， Bhutan， and Nepal. Most Tartary buckwheat is grown in hilly and mountainous areas， where mechanized farming is still underdeveloped. Lodging is a serious problem in Tartary buckwheat grown in hilly and mountainous areas， and this greatly restricts the development of the Tartary buckwheat industry. Because the appropriate use of agricultural machinery can increase agricultural productivity， we conducted a field study to identify the optimal method for mechanical sowing and fertilization of Tartary buckwheat in hilly and mountainous areas. The field study consisted of an L₉3⁴ orthogonal experiment with three factors and three levels conducted in 2016 and 2017. Seeds of Youqiao 5， a moderately lodging-resistant Tartary buckwheat cultivar， were sown at a depth of 2 （A₁）， 3 （A₂）， or 4 cm （A₃）， at a rate of 16.8 （B₁）， 33.6 （B₂）， or 50.4 kg seeds·ha^-1 （B₃）， with fertilizer applied at 150 （C₁）， 300 （C₂）， or 450 kg·ha^-1 （C₃）. The lodging and yield of Tartary buckwheat were determined at different growth stages. Of the three factors， sowing depth had the strongest effect on lodging rate， followed by the amount of seeds and then the amount of fertilizer. As the sowing depth increased， the lodging period was delayed， and the lodging level and the lodging rate decreased and then increased. The lodging level and lodging rate increased as the amount of seeds and fertilizer increased. The length， diameter， fresh weight， and bending resistance of the second internode of the stem base gradually increased from flowering to maturity. Compared with sowing depth and amount of fertilizer， the amount of seeds had a greater effect on the diameter， fresh weight， and breaking force of the second internode of the stem， but not on the length of second internode. With increasing sowing depth， the diameter， fresh weight， and bending force of the second internode initially increased and then decreased， and the length of the second internode initially decreased and then increased. With increasing amounts of seeds sown， the diameter， fresh weight， and bending strength of the second internode decreased gradually， and the length of the second internode first decreased and then increased. With increasing amounts of fertilizer， the length， diameter， fresh weight， and bending resistance of the second internode increased gradually. The activity of 4-coumarate：CoA ligase （4CL）， phenylalanine ammonia-lyase （PAL）， and cinnamyl alcohol dehydrogenase （CAD） increased and then decreased from flowering to maturity， and the lignin content gradually increased. The lignin content and the activities of 4CL， PAL， and CAD in the second internode of the stem were most strongly affected by the amount of seeds sown， followed by sowing depth and then fertilizer amount. The lignin content and the activities of 4CL， PAL， and CAD first increased and then decreased with increasing sowing depth； gradually decreased with increasing amounts of seeds sown； and increased with increasing amounts of fertilizer. Yield， grain number per plant， and number of plants （but not 1000-grain weight） were most strongly affected by the amount of seeds sown， followed by sowing depth and then fertilizer amount. As the amount of seeds sown increased， the yield and number of plants increased， and the number of individual plant grains and 1000-grain weight decreased. As the amount of fertilizer increased， the yield and number of plants were not significantly affected， but the individual grain number and 1000-grain weight gradually increased. Overall， the combination of A₂B₂C₃ （sowing depth of 3 cm， seed sowing rate of 33.6 kg·ha^-1， fertilizer amount 450 kg·ha^-1） was found to be beneficial for growing Tartary buckwheat with a high yield and strong lodging resistance in hilly and mountainous areas.

Key words: mechanization sowing, tartary buckwheat, lodging resistance, yield

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图/表 7

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处理 Treatment	因素 Factor
处理 Treatment	播种深度 Sowing depth (A, cm)	播种量 Sowing rates (B, kg·hm^-2)	施肥量 Fertilizing amount (C, kg·hm^-2)
1	1 (2)	1 (16.8)	1 (150)
2	1 (2)	2 (33.6)	2 (300)
3	1 (2)	3 (50.4)	3 (450)
4	2 (3)	1 (16.8)	2 (300)
5	2 (3)	2 (33.6)	3 (450)
6	2 (3)	3 (50.4)	1 (150)
7	3 (4)	1 (16.8)	3 (450)
8	3 (4)	2 (33.6)	1 (150)
9	3 (4)	3 (50.4)	2 (300)

处理 Treatment	因素 Factor
处理 Treatment	播种深度 Sowing depth (A, cm)	播种量 Sowing rates (B, kg·hm^-2)	施肥量 Fertilizing amount (C, kg·hm^-2)
1	1 (2)	1 (16.8)	1 (150)
2	1 (2)	2 (33.6)	2 (300)
3	1 (2)	3 (50.4)	3 (450)
4	2 (3)	1 (16.8)	2 (300)
5	2 (3)	2 (33.6)	3 (450)
6	2 (3)	3 (50.4)	1 (150)
7	3 (4)	1 (16.8)	3 (450)
8	3 (4)	2 (33.6)	1 (150)
9	3 (4)	3 (50.4)	2 (300)

处理 Treatment	产量 Yield (kg·hm^-2)		单株粒数 Grain number per plant		千粒重 Thousand grains weight (g)		总株数Number of plants (×10⁴plant·hm^-2)
处理 Treatment	2016	2017	2016	2017	2016	2017	2016	2017
1	1647.00±16.17f	1636.86±17.94e	111.33±4.04d	113.67±4.93d	31.16±0.97c	31.83±0.81b	43.45±0.68h	43.32±0.37e
2	1674.71±8.58ef	1664.38±9.49de	103.33±2.52e	107.33±1.53de	29.31±0.18d	30.03±0.28cd	88.65±0.54e	87.50±0.62d
3	1726.01±14.49cd	1721.15±10.64c	99.33±2.52e	105.00±2.65e	28.28±0.15e	28.98±0.14de	132.95±0.68b	131.07±0.38b
4	1699.66±18.81de	1687.66±18.81d	135.00±8.89a	139.67±8.74a	32.22±0.68b	32.86±0.68ab	44.25±0.52g	42.63±0.97f
5	1823.36±17.47a	1816.78±18.28a	121.67±4.04bc	127.00±3.00bc	30.42±0.29c	30.42±0.89c	89.45±0.18d	88.84±0.62c
6	1774.12±22.10b	1764.12±22.08b	100.00±6.00e	106.33±6.03de	22.36±0.74g	22.88±0.80g	133.30±0.38a	132.53±0.13a
7	1669.73±14.49f	1659.73±14.49de	127.00±6.56b	132.67±6.03ab	33.50±0.19a	33.90±0.07a	43.15±0.97i	41.71±0.08g
8	1742.73±11.59c	1733.05±11.47c	115.67±3.06cd	121.67±3.06c	28.38±0.49e	28.57±0.54e	88.25±0.86f	87.31±0.17d
9	1782.77±11.18b	1776.17±9.48b	98.00±1.00e	105.00±1.00e	24.73±0.20f	25.23±0.40f	132.25±0.67c	131.01±0.47b

处理 Treatment	产量 Yield (kg·hm^-2)		单株粒数 Grain number per plant		千粒重 Thousand grains weight (g)		总株数Number of plants (×10⁴plant·hm^-2)
处理 Treatment	2016	2017	2016	2017	2016	2017	2016	2017
1	1647.00±16.17f	1636.86±17.94e	111.33±4.04d	113.67±4.93d	31.16±0.97c	31.83±0.81b	43.45±0.68h	43.32±0.37e
2	1674.71±8.58ef	1664.38±9.49de	103.33±2.52e	107.33±1.53de	29.31±0.18d	30.03±0.28cd	88.65±0.54e	87.50±0.62d
3	1726.01±14.49cd	1721.15±10.64c	99.33±2.52e	105.00±2.65e	28.28±0.15e	28.98±0.14de	132.95±0.68b	131.07±0.38b
4	1699.66±18.81de	1687.66±18.81d	135.00±8.89a	139.67±8.74a	32.22±0.68b	32.86±0.68ab	44.25±0.52g	42.63±0.97f
5	1823.36±17.47a	1816.78±18.28a	121.67±4.04bc	127.00±3.00bc	30.42±0.29c	30.42±0.89c	89.45±0.18d	88.84±0.62c
6	1774.12±22.10b	1764.12±22.08b	100.00±6.00e	106.33±6.03de	22.36±0.74g	22.88±0.80g	133.30±0.38a	132.53±0.13a
7	1669.73±14.49f	1659.73±14.49de	127.00±6.56b	132.67±6.03ab	33.50±0.19a	33.90±0.07a	43.15±0.97i	41.71±0.08g
8	1742.73±11.59c	1733.05±11.47c	115.67±3.06cd	121.67±3.06c	28.38±0.49e	28.57±0.54e	88.25±0.86f	87.31±0.17d
9	1782.77±11.18b	1776.17±9.48b	98.00±1.00e	105.00±1.00e	24.73±0.20f	25.23±0.40f	132.25±0.67c	131.01±0.47b

处理 Treatment	产量 Yield (kg·hm^-2)		单株粒数 Grain number per plant		千粒重 Thousand grains weight (g)		总株数Number of plants (×10⁴plant·hm^-2)		倒伏率 Lodging percentage (%)
处理 Treatment	2016	2017	2016	2017	2016	2017	2016	2017	2016	2017
A₁	1682.57c	1674.13c	104.67c	108.67c	29.58a	30.28a	88.35b	87.29b	33.11a	33.89a
A₂	1765.71a	1756.19a	118.89a	124.33a	28.33b	28.72b	89.00a	88.00a	17.14c	18.14c
A₃	1731.74b	1722.98b	113.56b	119.78b	28.87b	29.23b	87.88c	86.68c	25.08b	26.09b
B₁	1672.13c	1661.42c	124.44a	128.67a	32.29a	32.86a	43.62c	42.56c	19.11c	20.11c
B₂	1777.38a	1771.37a	113.56b	118.67b	29.37b	29.67b	88.78b	87.88b	22.43b	23.44b
B₃	1730.52b	1720.52b	99.11c	105.44c	25.12c	25.70c	132.83a	131.54a	33.80a	34.58a
C₁	1737.70a	1728.90a	109.00b	113.89b	27.30c	27.76c	88.33b	87.05b	23.41b	24.41b
C₂	1719.05ab	1709.40ab	112.11ab	117.33ab	28.75b	29.37b	88.38ab	87.21ab	23.77b	24.77b
C₃	1723.29ab	1714.99ab	116.00a	121.55a	30.74a	31.10a	88.52a	87.72a	28.16a	28.94a
R_A	83.14^**	82.06^**	14.22^**	15.67^**	1.25^*	1.56^*	1.12^*	1.32^*	15.97^**	15.75^**
R_B	105.25^**	109.95^**	25.33^**	23.22^**	7.17^**	7.17^**	89.22^**	88.98^**	14.69^**	14.47^**
R_C	18.65	19.49	7.00^*	7.67^*	3.44^*	3.34^*	0.12	0.35	4.75^*	4.52^*