宁夏不同生态区种植模式对谷子产量的影响

张尚沛，李 凯，程炳文，罗世武，杨军学，张晓娟，王 勇

（宁夏农林科学院 固原分院，宁夏 固原 756000）

谷子是我国传统特色作物，古称粟，是禾本科一年生植物[1]，具有抗旱性强、耐贫瘠等特点，其籽粒营养价值高，谷草品质优良，可以作为粮饲兼用的多用途作物[2-3]。我国是世界上最大的谷子生产国，年种植面积133.3万hm2左右，占世界种植总面积的80%[4]。近年来，谷子特有的营养价值和保健功能受到了人们的青睐，市场需求量逐渐增长，也为谷子产业发展带来了新机遇[5-6]。

宁夏谷子种植面积常年在0.67万～1.33万hm2，主要集中在宁夏六盘山区和中部干旱带，并且呈逐年增加趋势[7-8]。然而，宁夏谷子种植生产过程中存在较多问题，如种植模式单一、种植技术落后、品种混杂等，加之中部干旱带降雨较少，导致其经济效益较低[9-10]。因此，在宁夏不同生态区采用适宜的谷子种植模式不仅可以缓解干旱区水资源短缺的问题，而且能够促进当地农民增收。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验谷子品种为张杂谷13号，由河北巡天农业有限公司提供；试验肥料为谷子专用肥，由宁夏荣和绿色科技有限公司提供；渗水地膜宽1.65 m、厚0.01 mm，由山西省汾阳兴农塑料厂提供；普通地膜宽1.65 m、厚0.01 mm，由宁夏汇丰天塑业有限公司提供；2BM-1/3波浪式穴播机，由山西省长治市神禾永成农机科技开发有限公司提供；手推式穴播机，由山东临沂易普农业机械厂提供。

1.2 试验概况

试验于2019年4—10月进行。试验地点：宁夏吴忠市同心县预旺镇贺家塬（编号为W1）、中卫市海原县关桥乡八斗村（W2）、固原市西吉县吉强镇芦子沟村（W3）、固原市彭阳县城阳乡涝池村（W4）。各试验区概况见表1。

表1 试验区概况

1.3 试验设计

试验采用随机区组设计，设置渗水地膜波浪式穴播、普通地膜波浪式穴播、普通地膜膜侧穴播、露地穴播4种不同种植模式处理。每个小区面积120 m2，各处理重复3次，留苗密度为15万株/hm2。肥料种类为谷子专用肥，使用量为600 kg/hm2,在播种前作为底肥一次性施入土壤，按常规进行田间种植管理。

渗水地膜波浪式穴播（编号为M1）：渗水地膜覆盖，采用2BM-1/3波浪式穴播机播种，株行距为20 cm×40 cm，膜间距为40 cm。

普通地膜波浪式穴播（编号为M2）：普通地膜覆盖，采用2BM-1/3波浪式穴播机播种，株行距为20 cm×40 cm，膜间距为40 cm。

普通地膜膜侧穴播（编号M3）：垄宽为40 cm、垄沟为60 cm，覆盖普通地膜，垄沟播种，株行距为20 cm×30 cm。

露地穴播（CK，编号M4）：手推式穴播机播种，株行距为20 cm×40 cm。

1.4 测定项目

记录各生态区月降水量和气温；观测不同种植模式下谷子生育期；测定收获期株高、穗长、籽粒产量、秸秆产量。

1.5 数据分析

利用Excel对试验数据进行处理,并采用SPSS 22.0软件对数据进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 各生态区气象因素变化

根据各生态区2019年气象数据得出年均温度及降水量分布（图1—4），W1、W2属于宁夏中部干旱带，W3、W4属于宁夏六盘山区。4月中下旬至5月上旬，各生态区平均气温高于10℃，是适宜谷子播种的时期；谷子苗期、成熟期需水量少，在生育中期需水量多，从拔节期到灌浆期的需水量占全生育期总需水量的50%左右。6—8月，W2、W3、W4的降水量均超过300 mm，W3、W4降雨量变化趋势基本一致，逐月增加，而W1在6月的降雨量为0，对谷子生长有较大影响。9月，各生态区降水量大幅减少，有利于谷子干物质积累。

图1 W1试验区降水量和气温变化

图2 W2试验区降水量和气温变化

图3 W3试验区降水量和气温变化

图4 W4试验区降水量和气温变化

2.2 不同生态区各种植模式下谷子农艺性状

由表2可知，不同生态区各处理株高均高于对照，W1、W2、W3生态区各处理株高均高于对照5 cm以上；W1、W2生态区M1植株最高，分别为117、126 cm；W3生态区各处理株高均显著高于对照，M3植株最高，为128 cm；W4生态区M2植株最高,为129 cm，与对照差异性不显著；不同生态区各处理穗长均高于对照，但差异性不显著。

表2 不同生态区种植模式谷子农艺性状

4个生态区谷子生育期存在差异，各处理生育期均比对照短，W1、W2、W4生态区各处理较对照均提前5 d以上成熟，其中W2生态区M1与W3生态区M3较对照提前10 d成熟。

2.3 不同生态区各种植模式对谷子产量的影响

由表3可知，不同生态区各处理谷子籽粒和秸秆产量均高于对照，其中W1、W3、W4生态区产量与对照差异显著。W1、W2生态区M1籽粒产量最高，分别为5 883.0、5 961.0 kg/hm2，增产230.0%、55.7%；W3生态区M3籽粒产量最高，为4 735.5 kg/hm2，增产16.5%，W4生态区M2籽粒产量最高，为6 453.0 kg/hm2，增产66.5%。

表3 不同生态区各种植模式下谷子产量 kg/hm2

3 结论与讨论

杨天育等[11]、张文飞等[12]研究表明，谷子地膜覆盖穴播栽培技术是旱地谷子生产的一项新技术，具有明显的增温、集雨、增产、增收效果，在生产中得到推广。本试验比较研究了不同生态区4种地膜覆盖穴播种植模式对谷子株高、穗长、生育期及产量的影响，结果表明：各生态区渗水地膜波浪式穴播、普通地膜波浪式穴播、普通地膜膜侧穴播种植模式均可以不同程度增加谷子株高、穗长和产量，并且缩短了生育期。W1、W2生态区属于宁夏中部干旱带，降雨量较少，渗水地膜除了具有普通地膜的增温、保墒作用外，其微通性还具有微量降雨渗透作用，能使3～5 mm微量降雨通过膜上微孔渗透到土壤中供作物利用。由于膜面微孔的作用，使覆膜条件下土壤呼吸作用相比普通地膜更顺畅，可有效增强土壤有益菌及微生物活动，使肥力得到充分利用[13-15]。渗水地膜波浪式穴播栽培模式完全利用了无效降水，水分利用效率明显提高，谷子株高、穗长、产量均高于其他模式，因此宁夏中部干旱带谷子种植推荐渗水地膜波浪式穴播。W3、W4生态区属于宁夏六盘山区，谷子种植采用普通地膜膜侧穴播、普通地膜波浪式穴播的效果更佳。2019年年降雨量均超过500 mm，完全满足了谷子生长时期所需水分，干旱年份宜选择渗水地膜波浪式穴播种植模式。