不同播期和密度对裸燕麦产量及品质的影响

侯玉龙，于立河，薛盈文，郭伟，于崧，王永刚，史京京，王雪莱

（黑龙江八一农垦大学农学院/黑龙江省现代农业栽培技术与作物种质改良重点实验室，大庆 163319）

燕麦（Avena sativa L.）属于禾本科作物。是一种富含膳食纤维，含糖量较低，具有丰富的营养、高能量的食品[1]。长期食用燕麦有益于心脾，其富含较高的β 葡聚糖，对降低血糖血脂也有很好的作用。随着人们生活水平的提高饮食方面逐渐转向粗粮杂粮，燕麦类食品也越来越被人们喜爱，而且燕麦是具有很高的饲用价值的饲料[2]。2014 年，世界有1 150 万hm2的燕麦种植，总产量产量可达2 248.2 万t，每年有243.1 万t 用来进出口贸易[3-4]。我国东北地区、华北地区和青藏高原高寒地带是燕麦主要的种植区域[5]。由于其抗逆性强、生育时期比较短、适应性很广，是无霜期短、降雨量比较少而且降雨量集中、水资源不足地区的理想作物[6]。燕麦具有较好的经济效益和广阔的推广前景，对于生态环境比较脆弱的地区通过种植燕麦后也有很大改善[7]。但由于经济的走向我国东北地区种植燕麦的面积不断减少，因此如何在现有的种植区域下通过优化种植方式来提高燕麦的产量已经是势在必行。目前许多科研学者对燕麦的研究多集中在有关燕麦的轮作、连作、混作种植模式等和施肥量方面有了相关研究，而对于不同播期下不同密度对燕麦产量和品质的研究还比较少，关于燕麦的栽培模式的研究比较单一。李倩等[8]用燕麦单混作的种植方式对燕麦的产量和生理指标进行了分析，结果表明混作的产量明显高于单作，胡焕焕等[9]对冬小麦的种植播期和密度组合进行研究发现播种期与密度对单位面积穗数，籽粒产量存在显著交互作用。柴继宽[10]采用在同一地区连续四年燕麦轮作和连坐的方式对燕麦的产量进行了研究发现燕麦连作会导致燕麦的产量和品质降低，病虫害增加，轮作则会提高燕麦的产量和品质。李劲慧等[11]研究了播种量和燕麦产量之间的关系得出种植密度的增加对燕麦农艺性状无明显影响但种植密度过大，会造成收获株数明显下降，导致产量降低。近年来，白玛嘎翁等[12]对播期对燕麦产量的影响进行了研究得出过晚播种由于天气原因会造成燕麦无法正常成熟导致产量降低。黑龙江省对燕麦的种植方式研究较晚，关于燕麦播期和密度对产量的影响的至今鲜有报道。试验分别通过对白燕2 号的播期和密度进行研究，探讨2 个播期和7 个不同密度对裸燕麦产量和品质的影响，得出最适于黑龙江地区的栽培模式，为黑龙江省裸燕麦的合理种植提供了理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验在大庆市黑龙江八一农垦大学试验基地开展，属于北温带大陆性季风气候区。试验区的最低气温为-39.2 ℃，最热月平均气温23.3 ℃，最冷月平均气温-18.5 ℃，年均无霜期143 d，年均风速3.8 m·s-1。年降水为420 mm，年蒸发量1 700 mm 左右，试验地土壤为碱化草甸土。前茬作物为玉米。

1.2 供试材料

白燕2 号，2003 年吉林省农作物品种审定委员会审定通过，特征：幼苗直立，叶片上举，株型紧凑；穂侧散形，颖壳为黄色。籽粒黄白色，长卵圆形，春性，生育期80~100 d，中抗燕麦红叶病，对燕麦坚黑穗病表现免疫，活秆成熟，是粮草兼用型燕麦品种。

1.3 试验设计

试验采用白燕2 号品种为材料，主处理设置两个不同的播期4 月6 日（B1）、4 月16 日（B2），副处理密度分别为150 万株·hm-2（M1）、225 万株·hm-2（M2）、300 万株·hm-2（M3）、375 万株·hm-2（M4）、450 万株·hm-2（M5）、525 万株·hm-2（M6）、600 万株·hm-2（M7），氮肥（尿素，含氮46%）总用量N.240 kg·hm-2，在播种前和拔节期按照1∶1 施入，磷肥和钾肥分别施入P2O5.120 kg·hm-2、K2O.120 kg·hm-2，做基肥一次施入。采用条播机播种，行距15 cm。在两个不同播期每个密度处理播种长度均在30 m，3 次重复；取样时，去除小区边际行，在小区中依次抽取长势均匀的15 株，带回试验室将植株地下部剪掉，并进行组织分样，分别进行105 ℃杀青后80 ℃烘干到恒重，冷却后测定穗干重，茎杆干重。

1.4 测定方法

1.4.1 籽粒产量测定

采用小区计产，每个小区收获2 m2，重复3 次，自然风干，后进行产量测定。

1.4.2 氮的测定和氮素计算方法[13-15]

在开花期、成熟期每个处理分别取15 株，按茎鞘、穗轴（含颖壳）、籽粒分样，称取干重，粉碎机粉碎，用浓H2SO4和催化剂（H2O2）消煮，用全自动凯氏定氮仪测定氮含量。

各器官氮素积累量（kg·hm-2）=氮素含量×干物质质量

营养器官氮素转运量（kg·hm-2）=开花期营养器官氮素积累量-成熟期营养器官氮素积累量

营养器官氮素转运率（%）=营养器官氮素转运量/开花期营养器官氮素积累量×100%

营养器官转运氮素贡献率（花后籽粒积累氮素贡献率）（%）=营养器官氮素转运（花后籽粒氮素积累量）/成熟期籽粒氮素积累量×100%。

1.4.3 脂肪的测定

从研磨好的籽粒样品中取0.5 g，拣出杂质后用滤纸包好将样品放在80 ℃烘箱中干燥2 h，重后置于干燥器中冷却到室温取出称重，使用索氏提取器进行粗脂肪提取，提取后取出样品烘干称重，计算出粗脂肪含量。

1.5 数据处理

采用Microsoft Excel 2010 对数据进行处理和作图，采用SPSS20.0 软件对数据进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同播期和种植密度对株高和茎粗的影响

由图1 可看出随着播种时间的推迟，晚播的燕麦株高明显低于早播处理B1，在两种播期处理下燕麦植株的株高均随着密度的增加而逐渐增高，在同一播期，密度大的群体大，BIM7 比BIM1 的茎高高13.4%，差异极显著，BIM4 比B1M2 高5.3%，差异不显著，表现为随着密度的增加群体株高增加幅度增大，同样，在同一密度情况下，随着播期的推迟，群体株高显著下降，降幅12.4%~19.9%。说明相同密度下适时早播有利于植株的茎秆生长，由图2 可知在同一播期处理下，燕麦植株的茎粗随着密度的不断升高而降低，降幅为26.2%，差异显著。在同一密度下4月6 号播种的燕麦茎粗明显优于4 月16 号播种的燕麦，说明在适时早播的前提下选择适宜的种植密度有利于植株茎干的发育更加利于形成壮苗，为燕麦的产量的提高提供保障。

图1 不同播期和密度对裸燕麦株高的影响Fig.1 Effects of different sowing date and densities on plant height of naked oats

图2 不同播期和密度对裸燕麦茎粗的影响Fig.2 Effects of different sowing date and densities on plant stem diameter of naked oat

2.2 不同的播期和密度对燕麦的产量构成的影响

在同一播期下，燕麦的穗数随着密度的增加而增加的趋势，穗数均以M7 处理最高，分别比同播期下M4 处理高于28.2%、12.8%达到显著（P＜0.05）差异水平，产量随着播种的密度增加呈先上升后下降的趋势，在B1M4 密度下燕麦产量达到最大值并显著高于其他处理，在B2M5 密度下燕麦产量达到最大，比M1 处理多12.1%，总体来说B1M4 处理单产最高，其次是B1M5 和B1M3 分别比B2 播期下处理多11.5%，4.8%，8.8%。说明在同一播期中适当的增加播种密度有利于燕麦的穗数积累和更好的灌浆从而有效的提高产量。在相同密度下，不同的播种时间对燕麦的穗粒数有显著地影响，过晚的播种时间会明显降低燕麦的穗粒数并且随着密度的增加穗粒数也会降低，推迟播种时间和过高的密度均会降至燕麦的灌浆水平，而且晚播和过度密植不利于白燕2 号的产量。

表1 不同播期和密度对裸燕麦产量构成因素的影响Table 1 Effects of different sowing dates and densities on yield components of naked oats

从表1 可以看出，播期，密度单因素对燕麦的穗粒数和产量均表现出极显著的影响，对穗粒数和产量的互作也达到了显著性水平，表明播期和密度对燕麦的穗粒数和产量有着显著的影响。密度对穗数表现为极显著的影响，但播期和密度及其互作对燕麦的千粒重均未达到极显著水平，这表明播期和密度对燕麦的千粒重并没有较大的影响。

在试验条件下，白燕2 号高产适宜的播期和种植密度的处理为B1M4 即种植时间为4 月6 日种植密度为375 万株·hm-2，产量达到1 575 kg·hm-2。

2.3 不同的播期和密度对燕麦植株氮素积累量的影响

如图3 所示在同一密度条件下，白燕2 号无论成熟期还是开花期的氮素积累量早播均大于晚播品种，且B2 的较高密度下氮素积累量低于B1 播期低密度下的积累量，不同播期对裸燕麦单株氮素积累量影响表现为，在开花期和成熟期以B1M5 处理的最高，分别高于B2M5 14.2%，26.1%。说明适时早播延长了燕麦的生长周期有利于燕麦对氮素的积累，且通过增加种植密度并不能有效的实现植株对氮素的积累。在同一播期下，种植密度对燕麦的氮素积累量的影响存在差异，在燕麦的开花期和成熟期的氮素积累量均随着种植密度的升高呈现先增高后降低的趋势，其中在B1 播期下M5 处理在花期和成熟期最高，分别高于M1 处理52.6%，55.2%，在B2 播期下M5 处理最高分别高于M1 处理51.2%，51.3%。过高或过低的种植密度都不利于燕麦对氮素的吸收积累。说明适当早播下适当的增加种植密度，能够显著增加植株对氮素的吸收积累。

图3 氮素花期和成熟期积累趋势图Fig.3 Effects of different sowing dates and densities on nitrogen accuhalation during flowering and ripening stage

2.4 不同播期和密度对燕麦氮素转运量的影响

如表2 所示，在同一播期条件下，植株的开花前贮藏氮素转运量随着种植的密度增加而提高，其花期营养器官中氮素的转换率和对籽粒氮贡献率均随着种植密度的增加而提高，在B1M7 处理条件下达到最高分别较最低B2M1 处理高12.7%和35.9%。表明在适宜的播期下可以通过提高一定的种植密度来提高燕麦营养器官氮素转运对籽粒氮素积累的贡献率。但在同一密度下两个播期之间没有明显差异，在试验条件下播种时间并不会明显影响到植株的氮素转换率和贡献率。

表2 不同播期和密度对燕麦氮素积转运量影响Table 2 Effects of different sowing dates and densities on dry matter conversion of oats

2.5 不同播期和密度对燕麦籽粒中粗脂肪含量的影响

由图4 知不同播期和种植密度对白燕2 号的粗脂肪含量有显著的影响，在同一播期处理下随着密度的增加燕麦籽粒中粗脂肪的含量呈下降的趋势，在最低密度M1 时两个播期的脂肪含量均达到最显著水平，说明在试验条件下较低的种植密度有利于植株的营养积累，但在相同的密度下播期对燕麦籽粒中粗脂肪的积累影响不显著。

图4 不同播期和密度下裸燕麦脂肪含量的变化Fig.4 Changes of fat content in naked oats with different sowing dates and densities

3 讨论

燕麦的生长发育因不同的种植区域，栽培管理措施和品种质量而表现不同。播期与密度是影响燕麦生长发育及其生物学特性的重要因素。播期主要是通过改变作物在生育过程中的温度、光照和水分等因素来调节燕麦的生长。在适宜的时期播种可以促进作物的生长，有利于作物对营养物质的吸收，从而达到高产的目的。密度主要是调节光能利用率，建立一个合理的群体结构，使自然资源能够更好地分配，从而达到提高产量的目的[16]。燕麦要取得高产，必须抓住播种适期，随着播期的推迟，燕麦的分蘖力减弱，株高降低，干草产量亦随之下降[17]，这与试验研究结果一致。试验中过晚的播种和较高的密度会导致燕麦穗粒数下降，产量下降。结果表明，在早播（B1）情况下燕麦的穗粒数和产量都高于晚播（B2）。适当早播时燕麦生育期较长，随着生育期的延长，植株光合作用和吸收的营养物质增加，有利于燕麦籽粒的干物质积累，从而使产量得到提高。晚播时燕麦的穗数比早播时并没有明显差异，由此可知燕麦的穗数受播期的影响较小。在适宜的播期下，燕麦的产量随着密度的升高呈先升高后降低的趋势，说明增大密度，穗粒数呈下降趋势，而且株高也在随着密度的增大而增高，因为密度过大，燕麦植株群体内竞争也随之越来越大，导致植株生长过程中叶片受光面积有限，根系所能吸收的营养物质有限，燕麦群落为了争夺养分和阳光导致徒长。

翟园等[18]研究表明，种植密度过高导致营养器官过量的氮素转移会导致植株叶片光合能力下降和叶片早衰。植株叶片和茎秆中的氮由于过量的运输使用，导致营养器官的光合活性下降，从而限制了对植株茎杆以及籽粒的营养供给，最终导致氮素利用率和产量的下降。不同的播期既是通过改变光、热、水等条件来满足作物对环境的要求使其有利于作物的生长[19]。在一定范围内，温度增加，植物吸收养分的能力提高，温度过高、过低都不利于养分的吸收。试验表明在早播情况下燕麦花期和成熟期的氮素积累量高于晚播，在同一播期下燕麦的花期和成熟期氮素积累量随着密度的增加总体呈先上升后下降趋势，说明适宜的早播合理的种植密度有利于燕麦在花期和成熟期氮素的积累。同一播期下，随着种植密度的增加燕麦营养器官氮素转运量和转运贡献率提高。在相同种植密度时B1 播期下裸燕麦的脂肪含量略高于B2 播期，同一播期下随着密度的增加燕麦脂肪含量在逐渐下降。因为早播，燕麦的生长周期比较长，有利于燕麦籽粒的脂肪累积，密度越大燕麦的群体间竞争越激烈，植株个体所吸收的养分有限，从而影响燕麦籽粒的生长，使脂肪含量下降。在早播低密度下种植裸燕麦，有利于燕麦脂肪含量的提高。结论与李马驹[20]的研究结果不同，说明种植密度和播种期是否对燕麦脂肪含量有影响可能与燕麦的品种和种植地区有密切关系，其具体机理仍需深入研究。

4 结论

在一定范围内提高种植密度、延长生育期可提高燕麦产量，但过高的种植密度和延长生育期并不利于提高燕麦的产量，白燕2 号在种植密度为375 万株·hm-2左右播种时期为4 月6 号的条件下可接近最高产量，在此条件下有利于燕麦产量的提高，从而获得更高的经济效益。