本研究由延安市农业科学研究院的李星星、韩芳、苏乐平、牛宏伟、郭玮、邢燕、周雪、袁宏安等人完成，其中周雪为通信作者。论文题为《株行配置对谷子光合特性及产量的影响》，网络首发于《作物杂志》，网络首发日期为2026年8月6日。研究依托财政部和农业农村部国家现代农业产业技术体系、陕西省重点研发计划项目及延安市科技计划项目资助，于2023至2024年在安塞区沿河湾镇现代农业科技示范基地开展试验，旨在明确延安地区谷子适宜的株行配置，为优化机械化生产种植方式提供科学依据。

从学术背景来看，谷子是延安传统特色杂粮作物，常年种植面积约1.50万公顷，在当地农业生产中占有重要地位。合理群体结构是作物高产的重要基础，株行配置和合理密植能够协调群体通风透光能力、提高叶面积指数和光合速率，进而促进干物质积累与产量形成。前人在大豆、玉米、小麦等作物上已开展较多株行配置研究，但在延安地区针对谷子光合特性与产量协同响应的系统研究仍较少。随着适宜机收谷子新品种的选育和机械化生产水平提高，优化种植方式已成为提升谷子产量的关键途径。因此，本研究以“长生13”谷子品种为材料，系统探讨不同种植密度与行距组合对谷子农艺性状、光合特性及产量的影响，以期提出适合当地机械化生产的最优株行配置方案。

在试验设计上，研究采用裂区设计，主区为种植密度，设22.5万株/hm²、30万株/hm²、37.5万株/hm²和45万株/hm²四个水平；副区为行距，设30 cm、40 cm和50 cm三个水平，通过调整株距实现不同密度处理。每个处理种植10行，3次重复，共36个小区。试验地土壤为沙壤土，前茬作物为大豆。供试肥料包括复合肥料、尿素和腐熟羊粪。播种前旋地施入羊粪和复合肥，拔节期一次性追施尿素。2023年和2024年分别于5月8日和5月10日播种，10月下旬人工剪穗收获。在指标测定方面，于谷子抽穗期使用光合作用测定仪测定最大展开叶或旗叶的净光合速率、蒸腾速率、胞间CO₂浓度和气孔导度；使用SPAD-502Plus便携式测定仪测定叶片SPAD值；成熟期按小区收获，自然风干后脱粒测定产量，并选取10株代表性植株考种，测定株高、茎粗、穗长、穗粗、穗重、穗粒重和千粒重。数据采用Excel 2010和SPSS 25.0进行整理、作图、差异显著性分析和方差分析。

研究结果显示，株行配置对谷子生长及产量形成具有显著影响，且两年间变化趋势一致。在农艺性状方面，随种植密度增加，谷子株高呈上升趋势，以a4b3处理最大，两年分别为98.13 cm和142.10 cm；茎粗、穗长和穗粗均随密度增加而显著下降，其中茎粗在a4处理下较a1处理两年分别降低2.74%和12.82%；穗长在a4处理下较a1处理两年分别降低4.91%和5.82%。同密度下，40 cm行距的穗长和穗粗整体表现最优，说明谷子穗部发育需要适宜的行距配置，过窄或过宽均不利于群体与个体的协调。方差分析表明，密度对茎粗和穗粗的影响达显著水平，行距的主效应弱于密度，密度与行距的交互作用对农艺性状影响不显著。在光合特性方面，谷子抽穗期叶片SPAD值和净光合速率均随密度增加而降低，随行距增加而提高。a1b3处理的SPAD值最高，两年分别为54.69和55.58，a4b1处理最低。净光合速率以a1b3和a2b3处理最大，高密度处理显著降低叶片光合效率。气孔导度与净光合速率变化规律相似，中低密度、宽行距配置有利于提高气孔导度，促进CO₂进入叶肉细胞。胞间CO₂浓度与净光合速率呈负相关，a4b1处理最高，a1b3处理最低，说明中低密度处理光合系统活性较高，能快速固定胞间CO₂，而高密度窄行距处理光合效率较低。蒸腾速率与气孔导度变化一致，中低密度宽行距处理蒸腾速率较高，a4b1处理最低，表明高密度窄行距下植株气体交换受限。在产量及构成因素方面，谷子产量随密度增加呈上升趋势，a4密度下产量最高，两年分别较a1增加8.95%和21.18%。其中a4b1处理产量最高，两年分别为4279.92 kg/hm²和8389.31 kg/hm²；a1b2处理产量最低。行距对产量的调控依赖密度水平，a1、a2低密度下产量表现为b1＞b3＞b2，a3、a4高密度下表现为b1＞b2＞b3。穗重和穗粒重随密度增加显著降低，以a1b1处理最大，a4b3处理最小，同密度下随行距扩大呈小幅下降趋势。千粒重受年际影响明显，2023年各处理间无显著差异，2024年随密度增加而降低，且随行距增加呈先降后增趋势。方差分析显示，密度与行距对穗重和穗粒重均有极显著影响，但二者互作效应不显著；产量受密度、行距及互作的影响存在年际分化，整体表现为高密度加窄行距组合最优，群体总穗数的补偿效应超过单株穗重降低的负面影响。

综合来看，本研究明确了延安地区谷子机械化生产的最优株行配置为45万株/hm²配合30 cm行距。该配置通过增加群体总穗数，有效弥补了高密度下单株生产力下降的影响，两年均获得最高产量。研究在以下方面具有突出价值：一是系统揭示了种植密度和行距对谷子农艺性状、光合特性及产量的协同调控规律，明确了密度是影响谷子群体发育和产量形成的主要因子；二是提出了适合延安黄土高原生态条件的谷子机械化生产株行配置方案，具有较强的区域针对性和推广应用价值；三是与部分前人研究中“产量随密度先升后降”的结论进行了比较分析，指出结论差异主要源于密度设置梯度不同，本试验最高密度仍处于产量随密度上升区间，这一认识对谷子密植研究具有参考意义。此外，研究还发现行距对产量的调控效应与密度水平密切相关，低密度下以30 cm行距最优，高密度下随行距加宽产量下降，这一结果为不同密度条件下行距的合理选择提供了依据。研究结果可为延安及类似生态区谷子新品种机械化和高产栽培提供科学支撑。