不同種植密度對高梁成穗數(shù)、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

曹雄 梁曉紅 黃敏佳 申登高 李占林

摘要：為了探討不同種植密度對高梁成穗數(shù)、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響，確定釀造高粱品種在旱地的合理種植密度，以釀造高粱‘晉雜23號為試驗(yàn)材料，在山西省農(nóng)科院經(jīng)濟(jì)作物研究所試驗(yàn)田研究了不同種植密度（6.00萬株/hm²、8.25萬株/hm²、10.50萬株/hm²、12.75萬株/hm²、15.00萬株/hm²）對高粱生長、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素、成穗數(shù)的影響。結(jié)果表明：隨著種植密度的增加，高粱株高、莖粗、穗長、最大葉面積、穗粒重、千粒重呈下降趨勢，但差異不顯著。在6.00萬株/hm²-10.50萬株/hm²的密度范圍內(nèi)，籽粒產(chǎn)量隨密度增加呈大幅度增加；當(dāng)密度超過10.50萬株/hm²時(shí)，籽粒產(chǎn)量趨于平穩(wěn)?；貧w分析表明，高梁種植密度與成穗數(shù)間呈極顯著的正相關(guān)，回歸方程為y=26866.222+0.555χ。綜合分析，釀造高梁‘晉雜23號的種植密度以10.50萬株/hm²為宜。該研究為釀造高梁在該地區(qū)種植獲得高產(chǎn)提供了一定理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：高粱；種植密度；成穗數(shù)；產(chǎn)量

中圖分類號：S514，S-3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

論文編號：cjas15010021

0引言

高粱是主要的釀造原料，其光合效率高、生理優(yōu)勢強(qiáng)、抗旱、耐澇、耐鹽堿、耐瘠薄的特性，使它在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有重要的地位，是世界第五大谷類作物，其產(chǎn)量僅次于玉米、小麥、水稻和大麥名列第五。高梁產(chǎn)量的形成受品種特性、氣候條件、栽培措施等因素的影響，種植密度是影響產(chǎn)量的重要因素之一，成穗數(shù)是指高粱形成產(chǎn)量的有效穗數(shù)，是產(chǎn)量形成的直接因素。合理的種植密度可以構(gòu)建良好的冠層結(jié)構(gòu)，提高光能利用率，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。

關(guān)于種植密度對高梁生長、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響，國內(nèi)外已有較多的報(bào)道，有針對中晚熟矮稈、高稈大穗、甜高粱、飼用甜高粱、‘紅纓子、‘瀘糯8號、‘瀘糯9號、‘新高粱3號等品種的適宜種植密度。研究表明，種植密度對高梁產(chǎn)量的影響很大，在一定范圍內(nèi)，增加密度高梁產(chǎn)量明顯增加，超過一定限度則產(chǎn)量下降；種植密度不同，會不同程度地影響高粱株高、莖粗、穗粒重和千粒重，研究表明，隨著種植密度增加，莖粗、穗粒重和千粒重呈減小趨勢。但種植密度與釀造高粱成穗數(shù)和產(chǎn)量的關(guān)系研究甚少，為此筆者在前人研究的基礎(chǔ)上，主要研究了種植密度對釀造高梁成穗數(shù)、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響，旨在探討不同種植密度與成穗數(shù)、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素之間的關(guān)系，以確定其在本地區(qū)的適宜種植密度，為釀造高粱獲得高產(chǎn)提供一定理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1供試材料

供試品種為釀造高梁‘晉雜23號，由山西省農(nóng)科院高粱研究所提供。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2011-2013年在山西省農(nóng)科院經(jīng)濟(jì)作物研究所高粱試驗(yàn)田進(jìn)行。土壤肥力基礎(chǔ)見表1。3年試驗(yàn)設(shè)計(jì)相同，播前施有機(jī)肥22500kg/hm²，N、P、K緩控釋肥750kg/hm²，全生育期不施肥。試驗(yàn)設(shè)5個(gè)密度6.00萬株/hm²、8.25萬株/hm²、10.50萬株/hm²、12.75萬株/hm²15.00萬株/hm²，試驗(yàn)小區(qū)面積5mx6m=30m²，采用完全隨機(jī)區(qū)組排列，每個(gè)密度3次重復(fù)，正常田間管理，10月上旬去兩邊行收獲記產(chǎn)。

1.3測定內(nèi)容

成熟期在每小區(qū)選擇具有代表性的植株10株，用卷尺測定其株高，用游標(biāo)卡尺測定其植株基部莖粗，用卷尺測量其最大葉片的葉長和葉寬，單株最大葉面積=葉長×葉寬x0.75。

在成熟期記錄成穗數(shù)：分別記錄每個(gè)小區(qū)實(shí)際形成產(chǎn)量的有效穗數(shù)。

成熟期實(shí)收測產(chǎn)，并取樣進(jìn)行室內(nèi)考種，測定穗長、穗粒重、千粒重。

1.4數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS18和Microsoft Excel 2003進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同種植密度對‘晉雜23號農(nóng)藝性狀的影響

由表2可知，隨種植密度的增加，高梁株高、莖粗、穗長、最大葉面積呈下降趨勢。在6.00萬株/hm²—15.00萬株/hm²密度范圍內(nèi)，株高變化幅度為192.59-201.32cm，莖粗變化幅度為2.13-2.42cm，穗長變化幅度為31.48-32.95cm，最大葉面積變化幅度為630.96-699.05cm²；其中最大葉面積變化幅度最大，下降10.79%。經(jīng)方差分析，不同種植密度間株高、莖粗、穗長、最大葉面積間差異不顯著，說明高粱各農(nóng)藝性狀受密度變化的影響不大，更多的是受品種遺傳特性的影響；不同種植密度下，高梁各農(nóng)藝性狀表現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性。

2.2不同種植密度對‘晉雜23號產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

種植密度的大小直接影響產(chǎn)量的高低。由圖1可知，高梁產(chǎn)量隨種植密度的增加而增加，密度從6.00萬株/hm²增加到10.50萬株/hm²時(shí)，產(chǎn)量增長比較快，密度10.50萬株/hm²的籽粒產(chǎn)量比密度6.00萬株/hm²增產(chǎn)15.58%；密度超過10.50萬株/hm²時(shí)，產(chǎn)量增加較少，基本趨于平穩(wěn)，密度15.00萬株/hm²的籽粒產(chǎn)量比密度10.50萬株/hm²僅增產(chǎn)1.26%。方差分析顯示：密度在6.00萬株/hm²時(shí)的產(chǎn)量顯著低于其他密度下的產(chǎn)量，密度在8.25萬株/hm²、10.50萬株/hm²、12.75萬株/hm²、15.00萬株/hm²時(shí)的產(chǎn)量差異不顯著。根據(jù)田間管理和營養(yǎng)消耗等實(shí)際情況，密度超過10.50萬株/hm²可能會出現(xiàn)增產(chǎn)不增收，因此作者認(rèn)為‘晉雜23號合理的種植密度為10.50萬株/hm²。

由圖2、圖3可知：隨種植密度的增加，穗粒重、千粒重呈降低趨勢；密度在15.00萬株/hm²時(shí)的穗粒重、千粒重3年均值分別比密度6.00萬株/hm²降低24.57%、19.14%（表3，表4）；經(jīng)方差分析，不同密度間穗粒重、千粒重差異不顯著，說明穗粒重、千粒重受密度的變化影響不大，更多的是受品種遺傳特性的影響。由表3，表4可知，密度在6.00萬株/hm²時(shí)，穗粒重、千粒重3年均值居所有處理的第一位，但產(chǎn)量最低（圖1）；密度達(dá)到10.50萬株/hm²時(shí)，穗粒重、千粒重3年均值為所有處理的第二位，產(chǎn)量達(dá)到7001.62kg/hm²（圖1），進(jìn)一步說明‘晉雜23號適宜種植密度為10.50萬株/hm²。

2.3不同種植密度對‘晉雜23號成穗數(shù)的影響

成穗數(shù)是指高粱形成產(chǎn)量的有效穗數(shù)。3年的試驗(yàn)數(shù)據(jù)（表5）表明，不同種植密度處理間的成穗數(shù)差異顯著。經(jīng)方差分析，種植密度12.75萬株/hm²、15.00萬株/hm²處理的成穗數(shù)顯著高于其他處理，種植密度6.00/hm²、8.25萬株/hm²、1O.50萬株/hm²處理的成穗數(shù)差異也達(dá)到顯著水平。當(dāng)種植密度超過12.75萬株/hm²，高粱的成穗數(shù)不再大幅度的增加，呈平穩(wěn)趨勢，穩(wěn)定在10萬株/hm²左右。

從表5可知，當(dāng)種植密度為6.00萬株/hm²時(shí)，3年平均成穗數(shù)為5.7317萬株/hm²，比種植密度減少4.47%；當(dāng)種植密度為8.25萬株/hm²時(shí)，3年平均成穗數(shù)為7.3770萬株/hm²，比種植密度減少10.58%；當(dāng)種植密度為12.75萬株/hm²和15.00萬株/hm²時(shí)，成穗數(shù)分別為10.0265萬株/hm²、10.6515萬株/hm²，減少幅度分別達(dá)到21.36%和28.99%?？梢姡S種植密度的增加，成穗數(shù)比種植密度減少的幅度逐漸增大，減少百分比與種植密度的線性關(guān)系為y=11.574-2.65867χ，R²=0.996（圖4）。

經(jīng)回歸分析，種植密度與成穗數(shù)間呈極顯著正相關(guān)（表6，表7）。回歸方程為y=26866.222+0.555χ，相關(guān)系數(shù)R²=0.782。因此，當(dāng)‘晉雜23號在本地區(qū)的種植密度為10.50萬株/hm²時(shí)，在生產(chǎn)中實(shí)際的收獲密度為75252.928株/hm²， 95029.517株/hm²。

3結(jié)論與討論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，隨種植密度的增加，高粱株高、莖粗呈下降趨勢，但方差分析表明差異不顯著，這與已有的研究報(bào)道相一致，密度越大莖粗越小，低密度更有利于高粱莖粗的增長；也有研究報(bào)道指出，隨密度的增加，株高相應(yīng)增高，達(dá)到顯著水平，這可能與栽培措施、土壤環(huán)境、氣候條件等有關(guān)，還有待進(jìn)一步研究。隨種植密度的增加，高粱穗長、最大葉面積呈下降趨勢，但差異不顯著，本試驗(yàn)中，最大葉面積為下降幅度最大的農(nóng)藝性狀，說明高密度不利于高粱葉片的生長，這與單位面積過多的植株競爭空間有關(guān)。總之，本試驗(yàn)在不同的種植密度下，高粱各農(nóng)藝性狀表現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性，說明高粱農(nóng)藝性狀受密度的影響不大，更多的是由品種遺傳特性決定。

高粱產(chǎn)量的形成是穗粒重、千粒重和穗數(shù)共同作用的結(jié)果。在本試驗(yàn)中，高粱穗粒重、千粒重隨種植密度的增加呈下降趨勢，各處理差異不顯著，籽粒產(chǎn)量隨密度的增加而增加，說明高粱增產(chǎn)的主要原因是有效穗數(shù)的增加，這與楊楠等的研究相一致。本研究結(jié)果也表明密度超過10.50萬株/hm²時(shí)，產(chǎn)量增加較少，基本趨于平穩(wěn)。有研究報(bào)道表明，當(dāng)密度進(jìn)一步提高時(shí)，會引起倒伏率的增加，光合速率的下降，從而高粱產(chǎn)量下降。本試驗(yàn)中，作者對‘晉雜23號設(shè)計(jì)的5個(gè)密度處理上限只到每公頃15.00萬株，并沒有出現(xiàn)高粱產(chǎn)量增減的拐點(diǎn)。根據(jù)本試驗(yàn)?zāi)壳暗脑囼?yàn)結(jié)果可知，釀造高梁‘晉雜23號在本地區(qū)的適宜種植密度為10.50萬株/hm²。

種植密度與成穗數(shù)是2個(gè)不同的概念，本研究結(jié)果顯示二者之間差異達(dá)到極顯著水平，而且成穗數(shù)是產(chǎn)量形成的直接因素，因此，成穗數(shù)相對于種植密度對產(chǎn)量的形成更為重要。本試驗(yàn)相關(guān)分析結(jié)果表明，高粱種植密度與成穗數(shù)間呈極顯著的正相關(guān)，回歸方程為y=26866.222+0.555χ。在生產(chǎn)實(shí)踐中，根據(jù)大田肥力基礎(chǔ)和高粱形成一定產(chǎn)量所需的營養(yǎng)，可確定大田所能達(dá)到的產(chǎn)量，從而根據(jù)品種的穗粒重預(yù)測出成穗數(shù)，依據(jù)該回歸方程可確定適宜的種植密度，這對田間科學(xué)種植高粱具有一定指導(dǎo)意義。隨種植密度的增加，各處理成穗數(shù)差異顯著，且成穗數(shù)比種植密度減少的幅度逐漸增大，導(dǎo)致成穗數(shù)大幅度減少有可能是由土壤養(yǎng)分供給不足、干旱、光照不足、機(jī)械損傷、地下蟲害、土壤帶菌所發(fā)生根部病害等所引起，但具體原因還有待進(jìn)一步研究。