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。