種植密度與分蘗交互作用對飼用型甜高粱產(chǎn)量的影響

孫學保，石曉瑛

（1.甘肅省武威市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，甘肅武威 733000；2.甘肅省平凉市農(nóng)業(yè)科學院，甘肅平凉 744000）

0 引言

甜高粱屬C4作物，光合效率與生物產(chǎn)量高，用途廣泛，既可作糧食作物、糖料作物，又可作為飼用作物和能源作物，是一種新的能源、糖料和飼用作物[1-4]。甜高粱最主要的用途是做飼料，按日計算甜高粱的干物質(zhì)積累速率最高，按單位飼料能比計算甜高粱的飼料量最高，超過甘蔗和玉米青飼料和籽粒。隨著我國畜牧業(yè)的快速發(fā)展，以及河西走廊養(yǎng)殖業(yè)快速興起，同時在目前的脫貧攻堅行動中，為了打贏脫貧攻堅戰(zhàn)，政府帶動貧困戶大力發(fā)展以牛羊為主的養(yǎng)殖業(yè)，導致飼草料短缺問題日益嚴重。且傳統(tǒng)的小麥、玉米秸稈適口性差，而飼用型甜高粱因其生物產(chǎn)量高，適宜種植于鹽堿地、貧瘠地、干旱地，其抗逆性強，生長快，富含糖分，營養(yǎng)價值較小麥、玉米秸稈更加全面，牛羊吃起來適口性好，因此越來越受到人們的關(guān)注。研究、應(yīng)用甜高粱，尤其飼用型甜高粱越來越多[5-8]，但在實際栽培生產(chǎn)中種植飼用型甜高粱，生育期保留分蘗與否，苗期是否進行間苗、最佳種植密度等尚沒有明確的定論，目前我國甜高粱栽培中大多數(shù)研究認為，苗期間苗留單株，生育期及時去除分蘗可減少對主莖養(yǎng)分的消耗，有利于營養(yǎng)成分的積累，從而為后期生物產(chǎn)量積累奠定基礎(chǔ)[9-12]。但甜高粱分蘗期較長，分蘗再生能力亦強，掰除分蘗、間苗栽培不僅耗費大量人力財力、增加生產(chǎn)成本，且誤工誤時，已成為當前制約甜高粱大面積生產(chǎn)、尤其飼用型甜高粱推廣種植的重要限制因素之一。甜高粱分蘗對莖稈、籽粒產(chǎn)量、穗數(shù)、開花期等性狀產(chǎn)生影響[9]，在不同類型高粱的育種和生產(chǎn)中，對分蘗的處理也不同；進行甜高粱分蘗特性的研究，分析分蘗和密度之間的關(guān)系，全面掌握甜高粱的生物學特性，能提高種植甜高粱的產(chǎn)質(zhì)量[13-20]。目前對高粱種植中針對密度、是否掰除分蘗在單因素作用下的研究較多[21-22]，但在不同種植密度、是否間苗、是否掰除分蘗三因素交互作用下，飼用型甜高粱最適宜種植密度和是否掰除分蘗、是否間苗尚未有報道，本文通過在掰除分蘗、保留分蘗，留單苗、不間苗條件交互作用下對飼用型甜高粱‘BJ0603’在不同種植密度下的生長發(fā)育、產(chǎn)量性狀進行研究，明確其適宜甘肅河西綠洲灌區(qū)的種植密度、是否留單苗和分蘗去留問題，為甘肅河西綠洲灌區(qū)乃至全國同類型區(qū)域推廣種植飼用型甜高粱提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗環(huán)境

試驗位于甘肅省武威市凉州區(qū)金沙鄉(xiāng)于莊村，地處北緯37°59'、東經(jīng)102°35'，當?shù)睾０胃叨? 516 m，年均降水量160 mm左右，前茬種植作物為馬鈴薯，土壤類型為灰鈣土。

1.2 試驗設(shè)計

試驗采用雙因素隨機區(qū)組設(shè)計與分析，每處理3次重復。地膜選用幅寬120 cm、厚度0.01 mm 的白色地膜，全膜雙壟溝灌栽培，一副地膜播種兩行，在陽坡壟側(cè)距離溝底5 cm 處種植；采用機械點播，每穴下種量為1～2 粒種子。試驗設(shè)24 個處理，分別在（A）每穴留單株、生育期去除分蘗，（B）每穴留單株、生育期保留分蘗，（C）不間苗、保留分蘗，3 種操作下按相同行距60 cm、不同穴距設(shè)8 個密度梯度：（1）穴距9 cm（18 萬穴/hm2）；（2）穴距11 cm（15 萬穴/hm2）；（3）穴距12 cm（13.8萬穴/hm2）；（4）穴距14 cm（11.85 萬穴/hm2）；（5）穴距16 cm（10.35 萬穴/hm2）；（6）穴距18 cm（9.15 萬穴/hm2）；（7）穴距22 cm（7.5 萬穴/hm2）；（8）穴距24 cm（6.9 萬穴/hm2），種植品種為飼用型甜高粱‘BJ0603’，小區(qū)面積14.4 m2（4 m×3.6 m）。4 月8 日起壟覆膜，4 月16 日澆安種水，5月13日播種，9月25日收獲（因當年試驗地塊來水較遲導致澆水播種推遲，河西灌區(qū)甜高粱種植最佳播種時間為4 月中下旬，一般較當年玉米播期推遲一周；冬水地塊實行頂凌覆膜、春水地塊3 月15 號左右澆水，隨后適時覆膜）。底肥隨整地覆膜施入田間，每公頃施純N170 kg、P2O5150 kg、K2SO460 kg、ZnSO415 kg；拔節(jié)期結(jié)合澆水追施純N65 kg/hm2，植株株高1.5 m時結(jié)合澆水追施純N80 kg/hm2。生育期內(nèi)總計灌水4次，每次灌水1 050 m3/hm2。

1.3 測量指標及方法

收獲時每處理取10穴測量主莖株高、主莖莖粗、單株分蘗數(shù)、主莖葉片數(shù)、主莖含糖量，并測量土壤含水量、小區(qū)產(chǎn)量。主莖莖粗用游標卡尺測量，測量位置為根部向上第二節(jié)中間部分；含糖量用日本愛宕測糖儀PAL-1 測量，測量位置為根部向上第二節(jié)、第六節(jié)莖稈汁液含糖量；土壤含水量采用重量測定法，測量0～30 cm 土層水分狀況，每小區(qū)3 次重復；根據(jù)土壤含水量測算土壤儲水量（mm）、耗水量（mm）、土壤水分利用率[kg/(mm·hm2)]；小區(qū)全株收獲計算甜高粱鮮物質(zhì)產(chǎn)量。作物生育期降雨量由氣象局提供。

數(shù)據(jù)采用Excel 2013和SPSS10.0軟件進行分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對甜高粱生育時期的影響

試驗品種飼用型甜高粱‘BJ0603’在甘肅河西綠洲灌區(qū)種植，拔節(jié)后不能孕穗、抽穗，無法達到成熟。從表1 看出，在是否間苗、是否保留分蘗以及不同栽培密度條件下，各處理間甜高粱出苗無差異；從拔節(jié)期看，無論是否保留分蘗、是否間苗處理，當密度達到10.35萬穴/hm2以上時，隨著密度的增加，各處理拔節(jié)期推遲；在相同密度條件下，不間苗、保留分蘗處理拔節(jié)期均顯著推遲。

表1 不同處理對飼用型甜高粱物候期的影響Table 1 Treatment effects on phenological period of forage sweet sorghum

2.2 不同處理對甜高粱產(chǎn)量構(gòu)成因子及含糖量的影響

從表2各處理看，無論是否留單苗、是否保留分蘗，隨著密度的增大，植株株高總體呈增加趨勢。在相同密度條件下，不間苗、保留分蘗處理的主莖莖粗基本呈高于間苗、掰除分蘗和間苗、保留分蘗處理的趨勢；不同處理間植株主莖莖粗之間差異不顯著。在A、B、C相同處理條件下，均表現(xiàn)出當密度達到13.8萬穴/hm2時莖粗最粗。在相同密度條件下，是否掰除分蘗、是否留單苗對植株葉片數(shù)無影響。植株單株分蘗數(shù)隨著密度的增加不斷減少，當密度達到15 萬穴/hm2以上時分蘗幾乎為零。所有處理中，植株節(jié)間含糖量均表現(xiàn)為中部第六節(jié)高于基部第二節(jié)，因此是否掰除分蘗、是否間苗、密度高低等因素均不能改變甜高粱植株節(jié)間含糖量積累規(guī)律。不管是否間苗、是否保留分蘗，當密度在6.9 萬穴/hm2～9.15 萬穴/hm2時，植株主莖平均含糖量基本一致；當密度在10.35 萬穴/hm2～11.85 萬穴/hm2時，植株平均含糖量基本一致，但較密度在6.9 萬穴/hm2～9.15萬穴/hm2時平均含糖量降低；而當密度達到13.8萬穴/hm2，植株平均含糖量達到最高，此后隨著密度增加植株含糖量逐漸降低。所有處理主莖植株葉片數(shù)與株高不成正比例關(guān)系（y=0.0332x+7.322，R2=0.1081）；植株莖粗與密度之間相關(guān)度不高（y=0.0064x+2.3404，R2=0.0729），株高與密度之間相關(guān)度不高（y=1.6925x+267.11，R2=0.3099），含糖量與密度之間相關(guān)度亦不高（y=0.022x+7.9789，R2=0.0317）。因該試驗結(jié)果表明飼用型甜高粱植株莖粗、株高、含糖量和密度之間不成正比例或反比例關(guān)系，而是在一定密度條件下，植株株高、莖粗均達到最大。

表2 不同處理對飼用型甜高粱產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響Table 2 Treatment effects on yield components of forage sweet sorghum

2.3 不同處理對產(chǎn)量及水分利用效率的影響

由表3 看出，各處理收獲后的儲水量與鮮重產(chǎn)量成反比例關(guān)系（y=-3.6495x+351.59，R2=0.5349），產(chǎn)量越高，收后儲水量越少；從各處理水分利用效率與產(chǎn)量之間的關(guān)系看，水分利用效率和產(chǎn)量有極顯著的線性回歸關(guān)系（y=0.5281x-4.1567，R2=0.999），尤其當密度達到13.5 萬穴/hm2～15 萬穴/hm2時，在不間苗、保留分蘗條件下，水分利用效率最高。不同處理間產(chǎn)量差異顯著或極顯著。各處理在密度相同的情況下，間苗與否、是否掰除分蘗之間產(chǎn)量差異不顯著；在A、B、C三種處理情況下，均表現(xiàn)出當密度在13.5萬穴/hm2～15萬穴/hm2時產(chǎn)量最高，其平均產(chǎn)量較產(chǎn)量最低的處理6.9 萬穴/hm2增產(chǎn)27.7%～29.7%。說明飼用型甜高粱獲得高產(chǎn)的最佳種植密度為穴播量1～2 粒種子、13.5 萬穴/hm2～15 萬穴/hm2。在相同密度下，處理C 產(chǎn)量總體最高，說明不間苗、保留分蘗可增加產(chǎn)量。

表3 不同處理對飼用型甜高粱產(chǎn)量及水分利用效率的影響Table 3 Treatment effects on yield and water use efficiency of forage sweet sorghum

3 小結(jié)與討論

（1）飼用型甜高粱‘BJ0603’在甘肅河西綠洲灌區(qū)種植，由于受光周期影響，生長拔節(jié)后植株不能完全孕穗，不能抽穗，導致早霜來臨收獲時生長達不到完全成熟，但收獲時生物產(chǎn)量高，最適宜種植方式產(chǎn)量能達到130 t/hm2以上，作為飼草作物種植，不影響種植經(jīng)濟效益。

（2）飼用型甜高粱在低密度種植條件下，分蘗對產(chǎn)量有一定的貢獻，但在高密度種植條件下分蘗對產(chǎn)量幾乎無貢獻，分蘗對產(chǎn)量的貢獻與甜高粱品種有無關(guān)系，還有待進一步研究。

（3）飼用型甜高粱植株莖粗、株高和含糖量與密度之間相關(guān)度不高；在一定密度條件下，植株株高、莖粗均達到最大，此時產(chǎn)量亦最高。甜高粱植株莖粗、株高、含糖量、密度、產(chǎn)量之間的關(guān)系還有待進一步研究。

（4）種植飼用型甜高粱，在正常穴播量1～2 粒的情況下，生育期無需間苗、無需掰除分蘗，不間苗保留分蘗處理不僅產(chǎn)量高，且節(jié)本增效。邵榮峰等、吳秋平等[9-10]認為飼用型甜高粱當種植密度在7.5萬株/hm2以下保留分蘗對主莖稈含糖量影響較小，且保留分蘗產(chǎn)量較掰除分蘗生物產(chǎn)量更高。此結(jié)論與本文結(jié)論基本一致，同時本研究是將飼用型甜高粱種植密度增大到了18 萬穴/hm2種植條件下得出的結(jié)論，保留植株分蘗、生育期不間苗處理，植株生長更旺盛，產(chǎn)量最高。

（5）甘肅河西綠洲灌區(qū)種植飼用型甜高粱，不間苗保留分蘗最佳種植密度為13.5 萬穴/hm2～15 萬穴/hm2，此時植株水分利用效率最高，平均含糖量最高，產(chǎn)量亦達到最高139.6 t/hm2。楊豐力等[11]、管延安等[23]、馮國郡等[24]研究表明對于大多數(shù)甜高粱品種來說，當種植密度過大、超過10萬株/hm2時，需要在3～4葉期間苗、5～6葉期定苗，同時生育期掰除所有分蘗，以此來減少養(yǎng)分消耗，以利于生物產(chǎn)量積累。與本試驗結(jié)論相反，本試驗認為高密度、不間苗、保留分蘗種植能增加飼用型甜高粱產(chǎn)量，這是否與品種、地域條件差異有關(guān)系，還需在下一步研究中通過增加飼用型甜高粱品種、在不同生態(tài)類型條件下進行試驗研究，進一步驗證試驗結(jié)論的可靠性。