種植密度對(duì)糜子光合特性及產(chǎn)量的影響

閆鋒

（黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院齊齊哈爾分院，黑龍江齊齊哈爾 161006）

糜子（Panicum miliaceum L.）屬禾本科黍?qū)伲址Q(chēng)黍、稷，是一種起源于我國(guó)并且有著7 000多年栽培歷史的傳統(tǒng)糧食作物，在我國(guó)古代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位[1]。糜子具有耐逆性強(qiáng)，生育期短的特點(diǎn)，是我國(guó)北方旱作農(nóng)業(yè)區(qū)主要的復(fù)種及救災(zāi)作物，在種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中發(fā)揮重要作用[2-3]。有研究表明糜子籽粒營(yíng)養(yǎng)豐富，在平衡膳食、營(yíng)養(yǎng)保健等方面具有較大的利用價(jià)值[4]。糜子是高效的C4植物，通過(guò)品種改良、改進(jìn)栽培技術(shù)等措施，可產(chǎn)生較大的增產(chǎn)潛力。密度是作物群體形成的基礎(chǔ)，對(duì)產(chǎn)量形成具有重要作用，適宜的密度不僅能保證個(gè)體正常生長(zhǎng)發(fā)育，而且有利于緩解個(gè)體與群體之間的矛盾，從而形成合理的群體結(jié)構(gòu)，提高群體對(duì)光、溫、水、肥等資源利用率，從而提高群體產(chǎn)量[5-6]；在合理密度的條件下，可以擴(kuò)大糜子群體的葉面積，從而提高光能利用率，促進(jìn)產(chǎn)量的增加[7]。由于不同生態(tài)區(qū)之間存在較大差異，且品種自身特性也不盡相同，筆者課題組在前人研究的基礎(chǔ)上，以?xún)?yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的糜子新品種齊黍2號(hào)為試驗(yàn)材料，探索不同密度條件下糜子形態(tài)指標(biāo)、產(chǎn)量構(gòu)成因素及光合指標(biāo)的變化規(guī)律，以期為黑龍江半干旱地區(qū)糜子栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗(yàn)地概況。試驗(yàn)于2020年在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院齊齊哈爾分院試驗(yàn)基地進(jìn)行，試驗(yàn)地地勢(shì)平坦，肥力中等，土壤類(lèi)型為碳酸鹽黑鈣土。

1.1.2 供試材料。以黑龍江省登記品種齊黍2號(hào)為試驗(yàn)材料。

1.2 方法

1.2.1 測(cè)定指標(biāo)。形態(tài)指標(biāo)與產(chǎn)量構(gòu)成因素指標(biāo)的測(cè)定：于成熟期在每個(gè)小區(qū)選取生長(zhǎng)均勻的植株10株，測(cè)定主莖高、莖粗、有效分蘗數(shù)、節(jié)數(shù)、主穗長(zhǎng)、主穗重、主穗粒重、千粒重，并測(cè)產(chǎn)；光合指標(biāo)的測(cè)定：開(kāi)花期末期在每小區(qū)選取長(zhǎng)勢(shì)均勻的植株5株測(cè)定倒二葉中間部位；葉綠素相對(duì)含量（S P AD）采用日本柯尼卡美能達(dá)公司生產(chǎn)的S P AD-502型測(cè)定儀測(cè)定；凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率采用美國(guó)CID公司生產(chǎn)的CI-340型光合作用測(cè)定儀測(cè)定。

1.2.2 試驗(yàn)方法。分別設(shè)置M1（50萬(wàn)株/h m2）、M2（65萬(wàn)株/h m2）、M3（80萬(wàn)株/h m2）、M4（95萬(wàn)株/h m2）、M5（110萬(wàn)株/h m2）5個(gè)密度處理，每小區(qū)6行，行長(zhǎng)5 m，行距0.65 m，小區(qū)面積19.5 m2，隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次，共15個(gè)小區(qū)。試驗(yàn)材料于5月10日播種，9月19日收獲，田間管理水平略高于大田。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。采用W P S2019，D P S7.05等軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 種植密度對(duì)糜子形態(tài)指標(biāo)的影響

從表1可以看出，隨著密度增大，各形態(tài)性狀之間的差異逐漸顯現(xiàn)出來(lái)，主莖高呈逐漸升高的趨勢(shì)，莖粗和有效分蘗數(shù)呈逐漸減少的趨勢(shì)，而主莖節(jié)數(shù)沒(méi)有明顯變化。主莖高的變異范圍是130.3~140.0 cm，M5處理的株高顯著高于其他處理；莖粗的變異范圍是5.2~6.4 mm，M1處理的莖粗最大，顯著高于其他處理，M5處理的莖粗最低；有效分蘗數(shù)的變異范圍是1.6~3.1個(gè)，M1、M2處理的有效分蘗數(shù)最多，顯著高于其他處理；主莖節(jié)數(shù)在各處理之間差異不顯著。

表1 密度對(duì)糜子形態(tài)指標(biāo)的影響

2.2 種植密度對(duì)糜子產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

從表2可以看出，隨著密度的增大，主穗重、主穗粒重、主穗長(zhǎng)呈減少的趨勢(shì)，且差異性顯著。M1、M2處理的主穗重、主穗粒重、主穗長(zhǎng)是所有處理中最高的，且顯著高于其他處理，M1、M2之間差異不顯著。密度對(duì)千粒重的影響差異不顯著，變異范圍是6.3~6.5 g。

表2 不同密度對(duì)糜子產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

產(chǎn)量隨著密度增大呈先增加后減少的趨勢(shì)，在M2密度時(shí)產(chǎn)量達(dá)到最高，在M5密度時(shí)產(chǎn)量最低。

2.3 種植密度對(duì)糜子光合指標(biāo)的影響

從表3可以看出，隨著密度的增大，糜子各光合指標(biāo)呈緩慢下降趨勢(shì)，其中M1處理的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度都顯著高于其他處理。光合速率變化趨勢(shì)表現(xiàn)為M1>M2>M3>M4>M5，M2和M3之間差異不顯著，M4和M5之間差異不顯著；蒸騰速率變化趨勢(shì)為：M1>M2>M3>M4>M5；氣孔導(dǎo)度變化趨勢(shì)為：M1>M2>M3>M4>M5。密度對(duì)葉綠素含量影響差異不明顯，只是M5處理的葉綠素含量顯著低于其他處理。

表3 不同密度對(duì)糜子光合指標(biāo)的影響

3 結(jié)論與討論

光合作用是作物產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)，作物90%以上干物質(zhì)來(lái)源于光合作用。作物生產(chǎn)是一個(gè)群體過(guò)程，而非個(gè)體的表現(xiàn)。種植密度過(guò)低，植株群體可進(jìn)行光合作用的葉面積小，光能利用率低，光合產(chǎn)物就會(huì)減少；而種植密度過(guò)高，盡管植株群體葉面積較多，但個(gè)體間互相遮擋，影響植株個(gè)體光合作用。張永麗等[8]對(duì)不同種植密度小麥研究結(jié)果表明，葉綠素含量和光合速率隨著種植密度增加而降低。竇超銀等[9]對(duì)玉米研究表明，單株葉面積隨種植密度的增加而減小，葉面積指數(shù)隨著種植密度的增加而增大。該試驗(yàn)研究結(jié)果表明，隨著糜子種植密度增大，光合速率下降，蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度呈下降趨勢(shì)，與王德慧等[10]的研究結(jié)果一致。

植株密度的不同會(huì)使群體小氣候發(fā)生改變，最終會(huì)影響植株的個(gè)體發(fā)育、光合作用，從而影響產(chǎn)量。建立合理的群體結(jié)構(gòu)，可以有效解決個(gè)體發(fā)育與群體發(fā)展的矛盾，充分利用光、溫、水等自然資源，從而達(dá)到高產(chǎn)。該試驗(yàn)研究結(jié)果表明，隨著植株密度的增大，株高呈上升趨勢(shì)，莖粗、主穗長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)，與周麗娟等[11]、傅永斌等[12]、王宇先等[13]研究結(jié)果一致。種植密度增大加劇了糜子對(duì)有限的水、肥、光的競(jìng)爭(zhēng)，限制了糜子營(yíng)養(yǎng)器官和生殖器官的生長(zhǎng)發(fā)育，“源”和“庫(kù)”變小，不利于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)貯藏和轉(zhuǎn)運(yùn)，導(dǎo)致穗長(zhǎng)變短，穗重變小，穗粒重變小。

該試驗(yàn)只對(duì)齊黍2號(hào)一個(gè)糜子品種進(jìn)行了密度試驗(yàn)，其結(jié)果具有一定的片面性、局限性，因?yàn)榇_定合理的栽培密度是一個(gè)與多種因素有關(guān)的技術(shù)問(wèn)題，不但要考慮到品種自身的遺傳特性、還應(yīng)考慮到種植區(qū)的自然資源條件、栽培方式及管理水平等。