不同播期、積溫、降水量對高粱農藝性狀形成及產量的影響

趙建武　白文斌　劉貴鋒　王金轉　鄭香萍

摘要：為了探索氣候條件變化下不同熟期高粱品種的最適播期，研究中早熟、中晚熟、晚熟3個不同熟期高粱品種的不同播期與農藝性狀和產量的關系。結果表明，高粱不同播期對株高、穗粒重、千粒重、產量的影響顯著。中早熟品種最佳播期在5月15日左右，中晚熟和晚熟品種最佳播期在5月5日左右。積溫、降水量與播期的關系是隨播期的推遲而減少。播期對株高的影響是隨播期的推遲而降低，播期對產量的影響是最佳播期產量最高，提早和推遲播期產量都表現為減產。積溫與產量、降水量與產量的關系均呈正相關，但降水量與產量的相關系數較小。

關鍵詞：高粱；播期；積溫；降水量；產量

中圖分類號：S-3

文獻標志碼：A

論文編號：2013-0641

0 引言

高粱[Sorghum bicolor（L.）Moenchl是全球農業生態系統中重要的作物，具有抗逆性強、光合效率高等顯著特性，是干旱、鹽堿和瘠薄等邊際農田生長的先鋒作物、相對高產作物。在國內，高粱主要作為傳統釀造業的主要原料，隨著傳統釀造業白酒、山西老陳醋產業的不斷發展，高粱種植面積將呈逐步擴大的趨勢。在20世紀80-90年代，段瑞荃等、張效梅山西省高粱科研人員較為系統的開展了高粱不同品種、不同播期與產量的關系研究，研究品種包括早熟、中晚熟和晚熟品種，確定了不同生育期高粱的適宜播期。但隨著全球氣候的變化，特別是近年來極端氣候的頻繁出現。為更好利用高粱生育期內的降水和有效積溫，針對性的研究全國不同高粱主栽生態區的適宜播期十分必要、緊迫。筆者研究山西省高粱主栽生態區的不同高粱生育期品種的適宜播期，以期與生育期內的降水和有效積溫吻合，為進一步提高降水和有效積溫利用效率提供理論支持。

1 材料與方法

1.1試驗地區概況

試驗于2011年在山西省太谷縣范村鎮閆村試驗田進行。試驗區屬暖溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫9.4℃，≥10℃有效積溫3875.6℃，常年平均降水量437.4mm，其中5-10月降水量423.9mm，無霜期平均為151天。試驗年度5-10月降水量453.8mm，降水屬豐水年型。試驗地土質為褐土，土壤基礎肥力：有機質11.0g/kg，全氮0.76g/kg，速效磷4.60mg/kg，速效鉀120.40mg/kg。

1.2試驗材料

供試試驗品種為山西省農業科學院高粱研究所選育的中熟品種‘晉雜12號、中晚熟品種‘晉雜18號和新選育成的晚熟種‘晉中911。

1.3試驗方法

1.3.1試驗設計 試驗地前茬玉米，2011年4月15日撒施底肥，有機肥按45m³/hm²撒施腐熟羊糞、無機肥按600kg/hm²撒施復合肥料（施可豐）總養分≥40%，氮磷鉀含量20-14-6，撒施底肥后于4月17日旋耕1次。試驗分為6個播期，分別為4月25日、5月5日、5月15日、5月25日、6月5日、6月15日。試驗期間記載出苗期、抽穗期、成熟期。農藝性狀調查株高、葉片數。產量性狀考種穗粒重、千粒重。留苗密度10.5萬株/hm²，小區面積4m×6m=24m²，3次重復，隨機排列。

1.3.2相關系數估算 選取產量、生育期、株高、穗粒重、千粒重、播期、積溫與降水量9個性狀平均值，估算表型相關系數。

1.4數據分析

采用Microsoft Excel進行數據處理，DPS軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1不同播期對株高及產量因素的影響

不同播期對高粱生育期、葉光合特性、干物質積累、糖氮代謝、產量及品質有較大影響，播期成為限制高粱產量和質量的重要因素之一。高粱不同熟期品種在不同播期的情況下，株高、穗粒重、千粒重也有變化。

從表1看出，株高性狀的變化趨勢是隨著播期的推后而增高；穗粒重、千粒重與產量基本相同。高粱不同熟期品種在不同播期的情況下產量的差距比較大。‘晉雜12號屬于中熟品種，播期在5月15日產量最高，達到11781.0kg/hm²，播期在6月15日產量最低，只有6715.5.0kg/hm²，產量只是6月15日的1/2，產量從高到低播期為5月15日、5月5日、4月25日、5月25日、6月5日、6月15日，說明‘晉雜12號最佳播期在5月15日左右。‘晉雜18號屬于中晚熟品種，播期在5月5日產量最高，達到10267.5kg/hm²，播期在6月15日產量最低，只有3777.0kg/hm²，產量只是6月5日的1/3，產量從高到低播期為5月5日、4月25日、5月15日、5月25日、6月5日、6月15日，說明‘晉雜18號最佳播期在5月5日左右。‘晉中911屬于晚熟品種，播期在5月5日產量最高，達到11155.5kg/hm²，播期在6月15日產量最低，只有1026.0kg/hm²，產量只是6月5日的1/3，由于未正常成熟，產量受到嚴重影響，產量從高到低播期為5月5日、4月25日、5月15日、5月25日、6月5日、6月15日，說明‘晉中911最佳播期在5月15日左右。

2.2不同播期對生育期、積溫利用率和降水利用率的影響

根據品種的生育期不同，可在不造成顯著性減產的前提下進行適當播期調整。在作物的營養生長和生殖階段，積溫越高生長越快，溫度較高時酶的活性增強，物質代謝功能旺盛養分吸收快，運輸速度快。

高粱是喜溫作物，溫度對植物體內生理機能的影響作用于高粱生長發育的各個階段。當溫度高時，細胞與組織分化進程加速，從而促進了植株的快速生長發育。相反，溫度較低時則抑制了高粱的生長發育。從表2中可以看出，早播生育期要延長，究其原因主要是營養生長階段溫度低發育慢，苗期溫度低延長了苗期生育期。反之，晚播縮短了苗期生育期。

從表2～4中看出，積溫和降水量的利用率是隨著播期的推遲而減少，但是不同熟期品種有效的利用率不同，產量也不同。中熟品種積溫、降水量利用率與產量之間不成正比關系，而中晚熟和晚熟品種積溫、降水量利用率與產量之間成正比關系。這是由于中熟品種生育期短，播期早不利于出苗及前期生長，延長了生長時間，并不是它的最佳生長期，產量并不是最高，只有在適宜的播期5月15日左右播種，才能收到最好的效果。中晚熟和晚熟品種由于中熟品種生育期長，早播能正常成熟，產量有保證，晚播種不能正常成熟從而影響產量，但是在晉中地區播期應該在5月5日左右是播種最適期。

2.3相關系數分析

產量作為農業生產中最重要的指標，是關注的重點。千粒重與穗粒重是構成產量的2個主要性狀，相關系數很高，同一品種千粒重大穗粒重也高，同時產量也高。

從表5中看出，3個品種的產量與株高相關系數都是負值，‘晉雜12號、‘晉雜18號、‘晉中911分別為-0.3582、-0.6556、-0.8776，說明株高越高產量越低，生育期越長負相關越高，證明高粱在生育期內營養生長和生殖生長存在一定的矛盾，營養生長過剩不利于提高產量。產量與千粒重、穗粒重3個品種表現相同相關系數都很高，在0.85以上，說明同一品種千粒重、穗粒重高產量也高，產量是隨著千粒重、穗粒重的增加而增加。產量與播期相關系數3個品種都是負值，都在-0.5以上，說明隨著播期的推遲，產量呈減少趨勢，這與前面結果相同。但是不同熟期品種有不同的適播期。產量與積溫相關系數都是正值，晚熟品種‘晉中911的最高，為0.6046，說明產量是隨著積溫的增加而增加，晚熟品種對積溫的要求更高些。產量與降水量相關系數都是正值，相關系數都不高，均在0.26以下，對產量的影響不如積溫高。

播期與株高相關系數中，中熟品種‘晉雜12號、晚熟品種‘晉中911是正值，表明隨著播期的推遲株高在增加，株高增加從而影響產量，只有中晚熟品種‘晉雜18號例外，播期對株高的影響不大，相關系數只有-0.1939。播期與千粒重、穗粒重和產量的相關系數均為負值，說明隨著播期推遲，千粒重、穗粒重、產量呈降低趨勢。

積溫和降水量與產量的相關系數均為正值，表現為正相關。其中，積溫與產量的相關性要比降水量與產量的相關性大。在積溫的影響下，以晚熟品種‘晉中911與產量的相關系數最大，達0.6046。說明隨品種生育期的增加，積溫對產量的影響越大。由于本試驗年為豐水年，降水量與產量的相關性相對較低。

3 結論與討論

播期是影響植株性狀和產量形成的重要因素，播期對出苗、各器官的形成以及產量都有極大的影響，適期播種可以充分利用光熱資源，培育壯苗。分期播種處理產生的溫度差異使作物生長發育速率發生改變。不同播期對全生育期有一定影響，表現為隨播期的推遲，全生育期呈逐漸縮短的趨勢。高粱生育期所需有效積溫是品種能否正常成熟的基礎，播期的推遲限度應以保證高粱生長所必需的積溫要求為主要依據。最遲播期的確定要綜合考慮生育期積溫和品種因素，既要保證有足夠的生長時間，更要保證生長所必需的有效積溫，形成較高產量。在山西省晉中地區，無霜期平均為150天的氣候條件下，適宜種植中晚熟品種，高粱最佳播期一般在5月1-20日，產量最高，5月1日之前播種因溫度低，影響出苗，主要原因出苗時間長，出苗后苗弱，苗期因溫度低生長慢，形不成壯苗，從而影響產量。但是不同成熟期的品種適宜播期不同，中熟品種應在5月10-20日為最佳播期，中晚熟品種與晚熟品種5月1-10日為最佳播期。通過對山西省目前生產上的主栽3個不同熟期高粱品種的篩選適宜播期試驗，確定出不同生育期高粱品種的最佳播期來指導山西省的高粱生產再上新臺階。