不同種植密度對高梁成穗數、產量及其構成因素的影響

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、產量及其構成因素的影響，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號為試驗材料，在山西省農科院經濟作物研究所試驗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、產量及其構成因素、成穗數的影響。結果表明：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，籽粒產量隨密度增加呈大幅度增加；當密度超過10.50萬株/hm²時，籽粒產量趨于平穩。回歸分析表明，高梁種植密度與成穗數間呈極顯著的正相關，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種植獲得高產提供了一定理論依據。

關鍵詞：高粱；種植密度；成穗數；產量

中圖分類號：S514，S-3

文獻標志碼：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、生理優勢強、抗旱、耐澇、耐鹽堿、耐瘠薄的特性，使它在農業生產中占有重要的地位，是世界第五大谷類作物，其產量僅次于玉米、小麥、水稻和大麥名列第五。高梁產量的形成受品種特性、氣候條件、栽培措施等因素的影響，種植密度是影響產量的重要因素之一，成穗數是指高粱形成產量的有效穗數，是產量形成的直接因素。合理的種植密度可以構建良好的冠層結構，提高光能利用率，實現高產。

關于種植密度對高梁生長、產量及其構成因素的影響，國內外已有較多的報道，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，種植密度對高梁產量的影響很大，在一定范圍內，增加密度高梁產量明顯增加，超過一定限度則產量下降；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和產量的關系研究甚少，為此筆者在前人研究的基礎上，主要研究了種植密度對釀造高梁成穗數、產量及其構成因素的影響，旨在探討不同種植密度與成穗數、產量及其構成因素之間的關系，以確定其在本地區的適宜種植密度，為釀造高粱獲得高產提供一定理論依據。

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，由山西省農科院高粱研究所提供。

1.2試驗設計

試驗于2011-2013年在山西省農科院經濟作物研究所高粱試驗田進行。土壤肥力基礎見表1。3年試驗設計相同，播前施有機肥22500kg/hm²，N、P、K緩控釋肥750kg/hm²，全生育期不施肥。試驗設5個密度6.00萬株/hm²、8.25萬株/hm²、10.50萬株/hm²、12.75萬株/hm²15.00萬株/hm²，試驗小區面積5mx6m=30m²，采用完全隨機區組排列，每個密度3次重復，正常田間管理，10月上旬去兩邊行收獲記產。

1.3測定內容

成熟期在每小區選擇具有代表性的植株10株，用卷尺測定其株高，用游標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：分別記錄每個小區實際形成產量的有效穗數。

成熟期實收測產，并取樣進行室內考種，測定穗長、穗粒重、千粒重。

1.4數據分析

試驗數據采用SPSS18和Microsoft Excel 2003進行統計分析。

2結果與分析

2.1不同種植密度對‘晉雜23號農藝性狀的影響

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，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，高梁各農藝性狀表現出較好的穩定性。

2.2不同種植密度對‘晉雜23號產量及其構成因素的影響

種植密度的大小直接影響產量的高低。由圖1可知，高梁產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，產量增長比較快，密度10.50萬株/hm²的籽粒產量比密度6.00萬株/hm²增產15.58%；密度超過10.50萬株/hm²時，產量增加較少，基本趨于平穩，密度15.00萬株/hm²的籽粒產量比密度10.50萬株/hm²僅增產1.26%。方差分析顯示：密度在6.00萬株/hm²時的產量顯著低于其他密度下的產量，密度在8.25萬株/hm²、10.50萬株/hm²、12.75萬株/hm²、15.00萬株/hm²時的產量差異不顯著。根據田間管理和營養消耗等實際情況，密度超過10.50萬株/hm²可能會出現增產不增收，因此作者認為‘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，穗粒重、千粒重3年均值居所有處理的第一位，但產量最低（圖1）；密度達到10.50萬株/hm²時，穗粒重、千粒重3年均值為所有處理的第二位，產量達到7001.62kg/hm²（圖1），進一步說明‘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號成穗數的影響

成穗數是指高粱形成產量的有效穗數。3年的試驗數據（表5）表明，不同種植密度處理間的成穗數差異顯著。經方差分析，種植密度12.75萬株/hm²、15.00萬株/hm²處理的成穗數顯著高于其他處理，種植密度6.00/hm²、8.25萬株/hm²、1O.50萬株/hm²處理的成穗數差異也達到顯著水平。當種植密度超過12.75萬株/hm²，高粱的成穗數不再大幅度的增加，呈平穩趨勢，穩定在10萬株/hm²左右。

從表5可知，當種植密度為6.00萬株/hm²時，3年平均成穗數為5.7317萬株/hm²，比種植密度減少4.47%；當種植密度為8.25萬株/hm²時，3年平均成穗數為7.3770萬株/hm²，比種植密度減少10.58%；當種植密度為12.75萬株/hm²和15.00萬株/hm²時，成穗數分別為10.0265萬株/hm²、10.6515萬株/hm²，減少幅度分別達到21.36%和28.99%。可見，隨種植密度的增加，成穗數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系為y=11.574-2.65867χ，R²=0.996（圖4）。

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

3結論與討論

本試驗結果表明，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；也有研究報道指出，隨密度的增加，株高相應增高，達到顯著水平，這可能與栽培措施、土壤環境、氣候條件等有關，還有待進一步研究。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，本試驗中，最大葉面積為下降幅度最大的農藝性狀，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。總之，本試驗在不同的種植密度下，高粱各農藝性狀表現出較好的穩定性，說明高粱農藝性狀受密度的影響不大，更多的是由品種遺傳特性決定。

高粱產量的形成是穗粒重、千粒重和穗數共同作用的結果。在本試驗中，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，籽粒產量隨密度的增加而增加，說明高粱增產的主要原因是有效穗數的增加，這與楊楠等的研究相一致。本研究結果也表明密度超過10.50萬株/hm²時，產量增加較少，基本趨于平穩。有研究報道表明，當密度進一步提高時，會引起倒伏率的增加，光合速率的下降，從而高粱產量下降。本試驗中，作者對‘晉雜23號設計的5個密度處理上限只到每公頃15.00萬株，并沒有出現高粱產量增減的拐點。根據本試驗目前的試驗結果可知，釀造高梁‘晉雜23號在本地區的適宜種植密度為10.50萬株/hm²。

種植密度與成穗數是2個不同的概念，本研究結果顯示二者之間差異達到極顯著水平，而且成穗數是產量形成的直接因素，因此，成穗數相對于種植密度對產量的形成更為重要。本試驗相關分析結果表明，高粱種植密度與成穗數間呈極顯著的正相關，回歸方程為y=26866.222+0.555χ。在生產實踐中，根據大田肥力基礎和高粱形成一定產量所需的營養，可確定大田所能達到的產量，從而根據品種的穗粒重預測出成穗數，依據該回歸方程可確定適宜的種植密度，這對田間科學種植高粱具有一定指導意義。隨種植密度的增加，各處理成穗數差異顯著，且成穗數比種植密度減少的幅度逐漸增大，導致成穗數大幅度減少有可能是由土壤養分供給不足、干旱、光照不足、機械損傷、地下蟲害、土壤帶菌所發生根部病害等所引起，但具體原因還有待進一步研究。