夏播高粱稀穴密株試驗(yàn)

楊潤(rùn)萌，崔福柱，王乘龍，喬佳秀，郭秀卿，楊 琳，郭鵬宇

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山西太谷030801）

夏播高粱稀穴密株試驗(yàn)

楊潤(rùn)萌，崔福柱，王乘龍，喬佳秀，郭秀卿，楊 琳，郭鵬宇

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山西太谷030801）

為探索山西省中部地區(qū)穴粒數(shù)對(duì)夏播高粱生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量的影響，以適宜在該地區(qū)種植的夏播高粱晉雜30號(hào)為試驗(yàn)材料，采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，通過比較不同穴粒數(shù)對(duì)其出苗率、農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響，確定夏播高粱種植的最佳穴粒數(shù)。結(jié)果表明，株高在4粒/穴時(shí)達(dá)到最大值，為179.5 cm；葉面積指數(shù)在5粒/穴時(shí)最大；穗長(zhǎng)、穗質(zhì)量、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量隨穴粒數(shù)的增加表現(xiàn)出先降低后升高的變化趨勢(shì)；經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量為2粒/穴處理下最高，達(dá)4 911.1 kg/hm2。

夏播高粱；穴粒數(shù)；農(nóng)藝性狀；產(chǎn)量

本試驗(yàn)以山西省首個(gè)夏播高粱品種晉雜30號(hào)為試驗(yàn)材料，在前人探究種植密度對(duì)夏播高粱產(chǎn)量影響的基礎(chǔ)之上，固定播種量，針對(duì)不同穴粒數(shù)對(duì)終產(chǎn)量的影響展開研究，旨在為山西省中部地區(qū)夏播高粱的種植提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2016年在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院試驗(yàn)站進(jìn)行。該地海拔786.5 m，屬于暖溫帶大陸性氣候，年平均溫度9.8℃，10℃以上的有效積溫3 675℃，無霜期為175～180 d，年平均日照時(shí)數(shù)為2 500～2 600 h。試驗(yàn)區(qū)土壤為砂質(zhì)黏壤土，地勢(shì)平坦，土壤肥力較好，有機(jī)質(zhì)含量為14.04 g/kg，速效氮含量為70.09 mg/kg，速效磷含量為14.17 mg/kg，速效鉀含量為248.53 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)材料

供試夏播高粱品種為晉雜30號(hào)，由山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院作物栽培學(xué)實(shí)驗(yàn)室提供。該品種是山西農(nóng)業(yè)大學(xué)以黑龍30A為母本，01-226為父本選育出的山西省首個(gè)夏播高粱品種，具有植株矮、抗倒伏、高抗高粱絲黑穗病的優(yōu)良性狀，于2013年通過了山西省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)認(rèn)定。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。在每公頃播種量為22.5萬粒的條件下，以穴粒數(shù)為試驗(yàn)變量，設(shè)置 5 個(gè)水平，分別為 1，2，3，4，5 粒 /穴進(jìn)行穴播點(diǎn)籽。每個(gè)水平種植8行，行長(zhǎng)6 m，行距0.4 m，小區(qū)面積19.2 m2，穴距依播種量和穴粒數(shù)進(jìn)行調(diào)整（表1），試驗(yàn)設(shè)3次重復(fù)，共計(jì)15個(gè)小區(qū)，以人工開溝點(diǎn)播方式播種。

表1 不同穴粒數(shù)所對(duì)應(yīng)的穴距安排

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

出苗后記錄出苗率。高粱生長(zhǎng)期間，記錄各生育時(shí)期，并在每個(gè)處理小區(qū)選取有代表性、長(zhǎng)勢(shì)均勻的5株定期觀測(cè)，每10 d測(cè)定一次株高、可見葉、展開葉、葉面積指數(shù)。高粱成熟后，在收獲前，統(tǒng)計(jì)每個(gè)小區(qū)的穗數(shù)，并隨機(jī)收獲10株整株帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)定株高、地上莖節(jié)數(shù)、穗長(zhǎng)、穗粒質(zhì)量、千粒質(zhì)量，剩余的高粱風(fēng)干后脫粒測(cè)定實(shí)際產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2010進(jìn)行整理并作圖，用DPS7.05進(jìn)行方差分析和顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同穴粒數(shù)對(duì)夏播高粱農(nóng)藝性狀的影響

由表2可知，生育期隨穴粒數(shù)的增加不產(chǎn)生變化，均為106 d。出苗率呈現(xiàn)升高趨勢(shì)，在1粒/穴情況下，出苗率最低，為42.1%，在5粒/穴情況下，出苗率達(dá)到最高值，為57.9%；穴粒數(shù)每增加1粒，出苗率依次分別增長(zhǎng)1.5，2.9，7.6，3.8百分點(diǎn)。成熟期株高呈現(xiàn)先增高后降低的趨勢(shì)，在4粒/穴情況下最高，為179.5cm；1粒/穴時(shí)最低，為156.0cm。而地上莖節(jié)數(shù)的變化則是先降低后升高，1粒/穴時(shí)最多，3粒/穴時(shí)最低。

表2 不同穴粒數(shù)對(duì)夏播高粱農(nóng)藝性狀的影響

2.2 不同穴粒數(shù)對(duì)夏播高粱生長(zhǎng)發(fā)育的影響

由圖1可知，隨著穴粒數(shù)的增加，株高均呈現(xiàn)出前期迅速增加，后期逐漸穩(wěn)定的生長(zhǎng)規(guī)律，即從6月24日到8月4日株高迅速增長(zhǎng)，而8月4日以后植株開始抽穗，其株高趨于穩(wěn)定。其中，4粒/穴情況下的株高最大，為179.5 cm，而1粒/穴時(shí)株高最低，為 156.0 cm，與 4 粒 /穴相比，1，2，3，5 粒 /穴的成熟期株高分別降低13.09%，10.97%，4.23%，5.07%。

由圖2可知，不同穴粒數(shù)的葉面積指數(shù)變化基本一致，即隨著時(shí)間的推移葉面積指數(shù)均呈現(xiàn)先升高后降低的單峰曲線，各處理均在7月4日之前差距較小，7月4日至8月4日呈直線增長(zhǎng)，8月4日達(dá)到最高值，1粒/穴最高，5粒/穴最低，分別為3.455和2.852，8月4日之后各處理除2粒/穴外均以平緩趨勢(shì)下降，而2粒/穴與其他處理相比，下降速度較快?？傮w而言，隨著穴粒數(shù)的增加，葉面積指數(shù)有下降的趨勢(shì)。

由于夏播高粱在8月24日抽穗，其展開葉數(shù)量不再增加，所以就停止了對(duì)展開葉的觀察。由圖3，4可知，可見葉和展開葉的變化大致呈前期迅速增長(zhǎng)，后期保持穩(wěn)定的趨勢(shì)。由圖3可知，4粒/穴在7月24日可見葉數(shù)量低于其他處理，又于8月4日達(dá)到與其他處理相近水平?？傮w上來看，各處理之間可見葉和展開葉數(shù)量差別較小。

2.3 不同穴粒數(shù)對(duì)夏播高粱產(chǎn)量性狀的影響

表3 不同穴粒數(shù)對(duì)夏播高粱產(chǎn)量性狀的影響

從表3可以看出，隨著穴粒數(shù)的增加，成穗數(shù)呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)，但不同穴粒數(shù)間差異不顯著。穗質(zhì)量、千粒質(zhì)量、穗粒質(zhì)量則呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì)，但其差異依舊不顯著。同樣，穗長(zhǎng)也呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì)，在5粒/穴情況下達(dá)到最大值，且只有1粒/穴與5粒/穴和4粒/穴與5粒/穴差異顯著，與5粒/穴相比，4粒/穴和1粒/穴分別降低3.71%，2.97%。相反，隨著穴粒數(shù)的增加，產(chǎn)量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，以2粒/穴產(chǎn)量最高，達(dá)到4 911.1 kg/hm2；5粒/穴產(chǎn)量最低，為3 781.1 kg/hm2。

由表3，4可知，穴粒數(shù)對(duì)夏播高粱產(chǎn)量的影響相對(duì)較大，穴粒數(shù)在2粒以上時(shí)隨著穴粒數(shù)的提高，高粱的產(chǎn)量逐漸降低，且在2粒/穴時(shí)達(dá)到了最大值（4 911.1 kg/hm2），之后隨著穴粒數(shù)的進(jìn)一步減少，產(chǎn)量逐漸降低。通過比較，在0.05水平上，2粒/穴與1粒/穴相比增產(chǎn)不顯著，而2粒/穴與3，4，5粒/穴相比，產(chǎn)量達(dá)到顯著水平，分別增產(chǎn)10.85%，14.05%，23.01%；3粒/穴與4粒/穴相比增產(chǎn)不顯著，而3粒/穴較5粒/穴增產(chǎn)，且差異達(dá)到顯著水平，增產(chǎn)12.16%。

因此，高粱的穴粒數(shù)在適當(dāng)范圍內(nèi)的提高有助于提高產(chǎn)量，但穴粒數(shù)過高，則會(huì)對(duì)高粱產(chǎn)量的提高起到負(fù)面作用。

表4 不同穴粒數(shù)下夏播高粱產(chǎn)量的方差分析

3 討論與結(jié)論

株高、葉面積指數(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)是作物生長(zhǎng)量的基本標(biāo)志，其動(dòng)態(tài)變化通常是衡量各項(xiàng)技術(shù)措施的指標(biāo)。葉面積指數(shù)是反映植物群體生長(zhǎng)狀況的一個(gè)重要指標(biāo)，其大小直接與最終產(chǎn)量高低密切相關(guān)[11-20]。從以上分析可以看出，隨著穴粒數(shù)的增加，農(nóng)藝性狀中生育期不發(fā)生變化，葉面積指數(shù)逐漸減小，展開葉和可見葉均呈現(xiàn)前期大幅增長(zhǎng)、后期逐漸穩(wěn)定的情況，而地上莖節(jié)數(shù)則無太大差異，原因可能是由于高粱是喜光、喜溫作物，根細(xì)胞具有較高的滲透壓，從土壤中吸收水分能力強(qiáng)，增加穴粒數(shù)在一定程度上增加了單位面積內(nèi)高粱種植的群體密度，同時(shí)也就增加了植株之間對(duì)于光、水等的競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致植株?duì)I養(yǎng)不良、葉面積指數(shù)下降、株高降低、地上莖節(jié)數(shù)減少等情況的發(fā)生[21-22]。

產(chǎn)量性狀中，成穗數(shù)與穴粒數(shù)呈正相關(guān)，而穗長(zhǎng)、穗質(zhì)量、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量則表現(xiàn)出先降低后升高的現(xiàn)象，產(chǎn)量則是先升高后降低。說明穴粒數(shù)增加后，增加了單穴的群體數(shù)量，減少了穗數(shù)、千粒質(zhì)量，導(dǎo)致因前者的增加效應(yīng)大于后者的減少效應(yīng)，因而在一定范圍內(nèi)，高粱產(chǎn)量隨穴粒數(shù)的降低而提高；但當(dāng)穴粒數(shù)進(jìn)一步增加時(shí)，株數(shù)的增加效應(yīng)遠(yuǎn)不及穗數(shù)、千粒質(zhì)量等因素的減少效應(yīng)，從而造成了高粱產(chǎn)量的降低。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，在一定面積內(nèi)播種量一定的情況下，不同穴粒數(shù)對(duì)晉雜30號(hào)高粱的產(chǎn)量有很大影響，且不同穴粒數(shù)間產(chǎn)量的差異達(dá)到了極顯著水平（P＝0.000 4），2粒/穴處理的高粱產(chǎn)量達(dá)到了極大值（4 911.1 kg/hm2）。因此，夏播高粱晉雜30號(hào)以2粒/穴為宜，可較好地發(fā)揮高粱的莖葉及其資源空間優(yōu)勢(shì)，協(xié)調(diào)個(gè)體與群體的生長(zhǎng)關(guān)系，使生物產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量都達(dá)到較高的水平。

本試驗(yàn)僅研究了山西中部地區(qū)晉雜30號(hào)高粱的最佳穴粒數(shù)，而在生產(chǎn)上夏播高粱的品種較多，品種間存在固有的生物學(xué)特性差異[23]，所以應(yīng)該綜合不同條件及不同品種的試驗(yàn)結(jié)果和生產(chǎn)實(shí)踐，整理出一套夏播高粱的最佳種植與栽培方案，以促進(jìn)山西省高粱產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

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Experimental Study on Dense-planting in Thin-hole of Summer Sowing Sorghum

YANG Runmeng，CUI Fuzhu，WANG Chenglong，QIAO Jiaxiu，GUO Xiuqing，YANG Lin，GUO Pengyu
（College of Agronomy，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China）

To explore the effect of seed numbers per hole on the growth and yield of summer sowing sorghum in the central region of Shanxi province,based on using randomized block design of summer sorghum Jinza 30 which was suitable for planting in the region，the optimum seed numbers per hole was determined of summer sowing sorghum by comparing the effects of the different seed numbers per hole on the emergence rate,agronomic characters and yield.The results showed that the plant height was the highest at 4 grains per hole,was 179.5 cm,and the leaf area index was the highest at 5 grains per hole.The ear length,panicle quality,spikelet number and 1 000-grain quality decreased firstly and then increased with the increase of the seed numbers per hole,the economic yield was the highest under the treatment of 2 grains per hole（4 911.1 kg/hm2）.

summer sowing sorghum;seed numbers per hole;agronomic characters;yield

S514

A

1002-2481（2017）10-1623-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.10.12

高粱是世界上重要的谷類作物之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010—2014年，全球高粱的種植面積約為4.28×107hm2，總產(chǎn)量約為5.89×107t，為全球第五大谷類作物[1]。高粱具有高抗旱、耐鹽堿、耐澇和耐貧瘠的優(yōu)良特點(diǎn)，被廣泛用作高粱淀粉的生產(chǎn)原料及畜禽飼料，因此，它在促進(jìn)山西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和工業(yè)發(fā)展、促進(jìn)山西省國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中發(fā)揮了重要的作用，也成為山西省旱作農(nóng)業(yè)的主要支撐作物之一[2-4]。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于普通春播高粱的研究多有報(bào)道，但是關(guān)于夏播高粱的研究卻很少。在這一方面，河南省商丘市農(nóng)林科學(xué)院作出了突出貢獻(xiàn)[5-6]，隨著商糧六號(hào)和商糧11號(hào)的培育成功及其高產(chǎn)栽培措施體系的形成，使夏播高粱的高產(chǎn)栽培成為可能。為改變山西省一年兩熟不足、兩年三熟有余的傳統(tǒng)種植結(jié)構(gòu)，山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院高粱育種組經(jīng)過努力培育出首個(gè)適合在山西省中部地區(qū)種植的晉雜30號(hào)品種[7]，填補(bǔ)了山西省夏播高粱種植的空白。

適宜的栽培措施是夏播高粱增產(chǎn)的重要保證，張恩艷[8]研究認(rèn)為，種植密度是影響夏播高粱產(chǎn)量的主要因素之一，適宜的種植密度是提高夏播高粱產(chǎn)量構(gòu)成因素的有效途徑。而在每公頃播種量一定的條件下，穴粒數(shù)的不同會(huì)對(duì)高粱的產(chǎn)量產(chǎn)生很大影響。一定的穴粒數(shù)可以通過協(xié)調(diào)單株與群體間的矛盾來實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)，但是過高的穴粒數(shù)會(huì)嚴(yán)重影響高粱的部分農(nóng)藝性狀，對(duì)最終的產(chǎn)量造成負(fù)面影響。邵玉偉[9]在研究穴播密度對(duì)冬小麥的影響中發(fā)現(xiàn)，每穴進(jìn)行8粒播種時(shí)有利于植株充分提高光合效率，增加有機(jī)物積累，最終使小麥增產(chǎn)增收。李朦朦等[10]在不同穴播粒數(shù)對(duì)花生生育及產(chǎn)量的影響研究中也發(fā)現(xiàn)，不同穴播粒數(shù)會(huì)對(duì)花生生長(zhǎng)發(fā)育、光合特性和產(chǎn)量造成影響。因此，在一定的生態(tài)條件和生產(chǎn)水平下，確定高粱的最佳穴粒數(shù)尤為重要。

2017-05-23

國(guó)家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（201503121-07）；山西省農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化和推廣示范工程項(xiàng)目（SXNKTG07）；山西省普通高等學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新性創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目（201610113040）

楊潤(rùn)萌（1994-），男，河南洛陽人，在讀本科，研究方向：作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)工程。崔福柱為通信作者。