高粱品種（系）耐密性分析及其對主要產量性狀的影響

于澎湃 白曉倩 盧華雨 譚 燕 羅 峰 孫守鈞

（天津農學院農學與資源環境學院，天津 300380）

隨著勞動力成本增加和土地流轉加快，高粱機械化生產是必然趨勢，截至目前，針對適宜機械化栽培的高粱品種種植密度的研究較少[1]，因此本試驗通過調查不同品種的高粱在不同密度下的產量性狀，通過相關性分析找出最適的種植密度，并且通過研究密度對不同性狀的變化影響以及耐密性研究[2-3]，以期找出密度與不同性狀之間的關系，為高粱的高產優質提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料及地點試驗于2017年在天津市寧河區天津市實驗林場進行，前茬作物為小麥。供試材料為美引-20、美引-31、美引-65、美引-185、忻粱52、三尺三6個不同基因型的高粱品種（系），由天津農學院高粱課題組提供，其中前4個品系從美國普渡大學引進。

1.2 試驗設計6個品種（系）均設5個密度水平，分別為D1（45 000 株 /hm2）、D2（60 000 株 /hm2）、D3（90 000 株/hm2）、D4（120 000 株 /hm2）、D5（150 000 株 /hm2）。隨機區組設計，3次重復，行長10 m，7行區，行距0.5 m，小區面積30 m2。于2017年5月11日、2018年5月13日分別播種，其他田間管理同大田生產。

1.3 測定項目與方法成熟期測量粱單株株高、莖粗、穗長、穗柄長、葉夾角、葉鞘長、葉面積、穗重、千粒重以及單株產量，收獲后測小區產量。

高粱本試驗參考玉米耐密性數學表達式，對高粱不同品種（系）的耐密性進行評價。耐密性數學表達式為：

其中，N為耐密系數X1為低密度水平，X2為高密度水平，y1為低密度下單株產量，y2為高密度下單株產量，為高密度時個品種的平均單株產量，N值越大表示耐密性越好。

1.4 數據統計分析利用SPSS 19.0及Excel 2007分析數據。

2 結果與分析

2.1 種植密度對不同高粱品種（系）產量的影響6個品種（系）的產量與密度呈拋物線的關系，隨著密度的增加產量先增后減，說明增加密度能有效提高單位面積內的產量，且隨著密度的增加產量呈增長的趨勢，由于環境脅迫和植株間的相互競爭，繼續增加密度產量則逐漸較少，減少幅度不大，說明6個品種（系）在一定范圍的密度條件下產量趨于穩定，耐密性較強；回歸分析表明6個品種（系）都存在獲得高產的最適密度，通過計算可得最佳的理論種植密度分別為12.15、12.65、13.16、13.38、13.17、13.46萬 株 /hm2， 對 應 的最高產量分別為 2 674.18、2 912.7、4 700.9、4 501.3、7 162.6、6 746.8 kg/hm2。

2.2 種植密度對不同高粱品種（系）穗重的影響6個品種（系）的穗重隨著密度的增加都呈遞減的變化趨勢，這是由于低密度下環境脅迫相對較小，有利于單個植株的生長發育，但不同品種（系）間存在差異，美引-31、美引-185、三尺三在高密度條件下的穗重雖然呈下降的趨勢，但相對較穩定，而美引-20、美引-65、忻粱52減小的幅度大，相對不穩定。回歸分析表明：在有效密度內，在45 000株/hm2處理下穗重最大，分別為37.66、38.56、32.33、44.13、81.82、78.51 g。

2.3 種植密度對不同高粱品種（系）千粒重的影響6個品種（系）的千粒重隨著密度的增加都呈遞減的變化趨勢，這同樣是由于低密度下環境脅迫較小，植株吸收的營養較多，適合單個植株的生長發育。不同品種（系）間存在差異，美引-20、美引-31、忻粱52在高密度條件下的千粒重變化幅度小，表現相對穩定，而美引-31、美引-65、三尺三變化的幅度大，表現相對不穩定?；貧w分析表明：在有效密度內，在45 000株/hm2處理下千粒重最大，分別為29.49、39.42、28.18、31.23、45.27、38.12 g。

2.4 種植密度高粱產量及產量構成因素的比較分析相關分析表明：單位面積內穗的數量對產量影響最大，也就是密度對產量的影響因素最大，其次是穗重，最后是千粒重，其中穗數與產量的相關性達到了極顯著水平，穗重與產量相關性顯著，而千粒重與產量相關性不顯著。因此說明在產量的構成因素中，穗數影響最大，其次是穗重，千粒重對產量沒有影響。

2.5 高粱品種（系）耐密性評價及指標篩選試驗結果揭示了6個品種（系）的耐密性，耐密系數越大耐密性越強，美引-185在高密度下耐密性表現最好，美引-20在高密度下的耐密性最差，耐密性大小的順序依次為美引-185、美引-65、忻粱52、三尺三、美引-31以及美引-20。耐密性與其他7個表型性狀相關性分析表明，耐密系數與7個明顯的表型性狀并沒有顯著的相關性，其中耐密性與莖粗、穗柄長、葉夾角、葉面積呈正相關關系，株高、穗長、葉鞘長呈負相關關系，說明不能通過表型性狀直接區分耐密性的優劣。

3 結語

不同密度對6個品種的產量有很大的影響，隨著密度的增加產量呈拋物線的變化，6個品種（系）的產量均在120 000株/ hm2時達到最高，在達到最大產量后，密度增加開始不利于提高產量，說明每個品種（系）都有其最適宜的種植密度，這與邊大紅等[4]的研究結果一致，這是因為低密度條件下植株個體得到充分發育，能發揮出最大的生產潛力，超過最適密度競爭加大，產量開始下降。通過曲線回歸分析得出產量與密度的二元方程，通過計算6個品種（系）的理論高產種植密度為12.15、12.65、13.16、13.38、13.17、13.46萬株/hm2，這個結果與朱凱等[5]提出的在13.5株/hm2獲得最大產量結果相近。

綜合所有試驗結果，確定了120 000株/hm2是高粱收獲時獲得高產量的最適宜密度，為本地的高粱種植奠定了理論基礎[3]。選擇合適的種植密度可以合理地構建群體結構，提高生產量，同時，高粱的生長不僅受密度的影響，還與其生長環境和品種的基因型有著很大關系，不同基因型的形狀表現的與密度之間的關系還有待進一步研究。