不同基肥和行距對鹽堿地高粱農藝性狀的影響及指標間相關性分析

丁海榮 楊智青 程云輝 郭士偉 時凱 金崇富 侯福銀 陳長寬

摘要：為了進一步利用沿海灘涂鹽堿地，推進種養循環模式的應用，選擇沿海地區的3種主要畜禽糞肥作為基肥種植高粱，對其農藝性狀等指標進行測定和分析。結果表明：高粱主要生育性狀指標變異系數依次是莖稈長>葉寬>節數>莖粗>株高>葉長，其中莖稈長的變異系數最大，為 25.78%;各處理間整株鮮質量以羊糞組 3 種行距處理的平均值最低。雞糞組內，B組最高，與其他2組比較差異顯著（P<0.05）;8 個指標與整株鮮質量均為正相關，依次為莖質量>莖粗>節數>葉寬>莖稈長>穗質量>葉長>株高。通徑分析發現，莖質量、葉寬、莖稈長、葉長為正值，存在正向效應，莖質量對高粱整株鮮質量的正向直接效應最大;回歸分析提示上述性狀對灘涂種植高粱的整株鮮質量的影響達88.3%。

關鍵詞：高粱;鹽堿地;畜禽糞肥;農藝性狀;相關性

中圖分類號： S514.04;S514.06 ?文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2021）09-0064-06

江蘇沿海地區是江蘇省最大的土地后備庫，擁有68萬多hm2沿海灘涂，分布在東部黃海沿岸。鹽城的灘涂面積在45萬hm2以上，且每年以超過 10 km2 的速度向大海延伸，被稱之為“黃金海岸”。但是新淤積、圍墾的灘涂，因為鹽分含量高、有機質含量低、保水性差以及墑情低等因素，嚴重限制了開發利用。2009年國務院常務會議正式將江蘇沿海發展列為國家戰略之后，“一帶一路”倡議及“長江經濟帶”等國家戰略給江蘇沿海開發帶來了新的發展機遇[1]。沿海土地資源的開發利用成為熱點，傳統的灘涂漁業、水田耕種的利用方式已不符合當前農業結構調整以及環保要求，亟須引進新的灘涂利用方式。

江蘇沿海是泥沙淤積型海灘，土壤存在含鹽量高、養分貧瘠、淡水資源匱乏、土壤滲透性差等特點。如何直接利用耐鹽作物在灘涂鹽堿地上種植、促進灘涂的科學開發利用成為難點。高粱是世界上重要的禾谷類作物之一，為C4作物，光合效率高，可以獲得較高的生物學產量和經濟產量。高粱有獨特的抗逆性和適應性，具有抗旱、抗澇、耐鹽堿、耐瘠薄、耐高溫、耐冷涼等多重抗性[2]。同時高粱也曾經是江蘇常規種植作物之一，擁有巨大的高粱消費市場[5]。為拓展沿海鹽堿地利用途徑，探索高粱在沿海鹽堿地生長的情況，本研究引種高粱在沿海圍墾的鹽堿地進行種植，設置不同行距、基肥的試驗，研究其對高粱農藝性狀的影響，以期為高粱在沿海灘涂的種植提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況和試驗時間

試驗地位于江蘇省農業科學院新洋農業試驗站的沿海現代農業科技創新與示范基地內，具體位置坐標為33°32′01.48″N、120°26′27.22″E。試驗區地處黃海西岸的灘涂圍墾區，土壤類型為沙壤土，經檢測20 cm表層土壤pH值為8.2，有機質含量311%，總鹽分含量0.1%～0.2%，肥力中等偏下。試驗于2018年5—8月進行。

1.2 試驗材料

試驗用高粱品種由江蘇省農業科學院鹽土農業中心提供。作為基肥的畜禽糞肥由當地養殖場提供，羊糞肥由當地萬頭羊場的配套有機肥廠生產，豬糞肥由集約化豬場糞污干濕分離后經堆肥腐熟，雞糞由上述基地的籠養雞發酵床墊料堆肥腐熟。

1.3 試驗設計

試驗按照二因素（行距和基肥）完全隨機試驗設計，行距3個水平，分別為45、50、55 cm（分別命名為A、B、C組）;基肥5個水平，分別為空白組、雞糞組（15 t/hm2）、羊糞組（15 t/hm2）、豬糞組（15 t/hm2）和常規組（N、P2O5、K2O含量為15%、5%、5%），共15個處理，3個重復。試驗小區面積30 m2，株距均為20 cm。試驗過程中不再進行追肥。

1.4 農藝性狀指標采集

1.4.1 生育性狀指標 葉長（cm）：葉尖至葉萼的長度，直尺測量;葉寬（cm）：莖稈中間葉片中部的寬度，直尺測量;株高（cm）：刈割底端至葉片最長處，塔尺測量;莖粗（cm）：刈割莖稈（根部向上）1/3處的周長，游標卡尺測量;莖稈長（cm）：去除葉片、葉鞘后的莖稈長度，塔尺測量;節數（個）：刈割后莖節總數。

1.4.2 產量性狀指標 穗質量（kg）：留柄5 cm采下的整個穗子的鮮質量，電子秤稱量;莖質量（kg）：去除葉片、葉鞘后的莖稈質量，電子秤稱量;整株鮮質量（kg）：整棵植株莖稈、葉片、穗子的總質量。

1.5 數據統計與分析

數據采用SPSS 13.0軟件分析，用Excel 2007制作數據圖表。

2 結果與分析

2.1 生育性狀

葉長方面，除去羊糞A組、常規A組外，其他13個處理之間差異不顯著;不同基肥處理組內差異不顯著。葉寬方面，雞糞A組、羊糞A、B組以及常規A組之間差異不顯著，其他10個處理間差異不顯著，不同基肥處理組內差異不顯著。株高方面，豬糞處理和雞糞處理株高平均值處于高位，羊糞處理處于低位;除常規、豬糞處理外，3個處理內差異不顯著，豬糞A、B組與空白處理、羊糞處理以及常規B、C組之間差異顯著，豬糞A組與雞糞處理3個組和常規A組之間差異不顯著。莖粗方面，羊糞、豬糞和常規處理內各組間差異不顯著，空白處理內A組與其他2組差異顯著，雞糞處理內B組與其他2組差異顯著。莖稈長方面，雞糞處理和豬糞處理均值處于高位，羊糞處理處于低位，不同基肥處理組內差異不顯著。節數方面，雞糞處理和豬糞處理均處于高位，羊糞處理處于低位;除雞糞處理外，不同基肥處理組內差異不顯著（表1）。

對灘涂鹽堿地種植高粱的6個生育性狀指標——葉長、葉寬、株高、莖粗、莖稈長、節數性狀指標的差異進行分析，由表1可知，變異系數依次是莖稈長>葉寬>節數>莖粗>株高>葉長。其中，莖稈長的變異系數最大，為25.78%，變異范圍35.70～107.80 cm，表示莖稈長變異潛力大，可以通過品種和栽培技術等使莖稈長得到較大程度的提高;而其他指標相對于莖稈長改善的程度低一些。

2.2 產量性狀

2.2.1 穗質量 由圖1可知，雞糞B組與羊糞B、C組之間穗質量差異不顯著（P>0.05），其中雞糞B組與除羊糞B、C組之外的其他12組差異顯著（P<0.05），其他12組之間差異不顯著（P>0.05）。由此可知行距、基肥在上述12組內對高粱的穗質量未起到明顯作用。雞糞組內，B組與其他2組之間差異顯著;羊糞組內，A組與其他2組之間差異顯著;空白、豬糞、常規組內差異不顯著。5個A組處理之間差異不顯著。5個B組內，雞糞B組和羊糞B組間差異不顯著，與余下3個處理間差異顯著，余下3個處理間差異不顯著。5個C組內，羊糞C組與空白組之間差異不顯著，與余下3個處理間差異顯著，且除去羊糞組外余下4個處理間差異不顯著。

2.2.2 莖質量 由圖2 可知，雞糞B組與其他處理（除豬糞B組）差異顯著（P<0.05）;除去空白A組、B組、雞糞B組、豬糞A、B組外的10個處理間差異不顯著（P>0.05）。空白組內，B組和C組之間差異不顯著， 上述2組與A組間差異顯著。雞糞組內，A組和C組之間差異不顯著，上述2組與B組間差異顯著。羊糞、豬糞和常規組內差異不顯著。5個A組內，豬糞A組與其他4組差異顯著，且上述4組內差異不顯著。5個B組內，雞糞B組與其他4組之間差異顯著，豬糞B組與常規B組之間差異顯著。5個C組內差異均不顯著。

2.2.3 整株鮮質量 由圖3可知，各處理間整株鮮質量以羊糞組3種行距處理的平均值最低。雞糞組內，B組最高，與其他2組差異顯著（P<0.05）;空白、羊糞、豬糞、常規組內差異不顯著（P>0.05）。5個A組內，除羊糞A組外，其余4種處理間差異不顯著;5個B組內，空白、雞糞、豬糞3種處理間差異不顯著，羊糞、豬糞和常規3種處理間差異也不顯著;5個C組內，空白組與雞糞組之間差異顯著，雞糞、羊糞、豬糞、常規組4種處理間差異不顯著。

2.3 相關性分析

2.3.1 相關分析 為進一步明確葉長、葉寬、株高、莖粗、莖稈長、節數、莖質量、穗質量與整株鮮質量之間的關系，將這8個性狀作為自變量，高粱整株鮮質量為因變量進行相關分析。由表2相關性分析可知：8個指標與整株鮮質量均為正相關關系，相關程度依次為：莖質量>莖粗>節數>葉寬>莖稈長>穗質量>葉長>株高，除去葉長、株高外，其他6個性狀與整株鮮質量呈極顯著正相關關系（P<0.01）。葉長與株高、莖稈長呈負相關，相關系數r分別為-0.025 8、-0.038 0，葉寬與株高、莖稈長呈負相關，相關系數r分別為-0.176 8、-0.071 6，株高與莖粗、穗質量呈負相關，相關系數r分別為 -0.128 3、-0.407 7，莖稈長與穗質量呈負相關，相關系數r為-0.400 7。

2.3.2 通徑分析 由通徑分析結果（表3）可知，各性狀對高粱整株鮮質量直接作用由大到小的是莖質量（0.832 3）>葉寬（0.211 1）>莖稈長（0.172 5）>葉長（0.120 9）>節數（-0.016 1）>穗質量（-0.025 5）>株高（-0.042 1）>莖粗（-0.057 2）。其中莖質量、葉寬、莖稈長、葉長為正值，存在正向效應，莖質量對高粱整株鮮質量的正向直接效應最大，主要通過葉長、葉寬、莖稈長對整株鮮質量產生較強的影響;其他4個指標為負值，存在負向效應。其中莖粗通過其他7個指標的間接作用最高，達到0.853 3，說明莖粗主要通過間接作用影響整株鮮質量，而自身的的直接作用較小。

2.3.3 回歸分析

經分析，得到的回歸方程為：Y=-0.127 8+0001 4X1+0.013 8X2-0.000 2X3-0.005 7X4+0001 0X5-0.001 1X6+1.001 0X7-0.097 5X8。其中，Y為整株鮮質量，X1為葉長，X2為葉寬，X3為株高，X4為莖粗，X5為莖稈長，X6為節數，X7為莖質量，X8為穗質量;相關系數為0.947（F=71.09 8，P<0.001），回歸方程具有統計學意義，且X與Y之間的線性相關程度密切，88.3%的單株鮮質量（Y）的變異是上述8個性狀共同作用的結果（調整R2=0.883）。

3 討論

3.1 高粱在沿海鹽堿地種植

江蘇省是白酒釀造大省，擁有規模白酒企業50余家，據統計2012年白酒產量91.41萬t，在全國排名第4位，產值292.3億元。高粱是優質白酒釀造的重要原料，據估算每年江蘇白酒生產所需的高粱約為180萬t，而目前江蘇的高粱主要采購自東北[3]。而整株青綠高粱作為較好的飼料，可供應給江蘇沿海地區牛羊養殖企業用作飼草資源。所以，江蘇沿海地區生產高粱，既可利用高粱耐貧瘠的特性在鹽堿地種植，又可滿足江蘇省釀酒企業和養殖企業的需求，實為一舉兩得。通過在灘涂種植比較試驗，高粱株高變異范圍為102.7～189.0 cm，與劉靜等報道的高粱株高變異范圍 86.3～163.3 cm[4]以及楊博等報道的株高 142.5～162.47 cm比較[5]，沿海地區種植的高粱在生育性狀指標上較內蒙古巴彥卓爾、山西賈家莊等其他試驗地生產的高粱要優。所以高粱在江蘇沿海地區鹽堿地種植較其他地區有一定的優勢，同時可以作為先鋒作物在鹽堿地種植，利于鹽堿地的開發利用。

3.2 行距對高粱生育性狀的作用

行距選擇對高粱產量和品質的影響較大，張國兵等研究高粱品種梁豐1號在貴州的最佳株行距，發現當行距從60 cm增加到70 cm時，高粱的產量、株高、穗長、莖粗、穗粒數、穗粒質量、千粒質量、總淀粉含量和支鏈淀粉含量顯著增加，且行距70 cm、株距25 cm時達到最佳[6];趙甘霖等在研究寬窄行對高粱產量的影響時發現，寬窄行栽培下行距發生變化，通風透光優于常規等行距栽培，寬窄行栽培下各處理比等行距栽培平均增產7%～11%[7]。本研究通過施用不同畜禽糞肥以及設置不同行距，研究高粱的生長發育情況，結果發現行距對葉長、葉寬影響明顯，行距越大葉長越長、葉寬越寬，結論與上述研究相近。

3.3 基肥對高粱產量指標的影響

畜禽糞污富含有機質和一定量的氮、磷、鉀等養分，經過無害化、肥料化處理后是優質的有機肥資源。隨著農業面源污染防控、土壤改良以及安全生產等系列政策的實施和市場需要，基于畜禽糞污生產的有機肥被大量應用在作物生產上[8]。謝騎霖等研究發現，在施用雞糞作為基肥的情況下，即使不混施生物炭，依然可以確保飼用甜高粱生長良好，獲得高產[9];張發寶等研究畜禽糞便堆肥對葉類蔬菜產量、品質的影響，發現畜禽糞堆肥作為基肥施用對改善葉菜品質有顯著效果[10];關天霞等報道施用30 t/hm2豬糞更能提高灌漠土酶活性，促進隴椒3號生長，提高辣椒產量[11]。本研究對沿海地區主要的3種畜禽糞肥在鹽堿地高粱上的施用效果進行比較，發現豬糞作為基肥的3個試驗組明顯在株高、莖粗、莖稈長、節數等生育指標上優于其他組，與上述研究類似。同時3組有機肥中，羊糞組綜合表現較差，可知在沿海鹽堿地種植高粱選用豬糞基肥配合大行距，有利于改善高粱的生育性狀指標。

3.4 鹽堿地高粱產量影響指標分析

沿海灘涂的鹽堿地含鹽量較高，嚴重影響作物的正常生長。通過栽培技術和肥料優化種植條件，促進作物正常生長發育是常見的技術手段。畜禽糞肥利用的報道較多，如魏云潔等研究發現豬糞、鹿糞等農家肥及施肥量對地筍農藝性狀的影響不同，綜合分析地筍株高、莖粗、葉長、葉寬、根長、根重以及小區產量，發現10 kg/m2豬糞處理為最好[12];余文中等研究了雞糞等4種復合肥對辣椒農藝性狀和經濟性狀的影響，發現不同有機肥作基肥有利于明顯促進辣椒植株生長發育[13];張尚沛等研究發現，有機肥豬糞、雞糞對糜子的農藝性狀影響最為明顯，糜子的生物量積累高，生產中可以將豬糞、雞糞和油渣（油料作物榨油餅粕）大面積地用作基肥施入[14]，但是研究其在鹽堿地上對高粱的作用鮮有報道。周桂生等研究沿海灘涂中度鹽堿地不同種植密度和施氮量條件下蓖麻氮素吸收的特點及與產量的關系，發現蓖麻在灘涂生產苗期氮素吸收量較低，蕾期逐漸增加，開花期達到高峰，花果期和灌漿成熟期吸收量下降，但仍保持較高的吸收量[15]。郭樹慶等研究施肥對沿海地區鹽堿地棉花生長及肥料利用率的影響，發現施肥組棉桃數明顯多于不施肥組[16]。作物栽培學上把產量分解為不同組分，這些組分就是產量構成因素[17]。本研究從基肥、行距2個角度對高粱在鹽堿地的生長發育進行研究，對葉長、葉寬、株高、莖粗、莖稈長、節數、莖質量、穗質量以及整株鮮質量等指標進行了統計分析，得到結論：在基肥、行距的綜合作用下，高粱莖稈自身參數（如莖質量、莖粗、節數）相關性較高，對鮮質量影響較大;通徑分析發現，莖質量、葉寬、莖稈長、葉長對高粱整株鮮質量直接作用較大;回歸分析提示高粱整株鮮質量的88.3%受到上述8個性狀的影響。

4 小結

高粱是一種抗逆性較強的作物，在沿海鹽堿地種植具有先鋒作物的優勢，同時高粱生產可滿足地方對籽實、飼草等需求。本研究表明利用豬糞作為基肥，可以提高高粱的綜合產量，從而為鹽堿地高粱-生豬養殖構建農牧循環模式提供數據支撐。

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