不同播期氣象條件對酒用高粱農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量形成的影響

韋美靜 左 晉 孫俊麗 劉元士

1.遵義市農(nóng)村發(fā)展服務中心，貴州 遵義 563000；2.貴州省山地環(huán)境氣候研究所，貴州 貴陽 550000；3.湄潭縣氣象局，貴州 湄潭 564100；4.遵義市種植業(yè)發(fā)展服務中心，貴州 遵義 563000

0 引言

酒用高粱俗稱紅粱，是生產(chǎn)貴州省醬香白酒的主要原料，主要品種有紅纓子、紅珍珠、臺糯9 號等。茅臺酒用高粱生產(chǎn)基地主要分布在貴州省赤水河流域的仁懷、習水、金沙、播州和匯川5個縣（市、區(qū)）。隨著全球氣候變化，極端和異常天氣頻發(fā)，給高粱生產(chǎn)帶來諸多風險［1-3］。因此，找出影響高粱生長及產(chǎn)量的關鍵氣象因子和最適播期至關重要。目前，學者針對氣象條件對高粱產(chǎn)量和品質(zhì)的影響研究多聚焦于我國北方地區(qū)，而且多是針對高粱雜交品種的研究［4-7］；針對貴州省酒用高粱的氣象條件研究很少，僅陳娟等［8］對茅臺酒用高粱產(chǎn)量品質(zhì)與氣象因子進行相關性研究，敖芹等［9］對貴州省高粱氣象適宜性進行研究，但未對適宜播期的氣象條件進行分析。梳理針對貴州省酒用高粱品種的研究文獻發(fā)現(xiàn)，當?shù)貙＜以谄湓耘嗉夹g、品種選育、不同播種方式對比等方面研究較多［10-12］。因此，此次研究基于貴陽國家農(nóng)業(yè)氣象試驗站進行紅纓子高粱品種的分期播種試驗，通過試驗擬分析得到氣象因子對酒用高粱產(chǎn)量構成因子及產(chǎn)量的影響，以期為高粱擴種布局、合理生產(chǎn)提供參考。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗時間、地點

2021 年3—9 月，在貴陽市清鎮(zhèn)市暗流鎮(zhèn)貴陽國家農(nóng)業(yè)氣象試驗站進行紅纓子高粱的分期播種試驗。該地屬亞熱帶濕潤季風氣候區(qū)，四季分明，雨熱同季，雨量充沛，多云寡照，年平均氣溫14.4 ℃，年降水量1 141.9 mm，年日照時間1 164.3 h。

1.2 試驗設計

試驗采用裂區(qū)設計進行直播，針對播期設計5 個處理：播期Ⅰ為3 月20 日、播期Ⅱ為3 月30 日、播期Ⅲ為4月9日、播期Ⅳ為4月19日、播期Ⅴ為4月29日，3 次重復。共5 個主區(qū)試驗小區(qū)，主區(qū)面積30 m2（6 m×5 m）；每個主區(qū)裂分為3個副區(qū)，共15個副區(qū)試驗小區(qū)，副區(qū)面積為10 m2（2 m×5 m）。酒用高粱種植行距為50 cm、窩距33.3 cm，每窩播10 粒左右種子；在三四葉期間苗勻苗，每窩留苗2 株，每667 m2栽植8 004 株。每個副區(qū)試驗小區(qū)種植4行，行長5 m，每行15窩，小區(qū)間留走道50 cm，各重復間留走道1 m。

1.3 試驗觀測項目與方法

在試驗期間，記錄播種、出苗、拔節(jié)、抽穗、開花及成熟等生育期，測量株高、莖直徑、穗長、有效穗數(shù)、單穗粒數(shù)、單穗質(zhì)量及千粒質(zhì)量等農(nóng)藝性狀。產(chǎn)量為實收測產(chǎn)，在酒用高粱成熟時對每個副區(qū)試驗小區(qū)進行實割實收，分區(qū)脫粒、裝袋并稱量，由實際小區(qū)產(chǎn)量折算每667 m2產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)來源及分析

氣象數(shù)據(jù)來源于試驗園區(qū)內(nèi)試驗站及區(qū)域自動站監(jiān)測數(shù)據(jù)，運用SPSS 和Excel 進行數(shù)據(jù)處理并制圖。通過方差分析（Analysis of Variance，ANOVA）對不同播期的酒用高粱產(chǎn)量及產(chǎn)量構成因素進行統(tǒng)計分析［13-15］。經(jīng)過方差齊次性檢驗后，采用最小顯著性差異法（Least—SignificantDifference，LSD）對F測驗顯著因子進行多重比較，采用皮爾遜相關分析法進行相關性分析。

2 試驗結果與分析

2.1 氣象因子對酒用高粱生育期的影響

由表1可知，最早播期處理Ⅰ比最晚播期處理Ⅴ出苗天數(shù)多10 d，拔節(jié)天數(shù)多18 d；在不同處理下，酒用高粱拔節(jié)之后需要的生育期天數(shù)相差不多；處理Ⅰ、處理Ⅱ的酒用高粱在7月上旬后期陸續(xù)進入開花期，在8月中旬后期成熟；播期Ⅲ、播期Ⅳ的酒用高粱在7 月中旬進入開花期，在8月下旬成熟；處理Ⅴ的酒用高粱在7月中旬后期進入開花期，在9月2日成熟。

表1 酒用高粱各生育期天數(shù)d

由表2 可知，酒用高粱從播種到成熟期天數(shù)與≥10 ℃積溫相關性最顯著，完成各生育期和全生育期所需天數(shù)均與≥10 ℃積溫呈顯著正相關。隨著播期的推遲，酒用高粱從播種到成熟所需要的天數(shù)越少，能利用的有效積溫也越少。因此，播期過遲不利于酒用高粱的營養(yǎng)生長和高產(chǎn)。酒用高粱全生育期天數(shù)與平均氣溫呈負相關，即平均氣溫升高，酒用高粱生育期將提前，其中出苗—拔節(jié)期、播種—成熟期天數(shù)與平均氣溫呈顯著負相關。降水量與酒用高粱生育期天數(shù)相關性不明顯。抽穗開花—成熟期天數(shù)與日照時間呈顯著負相關，日照時間延長，酒用高粱成熟期將提前。

表2 酒用高粱生育期天數(shù)與氣象因子的相關性

由表3 可知，試驗地3 月下旬平均氣溫為14.4 ℃，除出現(xiàn)2 日平均氣溫≤10 ℃的低溫天氣外，其余時段為晴好天氣。3月20日播種的酒用高粱產(chǎn)量位居第2。4 月上旬平均氣溫為12.2 ℃，降水量為26.0 mm，日照時間為0.6 h。3 月30 日播種的酒用高粱遇5 d 低溫天氣，出苗不好，產(chǎn)量相對較低。4 月中旬開始，試驗地氣溫和地溫穩(wěn)定上升，日平均氣溫穩(wěn)定在10.0 ℃以上，10 cm 地溫穩(wěn)定在12.0 ℃以上，利于酒用高粱出苗和蹲苗。4 月9 日播種的酒用高粱產(chǎn)量最高。綜上得出，在入春之后氣溫穩(wěn)定在10 ℃以上，10 cm地溫穩(wěn)定在12.0 ℃以上時，避開降溫時段，抓“冷尾暖頭”播種酒用高粱，有利于酒用高粱出苗和穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。

表3 酒用高粱播期氣象要素值統(tǒng)計

2.2 酒用高粱產(chǎn)量構成要素及產(chǎn)量差異性

由表4可知，酒用高粱的株高和莖直徑以處理Ⅲ的值最大，其中處理Ⅲ與處理Ⅳ莖直徑存在顯著差異；穗長以處理Ⅰ最大，與處理Ⅳ存在顯著差異；各處理酒用高粱有效穗數(shù)由多到少依次為處理Ⅳ、處理Ⅲ、處理Ⅴ、處理Ⅰ、處理Ⅱ；處理Ⅰ、處理Ⅱ與處理Ⅳ有效穗數(shù)存在顯著差異；10 m2小區(qū)產(chǎn)量和每667 m2產(chǎn)量由高到低依次為處理Ⅲ、處理Ⅰ、處理Ⅳ、處理Ⅱ、處理Ⅴ；單穗質(zhì)量和單穗粒數(shù)以處理Ⅰ最大，處理Ⅴ最小，兩處理差異顯著；千粒質(zhì)量以處理Ⅲ和處理Ⅳ較大，各處理間差異不顯著。

表4 酒用高粱產(chǎn)量構成因素及產(chǎn)量差異性分析

2.3 氣象因子對酒用高粱產(chǎn)量構成要素及產(chǎn)量的影響

由表5可知，拔節(jié)—抽穗期、拔節(jié)—成熟期、抽穗—成熟期氣象因子與酒用高粱產(chǎn)量的相關性系數(shù)普遍小于0.40，說明在2021 年酒用高粱抽穗之前的氣象因子對其產(chǎn)量的影響對大于抽穗之后。酒用高粱產(chǎn)量與播種—拔節(jié)期、播種—抽穗期的平均氣溫、日最高氣溫、日最低氣溫呈負相關，與日照時間、降水量呈正相關。出苗—拔節(jié)期降水量與酒用高粱產(chǎn)量相關性顯著。2021年4—5 月酒用高粱播種—拔節(jié)期多低溫寡照天氣，處理Ⅰ和處理Ⅱ由于出苗—抽穗期氣溫最低，有效穗數(shù)較處理Ⅲ和處理Ⅳ偏少；這說明酒用高粱在營養(yǎng)生長期遇長時段低溫寡照天氣，不利壯苗和幼穗分化。播種—成熟期≥10 ℃積溫同酒用高粱產(chǎn)量呈正相關，其中出苗—抽穗期相關系數(shù)最大（0.65），說明≥10 ℃積溫越少越不利于酒用高粱產(chǎn)量形成；尤其在抽穗之前，播期偏遲，則酒用高粱能利用的有效積溫越少，不利于其充分進行營養(yǎng)生長和高產(chǎn)。2021年不同處理酒用高粱，從播種到成熟期間≥10 ℃積溫為2 796.1～2 978.0 ℃，降水量為628.3～655.8 mm，日照時間為523.1～545.5 h；除在出苗—拔節(jié)期遇連續(xù)低溫寡照天氣外，在大田后期無明顯氣象災害發(fā)生，抽穗開花期無連陰雨，灌漿成熟期無干旱發(fā)生。因此，酒用高粱抽穗之前的氣象因子影響其產(chǎn)量大于抽穗之后。

表5 酒用高粱產(chǎn)量與生育期氣象因子的相關性

酒用高粱穗長、單穗質(zhì)量、單穗粒數(shù)隨著播期的延后有逐漸變小的趨勢，穗長、單穗質(zhì)量、單穗粒數(shù)以處理Ⅰ值最大，處理Ⅳ和處理Ⅴ最小。雖然3 月20 日播種的酒用高粱有效穗數(shù)偏少，但穗長、單穗質(zhì)量、單穗粒數(shù)值較大，導致小區(qū)產(chǎn)量位居前列，僅次于產(chǎn)量最高處理Ⅲ。由表6 可知，穗長、單穗質(zhì)量、單穗粒數(shù)與≥10 ℃積溫呈顯著正相關，即酒用高粱從播種到成熟期有效積溫越多，越利于穗粒數(shù)和穗長增加，可促使產(chǎn)量增加。因此，在氣候適宜范圍內(nèi)，抓住“冷尾暖頭”適當早播早栽，保證酒用高粱在營養(yǎng)生長期獲得更多有效積溫，能充分進行營養(yǎng)生長，是合理利用氣候資源爭取高產(chǎn)的重要舉措。

表6 單穗長、單穗質(zhì)量、單穗粒數(shù)與≥10 ℃積溫的相關性

3 結論

根據(jù)以上研究結果，可得出以下結論。①2021 年4 月9 日播種的酒用高粱產(chǎn)量最高，4 月29 日播種的產(chǎn)量最低，兩播期產(chǎn)量差異顯著。②全生育期天數(shù)與≥10 ℃積溫呈顯著正相關，與平均氣溫呈顯著負相關，與降水量和日照時間相關性不顯著。③酒用高粱產(chǎn)量與播種—拔節(jié)期、播種—抽穗期的平均氣溫、日最高氣溫、日最低氣溫呈負相關，與日照時間、降水量呈正相關。出苗—拔節(jié)期降水量與酒用高粱產(chǎn)量相關性顯著。酒用高粱抽穗之前的氣象因子與產(chǎn)量的相關系數(shù)大于抽穗之后。2021 年酒用高粱在出苗—拔節(jié)期遇長時段低溫寡照天氣，不利壯苗和幼穗分化，影響有效穗數(shù)及產(chǎn)量。穗長、單穗質(zhì)量、單穗粒數(shù)與≥10 ℃積溫呈顯著正相關，即酒用高粱從播種到成熟期有效積溫越多，越有利于穗粒數(shù)、穗長、產(chǎn)量增加。

4 討論

前人針對酒用高粱的分期播種試驗研究未結合氣象因子進行分析，筆者運用方差和相關性統(tǒng)計分析了酒用高粱不同播期的產(chǎn)量與氣象因子的關系，找出影響酒用高粱產(chǎn)量構成要素及產(chǎn)量的關鍵氣象因子。不同處理酒用高粱產(chǎn)量由高到低排序為處理Ⅲ、處理Ⅰ、處理Ⅳ、處理Ⅱ、處理Ⅴ，過早播種易受低溫寡照影響，過晚播種則有效積溫不充足，會導致穗長、單穗質(zhì)量、單穗粒數(shù)減少，不利穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。因此，在氣候適宜范圍內(nèi)，避開強降溫，抓住“冷尾暖頭”適當早播早栽，保證酒用高粱營養(yǎng)生長期獲得更多的有效積溫，能充分進行營養(yǎng)生長，是合理利用氣候資源爭取高產(chǎn)的重要舉措，這與張福耀等［16］、Zhou 等［17］的研究結論一致。此次研究僅用2021 年的試驗數(shù)據(jù)進行分析，得出影響酒用高粱產(chǎn)量的關鍵氣象因子僅代表當年的氣候條件，但不同氣候年景對酒用高粱生長及產(chǎn)量的關鍵氣象因子有所不同，因而有待對此進一步研究。