種植密度和行距對膜下滴灌紅花生長發育及產量的影響

摘 要：【目的】研究不同種植密度和行距對膜下滴灌紅花生長發育和產量的影響，為構建紅花高光效種植模式提供參考。

【方法】2020～2021年在新疆塔城地區裕民縣設置田間試驗，采用兩因素隨機區組設計，種植密度設4個處理：1.0×104株/667m2（A1）、1.5×104株/667m2（A2）、2.0×104株/667m2（A3）和2.5×104株/667m2（A4），行距設2個處理：20 cm（B1）和30 cm（B2），分析不同種植密度和行距對膜下滴灌紅花農藝性狀、干物質積累和產量的影響。

【結果】在一定種植密度范圍內，紅花株高、葉綠素含量、干物質積累量、產量等指標均隨種植密度的增加而逐漸增加，單株果球數、每果粒數和千粒重則隨著種植密度的增加而降低，而不同行距則對紅花的各指標影響較小。A3B1和A3B2處理下紅花的綜合指標和產量均顯著優于其他處理，A3處理下花絲產量分別比A1、A2和A4處理增加了15.73%、11.23%和7.97%，籽粒產量分別比A1、A2和A4處理增加了18.75%、11.96%和14.50%。

【結論】種植密度（2.0×104株/667m2（A3），20 cm（B1）或30 cm（B2），等行距）為紅花高產高效的栽培模式，能協調紅花生長，顯著提高紅花花絲和籽粒產量。

關鍵詞：紅花；種植密度；行距；干物質積累；生長；產量

中圖分類號：S567 文獻標志碼：A 文章編號：1001-4330（2024）04-0804-10

0 引 言

【研究意義】種植密度和行距配比是作物獲得高產的基礎［1-3］。不同作物、不同地區和不同種植模式均有其特有的適宜種植方式、種植密度和行距［4-6］。隨著膜下滴灌水肥一體化技術的運用，紅花（Carthamus tinctorius L.）產量得到提高。因此，篩選膜下滴灌下紅花適宜的種植模式和行距配比，對協調紅花主要農藝性狀、干物質積累和產量的調控效應具有重要意義。【前人研究進展】不同種植密度和行距配比對作物的生長發育、干物質積累和產量形成具有調控效應［7-9］。鄭迎霞等［10］研究發現，適應的種植密度可促進玉米生長，進而獲得較高的產量，但當密度過大時，玉米個體發育不良時，則導致倒伏率和空稈率增加而影響產量。石必顯等［11］研究發現，復播食葵的生長發育和產量與種植密度在一定范圍內呈正相關，但隨著種植密度的增加，食葵的株高、籽仁率和產量均顯著增加，粒寬、單盤粒重和千粒重則均有所下降。秦樂等［2］試驗發現，適當的種植密度可以顯著增加冬小麥的單位面積穗數、干物質積累和籽粒產量，當行距縮短至7.5 cm仍表現出增產。陳猛等［12］和馮學穎等［13］均發現，合理的種植密度可增加作物的有效穗數、干物質積累和光合效率，協調產量構成因素，進而獲得較高的產量。【本研究切入點】紅花生產中種植密度偏低、群體結構不合理和自然資源利用不充分是限制其高產高效的重要因素。適當增加作物的種植密度可以提高產量，但密度過高反而抑制作物生長。新疆光熱資源豐富，但目前有關紅花高光效種植模式的研究卻鮮見報道。需要研究不同種植密度和行距對紅花生長發育和產量的影響。【擬解決的關鍵問題】于新疆塔城地區裕民縣進行紅花田間試驗，供試紅花品種為18068，設置不同的種植密度和行距處理，分析其對紅花生長發育和產量形成的影響，篩選出紅花的高光效種植模式，為新疆紅花高產栽培提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗于2020～2021年在新疆塔城地區裕民縣霍斯哈巴克鄉進行（82°12′～83°30′E，45°24′～46°3′N）。

供試紅花品種為18068（新疆農業科學院經濟作物研究所提供）。地膜采用普通聚乙烯地膜覆蓋。采用輸液管模擬滴頭灌水，可保證每個區均能夠精確控制灌水量與施肥量。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

采用兩因素隨機區組試驗設計。種植密度設4個處理：1.0×104株/667m2（A1），1.5×104株/667m2（A2），2.0×104株/667m2（A3），2.5×104株/667m2（A4）；行距設2個處理：20 cm（B1），30 cm（B2），等行距種植。小區行長7 m，寬4 m，小區面積28 m2，處理間間距1 m，重復間走道1.5 m，重復3次，共24個小區，試驗面積28×24=672 m2。

1.2.2 測定指標

1.2.2.1 農藝性狀

于紅花伸長期、分枝期、現蕾期和開花期，每個小區分別采集5株代表性植株，測定株高、莖粗、根長、葉片數和分枝數等主要性狀指標。

1.2.2.2 干物質積累量

于紅花伸長期、分枝期、現蕾期和開花期，每個小區分別采集5株代表性植株，洗凈后用濾紙吸干，剪去植株的根部，將植株的莖、葉、花蕾分開，放入105℃烘箱中30 min進行殺青，80℃烘干稱干重。

1.2.2.3 花絲、籽粒產量和品質

于紅花成熟期各處理下取5株代表性植株進行考種，測量單株果球數、每果粒數和千粒重。于紅花開花時分別采摘各處理花絲，晾干后記錄產量。于籽粒成熟后分別收獲各處理籽粒，曬干揚凈后測產。

1.3 數據處理

采用Excel 2010和R語言進行數據整理與分析，采用最小顯著性差異LSD法進行顯著性測驗。

2 結果與分析

2.1 不同種植密度和行距對紅花主要農藝性狀的影響

研究表明，隨著種植密度的增加，紅花株高、葉片數和分枝數均呈先升后降的趨勢，而紅花莖粗和根長則隨著種植密度的增加持續減少，并且所有種植密度下B1和B2處理間紅花的農藝性狀均無顯著差異。隨著生育時期的推進，紅花農藝性狀均呈現“慢-快-慢”的生長趨勢，至現蕾期農藝性狀生長趨于穩定。不同種植密度對伸長期紅花農藝性狀無顯著影響。開花期后，A1～A4處理間紅花株高、葉片數和分枝數均顯著差異，其中A3處理下三者均達到最高水平，A3處理下株高比A1、A2和A4處理分別增加了15.70%、10.82%和18.60%；葉片數比A1和A4處理分別增加了53.78%和102.10%；分枝數比A2和A4處理分別增加了16.51%和40.82%。開花期后，A1～A3處理間紅花莖粗和根長顯著差異較小，并且均高于A4處理下的莖粗和根長，A1～A3處理下莖粗比A4處理分別增加了24.74%、14.58%和23.70%；A1～A3處理下根長比A4處理分別增加了14.43%、15.58%和15.15%。此外，不同種植密度下，B1和B2處理間紅花農藝性狀均差異不顯著。適宜的種植密度和行距能夠促進紅花的生長發育，A1～A3處理可顯著增加紅花的莖粗和根長，其中A3處理還可顯著增加紅花的株高、葉片數和分枝數。表1

2.2 不同種植密度和行距對紅花生育進程的影響

2.2.1 紅花葉綠素相對含量

研究表明，在不同生育時期，紅花葉綠素含量隨著種植密度的增加均呈先升后降的趨勢。不同種植密度處理間，伸長期紅花葉綠素含量均無顯著差異，分枝期、現蕾期和開花期紅花葉綠素含量間差異顯著，并且均隨著種植密度的增加而提高，于A3處理下達到最高水平，開花期A3處理下紅花葉綠素含量比A1、A2和A4處理分別增加了4.79%、4.44%和6.67%。不同種植密度處理下，B1和B2處理間紅花葉綠素含量無顯著差異，但B2處理下葉綠素含量總是大于B1處理。適當的種植密度和行距可顯著提升紅花的光合能力，A3B1和A3B2處理可促使紅花光合能力達到最高水平，但種植密度過大反而抑制紅花的光合作用。圖1

2.2.2 紅花總干物質積累量和干物質積累速率

研究表明，紅花干物質積累量和速率隨著種植密度的增加均呈先升后降的趨勢，于A3處理下達到最高水平，并且A1～A3處理下紅花干物質積累量和速率均高于A4處理。隨著生育時期的推進，不同種植密度處理間，播種期至分枝期的紅花干物質積累量無顯著差異，現蕾期至開花期的紅花干物質積累量在不同種植密度處理下表現出顯著差異。開花期紅花干物質積累量隨著種植密度的增加而提高，在A3處理時達到最高水平，隨后隨著種植密度的增加而降低。開花期干物質積累量表現為A3gt;A2gt;A1gt;A4，A3處理下干物質積累量比A1、A2和A4處理分別提高了9.05%、7.92%和24.15%。紅花干物質積累速率和干物質積累量具有相似的變化趨勢，其在開花期也表現為A3gt;A2gt;A1gt;A4，A3處理下干物質積累速率比A1、A2和A4處理分別提高了8.94%、8.25%和22.55%。此外，不同種植密度處理下B1和B2處理間紅花干物質積累量和速率無顯著差異，但B2處理下干物質積累量和速率總是大于B1處理。適當增加種植密度可顯著促進紅花干物質的形成和積累，在A3B1和A3B2處理下干物質積累量和速率均達到最高水平，但種植密度過高反而抑制紅花干物質的積累。圖2

2.2.3 紅花地上和地下部分干物質積累分配

研究表明，隨著生育時期的推進，紅花地上部干物質分配比例隨著種植密度的增加呈逐漸降低的趨勢，但始終保持在90%以上。不同種植密度處理間，伸長期地上和地下部分干物質分配比例無顯著差異；分枝期至開花期地上部分干物質分配比例隨著種植密度的增加呈降低趨勢，其中A1～A3處理地上部分和地下部分干物質分配比例無顯著差異，但均大于A4處理，分配比例表現為A1gt;A2gt;A3gt;A4。B1和B2處理間紅花地上部分和地下部分干物質分配比例無顯著差異。適當的種植密度可促進紅花干物質向地上部分運輸，但種植密度過高反而抑制紅花地下部分生長，導致紅花生長變弱和產量降低。圖3

2.3 不同種植密度和行距對紅花產量及其構成因素的影響

研究表明，紅花單株果球數、每果粒數和千粒重隨著種植密度的增加均呈逐漸降低趨勢，紅花花絲產量和籽粒產量則隨著種植密度的增加均呈先升后降的趨勢。A1～A3處理間，單株果球數、每果粒數和千粒重均無顯著差異，但均高于A4處理。其中單株果球數在A1、A2和A3處理下較A4處理分別增加了16.51%、14.97%和12.96%，每果粒數在A1、A2和A3處理下較A4處理分別增加了9.61%、7.39%和7.46%，千粒重在A1、A2和A3處理下較A4處理分別增加了7.03%、4.88%和4.98%。不同種植密度處理間，紅花花絲產量和籽粒產量均表現為A3gt;A2和A4gt;A1，其中A3處理下花絲產量比A1、A2和A4處理分別增加了15.73%、11.23%和7.97%；A3處理下籽粒產量比A1、A2和A4處理分別增加了18.75%、11.96%和14.50%。不同種植密度處理下，B1和B2處理間紅花產量及其構成因素均無顯著差異。適當的種植密度可顯著增加紅花花絲產量和籽粒產量，其中以A3B1和A3B2處理下紅花產量及其構成因素表現最優，但種植密度過大反而抑制產量形成，降低紅花產量。圖4

2.4 不同種植密度和行距處理下紅花產量及構成因素的相關性

研究表明，不同種植密度和行距處理下紅花花絲產量與單株果球數和每果粒數呈極顯著正相關，籽粒產量與單株果球數、每果粒數和千粒重均呈極顯著正相關。花絲產量和籽粒產量之間均呈顯著正相關，并且兩者分別與單株果球數、每果粒數和千粒重也均顯著正相關，但經過系數校正后，花絲產量僅與單株果球數和每果粒數呈極顯著正相關，對花絲產量的影響大小為單株果球數gt;每果粒數；籽粒產量與單株果球數、每果粒數和千粒重均呈極顯著正相關，對籽粒產量的影響大小為單株果球數gt;每果粒數gt;千粒重。圖5

3 討 論

3.1 不同種植密度和行距對紅花農藝性狀影響

合理的種植密度不僅能提高作物對養分和水分的吸收能力，還可以促進作物的營養生長和生殖生長［14-15］。作物產量均與種植密度有著密切的關系［15-16］。王彥輝等［17］和華燁等［18］研究均發現，適當的種植密度可以促進棉花的株高、果枝數、鈴數，確保棉花高產。試驗研究發現，不同種植密度及行距對紅花農藝性狀有顯著影響，其中株高、葉片數、分枝數和葉綠素含量均隨著種植密度的增加呈先升后降的趨勢，莖粗和根長則隨著種植密度的增加而呈下降趨勢。紅花株高、葉片數、分枝數和葉綠素含量均以A3處理表現最高，相較其他處理分別增加了10.82%、53.78%、16.51%和4.44%以上。此外，紅花莖粗和根長在不同處理間差異較小，但也均以A3處理表現最優。不同種植密度下紅花農藝性狀和葉綠素含量在B1和B2處理間均無顯著差異，但B2處理的表現均優于B1處理，表明株行距對紅花生長的影響較小，適當擴大行距有利于促進紅花生長和光合作用。試驗研究表明，適當的種植密度和行距有利于促進紅花的生長發育，A3B2處理可顯著增加紅花株高、葉片數、分枝數和葉綠素含量，此研究結果與前人結果一致。

3.2 不同種植密度和行距對紅花干物質積累的影響

適當的種植密度有利于促進作物的干物質積累，增加生殖器官的干物質分配，進而提高作物的產量［19-20］。侯振偉等［21］和李錐［22］試驗均發現，種植密度對小麥的干物質積累及各器官干物質轉運分配均有顯著影響。試驗研究發現，不同種植密度及行距對紅花干物質積累量及速率有顯著影響，干物質積累量和速率均隨著種植密度的增加呈先升后降的趨勢，地上部分分配比例則隨著種植密度的增加而降低。不同生育時期，紅花干物質積累量及積累速率具有相似的變化規律，整體表現為A3gt;A2gt;A1gt;A4。與其他處理相比，A3處理下干物質積累量提高了7.92%以上。此外，地上部分干物質分配比例隨著種植密度的增加而提高，其中A1～A3處理下地上部分分配比例無顯著差異，但均大于A4處理。干物質積累量及速率在B1和B2處理間無顯著差異，但均以B2處理表現最優，與行距對農藝性狀的影響一致，株行距對紅花干物質積累影響較小，適當擴大行距有利于干物質積累。研究表明，適當的種植密度及行距可顯著增加紅花干物質積累量及速率，協調紅花干物質分配比例，但種植密度過大反而抑制紅花干物質積累量及速率，其中以A3B1和A3B2處理下紅花干物質積累量及速率表現最優，與前人結果一致。

3.3 不同種植密度和行距對紅花產量的影響

在一定種植密度下，作物的產量構成因素及產量會隨著種植密度的增加而增加，但密度過大反而會產生抑制效應［12，23］。張明明等［24］也發現，在一定種植密度范圍內，小麥籽粒產量隨種植密度增加呈先升后降的趨勢，有效穗數隨著種植密度的增加逐漸提高。試驗研究發現，紅花花絲產量與單株果球數和每果粒數呈極顯著正相關，籽粒產量與單株果球數、每果粒數和千粒重均呈極顯著正相關，表明可以通過協調紅花產量構成因素提高紅花產量。紅花花絲和籽粒產量隨著種植密度的增加呈先升后降的趨勢，單株果球數、每果粒數和千粒重均隨著種植密度的增加而逐漸降低。其中，A1～A3處理間單株果球數、每果粒數和千粒重均無顯著差異，但均顯著高于A4處理。花絲產量以A3處理表現最多，較其他處理增加了7.97%以上。籽粒產量以A3處理表現最高，較其他處理增加了11.96%以上。此外，不同種植密度下B1和B2處理間紅花產量及其構成因素均無顯著差異。研究表明，適當的種植密度可協調紅花產量構成因素，顯著增加花絲和籽粒產量，其中A3B1和A3B2處理下產量及其構成因素表現最優，但種植密度過大反而會抑制單株果球數、穗粒數和千粒重，此研究結果與前人結果一致。

4 結 論

適當的種植密度和行距對紅花的生長發育、干物質積累與分配和產量形成具有顯著影響。A3B1（2.0×104株/667m2，20 cm等行距）和A3B2（2.0×104株/667m2，30 cm等行距）處理均能顯著增加紅花株高、葉片數、分枝數等主要農藝性狀，促進葉綠素和干物質的積累，協調地下部和地下部干物質分配比例，調節紅花產量構成因素，進而顯著提高紅花花絲和籽粒產量。

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