栽培密度對吉雜141群體生理指標及產量的影響

申曉慧

(黑龍江省農業科學院佳木斯分院，黑龍江佳木斯 154007)

?

栽培密度對吉雜141群體生理指標及產量的影響

申曉慧

(黑龍江省農業科學院佳木斯分院，黑龍江佳木斯 154007)

[目的] 明確矮稈早熟高粱品種吉雜141在佳木斯地區的合理栽培密度。[方法]以吉雜141為研究對象，在大田生產試驗條件下，采用平播的方式，設置15萬、20萬、25萬、30萬、35萬株/hm2共5個栽培密度，研究不同栽培密度下，吉雜141的群體生理指標、產量及產量性狀。[結果] 隨著栽培密度的增大，葉面積指數增加，葉綠素含量下降，群體光合勢和總光合勢增加，株高差異不顯著，穗長、穗粗逐漸下降，生物產量上升，千粒重和單穗重下降。[結論]初步明確在佳木斯地區采用平播方式吉雜141最適栽培密度為20萬株/hm2，產量可達9 203.36 kg/hm2。

高粱；栽培密度；生理指標；產量

高粱曾是我國重要的旱糧作物之一，是適應性較強、具有多種用途的高產農作物，也是許多國家和地區重要的動物飼料。近年來，隨著高粱產業趨勢的發展，市場對高粱的需求越來越大，因此，提高高粱產量是育種者的目標。雖然高粱具有抗旱、耐澇、耐鹽堿和耐貧瘠等優良特性，但其產量形成主要受品種、氣候、栽培措施等多種因素的影響，其中種植密度是重要因素之一。合理種植密度可構建良好的群體結構，獲得適宜的光合面積，有效提高光能利用效率，是作物實現高產的必要條件[1-2]。關于高粱栽培密度對其產量、農藝性狀等因素的影響，國內外已有諸多報道[3-5]。有研究認為，密度與群體關系緊密，作物產量的提高主要依靠增加密度，而不是靠提高單株產量[6-7]。也有研究表明，栽培密度的設置要隨不同品種及土壤肥力而不同[8-11]。

隨著作物診斷技術的迅猛發展，用葉面積指數(LAI)、群體葉片光合勢(LAD)、葉綠素含量(SPAD值)等群體生理指標來評價作物的群體受到越來越多學者關注[12-14]。不同品種、不同土壤條件及氣候因素對群體生產性能將產生較大的影響[15]。筆者選用吉雜141高粱為試驗材料，采用大田小區試驗，探討不同栽培密度條件下，群體生理指標、產量及產量性狀，以期為佳木斯地區高粱新品種的推廣及高產高效栽培提供技術支撐。

1　材料與方法

1.1試驗地概況及材料試驗于2015年在黑龍江省農業科學院佳木斯分院高粱試驗田中進行，試驗地前茬作物為大豆，土壤為草甸黑土，土壤基礎肥力：有機質2.54%、堿解氮85.7 mg/kg、有效磷63.1 mg/kg、速效鉀74.6 mg/kg、全氮0.16%、全磷0.17%、全鉀3.57%，pH 6.7。試驗材料為矮稈早熟高粱品種吉雜141。

1.2試驗方法小區面積6.00 m×5.00 m，壟寬0.65 m，設置密度為15萬、20萬、25萬、30萬、35萬株/hm2，分別用D1、D2、D3、D4、D5表示。秋整地時施入常規尿素(氮46%)250 kg/hm2、過磷酸鈣(磷43%)160 kg/hm2、氯化鉀(鉀60%)120 kg/hm2。隨機區組設計，3次試驗重復，5月11日播種，5月22日出苗。

1.3葉面積指數、群體葉片光合勢及葉綠素含量測定分別于拔節期、孕穗期、開花期、灌漿期選取5株有代表性植株進行取樣，將樣株取回后用日本AAC-400葉面積測定儀測定葉面積，并計算葉面積指數(LAI)；葉片光合勢(LAD)=1/2×(LA2+LA1)×(T2-T1)，式中LA1和LA2為T1、T2時間的葉面積；葉綠素含量測定采用日本產的SPAD-502葉綠素儀。

1.4高粱產量性狀及產量調查于高粱完熟期在小區取樣，將樣株帶回室內考種，測定株高、單穗重、穗長、穗粗、千粒重，并實收測籽粒產量和莖稈產量(二者之和即為生物產量)，計算單位面積產量及生物產量。

1.5統計分析統計分析采用SAS8.0及Excel 2013軟件。

2　結果與分析

2.1栽培密度對吉雜141群體生理指標的影響

2.1.1對葉面積指數的影響 。由圖1可知，隨著栽培密度的增加，高粱的葉面積指數提高，拔節期至孕穗期，葉面積指數逐漸升高，之后隨著生育時期的推進，葉面積指數逐漸下降，可能由于干物質積累逐漸向籽粒轉移所致。灌漿期植株由營養生長轉向生殖生長，下部葉片衰老、脫落，導致葉面積指數下降。栽培密度為35萬株/hm2時葉面積指數下降較為明顯，栽培密度為20萬株/hm2時葉面積指數下降平緩，高密度與低密度處理時葉面積指數存在較大差異。高栽培密度處理的葉面積指數在生育后期快速下降，可能是由于后期植株下部葉片衰老加速以及對光照、水分和養分等資源的爭奪有著密切的關系。

2.1.2對光合勢的影響。由表1可知，在整個生育時期里，高粱群體光合勢表現為增加趨勢。高粱的群體光合勢隨著栽培密度的增加呈現顯著增加趨勢，各處理基本在開花期達到最大值，25萬～35萬株/hm2的栽培密度處理差異不顯著，15萬和20萬株/hm2處理差異達到顯著水平(P<0.05)?？偣夂蟿菔遣煌A段光合勢的總和，總光合勢的變化隨著栽培密度的增加呈增加趨勢，且高密度與低密度處理之間差異顯著(P<0.05)。

圖1　不同生育時期各栽培密度下高粱的葉面積指數變化Fig.1　Changes of LAI of different growth stages under different densities

注：同列數據后小寫字母不同表示在0.05水平差異顯著。

Note：Different lowercases in the same row indicated significant differences at 0.05 level.

2.1.3對葉綠素含量的影響。葉片中葉綠素含量直接影響葉片的光合作用，由圖2可知，在拔節、孕穗、開花及灌漿期葉綠素含量呈先升后降趨勢。由拔節期至抽穗期葉綠素含量迅速上升，是由于此時正是高粱植株生長旺盛時期，葉綠素含量較高，光合作用較強。至孕穗期、開花期達到高峰，之后含量逐漸下降。拔節期和孕穗期各處理葉綠素含量存在明顯差別，開花期之后，15萬、20萬和25萬株/hm2栽培密度下葉綠素含量整體高于30萬和35萬株/hm2處理，灌漿期與開花期變化趨勢一致。

圖2　不同生育時期各栽培密度下高粱的葉綠素值變化Fig.2　Changes of chlorophyll content of different growth stages under different densities

2.2栽培密度對產量及產量性狀的影響由表2可知，不同栽培密度對高粱產量及其構成因素有不同程度的影響。在20萬株/hm2栽培密度下產量最高，為9 203.36 kg/hm2，其次是25萬株/hm2處理，產量也超過9 000 kg/hm2，二者差異不顯著，35萬株/hm2處理下，產量最低，且與其他處理差異顯著(P<0.05)；千粒重隨著栽培密度的增加呈現遞減趨勢，20萬株/hm2處理千粒重為26.98 g，與15萬株/hm2處理差異不顯著，25萬和30萬株/hm2處理差異不顯著，與35萬株/hm2處理千粒重差異顯著(P<0.05)；生物產量隨著栽培密度的增加而升高，不同栽培密度之間，生物產量差異顯著(P<0.05)，35萬株/hm2處理高粱生物產量最高，為24 593.38 kg/hm2。不同栽培密度下株高差異不顯著，平均株高為102.26 cm，隨著栽培密度的加大，穗長、單穗重2個指標呈逐漸降低趨勢，15萬和20萬株/hm2栽培密度下穗長差異不顯著，與25萬～35萬株/hm2栽培密度下穗長差異達到顯著水平(P<0.05)，20萬株/hm2栽培密度下的單穗重與其他處理差異顯著(P<0.05)。15萬～30萬株/hm2栽培密度下穗粗差異不顯著，與35萬株/hm2栽培密度下穗粗差異顯著(P<0.05)，各處理平均穗長19.88 cm，平均穗粗12.62 cm。說明在佳木斯地區，對吉雜141品種而言，單純地增加栽培密度并不能增加千粒重，達到增產的目的。不同生態區，不同品種生理生態習性不同，要獲得較高產量，應因地制宜，選擇適宜品種及合理栽培密度，充分發揮品種的生態習性。

3　結論與討論

(1)葉面積指數是調控高粱生長發育及籽粒產量的一個

注：同列數據后小寫字母不同表示在0.05水平差異顯著。

Note：Different lowercases in the same row indicated significant differences at 0.05 level.

重要指標，同時也能反映群體的葉面積發展動態，進而影響光合效率，所以研究高梁葉面積指數對提高產量具有重要意義。該研究結果表明，葉面積指數隨著栽培密度的增加而提高，但在生育后期高密度處理使葉面積指數自開花之后急劇下降。這與王巖等研究結果一致[16-17]。也有研究結果表明，葉面積指數在開花前期就達到最高水平，這可能與品種、種植地點以及環境氣候條件有關。

(2)葉綠素含量直接影響葉片的光合效率。該試驗中低密度處理葉綠素含量高于高密度處理葉綠素含量，這可能是由于品種差異造成的，栽培密度越小，植株之間養分競爭越小，個體植株長勢強于高密度處理植株個體，形成了良好的群體結構，充分發揮了光能利用效率。

(3)光合勢就是植物進行光合生產的綠葉面積的積數，與葉面積指數有密切關系。該研究結果表明，高粱的葉片光合勢隨著栽培密度的增加而增加，說明栽培密度對葉片光合勢影響較大，這與馬國勝等[18]的研究結果相一致。

該研究綜合群體葉面積、光合勢、葉綠素含量等群體生理指標及產量因素等特點，初步明確了高粱吉雜141在佳木斯地區采用平播方式適宜栽培密度為20萬株/hm2，平均產量達9 203.36 kg/hm2，可較好地發揮高粱產量優勢，獲得較高的籽粒產量水平。

[1] 鄒劍秋.中國高粱生產與前景展望[M]//柴巖，萬福世.中國小雜糧發展報告[M].北京：中國農業科學技術出版社，2007：44-51.

[2] 胡萌.密度對春玉米光合與衰老生理及產量的影響[D].哈爾濱：東北農業大學，2009.

[3] OGUNLELA V B，OKOH P N.Response of three sorghum varieties to N supply and plant density in a tropical environment[J].Fertilizer research，1989，21(2)：67-74.

[4] 劉貴鋒，白文斌，趙建武，等.旱地不同種植密度對中晚熟矮稈高粱品種農藝性狀及產量的影響[J].農學學報，2012，2(5)：32-35.

[5] 汪由，王恩杰，王巖，等.種植密度對高粱食用雜交種遼雜 13 生長發育及產量的影響[J].遼寧農業科學，2010(6)：24-27.

[6] XIN Z，AIKEN R，BRUKE J.Genetic diversity of transpiration efficiency in sorghum[J].Field crop research，2009(1/2)：74-80.

[7] 劉貴鋒，白文斌，趙建武，等.旱地不同種植密度對中晚熟矮稈高粱品種農藝性狀及產量的影響[J].農學學報，2012，2(5)：32-35.

[8] 李世忠，謝應忠，徐坤.國內外禾本科牧草種子生產的研究進展[J].中國種業，2005(7)：17-19.

[9] 韓建國，毛培勝.牧草種子生產的地域性[M]//洪紱曾，任繼周.草業與西部大開發.北京：中國農業出版社，2000.

[10] 韓建國.實用牧草種子學[M].北京：中國農業大學出版社，1997.

[11] 房麗寧，韓建國，王培，等.施肥及生長調節劑對高羊茅種子產量的影響[J].草地學報，2000，8(3)：164-170.

[12] 李寧，翟志席，李建民，等.播期與密度組合對夏玉米群體源庫關系及冠層透光率的影響[J].中國生態農業學報，2010，18(5)：959-964.

[13] 李培嶺，張富全，賈運崗.交替隔溝灌溉棉花群體生理指標的水氮偶合效應[J].中國農業科學，2010，43(1)：206-214.

[14] 馬國勝，薛吉全，路海東，等.播種時期與密度對關中灌區夏玉米群體生理指標的影響[J].應用生態學報，2007，18(6)：1247-1253.

[15] SHARIFI R S，HAMLABAD H B，AZIMI J.Plant population influence on the physiological indices of wheat(TriticumaestivumL.)cultivars [J].International research journal of plant science，2011，2(5)：137-142.

[16] 王巖，黃瑞冬.種植密度對甜高粱生長發育、產量及含糖量的影響[J].作物雜志，2008(3)：49-51.

[17] 楊楠，丁玉川，焦曉燕，等.種植密度對高粱群體生理指標、產量及其構成因素的影響[J].農學學報，2013，3(7)：11-17.

[18] 馬國勝，薛吉全，路海東，等.播種時期與密度對關中灌區夏玉米群體生理指標的影響[J].應用生態學報，2007，18(6)：1247-1253.

Effects of Planting Density on Yield and Agronomic Traits of Early Maturing Short-Stalked New Variety Sorghum Jiza141

SHEN Xiao-hui

(Jiamusi Branch of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences, Jiamusi, Heilongjiang 154007)

[Objective] To find the rational planting density of early maturing short-stalked new variety sorghum Jiza141 in Jiamusi Area. [Method] With Jiza 141 as the research object, field experiment was carried out. Five cultivating densities were designed, which were 150 000, 200 000, 250 000, 300 000 and 350 000 plants/hm2. Under the different planting density, the population physiological index, yield and yield traits of Jiza 141 were researched. [Result] With the increase of planting density, leaf area index increased, chlorophyll content declined, population photosynthetic potential and total photosynthetic potential enhanced, plant height showed no significant differences; ear length and width gradually reduced, biological yield increased, 1 000-grain weight and single panicle weight decreased. [Conclusion] It is preliminarily found that in Jiamusi Area, the optimal cultivation density of Jiza 141 is 200 000 plants/hm2; and the yield reaches 9 203.36 kg/hm2.

Sorghum; Planting density; Physiological index; Yield

申曉慧(1980- )，女，吉林扶余人，助理研究員，在讀博士，從事牧草與雜糧作物研究。

2016-04-25

S 514

A

0517-6611(2016)17-041-03